гемоглобин. Глобин состоит из 4х полипептидных цепей, организованных в четвертичную структуру. Гем

• Название: Глобин состоит из 4х полипептидных цепей, организованных в четвертичную структуру. Гем
• Дата: 07.10.2022
• Размер: 52.94 Kb.
• Имя файла: гемоглобин.docx
• Тип: Документы; #720828

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  (₂₂).

Гемоглобин F – гемоглобин плода (от лат. fetus – плод), содержит две цепи  и две  (₂₂).

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):
Нb + О₂ НbО₂

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.

Нb + СО₂ НbСО₂

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).
2,3-дифосфоглицерат образуется в эритроцитах в ходе анаэробного метаболизма.
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




у мужчин у женщин
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 (НbА_1с) 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

	Скорость оседания эритроцитов, мм/час
по Панченкову	2 6 10 14 18 20 30 40 50 60 70 80 - -
п по Вестергрену	2 6 10 15 20 22 35 50 65 80 100 120 140 160

Референсные значения СОЭ по Вестергрену:

мужчины < 50 лет - от 0 до 15 мм/час	женщины < 50 лет - от 0 до 20 мм/час
мужчины > 50 лет - от 0 до 20 мм/час	женщины > 50 лет – от 0 до 30 мм/час

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.

Воспалительный процесс любого генеза изменяет соотношение между альбуминами (с одной стороны) и глобулинами и фибриногеном (с другой): содержание альбуминов в плазме крови снижается, а глобулинов и фибриногена возрастает.
Глобулины и фибриноген в большом количестве оседают на олигосахаридные структуры гликокаликса мембраны эритроцита, маскируя отрицательный заряд ее наружной поверхности.
Электростатические силы, определяющие отталкивание эритроцитов друг от друга, снижаются.
Эритроциты сближаются, формируя «монетные столбики» (рис. II-8).
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.