гемоглобин. Глобин состоит из 4х полипептидных цепей, организованных в четвертичную структуру. Гем
![]()
|
II. 2. Гемоглобин Дыхательная функция эритроцитов обусловлена белком цитоплазмы эритроцитов гемоглобином. В каждом эритроците содержатся сотни тысяч молекул гемоглобина. Гемоглобин – это сложный белок, состоящий из белка глобина и небелковой (простетической) части – гема. Глобин состоит из 4-х полипептидных цепей, организованных в четвертичную структуру. Гем содержит четыре молекулы пиррола, образующих кольцевую структуру. В центре пиррольного кольца находится атом железа – Fe2+ (рис. II-4). В молекуле гемоглобина каждая из четырех полипептидных субъединиц содержит гем. Гем расположен в специальных карманах, сформированных складками полипептидных цепей глобина (рис. II-5). В различных типах гемоглобина содержатся две полипептидные цепи и две цепи какого-либо другого типа (известны несколько типов полипептидных цепей гемоглобина – , , , S и др.). В соответствии с типом полипептидных цепей, формирующих глобин, различают: ![]() ![]() гемоглобин А и гемоглобин F Гемоглобин А – гемоглобин взрослых (от англ. adult – взрослый), содержит две цепи и две (22). Гемоглобин F – гемоглобин плода (от лат. fetus – плод), содержит две цепи и две (22). Нb F (фетальный) синтезируется у плода в процессе кроветворения в желточном мешке, печени, селезенке на 1-30 неделях внутриутробного развития. При рождении ребенка в течение первых месяцев жизни происходит замещение Нb F на Hb A. К 6 месяцам в эритроцитах ребенка сохраняется менее 1 % Нb F. Нb А продуцируется с 30-й недели внутриутробного развития, а далее всю жизнь в костном мозге. Соединения гемоглобина 1. В капиллярах малого круга гемоглобин обратимо связывается с кислородом, поступающим в плазму крови, а затем в эритроцит из легких. Одна молекула гемоглобина связывает четыре молекулы О2. В образовавшемся соединении – оксигемоглобине (НbО2) – каждая молекула кислорода ковалентно связывается с атомом Fe2+ гема. ![]() Эритроциты транспортируют кислород к тканям. ![]() В капиллярах большого круга (в тканях) происходит дезоксигенация гемоглобина: кислород поступает в ткани. Гемоглобин, от которого отсоединились молекулы кислорода, называется дезоксигемоглобином (Нb): ![]() ![]() 2. В капиллярах большого круга дезоксигемоглобин связывается с двуокисью углерода (СО2 образуется в тканях и диффундирует в кровь). Соединение СО2 с гемоглобином называется карбогемоглобином (НbСО2). В отличие от О2, связывающегося с Fe2+ гема, СО2 образует связь с N-группами аминокислот глобина. ![]() ![]() Чем больше молекул О2 связывается с гемоглобином, тем меньше его сродство к СО2 и наоборот. Подобная взаимосвязь между степенью оксигенации гемоглобина и способностью удерживать двуокись углерода позволяет одновременно насыщать гемоглобин кислородом и отдавать СО2 легким. 3. При вдыхании угарного газа образуется карбоксигемоглобин (НbСО). Нb + СО → НbСО СО, как и О2, связывается с Fe2+ гема, причем связь СО с гемом в 200 раз прочнее, чем кислорода. В связи с этим вдыхание даже небольших доз СО лишает кислород возможности соединяться с гемом, что приводит к тяжелым последствиям, вплоть до летального исхода. 4. При попадании в кровь сильных окислителей происходит изменение степени окисления железа гема: Fe2+ трансформируется в Fe3+. Изменение степени окисления железа гема делает невозможным осуществление дыхательной функции гемоглобина (и эритроцита), в связи с тем, что только Fe2+ способно обратимо связывать и отдавать кислород. Гемоглобин, в состав которого входит Fe3+, называется метгемоглобином. Регуляция сродства гемоглобина к кислороду Степень сродства гемоглобина к кислороду зависит от ряда факторов, в том числе от способности гемоглобина связываться с 2,3-дифосфоглицератом (2,3-ДФГ). ![]() Образовавшиеся молекулы 2,3-ДФГ связываются с молекулами гемоглобина, занимая место в его центральной полости. ![]() Так как гемоглобин является аллостерическим белком – высокомолекулярным образованием, свойства которого зависят от пространственного расположения определенных групп молекулы, вхождение 2,3-ДФГ в молекулу гемоглобина снижает его способность присоединять кислород – снижает сродство гемоглобина к кислороду. В связи с различиями структуры глобина в гемоглобине А и гемоглобине F 2,3-ДФГ образует с гемоглобином плода менее прочное соединение, чем с гемоглобином взрослого. Это обусловлено тем, что молекула 2,3-дифосфоглицерата, имея выраженный отрицательный заряд (рис. II-6), обладает высокой способностью связываться с Нb А, располагаясь в его положительно заряженной центральной полости. Положительный заряд центральной полости Нb А формируется аминогруппами остатков аминокислот валина, лизина и гистидина. В Нb F