Гемоглобин у человека анатомия
Содержание статьи
Гемоглобин
Для нас с вами не является секретом тот факт, что человек не может жить без достаточного количества кислорода. Всем нашим органам, каждой клеточке он постоянно требуется, но мы созданы таким образом, что не может впитывать кислород просто кожные покровы. Мы с вами дышим, а только потом кислород поступает в органы и ткани. Молекулы кислорода путешествуют по нашему организму от легких к тканям в красных кровяных тельцах – эритроцитах Природа распорядилась таким образом, что эритроциты не имеют ядер, а наполнены они особым химическим веществом – гемоглобином. В крови человека содержится железосодержащий белок – это и есть гемоглобин. Основная его функция заключается в том, что бы переносить кислород в ткани. У людей гемоглобин находится в красных кровяных тельцах – эритроцитах. Гемоглобин присоединяет и трансформирует молекулярный кислород в синглентный, который в свою очередь передается в ткани. Основной сутью гемоглобина является то, что он способен превращать кислород в такую форму, которая наиболее подходит для нашего с вами организма. Он не способен самостоятельно переносить кислород, эту функцию выполняют эритроциты. Еще хочется отметить тот факт, что гемоглобин может связывать маленькое количество углекислого газа а наших тканях и потом высвобождать его уже в легких.
Гемоглобин – это сложный белок, класса хромопротеинов. Гемоглобин человека состоит из четырех субъединиц. В 100 граммах крови здорового человека содержится 13 – 16грамм гемоглобина. Между собой протомеры соединены гидрофобными, ионными, водородными связями. Взаимодействуют они не произвольно, а контактной поверхностью и контакт этот происходит по принципу комплементарности то есть одновременно в нескольких десятках точек. Взаимодействие происходит разноименно заряженными группами, гидрофобными участками. У многих беспозвоночных животных гемоглобин растворен в крови, а у позвоночных и у некоторых видом беспозвоночных – в эритроцитах. В состав молекулы гемоглобина входит молекула белка глобина и четыре молекулы гемма. Он соединяется в легких с кислородом и таким образом получается довольно не прочное вещество – оксигемоглобин, благодаря которому кровь приобретает ярко – красную окраску. Гемоглобин, который уже отдал кислород называется дезоксигемоглобином. Гемоглобин, который соединился с углекислым газом называется карбгемоглобин. Это соединение так же довольно не прочное и подвержено легкому распаду. В сердечной и скелетных мышцах так же имеется гемоглобин и называется он – миоглобином. Если уровень гемоглобина в крови на низком уровне, то вы будете ощущать слабость во всем теле, головокружение, утомляемость, сухость кожи и многое другое, поэтому необходимо нормализовать его уровень потребляя большее количество продуктов, содержащих железо. Низкий уровень гемоглобина может привести к развитию такой опасной болезни, как анемия. Его недостаточность может быть вызвана двумя факторами: недостаточным синтезом и его большой потерей. Потеря гемоглобина часто бывает связана с сильными внутренними или гинекологическими кровотечениями. А плохой синтез гемоглобина может быть вызван недостаточным количеством компонентов, которые так необходимы для синтеза ( результатом могут быть неполноценные диеты не усваивание пищи), а может быть нарушена функция органа, который отвечает за синтез. Вот перечень таких необходимых для синтеза элементов: железо, витамин В12, фолиевая кислота, аминокислоты. Все эти компоненты попадают в наш организм с продуктами питания, поэтому так важно, что бы мы с вами питались полноценно и сбалансировано.
У женщин гемоглобин значительно ниже, чем у мужчин и его свойства меняются в онтогенезе. Его делят на несколько видов. Гемоглобин бывает эмбриональный, плода и у взрослых. Из за того, что сродство к кислороду у гемоглобина плода значительно выше, чем у взрослого это обеспечивает большую устойчивость организма плода к недостатку кислорода. Его количество определяется специальными приборами – гемометрами. Известны нормальные типы и более 50 патологических вариантов гемоглобина. И нормальные и патологические типы различаются между собой не структурой протопорфиринового кольца, а по построению глобина.
Если оценивать нормальный уровень гемоглобина в крови, то всех людей можно разделить на четыре категории: мужчины, женщины, дети и беременные женщины.
