[0:00]Биохимия гемоглобина. Общие понятия. Гемоглобины - это белки, имеющие четвертичную структуру, находящиеся в составе эритроцитов человека и участвующие в транспорте кислорода от лёгких к тканям и углекислого газа от тканей к лёгким. Гемоглобин взрослого. Гемоглобин А, его 98% от общего количества. Он состоит из двух альфа-субъединиц и двух бета-субъединиц. Гемоглобин А2, его 2% от общего количества, содержит две альфа-субъединицы и две дельта-субъединицы. Гликированный гемоглобин, он ковалентно соединён с глюкозой. Важно учесть: вот посмотрите на рисунок гемоглобина, и запомните, что железо находится в каждой отдельной глобуле. В середине, то есть в полости гемоглобина, железа нет. Это частая ошибка студентов. Гемоглобины плода. Эмбриональный гемоглобин, он образуется в желточном мешке. К 6 месяцам внутриутробного развития замещается фетальным гемоглобином. Содержит две альфа и две эпсилон-субъединицы или цепи. Фетальный гемоглобин образуется в печени и красном костном мозге плода до периода его рождения. Затем замещается на гемоглобин А. Содержит две альфа и две гамма-цепи. Рассмотрим поподробнее классический гемоглобин А. Это тетрамерный белок из белковой части, называемой глобином, который состоит из двух альфа и двух бета-субъединиц. А также четырёх не белковых частей, гемов, которые присоединены к каждой белковой субъединице. Центральная полость - это пустота в центре молекулы, то есть между четырьмя субъединицами, для присоединения БФГ, бифосфоглицерата. Также это алостерический центр, активный центр. Образована гидрофобными радикалами для защиты от воды и окисления Fe в геме. О них мы поговорим более подробно чуть позже. Каждая субъединица содержит Гис F8, он образует связь с железом и фиксирует гем в активном центре. Гис Е7 нужен для снижения средства, прикрепления гемоглобина к угарному газу, при патологиях, то есть нужен для защиты. А также, около Гис Е7 прикрепляется кислород для правильной ориентации кислорода в активном центре. На рисунке справа вы можете увидеть, как кислород прикрепляется именно со стороны Гис Е7.
[2:47]Формы гемоглобина: Норма. Первая форма - оксигемоглобин, это гемоглобин насыщенный кислородом для его переноса к тканям. Второе - восстановленный гемоглобин или дезоксигемоглобин, это гемоглобин, отдавший кислород тканям, но не успевший насытиться углекислым газом. Третья форма - карбгемоглобин, это гемоглобин с углекислым газом для его переноса от тканей к лёгким. Патологические формы. Карбоксигемоглобин - это гемоглобин с угарным газом. Это очень опасное состояние, так как угарный газ имеет высокое сродство гемоглобину. А значит, он занимает гемоглобин и не даёт присоединиться нормальным, то есть кислороду и углекислому газу. Второе - метгемоглобин. Это гемоглобин, в котором железо из железа +2 окислено до железа +3. Метгемоглобин не может связывать кислород. Такой гемоглобин образуется при действии оксидов азота, хлоратов, воздуха на кровь и при ушибах. Третье - гемоглобин S. Это мутантная форма гемоглобина при серповидноклеточной анемии. Вместо нормальной четвертичной структуры - гемоглобин кристаллизуется в эритроците. Отличие: в бета-цепи в шестой позиции глутаминовая кислота заменена на валин. Но на картинке вы можете увидеть более простой пример. Просто изменяется форма гемоглобина, и тогда он уже хуже переносит газы. Транспорт кислорода от лёгких к тканям. Первое, происходит диффузия кислорода из альвеол в капилляры лёгких. Второе - связывание кислорода с железом гема в составе восстановленного, то есть свободного, гемоглобина в области Гис Е7. Третье - перемещение железа в плоскость гема и его фиксация координационными связями с помощью Гис F8. Четвёртое - изменение конфигурации первого протомера, мономера или субъединицы, то есть по-другому, приводит к облегчению присоединения кислорода к железу других частей, то есть других субъединиц.
[5:03]На рисунке снизу вы можете увидеть: сначала кислород присоединился к одной субъединице. Далее ко второй, но это уже стало гораздо проще. Далее к третьей, это стало ещё проще, и в конце к четвёртой. Это стало ещё проще. То есть присоединение кислорода упрощает присоединение кислорода к следующим субъединицам. Транспорт углекислого газа от тканей к лёгким. Первое - транспорт углекислого газа из тканей в капилляры и эритроциты, плюс образование угольной кислоты под действием карбоангидразы. Второе - диссоциация угольной кислоты на H+ и HCO3-. Третье - H+ выбивает из глобулы кислород. А значит, остаётся свободное место. И H+, и CO2 могут присоединиться к глобулам. Четвёртое - в итоге кислород отдаётся тканям, и одновременно забирается углекислый газ. Пятое - часть CO2 растворяется в плазме крови и переносится плазмой в виде угольной кислоты. И, кстати, образовавшийся в эритроците HCO3- может выйти в плазму крови в обмен на хлор-. Регуляция сродства к кислороду. Первое - в гликолизе образуется 1-3 бифосфоглицерат. Второе - 1-3 бифосфоглицерат превращается в 2-3 бифосфоглицерат с помощью бифосфоглицерат-мутазы. Третье - присоединение 2-3 бифосфоглицерата к алостерическому центру, то есть к центральной полости, о которой мы говорили в начале. Четвёртое - при присоединении 2-3 бифосфоглицерата происходит снижение сродства кислороду, то есть он легче отдаётся. Пятое - если в лёгких много кислорода, то 2-3 бифосфоглицерат наоборот отсоединяется, чтобы кислород мог связаться и повысилось сродство кислороду. Важно: концентрация 2-3 бифосфоглицерата высокая у людей при подъёме на большую высоту, чтобы кислород легче отдавался тканям, и не было гипоксии. А также важно, что при хранении донорской крови 2-3 бифосфоглицерат в ней постепенно уменьшается. Это значит, что врачи добавляют специальные вещества для поддержания его уровня, иначе при переливании кислород будет плохо отдаваться тканям и возникнет гипоксия. Подписывайтесь, оставляйте комментарии и ставьте лайки, а также переходите в наш Telegram-канал. Там много полезных схем и методичек, и не забывайте смотреть другие ролики по анатомии, физиологии, биохимии и микробиологии на этом канале.
