Содержание
Основные задачи эритроцитов определяются наличием в их составе белка хромопротеида – гемоглобина.
Молекулярная масса гемоглобина человека составляет 68 800. Гемоглобин состоит из белковой (глобин) и железосодержащей (гем) частей; на каждую молекулу глобина приходится 4 молекулы гема.
В крови здорового человека содержание гемоглобина составляет 120—165 г/л (120—150 г/л у женщин, 130—160 г/л у мужчин). У беременных женщин содержание гемоглобина может снижаться до 110 г/л.
Основные функции гемоглобина:
транспорт О2 и СО2 (дыхательных газов)
связывание токсичных веществ
Гемоглобин человека и различных животных имеет разное строение. Это относится к белковой части – глобину, в то время как гем у всех представителей животного мира имеет одну и ту же структуру.
Гем состоит из молекулы порфирина, в центре которой находится ион Fe 2+, способный связывать О2. Структура белковой части гемоглобина человека неоднородна, что приводит к разделению белковой части на несколько фракций.
Большая часть гемоглобина взрослого человека (95—98 %) состоит из фракции А (от лат. adultus – взрослый); от 2 до 3 % всего гемоглобина приходится на фракцию А2; наконец, в эритроцитах взрослого человека находится так называемый фетальный гемоглобин (от лат. foetus – плод), или гемоглобин F, содержание которого в норме редко превышает 1—2 %. Гемоглобины А и А2 обнаруживаются практически во всех эритроцитах, тогда как гемоглобин F присутствует в них не всегда.
Гемоглобин F содержится преимущественно у плода. К моменту рождения на его долю приходится 70—90 %. Гемоглобин F обладает большей аффинностью к О2, чем гемоглобин А, что позволяет тканям плода не испытывать гипоксии, несмотря на низкое содержание кислорода в его крови.
Эта адаптивная реакция объясняется тем, что гемоглобин F труднее связывается с 2,3-дифосфоглицериновой кислотой, которая уменьшает способность гемоглобина переходить в оксигемоглобин и, следовательно, обеспечивать легкую передачу О2 тканям.
Кроме так называемых нормальных, существует более 300 аномальных гемоглобинов, которые встречаются при различных заболеваниях системы крови. Все они отличаются друг от друга структурой глобина.
Виды гемоглобина в зависимости от состояния гема и глобина:
Оксигемоглобин (НbО2) — гемоглобин, который присоединяет четыре молекулы О2. В артериальной крови содержится около 98% оксигемоглобина, а в венозной – около 65%.
Дезоксигемоглобин (ННb) — это гемоглобин, который отдаёт кислород. В артериальной крови содержится около 2%, а в венозной – около 35%. Его также называют восстановленным или редуцированным.
Метгемоглобин (MetHb) — это гемоглобин, у которого атомы железа окислены (Fe 3+ ) и не могут присоединиться к кислороду. В норме его содержание составляет менее 3%.
Карбгемоглобин (НbСО2) — это гемоглобин, который присоединяет СО2 к глобину. Он находится в венозной крови. Его также называют карбогемоглобином.
Карбоксигемоглобин (НbСО) — СО имеет сильное сродство к гемоглобину, примерно в 240 раз выше, чем кислород, и блокирует присоединение кислорода. Например, если в крови содержится 0,5 мм рт. ст. СО, то 50% гемоглобина будет связано с СО.
В артериальной крови преобладает содержание дезоксигемоглобина, что придает ей алую окраску. В венозной крови до 35% всего гемоглобина приходится на дезоксигемоглобин.
СО2 связывается с гемоглобином через аминную группу, образуя карбгемоглобин (ННbСО2), благодаря чему от 10 до 20% всего транспортируемого кровью СО2 переносится.
При отравлении угарным газом (СО), чтобы заменить гемоглобин, используется специальная процедура.
Гемоглобин (от др.-греч. Гемо — кровь и лат. globus — шар) – это сложная белковая молекула внутри красных клеток крови – эритроцитов (у человека и позвоночных животных). Гемоглобин составляет примерно 98% массы всех белков эритроцита. |
Гемоглобин (от др.-греч. Гемо — кровь и лат. globus — шар) – это сложная белковая молекула внутри красных клеток крови – эритроцитов (у человека и позвоночных животных). Гемоглобин составляет примерно 98% массы всех белков эритроцита. За счет своей структуры гемоглобин участвует в переносе кислорода от легких к тканям, и оксида углерода обратно.
Строение гемоглобина
Гемоглобин состоит из двух цепей глобина типа альфа и двух цепей другого типа (бета, гамма или сигма), соединенными с четырьмя молекулами гемма, содержащего железо. Структура гемоглобина записывается буквами греческого алфавита: α2γ2.
Обмен гемоглобина
Гемоглобин образуется эритроцитами в красном костном мозге и циркулирует с клетками в течение всей их жизни – 120 дней. Когда селезенкой удаляются старые клетки, компоненты гемоглобина удаляются из организма или поступают обратно в кровоток, чтобы включиться в новые клетки.
