Физиологическое значение соединений гемоглобина

Содержание статьи

Гемоглобин физиологическое значение. Виды и соединения гемоглобина.Цветовой показатель крови Возрастные изменения количества гемоглобина

Гемоглобин — хромопротеид, окрашенный в красный цвет после присоединения к Fe++ кислорода. Состоит из белка глобина и простетической группы гема. В молекуле гемоглобина содержится одна молекула глобина и четыре молекулы гема. Гем имеет в своем составе атом двухвалентного железа, способный присоединить и отдать молекулу кислорода. Одна молекула гемоглобина присоединяет четыре молекулы кислорода. 1 гр гемоглобина присоединяет 1,34 мл кислорода. Содержание гемоглобина у мужчин 16,6 г в 100 мл крови (166 г/л), у женщин — 130 г/л.

Значение гемоглобина:

1) Выполняет роль переносчика О2 от лёгких к тканям.

2) Участвует в транспорте СО2 от клеток к лёгким.

3) Составляет гемоглобинную буферную систему и регулирует кислотно-основное состояние крови.

1. Эмбриональный вид гемоглобина — производится, уже начиная с первой недели развития эмбриона, но в завершении второго месяца вынашивания ребенка заменяется следующим видом.

2. Фетальный вид гемоглобина — это белок крови у плода. Он активно соединяет и затем переносит кислород по сравнению с аналогичным веществом в организме взрослого человека. В связи с этим ребенок в утробе матери и ещё некоторое время после появления на свет может переносить периоды недостатка кислорода намного лучше по сравнению со старшими родственниками. Фетальный вид активно производится в завершение трех месяцев беременности, но с течением времени заменяется следующей формой белка уже на протяжении первого года жизнедеятельности. У взрослого человека этот тип гемоглобина порой составляет от 1% до 1,5% от общего объема гемоглобина.

3. Нормальный вид гемоглобина — это белок, который преобладает у людей уже с четвертого года жизни.

4. Колориметрические способы — они активно реализуются на практике по причине их доступности и простоты.

5. Газометрические способы — происходит насыщение гемоглобина газом — окисью углерода или кислородом. По объему поглощаемого газа и можно рассуждать об объеме гемоглобина в крови.

6. Способы диагностики, которые основываются на выявлении содержания железа в молекуле гемоглобина. В связи с тем, что в состав гемоглобина входит определенный объем железа, то по его концентрации выявляется и объем гемоглобина.

Снижение уровня гемоглобина в крови происходит при малокровии разного происхождения — кровопотери, недостаток витамина В12, железа, фолиевой кислоты.

В эритроцитах взрослого человека гемоглобин составляет около 32 % от веса форменных элементов и в среднем 14 % от веса цельной крови (14 г на 100 г крови). Это количество гемоглобина приравнивается к 100 %. Содержание гемоглобина в эритроцитах новорожденных достигает 14,5 % нормы взрослого человека, что составляет 17-25 г гемоглобина на 100 г крови. В первые два года количество гемоглобина падает до 80-90 %, а затем снова возрастает до нормы. Относительное содержание гемоглобина с возрастом увеличивается и к 14-15 годам доходит до нормы взрослого. Оно равно (в граммах на 1 кг веса тела):

в 7-9 лет — 7,5;

10-11 лет — 7,4;

12-13 лет — 8,4;

14-15 лет — 10,4.

Роль белой крови в организме. Лейкоциты и их характеристика. Лейкопоэз и его регуляция . Возрастные изменения количества лейкоцитов

Лейкоциты — это клетки белой крови, основная задача которых — защита организма, лейкоциты — это основа иммунитета. Общее количество лейкоцитов в крови в среднем 4000 — 9000 в 1 мкл крови (4-9х109/л). Лейкоциты делятся на зернистые или гранулоциты (их ядро имеет зернистую структуру) и незернистые агранулоциты, ядро которых имеет незернистую структуру, эти виды лейкоцитов выполняют разные задачи.

