Патологические виды гемоглобина

Физиологические и патологические формы гемоглобина. Виды патологических гемоглобинов

Патологические виды гемоглобина

Гемоглобин совмещает в себе два обязательных компонента:

  • белок глобина, занимающий 96% от всего соединения;
  • железосодержащий гем, входящий в состав на 4%.

Этот вид хромопротеинов выполняет жизненно важную функцию в организме человека: осуществляет транспортировку кислорода от дыхательных органов ко всем клеткам и тканям, а от них, в лёгочную систему, перенося ненужный углекислый газ, освободившийся в процессе обмена. Помимо дыхания, он принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях и энергетическом аккумулировании.

Гемоглобин является основной составляющей красных кровяных телец – эритроцитов. Именно благодаря ему, они получили своё название и функциональное предназначение. В сухом веществе человеческого эритроцита насчитывают 95% гемоглобина, и всего лишь 5 % других веществ (липидов и белков).

Какие виды гемоглобина существуют?

По белковому содержанию гемоглобин можно разделить на два вида:

Физиологическим, свойственно появляться на определённых этапах нормального развития человеческого организма. А вот патологические виды гемоглобина образуются в результате неправильного последовательного расположения аминокислотного ряда в глобине.

По формам можно выделить следующие такие виды гемоглобина:

Для профилактики заболеваний и лечения проявлений варикоза на ногах наши читатели советуют Антиварикозный гель «VariStop», наполненный растительными экстрактами и маслами, он мягко и эффективно устраняет проявления болезни, облегчает симптомы, тонизирует, укрепляет сосуды.

  1. Оксигемоглобин;
  2. Карбоксигемоглобин;
  3. Метгемоглобин;
  4. Миоглобин.

Что такое оксигемоглобин?

Оксигемоглобин получил своё название благодаря способности переносить кислород. Но полностью осуществить процесс дыхания он может только в команде с карбогемоглобином.

Итак, оксигемоглобин соединяется с О 2 и доставляет к тканям кислород, а на обратном пути превращается в карбогемоглобин забирая у клеток СО2 – углекислый газ, доставляя его в органы дыхания.

Благодаря способности гемоглобина с лёгкостью присоединять и отдавать химические вещества в виде кислорода и углекислого газа, организм человека, постоянно насыщается чистым кислородом, а не травиться продуктами его распада.

Представление о карбоксигемоглобине

Этот вид гемоглобина случается тогда, когда он соединяется с СОНb – угарным газом. В таком случае гемоглобин приобретает необратимый статус, а значит становиться бесполезным, ведь больше никогда не сможет выполнять дыхательную функцию. Из этого следует, что не все виды гемоглобина и его соединения могут быть полезными для организма.

Вредные компоненты в виде угарного газа могут поступать как из окружающей среды, так и образовываться внутри человека в результате организменных нарушений.

Из окружающей среды угарный газ может поступить лёгкие, если человек находился в пожарной зоне или большую часть жизни пробыл в дороге, где часто дышал выхлопными газами.

Определённый процент необратимого соединения приходится на долю курильщиков. Если даже человек имеет высокий показатель гемоглобина, то из-за курения, лишь их часть будет нормально функционировать.

Самоотравление, случается, когда происходит отмирание собственных клеток организма и их некроз. Этот вид принято называть – «эндогенный угарный газ». Такие ситуации наблюдаются очень редко, чаще угарный газ поступает извне.

Понятие о метгемоглобине

Метгемоглобин (metHb) появляется на свет за счёт соединения с химическими веществами, в результате которых случаются неразрывные связи. Таким образом, получившиеся виды гемоглобина и их функции, подобно карбоксигемоглобину, являются бесполезными.

В этом случае случаются связи с такими химическими агентами как: нитратные, сероводородные, сульфидные вещества. К ним же относятся и лекарственные вещества в виде анальгетиков и химиотерапевтических веществ во время лечения онкологических заболеваний.

Аналогично ситуации с угарным газом, связи неразрывного характера могут образоваться вследствие поступления их в организм извне, так и в случаях когда, накопившись в тканях, радикалы высвобождаются в процессе разрушения клеток.

Иногда нарушение работы пищеварительного тракта может стать причиной поступления радикалов в кровь. Когда система пищеварения не может справиться со своей функцией и пропускает такие виды гемоглобина в кровяное русло.

Что такое миоглобин?

Миоглобин, считается абсолютным аналогом гемоглобина красных кровяных телец крови. Единственным отличием считается то, что местом локализации этого железосодержащего белка являются мышцы скелета и сердца. Если же каким-нибудь образом они вдруг будут повреждены, то миоглобин естественно попадёт в поток кровяного русла, а далее выведется из организма за счёт фильтрации почек.

