Гемоглобин не отдает кислород
Содержание статьи
Гемоглобин: роль в газообмене и процессе дыхания
Одним из самых сложных процессов, что происходят в организме человека, несомненно, является дыхание. И сложность эта не только в танце легких, благодаря которому человек получает кислород, но и в процессах, с помощью которых этот кислород проникает дальше, в ткани, где превращается в углекислый газ, что отправляется в обратное путешествие. О данных процессах и пойдет речь далее.
Итак, приступим. Человек делает вдох, иии… Далеко не весь кислород поступает в легкие, а затем и в кровь. Часть вдыхаемого воздуха остается в так называемом мертвом пространстве. Мертвое пространство, в свою очередь, делится на анатомическое (дыхательные пути), в котором остается около 30 % вдыхаемого воздуха, и функциональное (вентилируемые, но по каким-то причинам не перфузируемые альвеолы).
Ухудшение альвеолярного газообмена может происходить при неглубоком и частом дыхании (причиной может стать перелом ребер, паралич дыхательной мускулатуры различного генеза и др.), а также при увеличении мертвого пространства, вызванном разнообразными причинами (нарушение перфузии альвеол в результате воспалительных заболеваний легких, удаление доли или целого легкого и др.), при снижении скорости кровотока по альвеолярным капиллярам (ТЭЛА, инфаркт легкого), при наличии диффузионного барьера (отек легких) и в результате ослабления альвеолярной вентиляции при обтурации просвета бронха. Газообмен между легкими и кровью происходит путем диффузии в соответствии с законом Фика. В легочных капиллярах она происходит за счет разности парциальных давлений в альвеолах и эритроцитах.
В альвеолах парциальное давление кислорода значительно превышает таковое для углекислого газа и составляет примерно 13,3 кПа (100 мм рт. ст.) и 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) соответственно. Альвеолы омываются приносимой легочными артериями венозной кровью, в которой соотношение парциальных давлений этих двух газов обратно пропорционально и составляет приблизительно 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) для кислорода и 6,1 кПа (46 мм рт. ст.) для углекислого газа. В среднем разница парциальных давлений составляет около 8 кПа (60 мм рт. ст.) для кислорода и около 0,8 кПа для углекислого газа.
Как уже было сказано выше, кислород путем диффузии проникает в кровь легочных капилляров. Диффузионное расстояние для кислорода при этом составляет 1-2 мкм, то есть именно на такое расстояние он проникает внутрь капилляра. Обмен крови в легочном капилляре происходит примерно за 0,75 секунды, но этого времени хватает на то, чтобы парциальные давления в альвеолах и в крови пришли в равновесие.
Кровь, в которой показатели парциального давления для кислорода и углекислого газа примерно равны таковым в альвеолах, называется артериализированной. Однако за счет наличия в легких артериовенозных шунтов и притока венозной крови из бронхиальных вен такой она остается недолго. В результате парциальное давление кислорода в аорте составляет примерно 12,0 кПа (как уже было сказано выше, парциальное давление в артериализированной крови равно таковому в альвеолах и составляет 13,3 кПа), а давление углекислого газа меняется незначительно и не приводит к затруднению его диффузии из крови в альвеолы.
Но кислород непосредственно в ткани попадает лишь в крайне незначительных количествах: для свободного перемещения по организму ему необходим транспортер. Эту функцию выполняет содержащийся в эритроцитах белок — гемоглобин. Гемоглобин существует в оксигенированной и неоксигенированной формах. В дезокси-гемоглобине железо находится на уровне порфиринового кольца и стабилизируется электростатическими силами, что обеспечивает поддержание всей структуры. Появившись, кислород начинает «тянуть» за железо, которое переносится на проксимальный гистидин на другом конце полипептидной цепи и меняет структуру всего протеина.
В результате гемоглобин переходит в оксигенированную форму, альфа- и бета-цепи при этом поворачиваются относительно друг друга на 15 градусов, облегчая присоединение остальных молекул кислорода. В итоге каждый из четырех содержащихся в нем атомов двухвалентного железа обратимо связывается с молекулой кислорода, что превращает молекулу гемоглобина в оксигемоглобин. По сравнению с миоглобином гемоглобин имеет низкое сродство к кислороду, однако оно не статично. Так, миоглобин может связывать кислород только одним участком, поэтому кривая его связывания — гипербола. Кривая связывания гемоглобина с кислородом имеет S-образную форму, демонстрируя, что при его связывании с первой молекулой кислорода гемоглобин имеет очень низкое сродство к кислороду, но при связывании последующих молекул кислорода сродство остальных его субъединиц к нему значительно увеличивается и в конечном счете повышается примерно в 500 раз.