положительный заряд полости существенно нивелируется отрицательно заряженными остатками серина, поэтому 2,3-дифосфоглицерат связывается с Нb F в значительно меньшей степени, чем с Нb А. Следовательно, сродство Нb F к кислороду выше, чем гемоглобина взрослого. Поэтому гемоглобин плода забирает кислород из крови матери, протекающей по сосудам плаценты. Содержание гемоглобина в крови ![]() ![]() ![]() ![]() 132-164 г/л 115-145 г/л О гликозилированном гемоглобине Гемоглобин способен гликозилироваться – необратимо связываться с глюкозой в количестве, пропорциональном содержанию глюкозы в крови. В норме гликозилированный гемоглобин (НbА1с) составляет 3,5-5,6 % от количества гемоглобина в крови. Этот показатель используется в качестве контроля состояния больных сахарным диабетом. II. 3. Индексы эритроцитов Индексы эритроцитов используют в клинике для диагностики различных видов анемий. 1. Цветовой показатель отражает относительное содержание гемоглобина в эритроцитах. ![]() 2. Средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC – mean cell hemoglobin concentration) – отражает степень насыщения эритроцитов гемоглобином. Вычисляется путем деления концентрации гемоглобина в граммах в 100 мл крови на показатель гематокрита х 100. MCHC в норме у взрослых людей изменяется в пределах от 300 г/л до 380 г/л. 3. Среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH – mean concentration of hemoglobin) – показатель, определяющий среднее содержание гемоглобина в одном эритроците. ![]() ССГ (MCH) варьирует в пределах от 26 пг до 34 пг пг (пикограмм) = 10 -12 грамма 4. Cредний объем эритроцита (МСV – mean cell volume) – определяет средний объем эритроцита. Важен при нарушении водно-солевого обмена. МСV = Ht/количество эритроцитов в литре крови = 75-95 фл фл (фемтолитр) = мкм3 Все индексы эритроцитов (кроме цветового показателя) определяются автоматическими анализаторами. II. 4. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) СОЭ является ключевым неспецифическим показателем воспалительного процесса. В России СОЭ определяется методом Панченкова с помощью специального капилляра, заполненного кровью, смешанной с антикоагулянтом. Градуированный по миллиметрам капилляр устанавливается в специальном штативе (приборе Панченкова) на 1 час. В течение этого времени эритроциты (красная составляющая крови) под собственной тяжестью оседают, а в верхней части капилляра остается жидкость желтоватого цвета – плазма крови (рис. II-7). Скорость оседания эритроцитов определяют в соответствии с количеством миллиметров, на которое осели эритроциты за один час. Отсюда размерность этого показателя – мм/час. В норме СОЭ по Панченкову составляет ![]() ![]() у мужчин – от 1 до 10 мм/час у женщин – от 2 до 15 мм/час Международным методом определения СОЭ является метод Вестергрена. Он отличается от метода Панченкова характеристиками используемых капилляров и шкалой результатов. Капилляр Панченкова калиброван на 100 мм, а пробирка Вестергрена – на 200 мм. Метод Вестергрена более чувствителен к повышению СОЭ. Оба метода в диапазоне нормальных значений СОЭ дают сходные результаты. В области же высоких значений СОЭ показатели, полученные методом Вестергрена, существенно превышают показатели, полученные методом Панченкова (табл. 1). Таблица 1. Соответствие СОЭ, определенной методами Панченкова и Вестергрена
Референсные значения СОЭ по Вестергрену: ![]() ![]()
Главным фактором, определяющим величину СОЭ, является соотношение между различными фракциями белков плазмы крови: ![]() ![]() альбуминами и глобулинами и фибриногеном Альбумины плазмы крови характеризуются выраженным отрицательным зарядом. Это препятствует их оседанию на одноименно заряженную наружную поверхность эритроцитов. В отличие от альбуминов, глобулины и фибриноген имеют очень слабый отрицательный заряд, вследствие чего обладают склонностью адсорбироваться на мембране эритроцитов. Поскольку в норме (вне воспаления) преобладающими белками плазмы крови являются альбумины – их в 1,2-1,5 раз больше глобулинов и намного больше фибриногена, – эритроциты в русле крови не загружаются белками плазмы, сохраняя нормальные значения отрицательного заряда мембраны. Кровь, взятая у здорового человека, оседает с довольно малой скоростью, так как эритроциты, не имеющие тенденции к сближению, циркулируют в кровотоке в виде отдельных единиц. ![]() ![]() ![]() ![]() Образование «монетных столбиков» ускоряет оседание эритроцитов. В определенной степени на СОЭ влияет количество эритроцитов в объеме крови, что можно видеть, сравнивая СОЭ у здоровых мужчин и женщин. У мужчин количество эритроцитов в объеме крови больше, чем у женщин, следовательно, кровь у них более вязкая. Очевидно, что в вязкой крови эритроциты оседают медленней. |