1.Защитная. Благодаря движению клеток они могут проходить (мигрировать) через эндотелий капилляров (этот процесс называется диапедеза) и двигаться в направлении микробов, инородных тел, клеток на разных стадиях разрушения, комплексов антиген — антитело. По отношению к ним лейкоциты имеют положительный хемотаксис. Лейкоциты способны захватить чужеродные тела и с помощью специальных ферментов травить их. Этот процесс называется фагоцитозом. Один лейкоцит может захватить до 15-20 бактерий. Кроме того лейкоциты выделяют ряд важных для защиты организма веществ. К ним прежде всего относятся антитела, которые обладают антибактериальными и антитоксическим свойствами, вещества фагоцитарной активности.

2.Транспортная. В лейкоцитах есть целый ряд ферментов (протеазы, пептидазы, диастазы, липазы, дезоксирибонуклеазы), которые есть в лизосомальных мешочках и физиологически активных веществ (серотонин, гистамин, гепарин), которые есть в гранулах. Лейкоциты могут адсорбировать некоторые вещества и переносить их на своей поверхности.

3.Метаболическая. Лейкоциты способны синтезировать белки, гликоген, фосфолипиды.

4.Регенераторная. Лейкоциты выделяют Трофоний, которые способствуют образованию новых клеток.

Зернистые лейкоциты (гранулоциты) делятся на нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Нейтрофилы выполняют в организме функцию фагоцитоза — при проникновении в организм бактерий и вирусов они «проглатывают» их и растворяют — это так называемый клеточный иммунитет. Процессу фагоцитоза помогает выработка нейтрофилами фермента лизоцима и противовирусного вещества интерферона. В свою очередь нейтрофилы разделяются на зрелые формы (сегментоядерные нейтрофилы), не полностью зрелые (палочкоядерные) и совсем незрелые (юные). В общем анализе крови их принято писать по порядку, слева направо: юные — палочкоядерные — сегментоядерные. Поэтому и увеличение нейтрофилов может быть со сдвигом (увеличением той или иной их части) влево или вправо.

Эозинофилы выполняют функцию защиты от аллергии, они поглощают медиаторы — активные вещества, которые выделяются во время аллергической реакции, например, гистамин.

Основная функция базофилов — участие в иммунологических реакциях (в том числе и неадекватных, аллергических) замедленного типа.

Все лейкоциты образуются в красном костном мозге из единой стволовой клетки, однако родоначальницей миелопоэза является бипотенциальная колониеобразующая единица гранулоцитарно-моноцитарная (КОЕ-ГМ) или клетка-предшественница. Для ее роста и дифференцировки необходим особый колониестимулирующий фактор (КСФ), вырабатываемый у человека моноцитарно-макрофагальными клетками, костным мозгом и лимфоцитами.

КСФ является гликопротеидом и состоит из двух частей — стимулятора продукции эозинофилов (Эо-КСФ) и стимулятора продукции нейтрофилов и моноцитов (ГМ-КСФ), относящихся к ранним гемопоэтическим ростовым факторам. Выработка ГМ-КСФ стимулируется Т-хелперами и подавляется Т-супрессорами. На более поздних этапах на лейкопоэз влияют гранулоцитарный колониестимулирующий фактор — Г-КСФ (способствует развитию нейтрофилов) и макрофагальный колониестимулирующий фактор — М-КСФ (приводит к образованию моноцитов), являющиеся позднодействующими специфическими ростовыми факторами.

Установлено, что T-лимфоциты стимулируют дифференцировку клеток в гранулоцитарном направлении. В регуляции размножения ранних поли- и унипотентных клеток имеет важное значение их взаимодействие с Т-лимфоцитами и макрофагами. Эти клетки влияют на клетки-предшественницы с помощью лимфокинов и монокинов, содержащихся в мембране и отделяющихся от нее в виде «пузырьков» при тесном контакте с клетками-мишенями.

