Фетальный и эмбриональный гемоглобин

Фетальный гемоглобин — это форменная единица крови, формирующаяся у зародыша человека на эмбриональном уровне. Впервые описан российским военным врачом и гигиенистом Кербером Эрнстом Фридрихом Эдуардом в 1866 году. Несмотря на то что гемобелок этого типа курсирует в крови ограниченное количество времени, он необходим для развития плода, так как отвечает за перенос кислорода через плаценту. Анализ на фетальный гемоглобин помогает выявить врожденные патологии и приобретенные заболевания не только у новорожденных, но и взрослых людей.

Что собой представляет эмбриональный гемобелок

В медицине сложный белок этого типа обозначают термином гемоглобин hbf или f. Формируется у эмбриона на 9-13 неделе. Основная функция — извлечение кислорода из крови, проходящей через плаценту из материнского организма, и распределением его по органам и тканям плода. После рождения младенца он заменяется гемоглобином А, форменным элементом крови взрослого человека.

На первых неделях образования эмбриона в его крови тоже курсирует гемоглобин, но другого вида — Р, который называют «примитивным». У него высокая резистентность к щелочной среде.

Строение эмбрионального гемобелка и синтез в человеческом организме

Белок, встречающийся у трехмесячного эмбриона, состоит из нескольких ДНК цепочек — 2 — α и такое же количество γ (α2γ2). Его можно встретить в крови взрослого, но в количестве менее 1-7% от общего содержания эритроцитов. У плода же эта форма основная. Это соединение имеет низкую стойкость к температурным перепадам, реагирует на внешние раздражители.

По структуре молекулы больше напоминают кислородные, что позволяет в полной мере осуществлять газообмен, несмотря на небольшой объем прокачиваемой крови. Особенность строения цепочки ДНК — лизин в γ-цепи заместил серин. Благодаря такому изменению, кислородная активность молекул повышается.

Выработка гемоглобина f начинается с замещения. Первичный гемобелок Р вытесняет примитивные форменные структуры кровяных клеток, трансформируется, повышается его устойчивость к щелочной среде. При биохимическом анализе можно выявить различия в 39 позициях. При беременности эти изменения ощущаются как временное ухудшение состояния — начало 2 триместра считается одним из самых нестабильных периодов.

С 8-й по 24-ю недели внутриутробного периода содержание hbf – 98%, после 24-й недели — уже 90%. При предродовой подготовке организма матери его количество постепенно уменьшается, а после родов у новорожденных его уровень колеблется на между 70-85% от гемоглобинов всех видов.

К концу первого года жизни младенца его показатель снижается до 1,5%. В этот период структурное сходство с кислородной молекулой становится опасным. Поскольку гемобелок отличается повышенной восприимчивостью к кислороду, снабжение органических тканей замедляется. Даже при незначительных патологиях дыхательной системы может развиваться гипоксия. Поэтому природа побеспокоилась о замене — к полутора годам практически весь эмбриональный гемоглобин замещается типом А, А1 и А2.

Отличия эмбрионального и взрослого гемобелка

Форменные фракции крови отличаются аббревиатурами и строением полипептидных цепочек, но органические функции у них аналогичные — осуществление газообмена. Разница в конструкции объясняется разными условиями существования организмов — эмбриональный гемоглобин извлекает кислород из водной среды, и содержание его в крови, проходящей через плаценту, ниже, чем в курсирующей по сосудам.

У беременных формируется плацентарный кровоток, но при дыхании в легкие попадает столько же воздуха, как и без «особого состояния». Именно поэтому необходимо особое соединение, позволяющее освоить весь кислород и доставить в полном объеме к плоду.

В крови здорового человека возраста 25-45 лет циркулирует 97-98% гемоглобина А1, до 5% — А2 и А3 — менее 1%. Структурные единицы клеток крови незначительно меняются при температурных перепадах, выдерживают изменение давления, быстро перестраиваются при колебании кислотности. Если бы гемобелок взрослых трансформировался под воздействием внешних факторов и реагировали на них как f форма, после болезней выздоравливали бы единицы.

Полезные свойства эмбрионального гемоглобина

Анализы на гемоглобин f помогают выявить патологии на ранних стадиях развития. Исследования назначают:

• чтобы проверить, насколько физиологическое развитие недоношенного новорожденного отличается от нормы;
• для обнаружения лейкоза на ранней стадии;
• при подтверждении или опровержении диагноза гемолитическая анемия у младенцев возраста до 5 месяцев;
• для предупреждения апноэ;
• для того чтобы выявить предрасположенность к развитию гипоксии.

