Vereringesüsteem täidab kõigi soojavereliste loomade kehas transpordifunktsiooni, toimetades kudedesse toitaineid ja hapnikku. Hapniku ja süsinikdioksiidi transport toimub tänu punastele verelibledele, mis sisaldavad olulist ainet - hemoglobiini. Selles artiklis vaatleme hemoglobiini tüüpe ja ühendeid.
Mis on hemoglobiin
Hemoglobiin on punaste vereliblede komponent, mis kuulub valkude rühma. See koosneb 96% globiini valgulisest ainest ja 4% ainest, mille aatom on 2-valentse raua - heem. Erütrotsüüdi ühes rakus sisaldab see umbes 280 miljonit molekuli, mis moodustab vere punase värvuse.
Hemoglobiini põhiomadus on raua võime kinnituda ja vabastada gaase, moodustades hapniku liikumise kopsudest kudedesse ja süsinikdioksiidi liikumise kudedest kopsudesse. Seega on selle roll gaasivahetuse protsessis organismis asendamatu.
Inimese vere hemoglobiini struktuur ja tüübid
Inimese erinevatel arenguetappidelhemoglobiini koostis erineb polüpeptiidahelate struktuurist. Sõltuv alt sellest, milliseid polüpeptiidahelaid hemoglobiini struktuur sisaldab, on inimestel järgmised hemoglobiini tüübid:
- Täiskasvanute hemoglobiini (HbA) esineb täiskasvanutel domineerivas koguses (umbes 98–99% kogu verest). HbA koosneb 2 ja 2 polüpeptiidahelast. Iga aminohappeheeliks sisaldab heemikomponenti, mille aatom vastutab hapnikumolekuli afiinsuse eest. HbA-l on väiksem hapnikuafiinsus kui muud tüüpi hemoglobiinil, kuid samal ajal on see pH- ja t-kõikumiste suhtes vastupidavam.
- Fetaal (HbF) sünteesitakse lootel emakas alates 6-7 rasedusnädalast, millele järgneb selle asendamine HbA-ga. Juba alates 1. elukuust aeglustub HbF süntees, suureneb vere üldmaht ja suureneb HbA süntees, mis lapse kolmeaastaseks eluaastaks jõuab protsendini täiskasvanu vere koostisest. Loote hemoglobiin erineb täiskasvanu omast globiiniahelate koostiselt, ahela asemel on siin mingi heeliksi tüüp. HbF on HbA-ga võrreldes vähem vastupidav vere pH muutustele ja kehatemperatuuri kõikumisele.
- Embrüonaalne (HbE). Hingamisteede valgu esmane vorm toodetakse embrüos juba enne platsenta moodustumist (juba esimesel rasedusnädalal) ja kestab kuni 6-7 nädalat. Struktuur eristub ahelate ja ζ-tüüpide olemasolust.
Hemoglobiini patoloogilised tüübid
Mõnel juhul mõju allgeneetilised defektid tekib hemoglobiinirakkude ebanormaalne süntees. Hemoglobiini patoloogilised tüübid erinevad füsioloogilistest polüpeptiidsidemete koostise või õigemini nende mutatsiooni poolest.
DNA mutatsiooni tulemusena ei toimu erütrotsüütide komponentide süntees mitte glutamiini, vaid valiini aminohappega. See "raami" asendus viib 2. tüüpi valgu struktuuri moodustumiseni, mille pinnal on "kleepuv" sait, mis on võimeline omastama omalaadseid struktuure. Seega toimub HbS molekulide polümerisatsioon ja selle tulemusena raskete ja halvasti transporditavate erütrotsüütide settimine veresoontes. Seda kõrvalekallet nimetatakse "sirpne aneemiaks".
Hemoglobiinisisalduse normid inimestel
Hingamisteede valkude sisaldus inimeste veres võib erineda olenev alt soost, vanusekategooriast, elustiilist ja mõnest muust tunnusest, näiteks rasedusest.
Vere hemoglobiinisisalduse normaalväärtused, mida ei peeta patoloogiliseks kõrvalekaldeks:
- Mehed – 130–150 g/l.
- Naised – 120–140 g/l.
- Kuni aastastel lastel 100-140 g/l ja esimesel kuul võivad need väärtused ulatuda kuni 220 g/l-ni loote hemoglobiini suurenenud kontsentratsiooni tõttu. Üheaastastel kuni 6-aastastel lastel - 110-145 g / l ja alates 6. eluaastast - 115-150 g / l, olenemata lapse soost.
- Raseduse ajal väheneb HbA kontsentratsioon 110 g/l-ni, mida aga ei loeta aneemiaks.
- Vanemate inimeste puhul peetakse seda trendi normiksvähenemine deklareeritud normist 5 ühiku võrra, olenev alt patsiendi soost.
