Obehový systém plní v tele všetkých teplokrvných živočíchov transportnú funkciu a dodáva tkanivám živiny a kyslík. Transport kyslíka a oxidu uhličitého sa uskutočňuje vďaka červeným krvinkám, ktoré obsahujú dôležitú látku - hemoglobín. V tomto článku sa pozrieme na typy a zlúčeniny hemoglobínu.
Čo je hemoglobín
Hemoglobín je zložka červených krviniek, ktorá patrí do skupiny bielkovín. Skladá sa z 96% z bielkovinovej látky globínu a 4% z látky s atómom 2-mocného železa - hému. V 1 bunke erytrocytu obsahuje asi 280 miliónov molekúl, ktoré tvoria červenú farbu krvi.
Hlavnou vlastnosťou hemoglobínu je schopnosť železa viazať a uvoľňovať plyny, čím zabezpečuje pohyb kyslíka z pľúc do tkanív a oxidu uhličitého z tkanív do pľúc. Jeho úloha v procese výmeny plynov v tele je teda nezastupiteľná.
Štruktúra a typy hemoglobínu v ľudskej krvi
V rôznych štádiách ľudského vývojazloženie hemoglobínu sa líši v štruktúre polypeptidových reťazcov. V závislosti od toho, ktoré polypeptidové reťazce obsahuje štruktúra hemoglobínu, sú typy hemoglobínu u ľudí nasledovné:
- Dospelý hemoglobín (HbA) sa vyskytuje v dominantných množstvách (asi 98 – 99 % celkovej krvi) u dospelých. HbA pozostáva z 2 a 2 polypeptidových reťazcov. Každý z aminokyselinových helixov obsahuje hemovú zložku s atómom zodpovedným za afinitu k molekule kyslíka. HbA má menšiu afinitu ku kyslíku ako iné typy hemoglobínu, ale zároveň je odolnejší voči kolísaniu pH a t.
- Fetálny (HbF) sa syntetizuje u plodu v maternici od 6. do 7. týždňa tehotenstva, po ktorom nasleduje jeho nahradenie HbA. Už od 1. mesiaca života sa spomaľuje syntéza HbF, zvyšuje sa celkový objem krvi a zvyšuje sa syntéza HbA, ktorá do troch rokov života dieťaťa dosahuje percento zloženia krvi dospelého človeka. Fetálny hemoglobín sa od dospelého líši zložením globínových reťazcov, namiesto reťaze je tu typ špirály. HbF je v porovnaní s HbA menej odolný voči zmenám pH krvi a kolísaniu telesnej teploty.
- Embryonálne (HbE). Primárna forma respiračného proteínu sa tvorí v embryu ešte pred vytvorením placenty (už v prvom týždni tehotenstva) a trvá až 6-7 týždňov. Štruktúra sa vyznačuje prítomnosťou reťazcov a ζ-typov.
Patologické typy hemoglobínu
V niektorých prípadoch pod vplyvomgenetické defekty nastáva abnormálna syntéza hemoglobínových buniek. Patologické typy hemoglobínu sa líšia od fyziologických v zložení polypeptidových väzieb, respektíve v ich mutácii.
V dôsledku mutácie DNA sa syntéza zložiek erytrocytov neuskutočňuje s glutamínom, ale s valínovou aminokyselinou. Táto „rámcová“substitúcia vedie k vytvoreniu proteínovej štruktúry typu 2 s „lepivým“miestom na povrchu, ktoré je schopné privlastniť si štruktúry svojho druhu. Dochádza tak k polymerizácii molekúl HbS a v dôsledku toho k sedimentácii ťažkých a zle transportovaných erytrocytov v cievach. Táto odchýlka sa nazýva „kosáčikovitá anémia“.
Normy obsahu hemoglobínu u ľudí
Obsah proteínových respiračných štruktúr v krvi ľudí sa môže líšiť v závislosti od pohlavia, vekovej kategórie, životného štýlu a niektorých ďalších vlastností, ako je tehotenstvo.
Normálne hodnoty obsahu hemoglobínu v krvi, ktoré sa nepovažujú za patologickú abnormalitu:
- Muži – 130 – 150 g/l.
- Ženy – 120 – 140 g/l.
- U detí do roka 100-140 g/l a v prvom mesiaci môžu tieto hodnoty dosiahnuť až 220 g/l v dôsledku zvýšenej koncentrácie fetálneho hemoglobínu. U detí od jedného roka do 6 rokov - 110-145 g / l a od 6 rokov - 115-150 g / l, bez ohľadu na pohlavie dieťaťa.
- Počas tehotenstva dochádza k poklesu koncentrácie HbA na 110 g/l, čo sa však nepovažuje za anémiu.
