Kraujotakos sistema atlieka transportavimo funkciją visų šiltakraujų gyvūnų organizme, tiekdama maistines medžiagas ir deguonį į audinius. Deguonies ir anglies dioksido transportavimas vyksta raudonųjų kraujo kūnelių, kuriuose yra svarbi medžiaga - hemoglobinas, dėka. Šiame straipsnyje apžvelgsime hemoglobino rūšis ir junginius.
Kas yra hemoglobinas
Hemoglobinas yra raudonųjų kraujo kūnelių sudedamoji dalis, priklausanti b altymų grupei. Jį sudaro 96% b altyminės medžiagos globino ir 4% medžiagos su 2-valentės geležies atomu - hemas. 1 eritrocito ląstelėje yra apie 280 milijonų molekulių, kurios sudaro raudoną kraujo spalvą.
Pagrindinė hemoglobino savybė yra geležies gebėjimas prisijungti ir išleisti dujas, formuojančias deguonies judėjimą iš plaučių į audinius ir anglies dioksido judėjimą iš audinių į plaučius. Taigi jo vaidmuo organizmo dujų mainų procese yra nepakeičiamas.
Žmogaus kraujo hemoglobino struktūra ir tipai
Įvairiais žmogaus vystymosi etapaishemoglobino sudėtis skiriasi polipeptidinių grandinių struktūra. Priklausomai nuo to, kokios polipeptidinės grandinės yra hemoglobino struktūroje, žmogaus hemoglobino tipai yra tokie:
- Suaugusiųjų hemoglobinas (HbA) vyrauja suaugusiųjų kraujyje (apie 98–99 % viso kraujo). HbA susideda iš 2 ir 2 polipeptidinių grandinių. Kiekvienoje aminorūgščių spiralėje yra hemo komponentas su atomu, atsakingu už afinitetą deguonies molekulei. HbA turi mažesnį deguonies afinitetą nei kitų tipų hemoglobinas, tačiau tuo pat metu jis yra atsparesnis pH ir t svyravimams.
- Vaisius (HbF) sintetinamas vaisiui gimdoje nuo 6–7 nėštumo savaičių, vėliau jį pakeičiant HbA. Jau nuo 1-ojo gyvenimo mėnesio HbF sintezė sulėtėja, didėja bendras kraujo tūris, didėja HbA sintezė, kuri iki trejų vaiko gyvenimo metų pasiekia suaugusio žmogaus kraujo sudėties procentą. Vaisiaus hemoglobinas nuo suaugusiojo skiriasi globino grandinių sudėtimi, vietoj grandinės čia yra spiralės tipas. HbF, palyginti su HbA, yra mažiau atsparus kraujo pH pokyčiams ir kūno temperatūros svyravimams.
- Embrioninis (HbE). Pirminė kvėpavimo takų b altymo forma gaminasi embrione dar iki placentos susidarymo (jau pirmąją nėštumo savaitę) ir trunka iki 6-7 savaičių. Struktūra išsiskiria grandinių ir ζ tipų buvimu.
Patologiniai hemoglobino tipai
Kai kuriais atvejais būdamas apsvaigęsgenetinių defektų atsiranda nenormali hemoglobino ląstelių sintezė. Patologiniai hemoglobino tipai nuo fiziologinių skiriasi polipeptidinių jungčių sudėtimi, tiksliau, jų mutacija.
Dėl DNR mutacijos eritrocitų komponentų sintezė vyksta ne su glutaminu, o su valino aminorūgštimi. Dėl šio „rėmo“pakeitimo susidaro 2 tipo b altymo struktūra su „lipnia“vieta ant paviršiaus, kuri gali pritaikyti savo rūšies struktūras. Taigi vyksta HbS molekulių polimerizacija ir dėl to kraujagyslėse nusėda sunkūs ir prastai transportuojami eritrocitai. Šis nukrypimas vadinamas „pjautuvine anemija“.
Žmonių hemoglobino kiekio normos
B altymų kvėpavimo struktūrų kiekis žmonių kraujyje gali skirtis priklausomai nuo lyties, amžiaus kategorijos, gyvenimo būdo ir kai kurių kitų ypatybių, pvz., nėštumo.
Normalios hemoglobino kiekio kraujyje vertės, nelaikomos patologine anomalija:
- Vyrai – 130–150 g/l.
- Moterys – 120–140 g/l.
- Vaikams iki metų 100-140 g/l, o pirmąjį mėnesį šios reikšmės gali siekti iki 220 g/l dėl padidėjusios vaisiaus hemoglobino koncentracijos. Vaikams nuo vienerių iki 6 metų – 110-145 g/l, o nuo 6 metų – 115-150 g/l, nepriklausomai nuo vaiko lyties.
- Nėštumo metu HbA koncentracija sumažėja iki 110 g/l, tačiau tai nelaikoma anemija.