Vastav alt vanusepiirangule erineb ka vere koostis, mis sisaldab samaaegselt erinevat tüüpi hemoglobiini. Näiteks täiskasvanul on loomulik suhe 99% HbA ja kuni 1% HbF. Alla üheaastastel lastel on HbF protsent oluliselt kõrgem kui täiskasvanutel, mis on seletatav loote hemoglobiini algselt olemasoleva vormi järkjärgulise lagunemisega.
Füsioloogilised vormid
Kuna hingamisteede punane pigment osaleb pidev alt kehas toimuvates gaasivahetusprotsessides, on selle peamine omadus võime moodustada ühendeid erinevate gaaside molekulidega. Selliste reaktsioonide tulemusena tekivad hemoglobiini füsioloogilised tüübid, mida peetakse normaalseks.
- Oksühemoglobiin (Hb) on hapnikumolekuliga ühend. Protsess toimub hingamisteede organites, kopsude alveoolides. Hapnikuga rikastatud punased verelibled värvivad verd sarlakpunaseks, mida nimetatakse arteriaalseks ja mis liigub kopsudest kudedesse, rikastades neid oksüdatiivseteks protsessideks vajaliku hapnikuga.
- Deoksühemoglobiin (HbH) - redutseeritud hemoglobiin moodustub hetkel, mil punased verelibled annavad kudedele hapnikku, kuid pole veel jõudnud neist süsihappegaasi ära võtta.
- Karboksühemoglobiin (Hb) moodustub, kui süsinikdioksiid eemaldatakse kudedest ja viiakse kopsudesse, viies lõpule inimese hingamisprotsessi. Karboksühemoglobiin annab venoossele verele tumeda värvuse – burgundia.
Patoloogilised seosed
Erütrotsüüdid võivad kinnituda mitte ainult hingamisprotsessis osalevaid gaase, vaid ka teisi, moodustades patoloogilisi hemoglobiinitüüpe, mis ohustavad inimeste tervist ja isegi elu. Nendel ühenditel on madal lagunemisaste, mistõttu nad põhjustavad kudede hapnikupuudust ja tõsiseid hingamisprotsessi häireid.
- Karbhemoglobiin (HbCO) on süsinikmonooksiidi sisse hinganud inimese veres äärmiselt ohtlik ühend. Blokeerib punaste vereliblede võime kanda hapnikku kudedesse. Isegi väike süsinikmonooksiidi kontsentratsioon õhus 0,07% võib lõppeda surmaga.
- Methemoglobiin (HbMet) tekib mürgitamisel nitrobenseeniühenditega, mille näideteks on tekstiilitööstuses laialdaselt kasutatavad vaikude, eetrite, tselluloosi alifaatsed lahustid. Nitraadid muudavad hemoglobiiniga suhtlemisel heemis sisalduva 2-valentse raua 3-valentseks rauaks, mis põhjustab samuti hüpoksiat.
Hemoglobiini diagnostika
Globiini hingamisteede struktuuride kontsentratsiooni tuvastamiseks inimveres viiakse läbi kvalitatiivseid ja kvantitatiivseid analüüse. Hemoglobiini uuritakse ka selles sisalduvate rauaioonide hulga suhtes.
Peamine kvantitatiivne meetod hemoglobiini kontsentratsiooni määramiseks tänapäeval on kolorimeetriline analüüs. See on uurimus bioloogilise materjali värviküllastusest, kui sellele on lisatud spetsiaalne värv.reaktiiv.
Kvalitatiivsed meetodid hõlmavad vere uurimist HbA ja HbF tüüpide suhte osas selles. Kvalitatiivne analüüs hõlmab ka glükosüülitud hemoglobiini molekulide (süsinikuga ühendite) koguse määramist veres – meetodit kasutatakse suhkurtõve diagnoosimiseks.
Hemoglobiini kontsentratsiooni kõrvalekalle normist
HbA tasakaal võib varieeruda nii alla kui ka üle normaalse. Igal juhul põhjustab see negatiivseid tagajärgi. Kui HbA langeb alla kehtestatud normi, tekib patoloogiline sündroom, mida nimetatakse "rauavaegusaneemiaks". Seda väljendab letargia, jõu kaotus, tähelepanematus. See mõjutab negatiivselt närvisüsteemi, eriti ohtlik on see lapsepõlves, kuna põhjustab sageli psühhomotoorse arengu mahajäämust.
Kõrgenenud hemoglobiin ei ole eraldiseisev haigus, vaid pigem sündroom, mis viitab erinevatele patoloogiatele, nagu diabeet, kopsupuudulikkus, südamehaigused, neeruhaigused, foolhappe või B-vitamiinide liig, onkoloogia jne.