У мужчин нормой считается 130-170г/л, еже уровня 130 уже считается анемией. У женщин эти показатели несколько ниже. Нормальным показателем считается 120-160 г/л. У женщин бывают изменения в норме, это связано с гормональными сбоями и потерей крови во время менструаций. Если у женщины анализ крови показал содержание гемоглобина ниже 110, то это может вызвать анемию.
У беременных женщин гемоглобин понижается, а вызвано это тем, что начинается резкое потребление плодом железа, которое так необходимо для синтеза. Организм женщины просто напросто не может справиться с синтезом нужного количества гемоглобина на определенный объем крови. У детей нормальное содержание гемоглобина напрямую зависит от возраста ребенка. Причиной низкого содержания гемоглобина могут быть следующие факторы:
— при капельницах резко увеличивается количество плазмы, а это негативно сказывается на показателях уровня гемоглобина;
— если человек вегетарианец ( железо усваивается в основном из животных белков);
— при наличии хронического энтерита нарушается усваивание железа в кишечнике;
— однообразное питание и различные диеты приводят к тому, что в организм попадает недостаточное количество железа, фолиевой кислоты и витамина В12;
— при больших кровопотерях ( травмы, внутренние кровотечения). Донорство так же считается причиной низкого гемоглобина;
— при быстром разрушении эритроцитов – причиной этому могут быть инфекционные или аутоиммунные заболевания;
— алкоголь способствует тому, что эритроциты у пьющих людей умирают вдвое быстрее, чем у не пьющих.
Как мы уже с вами говорили, недостаточное количество гемоглобина может привести к очень серьезному заболеванию – анемии. Симптомы этой болезни: головокружение, слабость, отдышка, сильное сердцебиение, головные боли, шум в ушах, сонливость, тонкие и ломкие ногти и волосы, кожа желтого цвета и пигментацией.
Если при сдаче анализа крови у вас выявили недостаточный гемоглобин, то нужно постараться выяснить причину этого явления. Если она заключается в неправильном питании или т не сбалансированных диетах, то нужно в первую очередь исправить положение. Если вы являетесь донором, но нужно на время прекратить сдавать кровь, пока не нормализуются показатели.
В пищу нужно стараться употреблять как можно больше мяса, рыбы и бобовых продуктов, но и злоупотреблять такими продуктами так же не следует, потому что это дает большую нагрузку на почки. Из мясных продуктов в наш организм всасывается около 20-30 % железа, а из растительных – только 3 – 5%. Поэтому, для поле эффективного всасывания, рекомендуется после приема растительной пищи принимать продукты, которые содержат большое количество витамина «С» и это может быть апельсиновый сок. А вот молочные продукты и мучные не способствуют хорошему усваиванию железа.
Если причина не в питании, то нужно обратиться к врачу за более тщательным обследованием и после выяснения причины, нужно начать полноценное лечение.
Значительно повышенный гемоглобин может являться причиной серьезного заболевания, такого как: заболевание крови, онкологические заболевания, сердечно – легочная недостаточность, кишечная непроходимость, врожденные пороки сердца и некоторые другие.
Так же гемоглобин может быть повышенным у людей, проживающих на высокогорьях или после тяжелых физических нагрузок. Заядлые курильщики так же страдают повышенным уровнем гемоглобина.
При повышенном гемоглобине врач обычно дает направление на дополнительные анализы, для того, что бы выяснить причину, после чего назначается лечение или если есть необходимость – диета. Могут так же назначить препараты, которые разжижают кровь и нормализуют ее свертываемость. Но ни в коем случае не нужно заниматься самолечением, так как это может привести к плачевным последствиям. Без консультации врача не нужно принимать никаких витаминных комплексов.
При правильном питании и здоровом образе жизни уровень гемоглобина в крови не будет доставлять вам никаких проблем.