Из костного мозга и отдельных видов лейкоцитов (гранулоцитов и агранулоцитов) выделен комплекс полипептидных факторов, выполняющих функции специфических лейкопоэтинов.

Важная роль в регуляции лейкопоэза отводится интерлейкинам. В частности, ИЛ-3 не только стимулирует гемопоэз, но и является фактором роста и развития базофилов. ИЛ-5 необходим для роста и развития эозинофилов. Многие интерлейкины (ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-7 и др.) являются факторами роста и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов.

Выделяют следующие нарушения лейкопоэза:

1. усиление или угнетение образования лейкоцитов в гемопоэтической ткани.

2. нарушение созревания лейкоцитов в кроветворных органах.

3. продукция патологически изменённых лейкоцитов.

Нарушение лейкопоэза возникает при действии

· биологических (бактерии, вирусы),

· физических (УФ лучи, радиация)

· химических факторов.

К эндогенным факторам нарушения лейкопоэза относятся генетические дефекты образования и дифференцирования лейкоцитов.

Лейкоциты появляются в конце 3-го месяца внутриутробного развития, а на последней неделе беременности их число у плода выше, чем у взрослого человека. У новорожденного в первые часы после рождения их количество колеблется от 10 до 30 ×109/л. В течение 1-го, иногда 2-го дня жизни их число несколько увеличивается — это физиологический лейкоцитоз. Он обусловлен быстрой мобилизацией нейтрофилов из запасных пулов костного мозга в ответ на стресс при рождении. Состояние лейкоцитоза могут вызвать и внешние антигенные стимулы, с которыми сталкивается новорожденный. Это реактивный лейкоцитоз. В этих условиях поступают в циркуляцию молодые формы нейтрофилов. После этого число лейкоцитов снижается в 1-й год до 9-10 ×109/л и в 14-17 лет достигает уровня взрослых.

У недоношенных детей как при рождении, так и в последующие периоды число лейкоцитов несколько меньше, чем у доношенных.

Источник

47. Виды гемоглобина и его соединения, их физиологическое значение.

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Предмет:

Файл:

Otvety_FIZIOLOGIYa.docx

Скачиваний:

3442

Добавлен:

28.02.2016

Размер:

576.27 Кб

Скачать

Гемоглобин относится к числу важнейших дыхательных белков, принимающих участие в переносе кислорода от легких к тканям. Он является основным компонентом эритроцитов крови, в каждом из них содержится примерно 280 млн молекул гемоглобина.
Гемоглобин является сложным белком, который относится к классу хромопротеинов и состоит из двух компонентов:

железосодержащего гема — 4 %;
белка глобина — 96 %.

Гем является комплексным соединением порфирина с железом. Это соединение довольно неустойчивое и легко превращается либо в гематин, либо в гемин. Строение гема идентично для гемоглобина всех видов животных. Отличия связаны со свойствами белкового компонента, который представлен двумя парами полипептидных цепей. Различают HbA, HbF, HbP формы гемоглобина.
В крови взрослого человека содержится до 95-98 % гемоглобина HbA. Его молекула включает в себя 2 α- и 2 β-полипептидные цепи. Фетальный гемоглобин в норме встречается только у новорожденных. Кроме нормальных типов гемоглобина, существуют и аномальные, которые вырабатываются под влиянием генных мутаций на уровне структурных и регуляторных генов.
Внутри эритроцита молекулы гемоглобина распространяются по-разному. Вблизи мембраны они лежат к ней перпендикулярно, что улучшает взаимодействие гемоглобина с кислородом. В центре клетки они лежат более хаотично. У мужчин в норме содержание гемоглобина примерно 130-160 г/л, а у женщин — 120-140 г/л.
Выделяют четыре формы гемоглобина:

