Клиническая ангиология

- заболевания артерий и вен воспалительного и невоспалительного характера, этиология и патогенез, клиника и диагностика, лечение и профилактика сосудистых заболеваний.

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

ГЕМОГЛОБИН (от греч. haima - кровь и лат. globulus - шарик).

ГЕМОГЛОБИН (от греч. haima - кровь и лат. globulus - шарик)

Сложный дыхательный белок, осуществляющий перенос молекулярного кислорода от органов дыхания к тканям организма. Молекула гемоглобина позвоночных животных состоит из глобина и железосодержащей простетической группы - гема.

Глобин содержит 570 остатков 18 различных аминокислот, образующих полипептидные цепи, отдельные участки которых закручены в альфа-спирали, а сами полипептидные цепи свернуты в сферические компактные глобулы. Мол. вес гемоглобина - 66 000-68 000.

Последовательность чередования аминокислотных остатков в полипептидных цепях молекулы гемоглобина человека полностью расшифрована. Молекула гемоглобина образует компактную частицу сферической формы с двумя осями симметрии и состоит из четырех попарно идентичных полипептидных субъединиц. Полипептидные цепи, имеющие N-кoнцевую (валил - лейцил) и С-концевую последовательность (лизил - тирозил -аргинин), получили название альфа-цепей. N-концевая последовательность второй пары субъединиц (бета-цепи) варьирует в зависимости от типа гемоглобина. С-концевая последовательность Р-цепей, по-видимому, постоянна для всех видов гемоглобина: лизил - тирозил - гистидин.

Молекула гемоглобина в растворах мочевины, в умеренно кислой и щелочной среде диссоциирует на две идентичные половины - димеры. В более кислой и более щелочной средах димеры в свою очередь диссоциируют на мономеры, давая две альфа- и две бета-субъединицы. В нейтральной среде происходит ассоциация мономеров; она неспецифична и возможна между полипептидными цепями молекул гемоглобина разных типов, если таковые присутствуют в растворе. Таким способом были получены гибридные формы молекул гемоглобина отдаленных видов животных и человека.

Молекула белковой части гемоглобина - глобина - соединена с четырьмя группами гема, которые представляют собой протопорфириновые кольца; каждое из них содержит атом двухвалентного железа. Каждая субъединица молекулы состоит из полипептидной цепи и группы гема. Комплексный ион железа гема образует шесть координационных связей. Четыре из них приходятся на долю атомов азота пиррольных колец самого гема; одну координационную связь с железом образует гистидин полипептидной цепи и еще одна образуется с молекулой воды, которая через водородную связь взаимодействует еще с одной имидазольной группой гистидина полипептидной цепи. Благодаря этим взаимодействиям и устанавливается прочная комплексная связь между белком и его простетической группой.

В присутствии кислорода железо гема не окисляется до трехвалентного, а в форме ферроиона связывает одну молекулу кислорода. Гемоглобин, связавший кислород, называют оке и гемоглобином. При взаимодействии гемоглобина с окисью углерода образуется более стабильный комплекс - карбоксигемоглобин. Гемоглобин необратимо реагирует с окисью азота, образуя нитроксигемоглобин, а с цианидами карбиламингемоглобин.

Растворы гемоглобина поглощают свет в желто-зеленой части спектра с максимумом поглощения при 555 ммк и в ультрафиолетовой части с максимумом поглощения при 430 ммк (линия Соре). Оксигемоглобин имеет два максимума в видимой части спектра - при 577 ммк и 541 ммк. Производные гемоглобина имеют несколько смещенные максимумы поглощения света, что позволяет их одновременно спектрофотометрически определять в растворе.

При внесении концентрированного раствора оксигемоглобина в горячую ледяную уксусную кислоту, содержащую хлористый натрий, образуются кристаллы хлористого протогемина (кристаллы Тейхманна). Аналогичным образом можно получить бромистый и йодистый протогемины. Эта реакция, называемая реакцией Тейхманна, является качественной пробой на кровь и используется в судебно-медицинской практике.