Источник
Анатомия Гемоглобина человека — информация:
Гемоглобин — сложный железосодержащий белок, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани. Главная функция гемоглобина состоит в переносе дыхательных газов. У человека в капиллярах лёгких в условиях избытка кислорода последний соединяется с гемоглобином. Током крови эритроциты, содержащие молекулы гемоглобина со связанным кислородом, доставляются к органам и тканям, где кислорода мало; здесь необходимый для протекания окислительных процессов кислород освобождается из связи с гемоглобином. Кроме того, гемоглобин способен связывать в тканях небольшое количество диоксида углерода (CO2) и освобождать его в лёгких. Монооксид углерода (CO) связывается с гемоглобином крови прочнее, чем кислород, образуя карбоксигемоглобин (HbCO). Некоторые процессы приводят к окислению иона железа в геме до степени окисления +3. В результате образуется форма гемоглобина, известная как метгемоглобин (HbOH) (metHb, от мета… и гемоглобин, иначе гемиглобин или ферригемоглобин). В обоих случаях блокируются процессы транспортировки кислорода. Впрочем, монооксид углерода может быть частично вытеснен из гема при повышении парциального давления кислорода в легких.
Нормальным содержанием гемоглобина в крови человека считается: у мужчин 130-170 г/л (нижний предел -120, верхний предел -180 г/л), у женщин 120-150 г/л; у детей нормальный уровень гемоглобина зависит от возраста и подвержен значительным колебаниям. Так, у детей через 1-3 дня после рождения нормальный уровень гемоглобина максимальный и составляет 145-225 г/л, а к 3-6 месяцам снижается до минимального уровня 95-135 г/л, затем с 1 года до 18 лет отмечается постепенное увеличение нормального уровня гемоглобина в крови.
Строение гемоглобина
Гемоглобин является сложным белком класса хромопротеинов, то есть в качестве простетической группы здесь выступает особая пигментная группа, содержащая химический элемент железо — гем. Гемоглобин человека является тетрамером, то есть состоит из четырёх субъединиц. У взрослого человека они представлены полипептидными цепями α1, α2, β1 и β2. Субъединицы соединены друг с другом по принципу изологического тетраэдра. Основной вклад во взаимодействие субъединиц вносят гидрофобные взаимодействия. И α, и β-цепи относятся к α-спиральному структурному классу, так как содержат исключительно α-спирали. Каждая цепь содержит восемь спиральных участков, обозначаемых буквами A-H (От N-конца к C-концу). Гем представляет собой комплекс протопорфирина IX, относящегося к классу порфириновых соединений, с атомом железа (II). Эта простетическая группа нековалентно связана с гидрофобной впадиной молекул гемоглобина и миоглобина.
Железо (II) характеризуется октаэдрической координацией, то есть связывается с шестью лигандами. Четыре из них представлены атомами азота порфиринового кольца, лежащими в одной плоскости. Две других координационных позиции лежат на оси, перпендикулярной плоскости порфирина. Одна из них занята азотом остатка гистидина в 93 положении полипептидной цепи (участок F). Связываемая гемоглобином молекула кислорода координируется к железу с обратной стороны и оказывается заключённой между атомом железа и азотом ещё одного остатка гистидина, располагающегося в 64 положении цепи (участок E). Всего в гемоглобине человека четыре участка связывания кислорода (по одному гему на каждую субъединицу), то есть одновременно может связываться четыре молекулы.
Гемоглобин в легких при высоком парциальном давлении кислорода соединяется с ним, образуя оксигемоглобин. При этом кислород соединяется с гемом, присоединяясь к железу гема на 6-ю координационную связь. На эту же связь присоединяется и моноксид углерода, вступая с кислородом в «конкурентную борьбу» за связь с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. Связь моноксида углерода с гемоглобином более прочная, чем с кислородом. Поэтому часть гемоглобина, образующая комплекс с моноксидом углерода, не участвует в транспорте кислорода. В норме у человека образуется 1,2 % карбоксигемоглобина. Повышение его уровня характерно для гемолитических процессов, в связи с этим уровень карбоксигемоглобина является показателем гемолиза.
