Cirkulatorni sistem obavlja transportnu funkciju u tijelu svih toplokrvnih životinja, dostavljajući hranljive materije i kiseonik u tkiva. Prijevoz kisika i ugljičnog dioksida odvija se zahvaljujući crvenim krvnim stanicama, koje uključuju važnu tvar - hemoglobin. U ovom članku ćemo pogledati vrste i spojeve hemoglobina.
Šta je hemoglobin
Hemoglobin je komponenta crvenih krvnih zrnaca koja pripada grupi proteina. Sastoji se od 96% proteinske supstance globina i 4% supstance sa atomom 2-valentnog gvožđa - hema. U 1 ćeliji eritrocita sadrži oko 280 miliona molekula, koji formiraju crvenu boju krvi.
Glavno svojstvo hemoglobina je sposobnost gvožđa da vezuje i oslobađa gasove, formirajući kretanje kiseonika iz pluća u tkiva i ugljen-dioksida iz tkiva u pluća. Dakle, njegova uloga u procesu razmjene gasova u organizmu je nezamjenjiva.
Struktura i tipovi hemoglobina u ljudskoj krvi
U različitim fazama ljudskog razvojasastav hemoglobina se razlikuje u strukturi polipeptidnih lanaca. Ovisno o tome koje polipeptidne lance sadrži struktura hemoglobina, tipovi hemoglobina kod ljudi su sljedeći:
- Hemoglobin odraslih (HbA) javlja se u dominantnim količinama (oko 98-99% ukupne krvi) kod odraslih. HbA se sastoji od 2 i 2 polipeptidna lanca. Svaki od spirala aminokiselina sadrži hem komponentu s atomom odgovornim za afinitet prema molekuli kisika. HbA ima manji afinitet za kiseonik od drugih vrsta hemoglobina, ali je istovremeno otporniji na pH i t fluktuacije.
- Fetal (HbF) se sintetiše u fetusu u materici počevši od 6-7 nedelje trudnoće, nakon čega sledi njegova zamena sa HbA. Već od 1. mjeseca života usporava se sinteza HbF, povećava se ukupni volumen krvi, a povećava se sinteza HbA, koji do treće godine života djeteta dostiže postotak krvnog sastava odrasle osobe. Fetalni hemoglobin se razlikuje od odraslog po sastavu globinskih lanaca; umjesto lanca, ovdje postoji vrsta heliksa. HbF, u poređenju sa HbA, manje je otporan na promjene pH krvi i fluktuacije tjelesne temperature.
- embrionalni (HbE). Primarni oblik respiratornog proteina proizvodi se u embrionu još prije formiranja posteljice (već u prvoj nedjelji trudnoće) i traje do 6-7 sedmica. Struktura se odlikuje prisustvom lanaca i ζ-tipova.
Patološki tipovi hemoglobina
U nekim slučajevima pod uticajemkod genetskih defekata dolazi do abnormalne sinteze hemoglobinskih ćelija. Patološki tipovi hemoglobina razlikuju se od fizioloških po sastavu polipeptidnih veza, odnosno po njihovoj mutaciji.
Kao rezultat mutacije DNK, sinteza komponenti eritrocita se ne odvija s glutaminom, već s amino kiselinom valina. Ova zamjena "okvira" dovodi do formiranja proteinske strukture tipa 2 sa "ljepljivim" mjestom na površini koje je u stanju da prisvoji strukture svoje vrste. Tako dolazi do polimerizacije molekula HbS i, kao rezultat, taloženja teških i loše transportovanih eritrocita u krvnim sudovima. Ovo odstupanje se naziva "srpasta anemija".
Norme sadržaja hemoglobina kod ljudi
Sadržaj proteinskih respiratornih struktura u krvi ljudi može se razlikovati ovisno o spolu, starosnoj kategoriji, načinu života i nekim drugim karakteristikama, kao što je trudnoća.
Normalne vrijednosti sadržaja hemoglobina u krvi, koje se ne smatraju patološkom abnormalnošću:
- Muškarci - 130-150 g/L.
- Žene - 120-140 g/l.
- Kod djece do godine 100-140 g/l, au prvom mjesecu ove vrijednosti mogu dostići i do 220 g/l zbog povećane koncentracije fetalnog hemoglobina. Kod dece od jedne godine do 6 godina - 110-145 g/l, a od 6 godina starosti - 115-150 g/l, bez obzira na pol deteta.
- Tokom trudnoće dolazi do smanjenja koncentracije HbA na 110 g/l, što se, međutim, ne smatra anemijom.