Но существует вероятность закупорки почечного канальца, и дальнейшего его некроза. В таком случае может образоваться почечная недостаточность и кислородное голодание тканей.

Другие существующие виды гемоглобина

Кроме основного перечня вариаций, существуют ещё и другие виды гемоглобина в крови.

Из различных информационных источников можно услышать такие вариации как:

  • фетальный гемоглобин;
  • дисгемоглобин;
  • гликированный гемоглобин.

Фетальный гемоглобин

Фетальная форма гемоглобина находится в составе крови плода в период беременности, а также у новорождённых детей в течение первых трёх недель жизни.

Отличительным моментом от гемоглобина взрослого человека, является лишь то, что фетальный вид обладает лучшей способностью транспортировать кислород.

А вот изменения кислотности ю жизни фетальный гемоглобин практически исчезает. В теле взрослого человека он составляет всего лишь один процент.

Дисгемоглобин образуется в результате таких связей, которые навсегда лишают его способности выполнять характерные полезные свойства. Это означает, что такой гемоглобин будет перемещаться с кровью, но как недееспособный вспомогательный атрибут. Со временем он будет утилизирован селезёнкой, как изношенный материал.

В норме дисгемоглобин присутствует в организме каждого здорового человека. Если случаи подобных связок учащаются, органам кровообращения приходится работать с большей интенсивностью, и они быстрей истощаются и изнашиваются.

Гликированный гемоглобин

Когда связываются гемовый белок и глюкоза, образуется гликированный гемоглобин. Он также является необратимым соединением. Его количество повышается, когда увеличивается уровень сахара в крови.

Встречается в основном у людей, страдающих сахарным диабетом.

Из-за того, что гемоглобин живёт приблизительно 100 дней, благодаря лабораторным исследованиям можно определить эффективность терапевтического лечения, продолжить или назначить новое.

Не стоит придумывать и пугать себя мыслями, примеряя на себя все возможные заболевания. Если вы работаете в зоне риска или можете заболеть по наследственной линии, то лучше обратиться к специалисту и провести ряд лабораторных исследований. Постарайтесь избавиться от вредных привычек и чаще гулять на свежем воздухе.

  1. Какова роль гемоглобина в организме человека и последствия его недостатка?
  2. Причины низкого гемоглобина у женщин: особенности и формы анемических состояний
  3. Функции гемоглобина – как базового химического соединения в организме человека
  4. Нормальный уровень гликозилированного гемоглобина для страдающих диабетом

Источник: https://zelmed2.ru/fiziologicheskie-i-patologicheskie-formy-gemoglobina-vidy-patologicheskih.html

Структура, соединения и основные виды гемоглобина

Патологические виды гемоглобина

Кровеносная система выполняет транспортную функцию в организме всех теплокровных животных, доставляя к тканям питательные вещества и кислород. Транспортировка кислорода и углекислого газа осуществляется благодаря красным тельцам крови, в состав которых входит важное вещество – гемоглобин. В этой статье мы рассмотрим виды и соединения гемоглобина.

Что такое гемоглобин

Гемоглобин – это компонент эритроцитов, относящийся к группе белков. Состоит из 96% белкового вещества глобина и 4% вещества с атомом 2-валентного железа – гем. В 1 клетке эритроцита его содержится порядка 280 млн молекул, что и формирует красный цвет крови.

Главное свойство гемоглобина – это способность железа присоединять и отщеплять газы, формируя перемещение кислорода из лёгких к тканям и углекислого газа от тканей к лёгким. Таким образом, его роль в процессе газообмена в организме незаменима.

Структура и виды гемоглобина крови человека

На разных стадиях развития человеческого организма состав гемоглобина отличается по структуре полипептидных цепей. В зависимости от того, какие полипептидные цепи содержит гемоглобиновая структура, виды гемоглобина у человека следующие:

  1. Взрослый гемоглобин (HbA) встречается в доминантном количестве (около 98-99% от общего количества в крови) у взрослых людей. HbA состоит из 2 и 2 полипептидных цепей. В каждой из аминокислотных спиралей содержится компонент гема с атомом, отвечающим за сродство с молекулой кислорода. HbA обладает меньшей способностью к сродству с кислородом нежели другие виды гемоглобина, но в то же время он более устойчив к колебаниям pH и t.
  2. Фетальный (HbF) синтезируется у плода ещё в утробе матери начиная с 6-7 недель беременности с последующим его замещением на HbA. Уже с 1 месяца жизни синтез HbF замедляется, общий объём крови увеличивается, усиливается и синтез HbA, который к трём годам жизни ребёнка доходит до процентного соотношения состава крови взрослого человека. Фетальный гемоглобин от взрослого отличается составом цепей глобина, вместо цепи здесь присутствует тип спирали. HbF, по сравнению с HbA, обладает меньшей степенью устойчивости к изменениям pH крови и колебаниям температуры организма.
  3. Эмбриональный (HbE). Первичная форма дыхательного белка вырабатывается у эмбриона ещё до формирования плаценты (уже на первой неделе беременности) и продолжается до 6-7 недель. Структура отличается наличием цепей и ζ-типов.