При пропускании кислорода через раствор оксигемоглобина в присутствии восстановителей происходит образование холеглобина. Холеглобин неустойчив: при подкислении распадается на ион железа, денатурированный глобин и желчный пигмент биливердин. Физиологический путь распада гемоглобина идет через холеглобин без образования гематина и порфиринов.

При окислении гема происходит образование метгемоглобина, содержащего трехвалентное железо. Метгемоглобин соединяется с сульфидными и азидными ионами, образуя красные соединения, интенсивно поглощающие свет в зеленой части спектра. Метгемоглобин способен прочно связывать KCN, H2S, HF ит. д., образуя цианметгемоглобин, сульфидметгемоглобин, фторидметгемоглобин. Поэтому им пользуются как противоядием при соответствующих отравлениях.

При соединениях гемоглобина с азотистыми основаниями получают гемохромогены, не способные соединяться с молекулярным кислородом. Они интенсивно поглощают свет в щелочной среде в видимой части спектра и дают возможность обнаружить следы крови на различных предметах, бумаге, тканях.

При денатурации гемоглобина едким натром и последующей нейтрализации раствора образуется катгемоглобин, спиртовые растворы которого окрашены в красный цвет. При нагревании катгемоглобин диссоциирует на гемин и денатурированный глобин.

В эритроцитах человека присутствует несколько гемоглобинов. В наибольшем количестве содержится гемоглобин А (от adult - взрослый) - нормальный гемоглобин взрослого человека. Эмбриональный гемоглобин F (от fetal - эмбриональный) составляет у взрослого человека 1% всех гемоглобинов; альфа-цепи эмбрионального гемоглобина тождественны альфа-цепям гемоглобина А; бета-цепи, получившие название гамма-цепей, у гемоглобина F отличаются от бета-цепей гемоглобина А по аминокислотному составу и последовательности чередования аминокислотных остатков.

Спустя несколько дней после рождения в эритроцитах ребенка появляется гемоглобин А2, составляющий в крови взрослого 2,5% всех гемоглобинов и отличающийся от гемоглобина А структурой бета-цепей.

Врожденные аномалии и заболевания кроветворного аппарата сопровождаются появлением в эритроцитах аномальных гемоглобинов. В большинстве случаев они отличаются от нормальных по ряду физико-химических свойств (растворимость, устойчивость к денатурации, электрофоретическая подвижность). Аномалия чаще всего связана с замещением одного какого-либо аминокислотного остатка в структуре альфа- или бета-цепей. Так, при серповидноклеточной анемии обнаружен гемоглобин (Hb-S), в бета-цепях которого в определенном положении глютаминовая кислота замещена вал ином. Способность ряда аномальных гемоглобинов переносить кислород к тканям резко нарушена, в связи с чем развиваются различные патологические состояния (анемии и др.), могущие повести к гибели больного. Аномалия эритроцитов, связанная с содержанием гемоглобина F и Н, лежит в основе талассемии.

Существует также целая группа гемоглобинов М, обнаруженных при некоторых формах врожденной метгемоглобинемии. Гемоглобины М отличаются от нормального гемоглобина и друг от друга замещением одного остатка (гистидина на тирозин, валина на глютаминовую кислоту) в определенном положении альфа- или бета-цепи. Обнаружены аномальные гемоглобины, состоящие из идентичных субъединиц.. Например, гемоглобин Н, гемоглобин Барта и пр. В клинической практике гемоглобин определяют колориметрически, при помощи гемометров. Нормальное содержание гемоглобина - 13-18%, в среднем 16%. В первые годы жизни у ребенка содержание гемоглобина несколько снижается, затем возрастает. Содержание эмбрионального гемоглобина определяют по его устойчивости к щелочной денатурации и электрофоретически. Патологические гемоглобины выявляют при помощи электрофореза и хроматографии.

Л. Алексеенко.

Обновлено 09.02.2017 13:48