- U starších ľudí sa tento trend považuje za normuzníženie o 5 jednotiek oproti deklarovanej norme v závislosti od pohlavia pacienta.
Podľa vekovej hranice sa líši aj zloženie krvi, ktorá súčasne obsahuje rôzne typy hemoglobínu. Takže napríklad u dospelého človeka je prirodzený pomer 99 % HbA a až 1 % HbF. U detí mladších ako jeden rok je percento HbF výrazne vyššie ako u dospelých, čo sa vysvetľuje postupným rozpadom pôvodne existujúcej formy fetálneho hemoglobínu.
Fyziologické formy
Keďže sa respiračný červený pigment neustále podieľa na procesoch výmeny plynov v tele, jeho hlavnou vlastnosťou je schopnosť vytvárať zlúčeniny s molekulami rôznych plynov. V dôsledku takýchto reakcií sa vytvárajú fyziologické typy hemoglobínu, ktoré sa považujú za normálne.
- Oxyhemoglobín (Hb) je zlúčenina s molekulou kyslíka. Proces sa vyskytuje v dýchacích orgánoch, v alveolách pľúc. Okysličené červené krvinky farbia krv do šarlátovej farby, ktorá sa nazýva arteriálna a presúva sa z pľúc do tkanív a obohacuje ich o kyslík potrebný pre oxidačné procesy.
- Deoxyhemoglobín (HbH) - znížený hemoglobín sa tvorí v momente, keď červené krvinky dodávajú tkanivám kyslík, no ešte nestihli z nich odobrať oxid uhličitý.
- Karboxyhemoglobín (Hb) sa tvorí, keď sa oxid uhličitý odstraňuje z tkanív a prenáša sa do pľúc, čím sa dokončí proces ľudského dýchania. Karboxyhemoglobín dodáva venóznej krvi tmavú farbu - bordovú.
Patologické súvislosti
Erytrocyty môžu prichytávať nielen plyny zapojené do dýchacieho procesu, ale aj iné, pričom vytvárajú patologické typy hemoglobínu, ktoré predstavujú nebezpečenstvo pre ľudské zdravie a dokonca aj život. Tieto zlúčeniny majú nízky stupeň rozkladu, preto vedú k nedostatku kyslíka v tkanivách a závažným poruchám dýchacieho procesu.
- Karbhemoglobín (HbCO) je mimoriadne nebezpečná zlúčenina v krvi osoby, ktorá vdýchla oxid uhoľnatý. Blokuje schopnosť červených krviniek prenášať kyslík do tkanív. Aj nepatrná koncentrácia oxidu uhoľnatého vo vzduchu 0,07 % môže byť smrteľná.
- Methemoglobín (HbMet) vzniká otravou zlúčeninami nitrobenzénu, ktorých príkladmi sú alifatické rozpúšťadlá živíc, éterov, celulózy, široko používané v textilnom priemysle. Dusičnany pri interakcii s hemoglobínom premieňajú 2-mocné železo obsiahnuté v heme na 3-mocné železo, čo tiež vedie k hypoxii.
Diagnostika hemoglobínu
Na zistenie koncentrácie globínových respiračných štruktúr v ľudskej krvi sa vykonávajú kvalitatívne a kvantitatívne typy analýz. Hemoglobín sa tiež skúma na množstvo iónov železa, ktoré obsahuje.
Hlavnou kvantitatívnou metódou na stanovenie koncentrácie hemoglobínu v súčasnosti je kolorimetrická analýza. Ide o štúdium sýtosti farieb biologického materiálu, keď sa k nemu pridá špeciálna farba.činidlo.
Kvalitatívne metódy zahŕňajú štúdium krvi na obsah pomeru typov HbA a HbF v nej. Kvalitatívna analýza zahŕňa aj stanovenie množstva molekúl glykozylovaného hemoglobínu (zlúčenín s uhlíkmi) v krvi – metóda sa používa na diagnostiku diabetes mellitus.
Odchýlka koncentrácie hemoglobínu od normy
Bilancia HbA sa môže meniť pod aj nad normálnou hodnotou. V každom prípade to vedie k negatívnym dôsledkom. Pri poklese HbA pod stanovenú normu vzniká patologický syndróm, ktorý sa nazýva „anémia z nedostatku železa“. Vyjadruje sa letargiou, stratou sily, nepozornosťou. Negatívne pôsobí na nervový systém, nebezpečný je najmä v detskom veku, pretože často spôsobuje zaostávanie v psychomotorickom vývoji.
Zvýšený hemoglobín nie je samostatné ochorenie, ale skôr syndróm, ktorý poukazuje na rôzne patológie, ako je cukrovka, pľúcna insuficiencia, srdcové choroby, obličky, nadbytok kyseliny listovej alebo vitamínov B, onkológia atď.
