Struktura, spojevi i glavne vrste hemoglobina

Cirkulacijski sustav obavlja transportnu funkciju u tijelu svih toplokrvnih životinja, dajući hranjive tvari i kisik u tkiva. Prijevoz kisika i ugljičnog dioksida nastaje zbog crvenih krvnih stanica koje sadrže važnu supstancu - hemoglobin. U ovom članku ćemo razmotriti tipove i spojeve hemoglobina.

Što je hemoglobin?

Hemoglobin je sastavni dio eritrocita koji pripadaju grupi proteina. Sastoji se od 96% tkiva proteina globina i 4% tvari s 2-valentnim željeznim atomom - hem. U 1 stanici eritrocita sadrži oko 280 milijuna molekula, što čini crvenu boju krvi.

Glavna svojstva hemoglobina je sposobnost željeza da pričvrsti i uklanja plinove, stvarajući kretanje kisika od pluća do tkiva i ugljičnog dioksida iz tkiva do pluća. Stoga je njegova uloga u procesu razmjene plina u tijelu nezamjenjiva.

Struktura i tipovi ljudskog hemoglobina

U različitim fazama razvoja ljudskog tijela, hemoglobin se razlikuje u strukturi polipeptidnih lanaca. Ovisno o tome koji polipeptidni lanac sadrži hemoglobin strukturu, vrste hemoglobina kod ljudi su kako slijedi:

1. Odraslih hemoglobina (HbA) javlja se u dominantnoj količini (oko 98-99% ukupnog u krvi) kod odraslih osoba. HbA se sastoji od 2 i 2 polipeptidnog lanca. Svaka aminokiselinska spirala sadrži hemnu komponentu s atomom koji je odgovoran za afinitet molekule kisika. HbA ima niži afinitet za kisik od ostalih tipova hemoglobina, ali istovremeno je otporniji na promjene u pH i t.
2. Fetal (HbF) se sintetizira u fetusu čak iu maternici počevši od 6-7 tjedana trudnoće, s naknadnom zamjenom s HbA. Od 1 mjeseca života sinteza HbF je usporena, povećava se ukupni volumen krvi, a sinteza HbA, koja do treće godine života djeteta doseže postotak sastava krvi odrasle osobe, također se pojačava. Fetalni hemoglobin od odrasle osobe razlikuje se u sastavu lanaca globina, umjesto lanca, ovdje je prisutan spiralni tip. HbF, u usporedbi s HbA, ima manji stupanj otpornosti na promjene pH krvi i fluktuacije tjelesne temperature.
3. Embrionalna (HbE). Primarni oblik respiratornog proteina proizvodi se u embrij i prije stvaranja posteljice (već u prvom tjednu trudnoće) i traje do 6-7 tjedana. Struktura se odlikuje prisutnošću lanaca i ζ tipova.

Patološki tipovi hemoglobina

U mnogim slučajevima dolazi do nenormalne sinteze stanica hemoglobina pod utjecajem genetskih defekata. Patološke vrste hemoglobina iz fiziološke razlike u sastavu polipeptidnih veza, odnosno njihove mutacije.

Kao rezultat mutacije DNK, sinteza komponenti eritrocita provodi se ne s glutaminom, već s valinskom aminokiselinom. Ova zamjena "osoblja" dovodi do formiranja proteinske strukture tipa 2 s "ljepljivom" krpom na površini, koja može prisvojiti strukture poput sebe. Tako dolazi do polimerizacije HbS molekula i kao posljedica sedimentacije teških i slabo prenesenih crvenih krvnih stanica u krvnim žilama. Ovo odstupanje se naziva anemija srpastih stanica.

Norme sadržaja hemoglobina kod ljudi

Sadržaj proteinske respiratorne strukture u krvi kod ljudi može se razlikovati ovisno o spolu, dobnoj kategoriji, načinu života i nekim drugim karakteristikama, kao što je trudnoća.

Normalne vrijednosti hemoglobina u krvi, koje se ne smatraju patološkim odstupanjem:

• U muškaraca je 130-150 g / l.
• U žena je 120-140 g / l.
• Djeca mlađa od 100 do 140 g / l, au prvom mjesecu ove vrijednosti mogu doseći do 220 g / l zbog povećane koncentracije fetalnog hemoglobina. Djeca od 1 do 6 godina - 110-145 g / l i od 6 godina života - 115-150 g / l, bez obzira na spol djeteta.
• U trudnoći, koncentracija HbA je smanjena na 110 g / l, što međutim ne smatra se anemija.
• U starijih osoba, tendencija je silazni trend od 5 jedinica iz navedene stope, ovisno o spolu pacijenta.