- Kod starijih ljudi, trend se smatra normomsmanjenje za 5 jedinica od deklarirane norme, u zavisnosti od spola pacijenta.
Prema starosnoj granici razlikuje se i sastav krvi, koja istovremeno sadrži različite vrste hemoglobina. Tako, na primjer, kod odrasle osobe prirodni omjer je 99% HbA i do 1% HbF. Kod djece mlađe od godinu dana, procenat HbF je značajno veći nego kod odraslih, što se objašnjava postepenim razgradnjom prvobitno postojećeg oblika fetalnog hemoglobina.
Fiziološki oblici
Budući da je respiratorni crveni pigment kontinuirano uključen u procese izmjene plinova u tijelu, njegovo glavno svojstvo je sposobnost stvaranja spojeva sa molekulima različitih plinova. Kao rezultat takvih reakcija stvaraju se fiziološki tipovi hemoglobina koji se smatraju normalnim.
- Oksihemoglobin (Hb) je jedinjenje sa molekulom kiseonika. Proces se javlja u respiratornim organima, u alveolama pluća. Oksigenirana crvena krvna zrnca boje krv u grimiznu boju, koja se zove arterijska i kreće se od pluća do tkiva, obogaćujući ih kisikom neophodnim za oksidativne procese.
- Deoksihemoglobin (HbH) - smanjeni hemoglobin nastaje u trenutku kada crvena krvna zrnca daju kiseonik tkivima, ali još nisu stigla da iz njih uzmu ugljen-dioksid.
- Karboksihemoglobin (Hb) nastaje kada se ugljični dioksid ukloni iz tkiva i prenese u pluća, dovršavajući proces ljudskog disanja. Karboksihemoglobin daje venskoj krvi tamnu boju - bordo.
Patološke veze
Eritrociti mogu vezati ne samo gasove uključene u respiratorni proces, već i druge, formirajući patološke tipove hemoglobina koji predstavljaju opasnost po ljudsko zdravlje, pa čak i život. Ova jedinjenja imaju nizak stepen razgradnje, pa dovode do gladovanja tkiva kiseonikom i ozbiljnih poremećaja respiratornog procesa.
- Carbhemoglobin (HbCO) je izuzetno opasno jedinjenje u krvi osobe koja je udahnula ugljen monoksid. Blokira sposobnost crvenih krvnih zrnaca da prenose kiseonik do tkiva. Čak i mala koncentracija ugljičnog monoksida u zraku od 0,07% može biti fatalna.
- Methemoglobin (HbMet) nastaje trovanjem nitrobenzenskim jedinjenjima, čiji su primjeri alifatski rastvarači smole, eteri, celuloza, koji se široko koriste u tekstilnoj industriji. Nitrati, kada su u interakciji sa hemoglobinom, pretvaraju 2-valentno gvožđe sadržano u hemu u 3-valentno gvožđe, što takođe dovodi do hipoksije.
Dijagnoza hemoglobina
Da bi se otkrila koncentracija globinskih respiratornih struktura u ljudskoj krvi, sprovode se kvalitativne i kvantitativne vrste analiza. Hemoglobin se takođe ispituje na količinu jona gvožđa koje sadrži.
Glavna kvantitativna metoda za određivanje koncentracije hemoglobina danas je kolorimetrijska analiza. To je studija zasićenosti boja biološkog materijala kada mu se doda posebna boja.reagens.
Kvalitativne metode uključuju proučavanje krvi na sadržaj omjera HbA i HbF tipova u njoj. Kvalitativna analiza također uključuje određivanje količine glikoziliranih molekula hemoglobina (spojeva s ugljikom) u krvi - metoda se koristi za dijagnosticiranje dijabetes melitusa.
Odstupanje koncentracije hemoglobina od norme
HbA balans može varirati ispod i iznad normalnog. U svakom slučaju, to dovodi do negativnih posljedica. Kada HbA padne ispod utvrđene norme, javlja se patološki sindrom koji se naziva „anemija deficijencije gvožđa“. Izražava se letargijom, gubitkom snage, nepažnjom. Negativno utiče na nervni sistem, posebno je opasan u djetinjstvu, jer često uzrokuje zaostajanje u psihomotoričkom razvoju.
Povišeni hemoglobin nije posebna bolest, već sindrom koji ukazuje na razne patologije, kao što su dijabetes, plućna insuficijencija, srčana oboljenja, bolest bubrega, višak folne kiseline ili vitamina B, onkologija, itd.