Типы гемоглобина
К нормальным типам гемоглобина относится гемоглобин А или HbA (от adult — взрослый), имеющий структуру α2β2, HbA2 (минорный гемоглобин взрослого, имеющий структуру α2σ2 и фетальный гемоглобин (HbF, α2γ2. Гемоглобин F – гемоглобин плода. Замена на гемоглобин взрослого полностью происходит к 4-6 месяцам (уровень фетального гемоглобина в этом возрасте менее 1%). Эмбриональный гемоглобин образовывается через 2 недели после оплодотворения, в дальнейшем, после образования печени у плода, замещается фетальным гемоглобином.
Тип гемоглобина | Процент содержания у взрослого человека |
HbA — взрослый гемоглобин | 98% |
HbA2 – взрослый гемоглобин минорный | Около 2% |
HbFi – фетальный гемоглобин | 0,5-1% |
Эмбриональный гемоглобин | нет |
HbA1C – гликированный гемоглобин |
Аномальных гемоглобинов более 300, их называют по месту открытия.
Функция гемоглобина
Основная функция гемоглобина – доставка кислорода от легких к тканям и углекислого газа обратно.
Формы гемоглобина
- Оксигемоглобин – соединение гемоглобина с кислородом. Оксигемоглобин преобладает в артериальной крови, идущей от легких к тканям. Из-за содержания оксигемоглобина артериальная кровь имеет алый цвет.
- Восстановленный гемоглобин или дезоксигемоглобин (HbH) — гемоглобин, отдавший кислород тканям
- Карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина с углекислым газом. Находится в венозной крови и придает ей темный вишневый цвет.
Как же это происходит? Почему в легких гемоглобин забирает, а в тканях отдает кислород?
Эффект Бора
Эффект был описан датским физиологом Христианом Бором http://en.wikipedia.org/wiki/Christian_Bohr (отцом знаменитого физика Нильса Бора).
Христиан Бор заявил, что при большей кислотности (более низкое значение рН, например, в тканях) гемоглобин будет меньше связываться с кислородом, что позволит его отдать.
В легких, в условиях избытка кислорода, он соединяется с гемоглобином эритроцитов. Эритроциты с током крови доставляют кислород ко всем органам и тканям. В тканях организма с участием поступающего кислорода проходят реакции окисления. В результате этих реакций образуются продукты распада, в том числе, углекислый газ. Углекислый газ из тканей переносится в эритроциты, из-за чего уменьшается сродство к кислороду, кислород выделяется в ткани.
Эффект Бора имеет громадное значение для функционирования организма. Ведь если клетки интенсивно работают, выделяют больше СО2, эритроциты могут снабдить их большим количеством кислорода, не допуская кислородного «голодания». Следовательно, эти клетки могут и дальше работать в высоком темпе.
Какой уровень гемоглобина в норме?
В каждом миллилитре крови содержится около 150 мг гемоглобина! Уровень гемоглобина меняется с возрастом и зависит от пола. Так, у новорожденных гемоглобин значительно выше, чем у взрослых, а у мужчин выше, чем у женщин.
Что еще влияет на уровень гемоглобина?
Некоторые другие состояния также влияют на уровень гемоглобина, например, пребывание на высоте, курение, беременность.
Заболевания, связанные с изменением количества или структуры гемоглобина
- Повышение уровня гемоглобина наблюдается при эритроцитозах, обезвоживании.
- Снижение уровня гемоглобина наблюдается при различных анемиях.
- При отравлении угарным газом образуется карбгемоглобин (не путайте с карбоксигемоглобином!), который не может присоединять кислород.
- Под действием некоторых веществ образуется метгемоглобин.
- Изменение структуры гемоглобина называется гемоглобинопатией. Самые известные и частые заболевания этой группы – серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия, персистенция фетального гемоглобина. См.гемоглобинопатии на сайте Всемирной организации здравоохранения http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs308/ru/index.html
Знаете ли Вы?
- У беспозвоночных животных гемоглобин растворен в плазме крови.
- В сутки из легких в ткани переносится около 600 литров кислорода!
- Красный цвет крови придает гемоглобин, входящий в состав эритроцитов. У некоторых червей вместо гемоглобина хлорокруорин и кровь зеленая. А у каракатиц, скорпионов и пауков голубая, так как вместо гемоглобина – содержащий медь гемоцианин.
Гемоглобин – это вещество, которое представляет собой сложный белок, содержащий железо, который, связываясь с кислородом, обеспечивает его перенос по телу человека. У людей он содержится внутри эритроцитов. Нормальным уровнем гемоглобина в крови врачи считают концентрацию от 120 до 150 г/лу женщин и от 130 до 170 г/л — у мужчин. Главной функцией гемоглобина является обеспечение циркуляции кислорода в крови. Когда кровь проходит через лёгкие, гемоглобин насыщается кислородом. С помощью эритроцитов, перемещающихся вместе с кровью по организму, гемоглобин попадает во все органы и ткани и отдаёт им кислород. Взамен он забирает некоторое количество углекислого газа, чтобы выпустить его в лёгких.