Увеличенное количество гемобелка hbf указывает на талассемию (патологическое изменение полипептидных цепочек форменных элементов крови), предрасположенность к заболеваниям дыхательной системы и анемиям различного типа, возможность развития лейкоза и состояний, при которых нарушается распределение кислорода по организму. Определить, с чем связано изменение значения, возможно только после тщательного обследования. Младенцев с отклонениями обычно ставят на учет.

Диагностирование заболеваний по количеству эмбрионального гемобелка

Увеличенное количество гемоглобина f считается нормальным у детей до достижения 5 месяцев. У взрослых нарастание форменного элемента крови может указывать на лейкоз в ранней стадии. Нарушается работа костного мозга, в кровоток выделяются незрелые несформировавшиеся красные кровяные клетки (эритроциты), развивается белокровие. По увеличенному количеству эмбрионального гемобелка можно оценивать состояние отдельных органов. Когда поступление кислорода нарушается, возникает некроз. Но не всегда превышение нормы фетального гемоглобина означает патологические нарушения организма. Во время беременности показатель помогает точно установить срок.

У взрослых забор крови проводят как при тестах на биохимию — из вены, на голодный желудок. Желательно за сутки до исследования исключить из рациона жирные блюда и алкоголь, не принимать, если это возможно, медицинские препараты, за 2-3 часа до процедуры отказаться от курения. У детей достаточно пункции из пальца — никакой особой подготовки не требуется. Для выявления гемобелка используется метод денатурации щелочью.

Фетальный гемоглобин необходим для полноценного насыщения кислородом органов и тканей развивающегося плода. Но не менее важно определить содержание гемоглобина f у взрослого. Благодаря ему можно на ранних стадиях выявить гемолитическую анемию новорожденных и патологические изменения в организме взрослого человека. Чем раньше будет поставлен диагноз, чем больше шансов остановить заболевание.

Все многообразие типов гемоглобина можно разделить на:

— постоянно присутствующие в крови человека (Hb A1, Hb A2 и др.);

— появляющиеся только на определенных этапах развития организма (Hb Р, Hb F и др.);

 — патологические формы (Hb S, Hb E и др.).

Существует несколько типов гемоглобина, образующихся на разных сроках развития:

1. Гемоглобин Р – эмбриональный (синоним Hb E). Синтезируется в раннем эмбриогенезе, в эмбриональном желточном мешке и находится в эритроцитах зародыша с 4 по 12 неделю эмбрионального развития. Представлен несколькими подтипами, имеющими в составе α-, γ-, ε (эпсилон)- и ζ (дзета)- цепи.

2. Фетальный гемоглобин (Hb F) – присутствует на последних 6 месяцах беременности и является основным гемоглобином плода (90-95%). После рождения его количество уменьшается и к 8 месяцам составляет 1%. Белковая часть (глобин) содержит 2-α и 2-γ-цепи.

3. Дефинитивный гемоглобин (Hb A) – Гемоглобин A1 является основным типом в крови взрослого человека, он составляет до 98 % от общего. Тетрамер, состоит из 2-х α- и 2-х β- протомеров (рис.8). Гемоглобин A2 – находится в организме взрослого в меньшей концентрации (1,5 – 3,5 % от общего гемоглобина). Характеризуется более высоким, чем у Hb A1 сродством к кислороду. Количество Hb A2 резко повышается при талассемии, мегалобластной и гипохромной анемии, серповидноклеточной анемии.

Могут встречаться различные формы гемоглобина:

 · Оксигемоглобин (соединен с кислородом). Наличие этой формы придает розовую окраску коже щек, губ и слизистых оболочек. 8

· Дезоксигемоглобин (гемоглобин, от которого отщепился кислород). Такой гемоглобин имеет синеватый цвет. У взрослого человека при сильном охлаждении наступает замедление кровотока и количество дезоксигемоглобина увеличивается. Как следствие, губы становятся синюшными. При некоторых заболеваниях нарушается оксигенация крови в легких, увеличивается количество дезоксигемоглобина и кожный покров становится синеватым. Человек находится в состоянии цианоза.

· Карбоксигемоглобин (имеет высокое сродство к угарному газу). Имеет ярко-красный цвет, поэтому у жертв отравления СО губы ярко-красные, хотя кислорода в организме не хватает.

· Метгемоглобин – Hb с Fe3+, который прочно связывает кислород и мешает его высвобождению. Наличие метгемоглобина может быть как наследственным, так и приобретенным вследствие попадания нитратов, лекарственных препаратов (сульфаниламиды), местные анестетики (лидокаин).

Глаз. Источники развития и основные этапы эмбрионального развития, строение функциональных аппаратов глазного яблока, их возрастные изменения. Адаптивные процессы в сетчатке на свету и в темноте.