В ряде случаев под влиянием генетических дефектов возникает аномальный синтез гемоглобиновых клеток. Патологические виды гемоглобина от физиологических отличаются составом полипептидных связей, а точнее, их мутацией.

В результате мутации ДНК, синтез компонентов эритроцитов осуществляется не с глутаминовой, а валиновой аминокислотой.

Эта «кадровая» замена приводит к образованию белковой структуры типа 2 с «липким» участком на поверхности, способным присваивать структуры себе подобные.

Таким образом, происходит полимеризация HbS-молекул и, как следствие, оседание тяжёлых и плохо транспортируемых эритроцитов в кровеносных сосудах. Данное отклонение носит название “серповидная анемия”.

Нормы содержания гемоглобина у человека

белковых дыхательных структур в крови у людей может отличаться в зависимости от пола, возрастной категории, образа жизни и некоторых других особенностей, как, например, беременность.

Нормальные значения содержания гемоглобина в крови, не считающиеся патологическим отклонением:

  • У мужчин – 130-150 г/л.
  • У женщин – 120-140 г/л.
  • У детей до года 100-140 г/л, причём в первый месяц эти значения могут достигать до 220 г/л за счёт повышенной концентрации фетального гемоглобина. У детей с года до 6 лет – 110-145 г/л, а с 6 года жизни – 115-150 г/л вне зависимости от пола ребёнка.
  • При беременности наблюдается снижение концентрация HbA до 110 г/л, что однако не считается анемией.
  • У пожилых людей нормой считается тенденция понижения на 5 единиц от заявленной нормы в зависимости от пола пациента.

По возрастному цензу отличается и состав крови, содержащей одновременно разные виды гемоглобина. Так, например, у взрослого человека естественным соотношением является 99% HbA и до 1% HbF. У детей до года процент HbF значительно выше, чем у взрослых, что объясняется постепенным распадом изначально имеющейся формы фетального гемоглобина.

Физиологические формы

Поскольку дыхательный красный пигмент непрерывно участвует в газообменных процессах в организме, то его главным свойством является способность образовывать соединения с молекулами различных газов. В результате подобных реакций создаются физиологические виды гемоглобина, которые считаются нормальным явлением.

  • Оксигемоглобин (Hb)– соединение с молекулой кислорода. Процесс происходит в органах дыхания, в альвеолах лёгких. Оксигенированные красные тельца окрашивают кровь в алый цвет, которая называется артериальной и движется от лёгких к тканям, обогащая их кислородом, необходимым для окислительных процессов.
  • Дезоксигемоглобин (HbH) – восстановленный гемоглобин образуется в момент, когда красные тельца отдают кислород тканям, но ещё не успели забрать от них углекислый газ.
  • Карбоксигемоглобин (Hb) образуется при выведении углекислого газа из тканей и выведении его к лёгким, завершая процесс дыхания человека. Карбоксигемоглобин придаёт венозной крови тёмный цвет – бордовый.

Патологические соединения

Эритроциты могут присоединять не только газы, участвующие в дыхательном процессе, но и другие, образуя патологические виды гемоглобина, представляющие опасность для человеческого здоровья и даже жизни. Эти соединения обладают низкой степенью распада, поэтому приводят к кислородному голоданию тканей и серьёзным нарушениям дыхательного процесса.

  • Карбгемоглобин (HbCO) – крайне опасное соединение в крови человека, надышавшегося угарным газом. Блокирует способность красных телец переносить кислород к тканям. Даже незначительная концентрация угарного газа в воздухе 0,07% может привести к летальному исходу.
  • Метгемоглобин (HbMet) образуется при отравлении нитробензольными соединениями, примерами которых являются алифатические растворители смол, эфиров, целлюлозы, широко применимые в текстильной промышленности. Нитраты при взаимодействии с гемоглобином преобразуют содержащиеся в геме 2-х валентное железо в 3-х валентное, что также приводит к гипоксии.

Диагностика гемоглобина

Для выявления концентрации глобиновых дыхательных структур в крови человека проводятся качественные и количественные виды анализов. Гемоглобин также исследуется на количество содержания в нём ионов железа.

Основным количественным методом определения концентрации гемоглобина сегодня является колориметрический анализ. Он представляет собой исследование цветовой насыщенности биологического материала при добавлении к нему специального реактива.

