Біохімія і патобіохімія гемоглобіну (Ггб).
Гемоглобін складається з 4 субодиниць, зв’язаних гемом через залишок
. Субодиниці є двох типів: 2 λ і 2 β – ланцюги, що містять по 141 і по 146 амінокислотних залишків. При високому парціальному тиску О2 (100 мм рт. ст.) Ггб приєднує його у капілярах альвеол та віддає його у венозних капілярах, де парціальний тиск О2 = 25-40 мм рт. ст. Ступінь оксигенації Ггб залежить від:
р О2;
р Н;
концентрації СО2;
концентрації 2,3 – дифосфогліцерату.
Використання О2 мітохондріями створюють „кисневий вакуум”, який сприяє всмоктуванню О2 клітинами. При високій концентрації СО2 Ггб зменшує здатність гему до оксигенації за рахунок ↓ рН – ефект Бора. Такий же ефект спостерігається при ↑ концентрації 2,3 – дифосфогліцерату – головного метаболіту гліколізу.
Перенос СО2 від тканин до легенів також забезпечує гемоглобін. Це відбувається за рахунок зв’язування його з N-кінцевою λ-аміногрупою кожного із ланцюгів з утворенням карбгемоглобіну. Також маючи кислі властивості Нb взаємодіє із гідрокарбонатами, чим сприяє вивільненню вугільної кислоти, яка є нестійкою і у альвеолах легко відщеплює від себе СО2, який ми видихаємо.
Патологічні форми гемоглобіну, пов’язані з мутаціями у генах, які контролюють синтез λ- і β- ланцюгів. Відомі різні форми ізобілків Hb зі зміненим порядком амінокислот у ланцюгах. Це порушує їх здатність зв’язувати кисень. Тобто виникають патологічні форми Hb – гемоглобінози, які поділяють на:
гемоглобінопатії;
таласемії.
У першому випадку має місце порушення первинної структури білка субодиниць; у другому – у мутантних формах відсутні λ- або β- ланцюги.
Hb
F
(фетальний) – властивий
плоду
і зникає у 3-х місячному віці. Він ≈ до
міоглобіну, не здатний до швидкої окси-
і деоксигенації. У дорослої людини з
таким дефектом його вміст ↑ в 10 – 20
разів і людина страждає від гіпоксії.
HbS – мутант Hb, у якого у β-ланцюг в 6-тій позиції замість
HbM
– відсутній гістидин, що зв’язує гем
з заліпом, що веде до накопичення
метгемоглобіну. (Fe
у гемі), що
нездатний до транспорту О2.
HbA1c
– при цукровому діабеті – гліколізована
форма.
Таласемії – гемолітичні анемії, що розвивається внаслідок утворення аномальних форм гемоглобінів, у глобіні яких відсутній λ – або β – ланцюг.
Буферні системи крові.
Кров відіграє значну роль у підтриманні кислотно – лужного гомеостазу. Реакція крові здорової людини слаболужна: рН = 7,36. Регуляція кислотно – лужного балансу здійснюється буферними системами крові (БСК).
рН = рКкислоти + lg
До БСК належать:
бікарбонатна, фосфатна, система білків
плазми крові, гемоглобін – оксигемоглобін
– система. Існує стан співвідношення
=
-
.
Бікарбонат забезпечує лужність крові.
Його запас отримав назву лужного резерву
крові, який протидіє зсуву рН в кислий
бік.
Гемоглобінова буферна система утворена оксигемоглобіном (сильна кислота) і дезоксигемоглобіном (слабка кислота). Буферна дія цієї системи полягає у зв’язуванні О2 і СО2.
Фосфатна: Н2РО4
і НРО4
.
Порушення:
ацидоз – в кислий бік;
алкалоз – в лужний бік.
Вони існують в двох варіантах: метаболічного і респіраторного типу.