Oběhový systém plní v těle všech teplokrevných živočichů transportní funkci a dodává živiny a kyslík do tkání. Transport kyslíku a oxidu uhličitého se uskutečňuje díky červeným krvinkám, které obsahují důležitou látku - hemoglobin. V tomto článku se podíváme na typy a sloučeniny hemoglobinu.
Co je hemoglobin
Hemoglobin je složkou červených krvinek, která patří do skupiny bílkovin. Skládá se z 96 % z bílkovinné látky globinu a ze 4 % z látky s atomem 2-mocného železa - hemu. V 1 buňce erytrocytu obsahuje asi 280 milionů molekul, které tvoří červenou barvu krve.
Hlavní vlastností hemoglobinu je schopnost železa vázat a uvolňovat plyny, čímž dochází k pohybu kyslíku z plic do tkání a oxidu uhličitého z tkání do plic. Jeho role v procesu výměny plynů v těle je tedy nezastupitelná.
Struktura a typy hemoglobinu v lidské krvi
V různých fázích lidského vývojesložení hemoglobinu se liší ve struktuře polypeptidových řetězců. V závislosti na tom, které polypeptidové řetězce struktura hemoglobinu obsahuje, jsou typy hemoglobinu u lidí následující:
- Dospělý hemoglobin (HbA) se vyskytuje v dominantním množství (asi 98-99 % celkové krve) u dospělých. HbA se skládá ze 2 a 2 polypeptidových řetězců. Každý z aminokyselinových helixů obsahuje hemovou složku s atomem zodpovědným za afinitu k molekule kyslíku. HbA má menší afinitu ke kyslíku než jiné typy hemoglobinu, ale zároveň je odolnější vůči kolísání pH a t.
- Fetální (HbF) je syntetizováno v plodu v děloze počínaje 6-7 týdnem těhotenství, po kterém následuje jeho nahrazení HbA. Již od 1. měsíce života se zpomaluje syntéza HbF, zvyšuje se celkový objem krve a zvyšuje se syntéza HbA, která do tří let života dítěte dosahuje procenta složení krve dospělého. Fetální hemoglobin se od dospělého liší složením globinových řetězců, místo řetězce je zde typ šroubovice. HbF je ve srovnání s HbA méně odolný vůči změnám pH krve a kolísání tělesné teploty.
- Embryonální (HbE). Primární forma respiračního proteinu je produkována v embryu ještě před vytvořením placenty (již v prvním týdnu těhotenství) a trvá až 6-7 týdnů. Struktura se vyznačuje přítomností řetězců a ζ-typů.
Patologické typy hemoglobinu
V některých případech pod vlivemgenetické vady dochází k abnormální syntéze hemoglobinových buněk. Patologické typy hemoglobinu se od fyziologických liší složením polypeptidových vazeb, respektive jejich mutací.
V důsledku mutace DNA se syntéza složek erytrocytů neprovádí s glutaminem, ale s aminokyselinou valinu. Tato "rámcová" substituce vede k vytvoření proteinové struktury typu 2 s "lepivým" místem na povrchu, které je schopné přivlastnit si struktury svého druhu. Dochází tak k polymeraci molekul HbS a v důsledku toho k sedimentaci těžkých a špatně transportovaných erytrocytů v cévách. Tato odchylka se nazývá „srpkovitá anémie“.
Normy obsahu hemoglobinu u lidí
Obsah proteinových respiračních struktur v krvi lidí se může lišit v závislosti na pohlaví, věkové kategorii, životním stylu a některých dalších vlastnostech, jako je těhotenství.
Normální hodnoty obsahu hemoglobinu v krvi, nepovažované za patologickou abnormalitu:
- Muži – 130–150 g/L.
- Ženy – 120–140 g/l.
- U dětí do roku 100-140 g/l a v prvním měsíci mohou tyto hodnoty dosahovat až 220 g/l díky zvýšené koncentraci fetálního hemoglobinu. U dětí od jednoho roku do 6 let - 110-145 g / l a od 6 let - 115-150 g / l, bez ohledu na pohlaví dítěte.
- Během těhotenství dochází k poklesu koncentrace HbA na 110 g/l, což však není považováno za anémii.