Качественные методы включают исследование крови на содержание в нём соотношения типов HbA и HbF. Также к качественному анализу относится определение количества содержания в крови молекул гликолизированного гемоглобина (соединения с углеродами) – метод используется для диагностики сахарного диабета.

Отклонение концентрации гемоглобина от нормы

Баланс HbA может варьировать как ниже, так и выше нормы. В любом случае это приводит к негативным последствиям.

При понижении HbA ниже установленной нормы возникает патологический синдром, который носит название “железодефицитная анемия”. Выражается вялостью, упадком сил, невнимательностью.

Негативно влияет на нервную систему, особенно опасен в детском возрасте, так как часто является причиной отставания в психо-моторном развитии.

Повышенный гемоглобин не является отдельным заболеванием, это, скорее, синдром, свидетельствующий о различных патологиях, таких как сахарный диабет, лёгочная недостаточность, порок сердца, заболевания почек, переизбыток фолиевой кислоты или витаминов группы В, онкология и др.

Источник: https://FB.ru/article/300790/struktura-soedineniya-i-osnovnyie-vidyi-gemoglobina

Формы гемоглобина в организме человека

Патологические виды гемоглобина

Первичная разновидность гемоглобина появляется еще у эмбриона на первых неделях беременности.

По мере развития плода, а также после рождения ребенка, образуются разные физиологические виды гемоглобина — это связано с разными условиями и задачами, которые стоят перед кроветворной системой и гемоглобином в разные моменты развития человеческой жизни. Помимо физиологических, еще имеются аномальные виды гемоглобина, которые образуются в результате мутаций генов, ответственных за синтез гемоглобина.

Эмбриональный

С первых недель развития эмбриона в эмбриональном мешке образуются первые виды гемоглобина — Gover 1 и Gover 2. В норме к 12 недели развития плода эмбриональный гемоглобин полностью замещается фетальным.

Фетальный

Плодный гемоглобин (HbF) является следующим этапом в усовершенствовании гемоглобина. Он является основным видом на протяжении всей беременности и имеет более высокое сродство к кислороду, чем .

К моменту родов его доля от общего количества гемоглобина составляет 50-80%. После рождения фетальный гемоглобин ребенка начинает усиленно распадаться и постепенно заменяется взрослым гемоглобином (HbA).

Именно ускоренный распад фетального гемоглобина обеспечивает физиологическую желтуху новорожденных, а также резкое снижение уровня гемоглобина в крови у детей в возрасте 1-2 месяцев.

Взрослый

В первые месяцы жизни ребенка взрослый вид гемоглобина (HbA) полностью замещает плодный (HbF) и сохраняется на протяжении всей жизни человека. Имеют разные виды гемоглобина HbA:

  1. HbA1 — 98% от всего количества гемоглобина в крови
  2. HbA2 — 2%
  3. HbA3 — может встречаться в старых эритроцитах
  4. HbA1c — гликированный гемоглобин А

Виды гемоглобинов и цепи глобина в их составе

Мутации генов, ответственных за синтез альфа- и бета-цепей белка глобина, приводят к появления аномальных видов гемоглобина. В настоящее время известно более 100 аномальных гемоглобинов. В большинстве известных случаев способность гемоглобина переносить кислород и углекислый газ сохранена.

Сюда же можно отнести и гемоглобинопатии (например, серповидноклеточная анемия) и талассемии.

Формы гемоглобина

В процессе жизнедеятельности гемоглобин может связываться не только с кислородом и углекислым газом, но и некоторыми другими химическими элементами, которые непосредственным образом влияют на возможность гемоглобина выполнять свои функции.

Газообмен в легких: окси-, дезокси- и карбгемоглобин

  1. Оксигемоглобин — так называется соединение гемоглобина с кислородом. Обозначается — HbO2. Именно такой формой гемоглобина насыщена артериальная кровь от легких и до капилляров тканей.
  2. Миоглобин — мышечная разновидность гемоглобина, которая содержится в скелетной мускулатуре и миокарде. Он является не переносчиком кислорода, а его депо на случай гипоксии. При снижении кислородной емкости крови, а также при гипоксии мышечной ткани при повышенной нагрузке, миоглобин начинает отдает тканям свой кислород. Миоглобин — это резерв кислорода для сердца и скелетных мышц при недостаточном его поступлении с обычным гемоглобином крови.
  3. Дезоксигемоглобин (HbH) — это «пустой» гемоглобин, который отдал кислород в тканях и не присоединил углекислый газ или, наоборот, отдал углекислый газ в легких, но не присоединил кислород. В подавляющем большинстве — это короткая промежуточная стадия в тканях или легких. В венозной или артериальной крови такой гемоглобин тоже встречается, но в небольшом количестве.
  4. Карбгемоглобин (HbCO2) — соединение гемоглобина с углекислым газом. Это соединение содержится в венозной крови, т.е. после капиллярной сети тканей и до легких.
  5. Метгемоглобин (HbOH) — образуется при окислении Fe2+ до Fe3+ под воздействием свободных радикалов, оксида азота, метиленового синего и др. Метгемоглобин утрачивает способность к переносу кислорода, поэтому повышение его в крови опасно для жизни.
  6. Цианметгемоглобин (HbCN) — патологическая форма гемоглобина, образующаяся в крови при присоединении цианидов (CN-) к метгемоглобину. Соединение цианидов с метгемоглобином применяется при лечении отравлений синильной кислотой.
  7. Карбоксигемоглобин (HbCO) — патологическая разновидность гемоглобина — очень стойкое соединение с угарным газом. Прочность связи углекислого газа с гемоглобином в 200 раз больше, чем у кислорода. В норме содержание HbCO в крови не должно превышать 1%.