При этом альфа-цепи связывают кислород легче, чем бета-цепи. Этот процесс назван кооперативным взаимодействием. По мере снижения парциального давления кислорода в крови происходит его высвобождение из гемоглобина и поступление в ткани. Например, парциальное давление кислорода в работающих мышцах составляет всего 26 мм рт. ст, и при прохождении эритроцитов через капилляры, кровоснабжающие мышцы, происходит высвобождение и поступление в мышечные клетки примерно ⅓ всего переносимого гемоглобином кислорода. При повышении температуры тела также возрастает потребность в кислороде, что, в свою очередь, стимулирует высвобождение и поступление его в ткани. При снижении температуры, напротив, развивается гипоксия тканей, способствующая компенсаторному увеличению сродства гемоглобина к кислороду.
Гемоглобин также осуществляет перенос от тканей к легким продуктов тканевого дыхания — углекислого газа и ионов водорода. В ходе окислительных процессов в клетке выделяется углекислый газ, в результате гидратации которого образуются ионы водорода, что, в свою очередь, приводит к снижению рН. Давно известно, что снижение рН и повышение концентрации углекислого газа в крови оказывает сильное влияние на способность гемоглобина связывать кислород.
В периферических сосудах показатели рН низкие, и по мере связывания гемоглобина с ионами водорода и углекислым газом происходит снижение его сродства к кислороду. Это влияние величины рН и концентрации углекислого газа на способность гемоглобина связывать кислород называют эффектом Бора.
Обратная ситуация имеет место в альвеолярных капиллярах, где присоединение кислорода к гемоглобину превращает тот в более сильную кислоту.
При этом сродство гемоглобина к углекислому газу снижается, а повышение кислотности гемоглобина приводит к высвобождению излишка ионов водорода и образованию в крови из бикарбоната угольной кислоты, которая затем распадается на воду и углекислый газ. В обоих случаях углекислый газ из крови поступает в альвеолы, а затем в атмосферу. Данный процесс назван эффектом Холдейна. Стоит отметить, что важную роль в образовании углекислого газа в эритроцитах играет ион хлора, поступающий в плазму крови в обмен на бикарбонат при участии белка-переносчика АЕ1. Данный процесс в англоязычной литературе получил название «Chloride shift» или «перенос Хамбургера».
На сродство гемоглобина к кислороду оказывает влияние и присутствующее в эритроцитах вещество, получившее название 2,3-бисфосфоглицерат (БФГ). Его образование — своего рода побочная реакция анаэробного гликолиза, происходящего в эритроцитах в ходе ферментативного превращения глюкозы в пируват под действием фермента бифосфоглицератмутазы. БФГ способен самостоятельно связываться с неоксигенированной формой гемоглобина, образуя солевой мостик между двумя его бета-субъединицами и снижая сродство к кислороду.
При этом гемоглобин способен связать только одну молекулу БФГ, а при присоединении кислорода БФГ вытесняется из полости. В обычных условиях в эритроцитах крови содержится достаточно большое количество БФГ, которое может увеличиваться в условиях гипоксии (например, у дайверов при погружении на глубину), а также при восхождении на большую высоту. В первые часы подъема концентрация БФГ в эритроцитах будет возрастать, а сродство кислороду снижаться. Но на большой высоте парциальное давление будет значительно ниже такового на уровне моря, а значит, оно снизится и в тканях. При этом БФГ будет облегчать передачу кислорода от гемоглобина к тканям.
Некоторые вещества способны прочно связываться с гемоглобином или же вовсе менять его структуру. Одним из них является угарный газ, чье сродство к гемоглобину в 200 раз превышает таковое для кислорода. Отравления угарным газом часто происходят в помещениях с печным отоплением, при пожарах и авариях на производстве. Со временем кислород вытесняет угарный газ из гемоглобина, и в легких случаях пациенты помещаются под наблюдение и получают ингаляции с увлажненным кислородом. Необходимой мерой при тяжелых отравлениях угарным газом является переливание эритроцитарной массы.