Prema dobnoj granici , sastav krvi koji istodobno sadrži različite tipove hemoglobina razlikuje se. Na primjer, u odrasloj dobi, prirodni omjer je 99% HbA i do 1% HbF. U djece do godine, postotak HbF je znatno veći nego u odraslih, što je objašnjeno postupnim raspadom početno dostupnog oblika fetalnog hemoglobina.

Fiziološki oblici

Budući da dišni crveni pigment kontinuirano sudjeluje u procesima zamjene plina u tijelu, njegova glavna svojstva su sposobnost stvaranja spojeva s molekulama različitih plinova. Kao rezultat takvih reakcija nastaju fiziološki tipovi hemoglobina koji se smatraju normalnim.

• Oxyhemoglobin (Hb) je spoj s molekulom kisika. Proces se odvija u respiratornih organa, u plućnim alveolama. Oksidirana crvena tijela mrlje krv u crvenoj boji, nazvanu arterijska, i kreće se od pluća do tkiva, obogaćujući ih kisikom, što je neophodno za oksidacijske procese.
• Deoxyhemoglobin (HbH) - smanjeni hemoglobin nastaje u vrijeme kad crvena tijela daju kisik u tkivo, ali još nisu imali vremena odvojiti ugljikov dioksid od njih.
• Karboksihemoglobin (Hb) nastaje uklanjanjem ugljičnog dioksida iz tkiva i njegovom dovođenju u pluća, dovodeći do procesa humanog disanja. Karboksihemoglobin daje venskoj krvi tamnu boju - tamnocrveno.

Patološke veze

Eritrociti mogu priložiti ne samo plinove koji sudjeluju u respiratornom procesu, već i druge, stvarajući patološke hemoglobinske vrste, koje su opasne za ljudsko zdravlje, pa čak i život. Ti spojevi imaju nizak stupanj raspadanja, pa dovode do gladovanja kisika tkiva i ozbiljnih poremećaja dišnog procesa.

• Carbhemoglobin (HbCO) je izuzetno opasna tvar u krvi osobe koja diše ugljični monoksid. Blokira sposobnost crvenih tijela da prenose kisik u tkiva. Čak i mala koncentracija ugljičnog monoksida u zraku od 0,07% može dovesti do smrti.
• Methemoglobin (HbMet) nastaje trovanjem nitrobenzenskim spojevima, primjeri kojih su alifatska otapala smola, estera, celuloze, široko primjenjiva u tekstilnoj industriji. Nitrati, kada su u interakciji s hemoglobinom, pretvaraju valencijsko željezo sadržano u hemu na 3 valencijsko željezo, što također dovodi do hipoksije.

Dijagnoza hemoglobina

Da bi se otkrila koncentracija respiratornih struktura globina u ljudskoj krvi, provode se kvalitativne i kvantitativne analize. Hemoglobin se također ispituje za količinu iona željeza u njemu.

Glavna kvantitativna metoda za određivanje koncentracije hemoglobina danas je kolorimetrijska analiza. To je istraga zasićenosti boje biološkog materijala kada se dodaje poseban reagens.

Kvalitativne metode uključuju proučavanje krvi za sadržaj u njemu omjera tipova HbA i HbF. Također kvalitativna analiza uključuje određivanje količine glikiranih hemoglobinskih molekula u krvi (spojevi s ugljicima) - metoda se koristi za dijagnosticiranje šećerne bolesti.

Odstupanje koncentracije hemoglobina od normalne

Ravnoteža HbA može varirati i ispod i iznad norme. U svakom slučaju, to dovodi do negativnih posljedica. S smanjenjem HbA ispod utvrđene stope pojavljuje se patološki sindrom, koji se naziva anemija nedostatka željeza. Izražava se letargijom, gubitkom snage i nepažnjom. Negativno utječe na živčani sustav, osobito opasno u djetinjstvu, jer je često razlog za zaostajanje u razvoju psiho-motora.

Povišeni hemoglobin nije zasebna bolest, nego sindrom koji ukazuje na različite patologije, kao što je dijabetes melitus, plućna insuficijencija, srčana bolest, bolest bubrega, suvišak folne kiseline ili vitamina B, onkologija itd.