При содержании во вдыхаемом воздухе 0,1% СО, 80% гемоглобина принимает форму карбоксигемоглобина. Если такое воздействие на организм сохранится несколько часов, то это может привести к летальному исходу. У курильщиков уровень карбоксигемоглобина в крови достигает 5-20%.

Источник: http://MedZeit.ru/analizy/krovi/oak/gemoglobin/formy-gemoglobina-v-organizme-cheloveka.html

Строение, типы и соединения гемоглобина

Патологические виды гемоглобина

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЕМОГЛОБИНА В КРОВИ

Гемоглобин [от греч. haima кровь + globus шар] – кровяной пигмент, содержащийся в эритроцитах и придающий крови красный цвет. Основными функциями гемоглобина является перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким, а также поддержание постоянной рН крови.

По химическому строению гемоглобин (Hb) относится к сложным белкам – хромопротеинам. Его простетическая группа, включающая двухвалентное железо, называется гемом, а белковый компонент – глобином. Молекула гемоглобина содержит 4 гема и один глобин. Глобин состоит из двух пар полипептидных цепей, которые в зависимости от аминокислотного состава обозначаются как α, β, γ и δ цепи.

Типы гемоглобина различаются структурой полипептидных цепей глобина. Существуют физиологические и патологические типы гемоглобина.

К физиологическим типам гемоглобина относятся гемоглобин А, F и Р.

Hb A – гемоглобин взрослых [от англ. adultвзрослый]. Гемоглобин А состоит из двух α- и двух β-цепей (α2β2). Имеется несколько фракций гемоглобина А: А1, А2, А3. В норме у взрослых фракция А1 является основной и составляет 96-98%, фракция А2 – не превышает 3%, А3 – в виде следов.

Hb F – фетальный гемоглобин [от лат. fetus плод]. Этот тип гемоглобина состоит из α2γ2 цепей и содержится у плода с 3 месяцев. У новорожденных содержание НbF составляет около 20%, остальной гемоглобин представлен НbА. В дальнейшим HbF продолжает уменьшаться и к 4-5 месяцам достигает величин взрослого человека – 1-2%.

Hb P – примитивный гемоглобин, содержится у плода на ранних стадиях эмбрионального развития (до 3-х месяцев).

Патологические типы гемоглобина: B(S), C, D, G и др. возникают в результате изменения аминокислотного состава глобина, обусловленного наследственным дефектом синтеза гемоглобина, и приводят к развитию гемоглобинопатий – тяжелых анемий гемолитического типа.

Замена только одной аминокислоты (глютаминовой на валин) превращает HbA в патологический HbS, имеющий структуру α2s2.

После отдачи кислорода в тканях HbS образует плохо растворимую форму и кристаллизуется в эритроцитах, вызывая их деформацию – образование серповидных эритроцитов, что приводит к развитию серповидноклеточной анемии.

Соединения гемоглобина бывают физиологические и патологические. К физиологическим соединениям гемоглобина относятся оксигемоглобин (соединение гемоглобина с кислородом), карбогемоглобин (соединение гемоглобина с углекислым газом) и редуцированный (восстановленный) гемоглобин – соединение гемоглобина с молекулой воды.

В легких гемоглобин соединяется с кислородом, образуя оксигемоглобин, который с током артериальной крови разносится ко всем органам и тканям.

Здесь оксигемоглобин диссоциирует (распадается) на кислород, который используется клетками для окислительных процессов, и гемоглобин, который присоединяет молекулу воды и становится редуцированным гемоглобином. Свободные валентности редуцированного гемоглобина связывают углекислый газ.

Образующийся при этом карбогемоглобин с током венозной крови доставляется в легкие, где он диссоциирует на составные части. Углекислый газ выделяется с выдыхаемым воздухом, а гемоглобин присоединяет новую порцию кислорода и весь процесс повторяется снова.