К веществам, способным изменять структуру гемоглобина, относятся метгемоглобинобразователи — соединения, способные окислять двухвалентное железо в геме до трехвалентного. К ним относятся нитриты, нитраты, некоторые местные анестетики, аминофенолы, хлораты, примахин и некоторые сульфаниламиды. Состояние, характеризующееся появлением в крови окисленного гемоглобина, называют метгемоглобинемией. При высокой метгемоглобинемии капля крови, помещенная на фильтровальную бумагу, имеет характерный коричневый цвет, а при пропускании кислорода через пробирку с такой кровью ее цвет не меняется. Метгемоглобинемия выше 70 % от общего содержания гемоглобина часто приводит к гибели пациента еще до момента постановки диагноза.
Источники:
- Harrison’s hematology and oncology Longo, Dan L (Dan Louis), Third edition. New York : McGraw-Hill Education Medical, 2017.
- Наглядная физиология, С. Зильбернагль, А. Деспопулос, 2013.
- Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т. 1. /Д. Нельсон, М. Кокс ; Пер. с англ.-М.: БИНОМ: Лаборатория знаний, 2011.- 694 с.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Причины и симптомы низкого гемоглобина
Гемоглобин — важнейшая составляющая красных кровяных телец, ответственная за доставку кислорода. На здоровье плохо влияют как слишком высокий, так и слишком низкий его уровень.
Гемоглобин нельзя рассматривать в отрыве от других анализов, поэтому интерпретацию предоставьте, пожалуйста, своему врачу.
Глобальная причина снижения гемоглобина — это уменьшение количества эритроцитов, и проблема здесь в том, что организм не может с должной эффективностью пользоваться кислородом. Это состояние называется анемией.
Легкий дефицит гемоглобина не критичен и не заметен — разве что, он сразу сказывается на выносливости у спортсменов, показатели резко падают.
Симптомы сниженного гемоглобина:
Повышенная утомляемость.
Слабость.
Головокружения.
Головные боли.
Нарушения концентрации внимания.
Нарушения сердечного ритма.
Одышка.
Неээфективность в тренировочном процессе.
Холодные руки и ноги.
Почему снижается гемоглобин?
1. Нехватка железа. Тривиальная причина — и это причина номер один.
Как правило, железодефицитная анемия или развивается годами, по причине неправильного питания, или наступает резко — по причине сильной кровопотери.
Мы не можем создать запасы железа не только по причине нехватки его в рационе — бездарно составленное меню плохо влияет на кишечник и путает все карты с усвоением микроэлементов.
2. Дефициты других важных питательных веществ.
Чаще всего это группа В (В12 и В), реже — В6, медь, витамин А. Эти элементы играют ключевую роль в синтезе эритроцитов.
Дефициты микроэлементов — это снова вопросы к кишечнику, потому что в еде населения развитых стран нехватки группы В и А просто не может быть.
Нехватка В9 (фолиевой кислоты) вызывает симптоматическую анемию — например, во время беременности, после приема некоторых препаратов, а также это может быть следствием генетических особенностей.
Дефицит витамина А важен для синтеза клеток крови и для мобилизации железа из собственных запасов.
3. Потеря больших объемов крови.
Результат неумеренных донаций крови, обильных менструаций, ран и иных кровотечений.
Нестероидные противовоспалительные препараты могут повреждать кишечник и даже вызывать кровотечение, поэтому злоупотребление ими часто вызывает анемию. Я ребенку ибупрофен не даю, сама давно ничего такого не принимаю.
Донорам надо следить за уровнем железа и ферритина, а лучше не геройствовать с донациями.
4. Проблемы с ЖКТ, ухудшающие усвоение.
Это происходит при целиакии, воспалении кишечника, Helicobacter pylori. При анемии непонятного происхождения самое простое и классное, что можно сделать — убрать глютен. Я вообще не понимаю, почему все так за него держатся. Вокруг столько классной еды.))
Также усвоение нарушается у людей после обходного желудочного анастомоза.
5. Хронические воспаления.
Хронические инфекции, хроническое заболевание почек, онкология, аутоиммунные заболевания вызывают повышенную активацию интерлейкина-6 и повышенную выработку гормона гепсидина, снижающего уровень железа в крови.
Необходимо разбираться с основным заболеванием.
6. Избыточный вес.