Оксигемоглобин — содержит двухвалентное железо и способен связывать кислород. Он переносит газ к тканям и органам.
Метгемоглобин — содержит трехвалентное железо, не вступает в обратимую реакцию с кислородом и обеспечивает его транспорт.
Карбоксигемоглобин — образует соединение с угарным газом. Он обладает высоким сродством с окисью углерода, поэтому комплекс распадается медленно. Это обусловливает высокую ядовитость угарного газа.
Миоглобин — по структуре близок к гемоглобину и находится в мышцах, особенно в сердечной. Он связывает кислород, образуя депо, которое используется организмом при снижении кислородной емкости крови. За счет миоглобина происходит обеспечение кислородом работающих мышц.

Гемоглобин выполняет дыхательную и буферную функции. 1 моль гемоглобина способен связать 4 моля кислорода, а 1 г — 1,345 мл газа. Кислородная емкость крови — максимальное количество кислорода, которое может находиться в 100 мл крови. При выполнении дыхательной функции молекула гемоглобина изменяется в размерах. Соотношение между гемоглобином и оксигемоглобином зависит от степени парциального давления в крови. Буферная функция связана с регуляцией pH крови.

48. Гуморальная и нервная регуляция эритро- и лейкопоэза.
У взрослых процесс образования эритроцитов — эритропоэз, происходит в красном костном мозге плоских костей. Они образуются из ядерных стволовых клеток, проходя стадии проэритробласта, эритробласта, нормобласта, ретикулоцитов II, III, IV. Этот процесс происходит в эритробластических островках, содержащих эритроидные клетки и макрофаги костного мозга. Макрофаги выполняют следующие функции:

Фагоцитируют вышедшие из нормобластов ядра.
Обеспечивают эритробласты ферритином, содержащим железо.
Выделяют эритропоэтины.
Создают благоприятные условия для развития эритробластов.

Созревание эритроцитов занимает около 5 дней. Из костного мозга в кровь поступают ретикулоциты, дозревающие до эритроцитов в течение суток. По их количеству в крови судят об интенсивности эритропоэза. В сутки образуется 60-80 тысяч эритроцитов на каждый микролитр крови. Т.е. ежесуточно обновляется около 1,5% эритроцитов.
Основным гуморальным регулятором эритропоэза является гормон эритропоэтин. В основном он образуется в почках. Небольшое его количество синтезируется макрофагами. Интенсивность синтеза эритропоэтина зависит от содержания кислорода в тканях почек. При их достаточной оксигенации ген, регулирующий синтез эритропоэтина, блокируется. При недостатке кислорода, он активируется ферментами. Начинается усиленный синтез эритропоэтина. Стимулируют его синтез в почках адреналин, норадреналин, глюкокортикоиды, андрогены. Поэтому количество эритроцитов в крови возрастает в горах, при кровопотерях, стрессе и т.д. Торможение эритропоэза осуществляется его ингибиторами. Они образуются при увеличении количества эритроцитов выше нормы, повышенном содержании кислорода в крови. Эстрогены также тормозят эритропоэз. Поэтому в крови женщин эритроцитов меньше, чем у мужчин. Важное значение для эритропоэза имеют витамины В6, В12 и фолиевая кислота. Витамин В12 называют внешним фактором кроветворения. Однако для его всасывания в кишечнике необходим внутренний фактор Кастла, вырабатываемый слизистой желудка. При его отсутствии развивается злокачественная анемия.
Гранулоциты и моноциты образуются из миелобластов через стадии промиелоцита, эозинофильных, нейтрофильных, базофильных миелоцитов или монобластов. Из монобластов сразу образуется моноциты, а из миелоцитовмелоцитов метамиелоциты, затем палочкоядерные гранулоциты и, наконец, сегментоядерные клетки. Гранулоцитопоэз стимулируют гранулоцитарные колониестимуцлирующие факторы (КСФ-Г), а моноцитопоэз — моноцитарный колониестимулирующий фактор (КСФ-М). Угнетают гранулоцитопоэз кейлоны, выделяющиеся зрелыми нейтрофилами. Кейлоны тормозят синтез ДНК в стволовых клетках белого ростка костного мозга. Задерживают созревание гранулоцитов и моноцитов простагландины Е, интерфероны.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Гемоглобин и его соединения