К патологическим соединениям гемоглобина относятся карбоксигемоглобин, метгемоглобин и сульфгемоглобин. Патологические соединения гемоглобина являются очень стойкими, не способными к диссоциации, поэтому они не могут переносить кислород и при их образовании в организме развивается кислородная недостаточность.

Метгемоглобин – это соединение гемоглобина с кислородом, в котором двухвалентное железо заменено трехвалентным. Образование метгемоглобина происходит при отравлениях амидо- и нитросоединениями бензольного ряда. Специфическим лабораторным признаком образования метгемоглобина является наличие в эритроцитах телец Гейнца.

Карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина с угарным газом (СО). Угарный газ является токсичным продуктом неполного сгорания углеродсодержащих веществ.

Образование в крови карбоксигемоглобина происходит при несоблюдении санитарно-гигиенических требований и нарушении технологических процессов при доменном и мартеновском производстве, в автогаражах, при печном отоплении, авариях и взрывных работах в шахтах, на пожарах.

Сродство гемоглобина к угарному газу в несколько сот раз больше, чем к кислороду, поэтому даже незначительная концентрация (0,07%) в воздухе угарного газа связывает более 50% имеющегося в организме гемоглобина и является смертельной.

Сульфгемоглобин обнаруживается при применении сульфаниламидов и при отравлении соединениями бензольного ряда одновременно с образованием метгемоглобина.

Источник: https://studopedia.su/13_46499_stroenie-tipi-i-soedineniya-gemoglobina.html

Патологические формы гемоглобина

Патологические виды гемоглобина

Нормальные формы гемоглобина

Строение гемоглобина

Гемоглобин – основной белок крови

Гемоглобин входит в состав группы белков гемопротеины, которые сами являются подвидом хромопротеинов и подразделяются на неферментативныебелки (гемоглобин, миоглобин) и ферменты(цитохромы, каталаза, пероксидаза). Небелковой частью их является гем – структура, включающая в себя порфириновое кольцо (состоящее из 4 пиррольных колец) и иона Fe2+. Железо связывается с порфириновым кольцом двумя координационными и двумя ковалентными связями.

Гемоглобин представляет собой белок, включающий 4 гемсодержащие белковые субъединицы. Между собой протомеры соединяются гидрофобными, ионными, водородными связями по принципу комплементарности.

При этом они взаимодействуют не произвольно, а определенным участком – контактной поверхностью. Этот процесс высокоспецифичен, контакт происходит одновременно в десятках точек по принципу комплементарности.

Взаимодействие осуществляют разноименно заряженные группы, гидрофобные участки, неровности на поверхности белка.

Белковые субъединицы в нормальном гемоглобине могут быть представлены различными типами полипептидных цепей: α, β, γ, δ, ε, ξ (соответственно, греч. – альфа, бета, гамма, дельта, эпсилон, кси). В состав молекулы гемоглобина входят по двецепи двухразных типов.

Гем соединяется с белковой субъединицей, во-первых, через остаток гистидина координационной связью железа, во-вторых, через гидрофобные связи пиррольных колец и гидрофобных аминокислот. Гем располагается как бы “в кармане” своей цепи и формируется гемсодержащий протомер.

Существует несколько нормальных вариантов гемоглобина:

· HbР – примитивный гемоглобин, содержит 2ξ- и 2ε-цепи, встречается в эмбрионе между 7-12 неделями жизни,

· HbF – фетальный гемоглобин, содержит 2α- и 2γ-цепи, появляется через 12 недель внутриутробного развития и является основным после 3 месяцев,

· HbA – гемоглобин взрослых, доля составляет 98%, содержит 2α- и 2β-цепи, у плода появляется через 3 месяца жизни и к рождению составляет 80% всего гемоглобина,

· HbA2 – гемоглобин взрослых, доля составляет 2%, содержит 2α- и 2δ-цепи,

· HbO2 – оксигемоглобин, образуется при связывании кислорода в легких, в легочных венах его 94-98% от всего количества гемоглобина,

· HbCO2 – карбогемоглобин, образуется при связывании углекислого газа в тканях, в венозной крови составляет 15-20% от всего количества гемоглобина.

HbS – гемоглобин серповидно-клеточной анемии.

MetHb – метгемоглобин, форма гемоглобина, включающая трехвалентный ион железа вместо двухвалентного. Такая форма обычно образуется спонтанно, в этом случае ферментативных мощностей клетки хватает на его восстановление.

При использовании сульфаниламидов, употреблении нитрита натрия и нитратов пищевых продуктов, при недостаточности аскорбиновой кислоты ускоряется переход Fe2+ в Fe3+. Образующийся metHb не способен связывать кислород и возникает гипоксия тканей.

Для восстановления ионов железа в клинике используют аскорбиновую кислоту и метиленовую синь.