Вероятно, это связано с хроническим воспалением.
7. Генетические нарушения синтеза гемоглобина.
Серповидноклеточная анемия, альфа и бета талассемия как результат генной мутации и изменения формы эритроцитов (когда в них содержится так называемый гемоглобин S). Это нарушает кровообращение в мелких кровеносных сосудах, приводит к воспалению, образованию тромбов, гипоксии.
8. Хроническая болезнь почек.
Анемия — в том числе и осложнение хронической болезни почек (ХБП). Все зависит от степени нарушения их функции. В какой-то момент они становятся неспособны вырабатывать эритропоэтин — гормон, стимулирующий выработку эритроцитов.
9. Гипотиреоз.
Причина та же самая — недостаток выработки эритроцитов как непосредственно гормонами щитовидной железы, так и по причине снижения синтеза эритропоэтина.
Есть еще несколько причин, и самое неприятное то, что сама по себе анемия снижает уровень гормонов щитовидной железы. Это замкнутый круг.
Добавление железа повышает эффективность лечения гипотиреоза тироксином по сравнению с терапией одним только тироксином.
10. Тренировки на выносливость.
Спортивная анемия — это, как правило, естественное снижение гемоглобина, потому что увеличивается объем плазмы крови.
Силовые тренировки менее выраженно влияют на уровень гемоглобина.
11. Возраст.
Возрастная анемия не всегда необратима. Часто в ее основе все равно дефицит железа и В12, проблемы с почками. Но на восьмом десятке снижение гембоглобина можно считать вариантом нормы.
12. Лекарства.
Длительный прием лекарств для снижения давления или НПВП снижает уровень гемоглобина, но незначительно в большинстве случаев.
Проще говоря, за железом надо тщательно следить, если это не генетика. И отвечают за дефицит не проблемы с питанием, а проблемы с желудком и кишечником. В развитых странах из еды железо получить легко.
Обратите внимание на глютен, избыток клетчатки и прочих антинутриентов. Если плохо работает кишечник, дефицит железа будет — почти 100%.
Многие едят «вслепую», потому что некогда или неохота разбираться в деталях, а ведь достаточно, например, убрать пшеницу, молоко или некоторые виды фруктов/овощей-провокаторов, чтобы состояние кишечника и микрофлора начали приходить в норму. Тогда появится шанс наладить усвоение питательных веществ.
Источник: ( Ссылка )
Источник
Низкий гемоглобин
Гемоглобин — это белок, который образуется в эритроцитах. В его составе очень много железа, необходимого организму для обеспечения правильного обмена веществ. Гемоглобин осуществляет перенос кислорода во все клетки тканей организма, забирая у них углекислый газ и направляя его в легкие человека.
Существуют нормативные показатели содержания гемоглобина в крови человека:
- мужчины — 135-160 г/л;
- небеременные женщины — 120-140 г/л;
- беременные женщины — 110 г/л.
Если уровень гемоглобина в крови ниже этих норм, значит, в организме человека недостаток железа. Соответственно, могут начать развиваться такие болезни и состояния, как анемия, миокардиодистрофия, низкое артериальное давление.
Симптомы низкого гемоглобина
Заметить низкий уровень гемоглобина в крови человека несложно. Обычно это проявляется следующими симптомами:
- бледный цвет кожи;
- кожа сухая и шелушится;
- губы сиреневатого оттенка;
- ногти ломкие и слоятся;
- волосы сухие и ломкие, выпадают;
- общая усталость и слабость, быстрая утомляемость, сонливость;
- часты обмороки, головные боли;
- низкое артериальное давление, учащенное сердцебиение;
- температура тела повышается до 37,5°С без наличия признаков какого-либо заболевания;
- низкий аппетит;
- возникновение запоров или диареи.
Если уровень гемоглобина снижен незначительно, то чаще всего явно выраженных симптомов в организме не наблюдается. Для выявления данного заболевания рекомендуется регулярно сдавать анализы крови и посещать гематолога.
Если симптомы пониженного содержания гемоглобина проявились и не проходят при улучшении питания, то в срочном порядке необходимо записаться на консультацию к узкому специалисту и пройти обследование.
