Что такое гемоглобин?

Для чего нужен гемоглобин

Для нормальной жизнедеятельности всех клеток организма необходима энергия. Ее постепенное выделение и накопление происходит за счет окислительных реакций органических соединений при участии кислорода. В ходе такой реакции окисления сложные молекулы органического вещества превращаются в воду и углекислый газ с выделением квантов энергии, которая накапливается в АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) и расходуется для обеспечения жизнедеятельности клетки.

Поступление кислорода к клеткам обеспечивает дыхательная система, в которой он диффундирует в кровь в альвеолах, обильно снабженных кровеносными сосудами. Кровь доставляет кислород во все клетки организма благодаря гемоглобину, он обратимо связывает его в альвеолах и освобождает в тканях. В них происходит обратное связывание углекислого газа и его транспорт в легкие.

Что такое гемоглобин

Гемоглобин – это сложный полимер белок, молекула которого состоит из белковой (глобин) и железосодержащей части (гем). Гем представляет собой порфирин, в который входит ион железа (двухвалентный Fe2+) – он придает соединению красный цвет и непосредственно участвует в реакции обратимого связывания кислорода и углекислого газа. Благодаря этому эритроциты (красные кровяные тельца), которые содержат этот белок, имеют возможность выполнять функцию транспортировки газов в организме человека.

Белковая часть молекулы состоит из четырех субъединиц – α1, α2, β1 иβ2, к каждой из них присоединен гем с одним ионом железа. Благодаря такому строению, одна молекула гемоглобина способна связывать 4 молекулы кислорода (О2) или углекислого газа (СО2). Основной особенностью этого транспортного белка является то, что после присоединения первой молекулы кислорода, связывание остальных 3-х молекул облегчается.

Виды гемоглобина

После связывания кислорода или другого соединения, происходит реакция, изменяющая структуру гема, в связи с этим выделяют несколько основных химических модификаций гемоглобина:

1. Оксигемоглобин – этот вариант связанного с кислородом гема присутствует в артериальной крови, которая оттекает от легких.
2. Карбоксигемоглобин – содержит в геме углекислый газ, присутствует в венозной крови, которая оттекает от тканей организма.
3. Сульфгемоглобин – появляется в крови после применения некоторых лекартсвенных средств (сульфаниламиды) вследствие связывания с гемом сульфидных групп, при этом его способность к выполнению транспортной функции несколько снижается, что может привести к кислородному голоданию (гипоксия) тканей.
4. Метгемоглобин – появляется в крови при отравлении нитратами, которые окисляют железо гема и переводят его в трехвалентную форму (Fe3+), которая абсолютно не имеет возможности связывать кислород.
5. Карбгемоглобин – вариант, при котором железо необратимо связывается оксидом углерода (СО), что приводит к полной потере функциональной возможности связывать кислород или углекислый газ (блокирование оксидом углерода). Такой вид белка образуется при вдыхании угарного газа (продукт горения) в котором содержится большое количество оксида углерода. Такое отравление является очень опасным для жизни.

В зависимости от строения и структуры субъединиц белковой части выделяют такие формы гемоглобина:

1. НbА – основная форма, которая присутствует в крови у взрослого человека.
2. HbF– фетальная форма, характерная для крови развивающегося плода, к возрасту 2 лет, у ребенка практически не остается этой формы, она замещается на НbА.

Также существуют некоторые патологические формы, у которых имеются изменения в структуре молекулы. Обычно такие патологические формы ухудшают функциональные возможности гемоглобина в переносе газов. Появление таких форм называется гемоглобинопатия.

Значение определения

Определение такого показателя, как гемоглобин в крови, имеет огромное клиническое значение для диагностики многих заболеваний. К ним относится анемия (снижение уровня), различные гемоглобинопатии (появление патологических форм). Определяется его концентрация, виды и их соотношение друг к другу с помощью различных лабораторных методик.

Также этот белок в ходе диагностических обследованиях определяется и в других средах организма, где в норме его не должно быть. Так гемоглобин в моче или кале свидетельствует о развитии кровотечения в органах мочевыделительной или пищеварительной системы.Нормальный уровень и форма гемоглобина определяет оксигенацию (насыщение кислородом) тканей организма, от чего зависит их функциональная активность.