Hb-CO – карбоксигемоглобин, образуется при наличии СО (угарный газ) во вдыхаемом воздухе. Он постоянно присутствует в крови в малых концентрациях, но его доля может колебаться от условий и образа жизни.

Угарный газ является активным ингибитором гем-содержащих ферментов, в частности, цитохромоксидазы4-го комплекса дыхательной цепи.

HbA1С – гликозилированный гемоглобин. Концентрация его нарастает при хронической гипергликемии и является хорошим скрининговым показателем уровня глюкозы крови за длительный период времени.

Миоглобин тоже способен связывать кислород

Миоглобин является одиночнойполипептидной цепью, состоит из 153 аминокислот с молекулярной массой 17 кДа и по структуре сходен с β-цепью гемоглобина. Белок локализован в мышечной ткани.

Миоглобин обладает более высоким сродством к кислороду по сравнению с гемоглобином.

Это свойство обуславливает функцию миоглобина – депонирование кислорода в мышечной клетке и использование его только при значительном уменьшении парциального давления О2 в мышце (до 1-2 мм рт.ст).

Кривые насыщения кислородом показывают отличия миоглобина и гемоглобина:

· одно и то же 50%-е насыщение достигается при совершенно разных концентрациях кислорода – около 26 мм рт.ст. для гемоглобина и 5 мм рт.ст. для миоглобина,

· при физиологическом парциальном давлении кислорода от 26 до 40 мм рт.ст. гемоглобин насыщен на 50-80%, тогда как миоглобин – почти на 100%.

Таким образом, миоглобин остается оксигенированным до того момента, пока количество кислорода в клетке не снизится до предельныхвеличин. Только после этого начинается отдача кислорода для реакций метаболизма.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_120149_patologicheskie-formi-gemoglobina.html

Виды гемоглобина, его соединения, их физиологическое значение

Патологические виды гемоглобина

⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒

Виды гемоглобина.

Различают три вида гемоглобина; первоначально эмбрион имеет примитивный гемоглобин (HbP) – до 4-5 мес. внутриутробной жизни, затем начинает появляться фетальный гемоглобин (HbF), количество которого увеличивается до 6–7 мес. внутриутробной жизни. С этого срока происходит увеличение гемоглобина А (взрослого) максимальная величина которого достигает к 9 мес.

внутриутробной жизни (90%). Количество фетального гемоглобина при рождении является одним из признаков доношенности: чем больше HbF, тем менее доношенный ребенок.

Следует отметить, что HbF в присутствии 2,3 дифосфоглицерата (ДФГ – продукт метаболизма оболочки эритроцита при недостатки кислорода) не меняет своего сродства к кислороду в отличии от HbA, сродство которого к кислороду снижается.

Виды Нв отличаются друг от друга по степени химического сродства к О2. Так, НвF в физиологических условиях имеет более высокое сродство к О2, чем НвА. Эта важнейшая особенность НвF создает оптимальные условия для транспорта О2 кровью плода.

Гемоглобин представляет собой кровяной пигмент, роль которого заключается в транспорте кислорода к органам и тканям, транспорте двуокиси углерода от тканей к легким, кроме этого он является внутриклеточным буфером, который поддерживает оптимальную для метаболизма pH.

Гемоглобин содержится в эритроцитах и составляет 90% их сухой массы. Вне эритроцитов гемоглобин практически не обнаруживается.
Химически гемоглобин относится к группе хромопротеидов. Его простетическая группа, включающая железо, называется гемом, белковый компонент – глобином.

Молекула гемоглобина содержит 4 гема и 1 глобин.

К физиологическим гемоглобинам относятся НЬА (гемоглобин взрослого) и HbF (фетальный гемоглобин, составляющий основную массу гемоглобина плода и исчезающий почти полностью ко 2-му году жизни ребенка). Современными электрофоретическими исследованиями доказано существование по крайней мере двух разновидностей нормального гемоглобина А: А1 (главный) и А2 (медленный).

Основную массу гемоглобина взрослого (96-99%) составляет HbAl, содержание других фракций (А2 F) не превышает 1 – 4%. Каждый вид гемоглобина, вернее его глобиновая часть, характеризуется своей «полипептидной формулой». Так, HbAl обозначается как ά2 β2, то есть он состоит из двух ά-цепей и двух β-цепей (всего 574 аминокислотных остатка, расположенных в строго определенном порядке).

Другие виды нормальных гемоглобинов – F, A2 обладают общей с HbAl β-пептидной цепью, но отличаются структурой второй полипептидной цепи (например, структурная формула HbF – ά2γ2).
Помимо физиологических гемоглобинов, существуют еще несколько патологических разновидностей гемоглобина.