- U starších lidí je tento trend považován za normusnížení o 5 jednotek oproti deklarované normě v závislosti na pohlaví pacienta.
Podle věkové hranice se liší i složení krve, která současně obsahuje různé typy hemoglobinu. Takže například u dospělého je přirozený poměr 99 % HbA a až 1 % HbF. U dětí do jednoho roku je procento HbF výrazně vyšší než u dospělých, což se vysvětluje postupným rozpadem původně existující formy fetálního hemoglobinu.
Fyziologické formy
Vzhledem k tomu, že respirační červený pigment se neustále podílí na procesech výměny plynů v těle, jeho hlavní vlastností je schopnost tvořit sloučeniny s molekulami různých plynů. V důsledku takových reakcí se vytvářejí fyziologické typy hemoglobinu, které jsou považovány za normální.
- Oxyhemoglobin (Hb) je sloučenina s molekulou kyslíku. Proces se vyskytuje v dýchacích orgánech, v alveolech plic. Okysličené červené krvinky barví krev do šarlatové barvy, která se nazývá arteriální a pohybuje se z plic do tkání a obohacuje je kyslíkem nezbytným pro oxidační procesy.
- Deoxyhemoglobin (HbH) - snížený hemoglobin se tvoří v okamžiku, kdy červené krvinky dodávají tkáním kyslík, ale ještě z nich nestihly odebrat oxid uhličitý.
- Karboxyhemoglobin (Hb) se tvoří, když je oxid uhličitý odstraněn z tkání a přenesen do plic, čímž je dokončen proces lidského dýchání. Karboxyhemoglobin dodává žilní krvi tmavou barvu - vínovou.
Patologické souvislosti
Erytrocyty se mohou vázat nejen na plyny zapojené do dýchacího procesu, ale i na jiné, a vytvářet patologické typy hemoglobinu, které představují nebezpečí pro lidské zdraví a dokonce i život. Tyto sloučeniny mají nízký stupeň rozkladu, proto vedou k nedostatku kyslíku v tkáních a vážným poruchám dýchacího procesu.
- Karbhemoglobin (HbCO) je extrémně nebezpečná sloučenina v krvi osoby, která vdechla oxid uhelnatý. Blokuje schopnost červených krvinek přenášet kyslík do tkání. I nepatrná koncentrace oxidu uhelnatého ve vzduchu 0,07 % může být smrtelná.
- Methemoglobin (HbMet) vzniká otravou sloučeninami nitrobenzenu, jejichž příklady jsou alifatická rozpouštědla pryskyřic, etherů, celulózy, široce používaná v textilním průmyslu. Dusičnany při interakci s hemoglobinem přeměňují 2-mocné železo obsažené v hemu na 3-mocné železo, což také vede k hypoxii.
Diagnostika hemoglobinu
K detekci koncentrace globinových respiračních struktur v lidské krvi se provádějí kvalitativní a kvantitativní typy analýz. Hemoglobin se také zkoumá na množství iontů železa, které obsahuje.
Hlavní kvantitativní metodou pro stanovení koncentrace hemoglobinu je dnes kolorimetrická analýza. Jde o studium sytosti barvy biologického materiálu, když se do něj přidá speciální barva.činidlo.
Kvalitativní metody zahrnují studium krve na obsah poměru typů HbA a HbF v ní. Kvalitativní analýza také zahrnuje stanovení množství glykosylovaných molekul hemoglobinu (sloučenin s uhlíky) v krvi – metoda se používá k diagnostice diabetes mellitus.
Odchylka koncentrace hemoglobinu od normy
Bilance HbA se může lišit pod i nad normální hodnotu. V každém případě to vede k negativním důsledkům. Při poklesu HbA pod stanovenou normu dochází k patologickému syndromu, který se nazývá „anémie z nedostatku železa“. Vyjadřuje se letargií, ztrátou síly, nepozorností. Negativně ovlivňuje nervový systém, nebezpečný je zejména v dětství, protože často způsobuje zaostávání v psychomotorickém vývoji.
Zvýšený hemoglobin není samostatné onemocnění, ale spíše syndrom, který indikuje různé patologie, jako je diabetes, plicní insuficience, srdeční onemocnění, onemocnění ledvin, nadbytek kyseliny listové nebo vitamínů B, onkologie atd.