- Vyresnio amžiaus žmonėms ši tendencija laikoma normasumažinimas 5 vienetais nuo deklaruojamos normos, priklausomai nuo paciento lyties.
Atsižvelgiant į amžiaus ribą, skiriasi ir kraujo, kuriame vienu metu yra įvairių tipų hemoglobino, sudėtis. Taigi, pavyzdžiui, suaugusiam žmogui natūralus santykis yra 99% HbA ir iki 1% HbF. Vaikams iki vienerių metų HbF procentas yra žymiai didesnis nei suaugusiųjų, o tai paaiškinama laipsnišku iš pradžių buvusios vaisiaus hemoglobino formos irimu.
Fiziologinės formos
Kadangi kvėpavimo takų raudonasis pigmentas nuolat dalyvauja organizme vykstančiuose dujų mainų procesuose, pagrindinė jo savybė yra gebėjimas sudaryti junginius su įvairių dujų molekulėmis. Dėl tokių reakcijų susidaro fiziologiniai hemoglobino tipai, kurie laikomi normaliais.
- Oksihemoglobinas (Hb) yra junginys su deguonies molekule. Procesas vyksta kvėpavimo organuose, plaučių alveolėse. Deguonies prisotinti raudonieji kraujo kūneliai kraują nudažo raudona spalva, kuri vadinama arterine ir juda iš plaučių į audinius, praturtindama juos deguonimi, reikalingu oksidaciniams procesams.
- Deoksihemoglobinas (HbH) – sumažintas hemoglobinas susidaro tuo metu, kai raudonieji kraujo kūneliai atiduoda deguonį audiniams, bet dar nespėjo iš jų paimti anglies dvideginio.
- Karboksihemoglobinas (Hb) susidaro, kai anglies dioksidas pašalinamas iš audinių ir nunešamas į plaučius, užbaigiant žmogaus kvėpavimo procesą. Karboksihemoglobinas veniniam kraujui suteikia tamsią spalvą – bordo.
Patologiniai ryšiai
Eritrocitai gali prijungti ne tik kvėpavimo procese dalyvaujančias dujas, bet ir kitas, sudarydami patologinius hemoglobino tipus, kurie kelia pavojų žmonių sveikatai ir net gyvybei. Šie junginiai mažai skaidosi, todėl jie sukelia audinių deguonies badą ir rimtus kvėpavimo proceso pažeidimus.
- Karbhemoglobinas (HbCO) yra itin pavojingas junginys žmogaus, įkvėpusio anglies monoksido, kraujyje. Blokuoja raudonųjų kraujo kūnelių gebėjimą pernešti deguonį į audinius. Net nedidelė 0,07 % anglies monoksido koncentracija ore gali būti mirtina.
- Methemoglobinas (HbMet) susidaro apsinuodijus nitrobenzeno junginiais, kurių pavyzdžiai yra alifatiniai dervų, eterių, celiuliozės tirpikliai, plačiai naudojami tekstilės pramonėje. Nitratai, sąveikaudami su hemoglobinu, heme esančią 2-valentę geležį paverčia 3-valente geležimi, o tai taip pat sukelia hipoksiją.
Hemoglobino diagnostika
Globino kvėpavimo struktūrų koncentracijai žmogaus kraujyje nustatyti atliekamos kokybinės ir kiekybinės analizės. Hemoglobinas taip pat tiriamas dėl jame esančių geležies jonų kiekio.
Pagrindinis kiekybinis hemoglobino koncentracijos nustatymo metodas šiandien yra kolorimetrinė analizė. Tai biologinės medžiagos spalvos sodrumo tyrimas, kai prie jos pridedama speciali spalva.reagentas.
Kokybiniai metodai apima kraujo tyrimą dėl HbA ir HbF tipų santykio jame. Kokybinė analizė taip pat apima glikozilinto hemoglobino molekulių (junginių su anglimi) kiekio kraujyje nustatymą – metodas naudojamas diagnozuojant cukrinį diabetą.
Hemoglobino koncentracijos nukrypimas nuo normos
HbA balansas gali skirtis ir žemiau, ir viršijantis įprastą. Bet kokiu atveju tai sukelia neigiamų pasekmių. Kai HbA nukrenta žemiau nustatytos normos, atsiranda patologinis sindromas, vadinamas „geležies stokos anemija“. Tai išreiškiama letargija, jėgų praradimu, nedėmesingumu. Tai neigiamai veikia nervų sistemą, ypač pavojinga vaikystėje, nes dažnai sukelia psichomotorinio vystymosi atsilikimą.
Padidėjęs hemoglobino kiekis nėra atskira liga, o greičiau sindromas, rodantis įvairias patologijas, tokias kaip diabetas, plaučių nepakankamumas, širdies ligos, inkstų ligos, folio rūgšties ar B grupės vitaminų perteklius, onkologinės ligos ir kt.