Патологические гемоглобины возникают в результате врожденного, передаваемого по наследству дефекта образования гемоглобина.

https://www.youtube.com/watch?v=Vwq9FAO9C04

В эритроцитах циркулирующей крови гемоглобин находится в состоянии беспрерывной обратимой реакции. Он то
присоединяет молекулу кислорода (в легочных капиллярах), то отдает ее (в тканевых капиллярах).

К основным соединениям гемоглобина относятся: ННв – восстановленный гемоглобин и НвСО2 – соединение с углекислым газом (карбогемоглобин). Они в основном находятся в венозной крови и придают ей темно-вишневый цвет.

НвО2 – оксигемоглобин– находится, в основном, в артериальной крови, придавая ей алый цвет. НвО2 – чрезвычайно нестойкое соединение, его концентрация определяется парциальным давлением О2 (рО2): чем больше рО2, тем больше образуется НвО2 и наоборот. Все вышеперечисленные соединения гемоглобина относятся к физиологическим.

Гемоглобин в венозной крови с низким парциальным давлением кислорода связан с 1 молекулой воды. Такой гемоглобин называется редуцированным (восстановленным) гемоглобином.

В артериальной крови с высоким парциальным давлением кислорода гемоглобин соединен с 1 молекулой кислорода и имеет название – оксигемоглобин. Путем непрерывного превращения оксигемоглобина в редуцированный гемоглобин и обратно осуществляется перенос кислорода из легких к тканям.

Восприятие углекислоты в тканевых капиллярах и доставка ее в легкие также является функцией гемоглобина. В тканях оксигемоглобин, отдавая кислород, превращается в редуцированный гемоглобин.

Кислотные свойства редуцированного гемоглобина в 70 раз слабее свойств оксигемоглобина, поэтому свободные валентности его связывают углекислоту. Таким образом, углекислота доставляется из тканей в легкие с помощью гемоглобина.

В легких образующийся оксигемоглобин в силу своих высоких кислотных свойств вступает в связь с щелочными валентностями карбогемоглобина, вытесняя углекислоту. Так как основной функцией гемоглобина является обеспечение тканей кислородом, то при всех состояниях, сопровождающихся снижением концентрации гемоглобина в крови, или при качественных его изменениях развивается гипоксия тканей.

Однако есть и патологические формы гемоглобина.

Гемоглобин обладает способностью вступать в диссоциирующие соединения не только с кислородом и углекислый газом, но и с другими газами. В результате образуются карбоксигемоглобин, оксиазотистый гемоглобинисульфгемоглобин.


Карбоксигемоглобин (оксиуглеродный) диссоциирует в несколько сотен раз медленнее, чем оксигемоглобин, поэтому даже незначительная концентрация (0,07%) в воздухе угарного газа (СО), связывая около 50% имеющегося в организме гемоглобина и лишая его способности переносить кислород, является смертельным.

Карбоксигемоглобин (НвСО) – очень прочное соединение с угарным газом, обусловленное химическими свойствами угарного газа по отношению к Нв. Оказалось, что его родство к Нв в 400-500 раз больше, чем сродство О2 к Нв. Поэтому при незначительном повышении концентрации СО в окружающей среде образуется очень большое количество НвСО.

Если в организме находится много НвСО, то возникает кислородное голодание. Фактически О2 в крови очень много, а клетки тканей его не получают, т.к. НвСО – прочное соединение с О2.

Метгемоглобин представляет собой более стойкое, чем оксигемоглобин, соединение гемоглобина с кислородом, получающееся при отравлениях некоторыми лекарственными препаратами – фенацетином, антипирином, сульфаниламидами. При этом двухвалентное железо простетической группы, окисляясь, превращается в трехвалентное.

Метгемоглобин (MetНв) – окисленная форма Нв, крови придает коричневую окраску. Образуется MetНв при действии на Нв любым окислителями: нитраты, перекиси, перманганат калия, красная кровяная соль и т.д. Это стойкое соединение, потому что железо из ферроформы (Fe++) переходит в ферриформу (Fe+++), необратимо связывающую О2.

При образовании в организме больших количеств MetНв также возникает кислородная недостаточность (гипоксия).

Сульфгемоглобин обнаруживается в крови иногда при применении лекарственных веществ (сульфаниламидов). сульфгемоглобина редко превышает 10%. Сульфгемоглобинемия – необратимый процесс.

Так как пораженные эритроциты
разрушаются в те же сроки, что и нормальные, явлений гемолиза не наблюдается и сульфгемоглобин может находиться в крови в течение нескольких месяцев.

На этом свойстве сульфгемоглобина основан метод определения сроков пребывания нормальных эритроцитов в периферической крови.

⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-11-05; просмотров: 3738 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: https://lektsii.org/3-50598.html

ТерапевтОнлайн
Добавить комментарий