Физиология гемоглобина
Для связывания кислорода с гемоглобином характерна кооперативность: после присоединения первой молекулы кислорода связывание последующих облегчается. Гемоглобин является одним из основных белков, которыми питаются малярийные плазмодии — возбудители малярии, и в эндемичных по малярии районах земного шара весьма распространены наследственные аномалии строения гемоглобина, затрудняющие малярийным плазмодиям питание этим белком и проникновение в эритроцит. В частности, к таким имеющим эволюционно-приспособительное значение аномалия гемоглобина, приводящая к серповидно-клеточной анемии. Однако, к несчастью, эти аномалии, как и аномалии строения гемоглобина, не имеющие явно приспособительного значения, сопровождаются нарушением кислород-транспортирующей функции гемоглобина, снижением устойчивости эритроцитов к разрушению, анемией и другими негативными последствиями. Аномалии строения гемоглобина называются гемоглобинопатиями. Гемоглобин высоко токсичен при попадании значительного его количества из эритроцитов в плазму крови (что происходит при массивном внутрисосудистом гемолизе, геморрагическом шоке, гемолитических анемиях, переливании несовместимой крови и других патологических состояниях).
Токсичность гемоглобина, находящегося вне эритроцитов, в свободном состоянии в плазме крови, проявляется тканевой гипоксией — ухудшением кислородного снабжения тканей, перегрузкой организма продуктами разрушения гемоглобина — железом, билирубином, порфиринами с развитием желтухи или острой порфирии, закупоркой почечных канальцев крупными молекулами гемоглобина с развитием некроза почечных канальцев и острой почечной недостаточности. Ввиду высокой токсичности свободного гемоглобина в организме существуют специальные системы для его связывания и обезвреживания. В частности, одним из компонентов системы обезвреживания гемоглобина является особый плазменный белок гаптоглобин, специфически связывающий свободный глобин и глобин в составе гемоглобина.
Комплекс гаптоглобина и глобина (или гемоглобина) затем захватывается селезенкой и макрофагами тканевой ретикуло-эндотелиальной системы и обезвреживается. Другой частью гемоглобинообезвреживающей системы является белок гемопексин, специфически связывающий свободный гем и гем в составе гемоглобина. Комплекс гема (или гемоглобина) и гемопексина затем захватывается печенью, гем отщепляется и используется для синтеза билирубина и других желчных пигментов, или выпускается в рециркуляцию в комплексе с трансферрином для повторного использования костным мозгом в процессе эритропоэза.
Источник
Гемоглобин
Гемоглобин (Hb) — сложный белок, обеспечивающий транспорт кислорода из легких к тканям. Гемоглобин состоит из белковых цепей и гема — порфиринового кольца, которое содержит железо.
Физиологически, основной функцией гемоглобина является перенос кислорода из легких к органам и тканям, но не меньшей важностью является перенос гемоглобином оксида азота (NO) и регуляция тонуса сосудов (вазомоторного тонуса).
Низкий уровень гемоглобина является одним из проявлений анемии, повышенный уровень гемоглобина также является признаком ряда заболеваний и патологических состояний.
Гемоглобин. Цифры и факты
- Одна молекула гемоглобина переносит четыре молекулы кислорода
- Во всем гемоглобине в организме содержит 2,5 грамма железа у мужчин и 1,9 грамма у женщин
- Паразит, вызывающий малярию, малярийный плазмодий, питается гемоглобином. Подробнее о малярии
ЭТО ИНТЕРЕСНО: физиологический процесс распада гемоглобина в организме называется гемоглобинолизом
Виды гемоглобинов
В организме здорового взрослого человека присутствует несколько типов гемоглобина:
- Гемоглобин А (HbA)
- Гемоглобин A2 (HbA2)
- Фетальный гемоглобин (HbF)
- Гликированный гемоглобин (HbA1C)
Гликированный гемоглобин имеет важнейшее значение в диагностике и лечении сахарного диабета
Нормы гемоглобина
Казалось бы, все знают, что норма гемоглобина для женщин составляет 120-140 г/л (грамм на литр), а для мужчин 140-160 г/л. Но как и с нормальными показателями уровня сывороточного железа, с нормами гемоглобина не все так просто.
ЭТО ИНТЕРЕСНО: Методы определения концентрации гемоглобин в крови называются гемоглобинометрией
Сначала интересные факты о том, откуда взялись вышеуказанные нормы. Эти нормы разработаны ВОЗ, но разработаны они не для оценки нормального уровня гемоглобина как такового, а для оценки питания. Т.е. проще говоря, эти уровни гемоглобина соответствующие указанному диапазону, с точки зрения экспертов ВОЗ, говорят о том, что человек, в общем то, неплохо питается, не более того.