Гемоглобин — особый белок хромопротеида, благодаря которому эритроциты выполняют дыхательную функцию и поддерживают рН крови. У мужчин в крови содержится в среднем 130-160 г/л гемоглобина, у женщин — 120-150 г/л.

Гемоглобин состоит из белка глобина и 4 молекул гема. Гем имеет в своем составе атом железа, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому присоединяется кислород, не изменяется, т. е. железо остается двухвалентным. Гемоглобин, присоединивший к себе кислород, превращается в оксигемоглобин. Это соединение непрочное. В виде оксигемоглобина переносится большая часть кислорода. Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным, или дезоксигемоглобином. Гемоглобин, соединенный с углекислым газом, носит название карбгемоглобина. Это соединение также легко распадается. В виде карбгемоглобина переносится 20% углекислого газа.

В особых условиях гемоглобин может вступать в соединение и с другими газами. Соединение гемоглобина с угарным газом (СО) называется карбоксигемоглобином. Карбоксигемоглобин является прочным соединением. Гемоглобин блокирован в нем угарным газом и неспособен осуществлять перенос кислорода. Сродство гемоглобина к угарному газу выше его сродства к кислороду, поэтому даже небольшое количество угарного газа в воздухе является опасным для жизни.

При некоторых патологических состояниях, например, при отравлении сильными окислителями (бертолетовой солью, перманганатом калия и др.) образуется прочное соединение гемоглобина с кислородом — метгемоглобин, в котором происходит окисление железа, и оно становится трехвалентным. В результате этого гемоглобин теряет способность отдавать кислород тканям, что может привести к гибели человека.

В скелетных и сердечной мышцах находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином. Он играет важную роль в снабжении кислородом работающих мышц.

Имеется несколько форм гемоглобина, отличающихся строением белковой части — глобина. У плода содержится гемоглобин F. В эритроцитах взрослого человека преобладает гемоглобин А (90%). Различия в строении белковой части определяют сродство гемоглобина к кислороду. У фетального гемоглобина оно намного больше, чем у гемоглобина А. Это помогает плоду не испытывать гипоксии при относительно низком парциальном напряжении кислорода в его крови.

Ряд заболеваний связан с появлением в крови патологических форм гемоглобина. Наиболее известной наследственной патологией гемоглобина является серповидноклеточная анемия. Форма эритроцитов напоминает серп. Отсутствие или замена нескольких аминокислот в молекуле глобина при этом заболевании приводит к существенному нарушению функции гемоглобина.

В клинических условиях принято вычислять степень насыщения эритроцитов гемоглобином. Это так называемый цветовой показатель. В норме он равен 1. Такие эритроциты называются нормохромными. При цветовом показателе более 1,1 эритроциты гиперхромные, менее 0,85 — гипохромные. Цветовой показатель важен для диагностики анемий различной этиологии.

Физиологическое значение соединений гемоглобина

Гемоглобин физиологическое значение. Виды и соединения гемоглобина.Цветовой показатель крови Возрастные изменения количества гемоглобина

47. Виды гемоглобина и его соединения, их физиологическое значение.

48. Гуморальная и нервная регуляция эритро- и лейкопоэза.

Гемоглобин и его соединения

Читайте также

Гемоглобин

Гликолизированный гемоглобин

Гемоглобин

Гемоглобин

Гликозилированный гемоглобин

Гемоглобин

«ГЕМОГЛОБИН»

ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Гемоглобин

Как увеличить гемоглобин

Фенольные соединения

Скелет и его соединения