Причины низкого гемоглобина
Уровень гемоглобина в организме может быть снижен из-за развития некоторых заболеваний или патологических состояний:
- внешние или внутренние кровотечения;
- заболевания почек;
- нарушение работы эндокринной системы организма;
- изнуряющие и длительные диеты, недостаток питания;
- инфекционные заболевания;
- авитаминоз, дефиците микроэлементов и минералов;
- опухоли;
- заболевания желудочно-кишечного тракта;
- нарушения работы кровеносной системы;
- многоплодная беременность;
- затяжная депрессия или тяжелый стресс;
- переливание крови.
Последствия снижения уровня гемоглобина
Если в организме длительное время наблюдается сниженный уровень гемоглобина, то это может сказаться не только на общем самочувствии человека. Такое состояние спровоцирует общий сбой в работе всех органов, а также проявление разнообразных заболеваний. Если организм испытывает недостаток кислорода, возникают патологические изменения:
- Железодефицитная анемия и ее разновидности.
- Нарушение функций дыхания, возникновение одышки.
- Нарушение работы сердечной мышцы, возникновение кардиомиопатии, миокардиодистрофии.
- Атеросклероз.
- Нарушение работы нервной системы, возникновение депрессии, апатии.
- Увеличение печени в размерах, нарушение ее функционирования.
- Ухудшение общего самочувствия, работоспособности, постоянная сонливость и усталость.
- Развитие хронических форм имеющихся заболеваний.
- Для беременных женщин — осложнение течения беременности, риск преждевременных родов, нарушение развития малыша, возникновение гипоксии плода.
Лечение при низком гемоглобине
После диагностики и определения низкого уровня гемоглобина в крови человека начинается лечение данного заболевания, направленное в первую очередь на ликвидацию причин его возникновения. А так как их довольно много, то и лечение будет в каждом конкретном случае разным:
- Корректировка режима питания и состава потребляемых продуктов. При низком уровне гемоглобина в рационе должны содержаться продукты, богатые железом и улучшающие кровоснабжение организма, способствующие увеличению общей эритроцитарной массы: красное мясо, овощи и фрукты.
- Назначение к ежедневному употреблению биологически активных добавок и витаминно-минеральных комплексов. Данная терапия сводится к тому, чтобы восполнить недостаток железа и прочих веществ, необходимых человеку. В тяжелых случаях могут быть назначены препараты, которые вводятся внутривенно.
- Назначение препаратов, способствующих кроветворению. Данные лекарственные средства помогают устранить симптомы анемии, а также стимулировать образование гемоглобина в крови, увеличить количество эритроцитов. Могут использоваться Гемостимулин и его аналоги.
- Переливание крови или ее компонентов. Такая терапия может быть назначена, для восполнения необходимого объема крови. Чаще всего ее применяют при больших кровопотерях.
Любая терапия или комплексное лечение проводятся исключительно под наблюдением высококвалифицированных врачей-гематологов. Регулярно сдаются анализы крови, по которым оценивается динамика улучшений.
Профилактика низкого гемоглобина
Чтобы предупредить снижение уровня гемоглобина в крови, необходимо соблюдать некоторые правила:
- питание должно быть регулярным и сбалансированным, а продукты — богаты железом и витаминами;
- своевременно лечить заболевания, которые могут перейти в хроническую форму;
- регулярно посещать врачей, обследоваться и сдавать анализы.
Соблюдение этих мер позволит всегда держать уровень гемоглобина на нормальном уровне и не допустит возникновения анемии или прочих заболеваний.
Гематологи профессионально и эффективно помогут избавиться от данного заболевания или назначат меры по снижению вероятности его возникновения в каждом индивидуальном случае.
Диагностика рака молочной железы
Наилучшим способом предупредить онкологические опухоли молочных желез является ранняя диагностика, в том числе и самообследование.
Мифы и факты о варикозе
Мифы и факты о варикозе. Варикозное расширение вен — это заболевание, сопровождающееся истончением венозной стенки, увеличением просвета вен и образованием аневризмоподобных узловатых расширений.
Кровь в кале
Кровь в кале — характерный симптом разных заболеваний желудка и кишечника, который может появляться как постоянно, так и периодически. Кровь может быть в виде прожилок, окрашивать кал полностью или лежать на его поверхности.
НОВОСТНАЯ РАССЫЛКА
Подписаться на новости
Следите за нашими новостями и спецпредложениями
Спасибо!Ваша заявка принята.
Согласие на обработку персональных данных
Спасибо!Ваша заявка принята.
Источник