Развитие

Диоптрический аппарат

Включает структуры и среды, через которые проходит свет на пути к сетчатке. Это: → роговица → жидкость камер глаза → хрусталик → стекловидное тело. Наиболее важны (по преломляющей силе) роговица и хрусталик.

Возрастные изменения:

С возрастом отмечается увеличение толщины хрусталика.

· -Помутнение хрус­талика. * Процессы старения хрусталика могут проявляться развитием пато­логических состояний, имеющих клиническое значение. К таковым относится пресбиопия и возрастная катаракта.

· — дефицит клеток заднего эпителия роговой оболочки

· -дистрофия роговицы

· -инволюция и отслойка стекловидного тела

Фоторецепторный – сетчатка

Возрастные изменения:

· -Дистрофия сетчатки

· -Пигментная дегенерация сетчатки

· -Отслоение сетчатки

Аккомодационный аппарат

а) Цилиарная мышца – влияя на кривизну хрусталика, помогает сфокусировать изображение на сетчатке. Когда мышца расслаблена, хрусталик уплощён (из-за растяжения цинновой связкой) – и наоборот.

б) Радужка – изменяя просвет зрачка, регулирует интенсивность света, падающего на сетчатку.

Возрастные изменения:

· — спазм аккомодации

· -Изменения цвета радужки

· -Склероз сосудов

· — миопия

· — нарушение работы глазной (цилиарной) мышцы и т.п.

Возрастные изменения.С возрастом ослабляется функция всех аппаратов глаза. В связи с изменением общего метаболизма в организме в хрустали­ке и роговице часто происходят уплотнение межклеточного вещества и по­мутнение, которое практически необратимо. У пожилых людей откладыва­ются липиды в роговице и склере, что обусловливает их потемнение. Утра­чивается эластичность хрусталика, и ограничивается его аккомодационная возможность. Склеротические процессы в сосудистой системе глаза наруша­ют трофику тканей, особенно сетчатки, что приводит к изменению струк­туры и функции рецепторного аппарата.

Сетчатка на свету:

На свету же происходит противоположное: доля невозбуждённого пигмента быстро уменьшается. Меланосомы пигментного эпителия перемещаются в отростки эпителиоцитов и окружают палочки и колбочки. В результате, падающие на сетчатку фотоны с большей вероятностью поглощаются не зрительным пигментом, а меланином. Чувствительность сетчатки к свету снижается.

Сетчатка в темноте:

После достаточно долгого пребывания в темноте происходят два процесса. Весь зрительный пигмент возвращается в невозбуждённое состояние. В пигментном эпителии меланосомы перемещаются из отростков (окружающих палочки и колбочки) в тела эпителиоцитов. Последнее проявляется на снимке тем, что меланосомы располагаются в телах пигментных клеток, а в отростках их практически нет. Оба процесса приводят к повышению чувствительности сетчатки к свету. Поэтому глаз начинает видеть и при очень слабой освещённости.

Мужская половая система. Источники эмбрионального развития и функции Морфофункциональная характеристика семенника. Возрастные особенностисперматогенеза. Строение мужских половых клеток. Регуляция генеративной и эндокринной функций семенника. Гипоталамо-гипофизарно-тестикулярная система.

Источники эмбрионального развития: Источником развития половой системы являются половые валики- утолщения целомического эпителия , образующиеся на медиальной поверхности первичной почки , в которые начинают мигрировать предшественники половых клеток — гоноциты. Появление первичных половых клеток отмечено в составе энтодермы желточного мешка.

Функции:

-репродуктивная: выработке мужских половых клеток

-гормональная

-секреторная

Морфофункциональная характеристика семенника:

Оболочки:

I–II. кожа, мясистая оболочка (tunicadartos) — подкожная соединительная ткань, которая лишена жира, но содержит гладкие миоциты;

III–V. три фасции — располагаются снаружи и внутри от мышечной оболочки;

VI. мышечная оболочка — образована поперечнополосатой мышцей, поднимающей яичко;

VII–VIII. влагалищная (серозная) оболочка — состоит из двух серозных листков: париетального и висцерального, между которыми имеется полость;

IX. белочная оболочка— толстая оболочка из плотной волокнистой соединительной ткани,формирует средостение и перегородки яичка.

Канальцы яичка и придатка: Извитые семенные канальцы→ прямые канальцы яичка→ канальцы сети яичка→ выносящие канальцы яичка →проток придатка

Извитые семенные канальцы:

1. Собственная оболочка

2. Сперматогенный «эпителий»:

Содержит эпителиальные ( клетки Сертоли) и сперматогенные клетки