Анемия
Уменьшение уровня содержания гемоглобина в крови известно как анемия или малокровие. Это состояние может быть вызвано различными факторами:
— потеря крови — это проявляется бледностью, головокружением, сильной жаждой и звоном в ушах;
— недостаток железа — гемоглобин и некоторые ферменты не могут нормально функционировать и обеспечивать клеточное дыхание;
— сидероархестическая анемия — связана с недостатком ферментов, которые синтезируют гемоглобин;
— увеличение разрушения эритроцитов (гемолиз);
— нарушение функции образования крови — это связано с нарушением процесса формирования клеток, из которых впоследствии образуются эритроциты и лейкоциты в костном мозге;
— наследственный дефицит ферментов в эритроцитах;
— нарушение синтеза белковой составляющей гемоглобина.
Гипоксемия
Гипоксемия или высотная болезнь (на большой высоте количество кислорода в воздухе уменьшается из-за понижения атмосферного давления.) – это состояние, при котором уровень кислорода в крови человека снижается. Эта болезнь может возникнуть из-за нескольких причин:
- Нарушение процесса газообмена в легких, что приводит к неравномерному распределению кислорода.
- Шунтирование крови справа налево, когда кровь из вен сразу попадает в артерии, минуя легочные отделы.
- Гиповентиляция, которая означает снижение количества вдыхаемого воздуха в легкие за определенный период времени.
- Нарушение процесса диффузии, которое происходит редко и сопровождается только гипоксемией. Это состояние усиливается при физической нагрузке, но может быть устранено путем вдыхания газовой смеси, содержащей больше кислорода.
Полицитемия
Нарушение уровня гемоглобина в крови может быть вызвано изменением количества или размера эритроцитов, что наблюдается при полицитемии. Это заболевание может быть связано с увеличением числа красных кровяных телец (абсолютный эритроцитоз) или уменьшением объема плазмы (относительная полицитемия). Срочным методом лечения этого заболевания является кровопускание, то есть удаление части крови из организма, а также применение препаратов цитостатиков.
Лёгочный фиброз
Лёгочный фиброз, также известный как пневмосклероз, представляет собой состояние, при котором соединительная ткань начинает разрастаться в лёгких. Причиной этого могут быть дистрофические или воспалительные процессы, которые приводят к потере упругости тканей и нарушению обмена газами в поврежденных областях. В результате этого нарушения кровь не получает достаточного количества кислорода, что также влияет на уровень гемоглобина в крови. Обычно это заболевание является последствием других инфекционных заболеваний лёгких.
Другие причины изменения уровня гемоглобина
Если речь идет о причинах низкого уровня гемоглобина в крови, которые не связаны с заболеваниями, это может быть связано с недостатком питательных веществ, проведением химиотерапии, потерей крови, нарушением работы почек, заболеваниями костного мозга или наличием атипичного гемоглобина.
Высокое содержание гемоглобина в крови может быть обусловлено большим количеством эритропоэтина – гормона, который производят почки и отвечает за созревание эритроцитов. Также причиной может быть наличие врожденных сердечных заболеваний.
Частые вопросы
Что такое уменьшение количества гемоглобина?
Уменьшение количества гемоглобина – это состояние, при котором уровень гемоглобина в крови становится ниже нормы.
Какие могут быть причины уменьшения количества гемоглобина?
Причины уменьшения количества гемоглобина могут быть различными, включая дефицит железа, витаминов B12 и фолиевой кислоты, хронические заболевания, потерю крови, генетические нарушения и другие.
Какие симптомы могут возникнуть при уменьшении количества гемоглобина?
Симптомы уменьшения количества гемоглобина могут включать слабость, усталость, бледность кожи и слизистых оболочек, одышку, головокружение, повышенную сердцебиение и другие.
Как диагностируется уменьшение количества гемоглобина?
Диагностика уменьшения количества гемоглобина включает проведение кровеносного анализа для определения уровня гемоглобина и других показателей крови.
Как лечится уменьшение количества гемоглобина?
Лечение уменьшения количества гемоглобина зависит от его причины и может включать прием препаратов железа, витаминов, изменение питания, лечение основного заболевания и другие методы.
Полезные советы
СОВЕТ №1
Питайтесь правильно и включайте в свой рацион пищу, богатую железом. Железо является важным компонентом гемоглобина, поэтому его недостаток может привести к снижению уровня гемоглобина в организме. Увеличьте потребление мяса, птицы, рыбы, орехов, зеленых овощей и бобовых, чтобы обеспечить организм достаточным количеством железа.
СОВЕТ №2
Употребляйте продукты, богатые витамином C. Витамин C помогает организму лучше усваивать железо из пищи. Включайте в свой рацион цитрусовые фрукты, клубнику, киви, красный перец и другие продукты, богатые витамином C.
СОВЕТ №3
Избегайте факторов, которые могут привести к снижению уровня гемоглобина. Некоторые причины снижения гемоглобина могут быть связаны с кровопотерей, хроническими заболеваниями, алкоголем или определенными лекарствами. Постарайтесь избегать таких факторов или проконсультируйтесь с врачом, чтобы узнать, как минимизировать их влияние на уровень гемоглобина.