Ассоциация гематологов США предлагает рассматривать нижнюю границу нормы гемоглобина, на следующем уровне:
Популяция* | Нижняя граница нормы гемоглобина |
Мужчины в возрасте от 20 до 59 лет | 137 г/л |
Мужчины в возрасте старше 60 лет | 132 г/л |
Женщины 20 лет и старше | 122 г/л |
* Нормы гемоглобин для представителей европеоидной расы
Как следует из приведенной таблицы, на уровень гемоглобина влияют пол и возраст, другие факторы, влияющие на уровень гемоглобина:
- Проживание на большой высоте
- Занятия спортом
- Курение
- Раса
- Сопутствующие заболевания
У курящих, живущих на большой высоте, спортсменов — уровень гемоглобина будет выше, т.е. то, что для других норма, для других будет уже анемией. Как и наоборот, то, что для людей живущих примерно на уровне моря будет повышенным уровнем гемоглобина, для курящих, спортсменов и живущих на большой высоте будет нормой.
Норма гемоглобина у беременных женщин*
Первый триместр | Второй триместр | Третий триместр | |
Гемоглобин (г/л) | 116-139 | 97-148 | 9.5-150 |
Гематокрит (в процентах) | 31.0-41.0 | 30.0-39.0 | 28.0-40.0 |
*Данные показатели получены в результате клинических исследований, но не являются нормативными. Подробнее о некоторых лабораторных нормах у беременных женщин.
Итак, после того, как мы рассказали о сложностях в оценке того, какой уровень является нормальным для гемоглобина, а какой нет, мы расскажем на какие нормативные показатели обычно ориентируются врачи.
Показатель | Мужчины | Женщины |
Гемоглобин г/л | 157 ± 17 | 138 ± 15 |
Гематокрит % | 46.0 ± 4.0 | 40.0 ± 4.0 |
Эритроцитов в мкл | 5.2 ± 0.7 | 4.6 ± 0.5 |
Ретикулоциты % | 1.6 ± 0.5 | 1.4 ± 0.5 |
Средний объем эритроцита, fL | 88.0 ± 8.0 | |
Среднее содержание гемоглобина в эритроците | 30.4 ± 2.8 | |
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците | 34.4 ± 1.1 | |
Ширина распределения эритроцитов | 13.1 ± 1.4 |
Напомним, что нормальные показатели гемоглобина у взрослых отличаются от показателей у детей.
Гемоглобин у детей
Возраст | Гемоглобин, г/л | Гематокрит, % | Средний эритроцитарный объем, мкм3 |
Новорожденные | 165 ± 30 | 51 ± 9 | 108 ± 10 |
1 мес | 140 ± 40 | 43 ± 12 | 104 ± 19 |
6 мес | 115 ± 20 | 35 ± 6 | 91 ± 17 |
1 год | 120 ± 15 | 36 ± 3 | 78 ± 8 |
2—6 лет | 125 ± 10 | 37 ± 3 | 81 ± 6 |
6—12 лет | 135 ± 20 | 40 ± 5 | 86 ± 9 |
12—18 лет | 140 ± 20 | 42 ± 6 | 89 ± 11 |
Подготовка к анализу на гемоглобин
Подготовка к анализу на гемоглобин обычно не требуется. Перед анализом необходимо пить достаточное количество жидкости, чтобы не допустить обезвоживания. Анализ на гемоглобин может быть сдан отдельно, но чаще всего, исследование гемоглобина проводится в рамках проведения общего анализа крови. В некоторых случаях общий анализ крови может потребовать подготовки в виде 12 часового голодания.
Симптомы пониженного гемоглобина
Пониженный гемоглобин приводит к недостаточному обеспечению органов и тканей кислородом. ОБычно симптомы низкого гемоглобина включают:
- слабость
- одышку
- головокружение
- учащенное сердцебиение
- шум в ушах
- головную боль
- похолодание конечностей
- побледнение или желтизну кожи
- боль в груди
Подробно симптомы связанные с пониженным гемоглобином обсуждаются в статье об анемиях.
Источник