Il sistema circolatorio svolge una funzione di trasporto nel corpo di tutti gli animali a sangue caldo, fornendo nutrienti e ossigeno ai tessuti. Il trasporto di ossigeno e anidride carbonica viene effettuato grazie ai globuli rossi, che includono una sostanza importante: l'emoglobina. In questo articolo, esamineremo i tipi e i composti dell'emoglobina.
Cos'è l'emoglobina
L'emoglobina è un componente dei globuli rossi che appartiene al gruppo delle proteine. È costituito dal 96% della sostanza proteica della globina e dal 4% della sostanza con un atomo di ferro 2-valente - eme. In 1 cellula di un eritrocita, contiene circa 280 milioni di molecole, che formano il colore rosso del sangue.
La principale proprietà dell'emoglobina è la capacità del ferro di attaccare e rilasciare gas, formando il movimento di ossigeno dai polmoni ai tessuti e anidride carbonica dai tessuti ai polmoni. Pertanto, il suo ruolo nel processo di scambio di gas nel corpo è insostituibile.
Struttura e tipi di emoglobina nel sangue umano
A diversi stadi dello sviluppo umanola composizione dell'emoglobina differisce nella struttura delle catene polipeptidiche. A seconda delle catene polipeptidiche contenute nella struttura dell'emoglobina, i tipi di emoglobina nell'uomo sono i seguenti:
- L'emoglobina negli adulti (HbA) è presente in quantità dominanti (circa il 98-99% del sangue totale) negli adulti. L'HbA è costituita da 2 e 2 catene polipeptidiche. Ciascuna delle eliche di amminoacidi contiene un componente eme con un atomo responsabile dell'affinità per la molecola di ossigeno. L'HbA ha una minore affinità per l'ossigeno rispetto ad altri tipi di emoglobina, ma allo stesso tempo è più resistente alle fluttuazioni di pH e t.
- Fetale (HbF) viene sintetizzato nel feto nell'utero a partire da 6-7 settimane di gravidanza, seguito dalla sua sostituzione con HbA. Già dal 1 ° mese di vita, la sintesi di HbF rallenta, il volume totale del sangue aumenta e aumenta la sintesi di HbA, che all'età di tre anni di vita di un bambino raggiunge la percentuale della composizione del sangue di un adulto. L'emoglobina fetale differisce da un adulto nella composizione delle catene globiniche; invece di una catena, qui c'è un tipo di elica. L'HbF, rispetto all'HbA, è meno resistente alle variazioni del pH sanguigno e alle fluttuazioni della temperatura corporea.
- Embrionale (HbE). La forma primaria della proteina respiratoria viene prodotta nell'embrione ancor prima della formazione della placenta (già nella prima settimana di gravidanza) e dura fino a 6-7 settimane. La struttura si distingue per la presenza di catene e tipi ζ.
Tipi patologici di emoglobina
In alcuni casi sotto l'influenzadifetti genetici si verificano sintesi anormale delle cellule dell'emoglobina. I tipi patologici di emoglobina differiscono da quelli fisiologici nella composizione dei legami polipeptidici, o meglio, nella loro mutazione.
A causa della mutazione del DNA, la sintesi dei componenti degli eritrociti non avviene con la glutammina, ma con l'amminoacido valina. Questa sostituzione del "frame" porta alla formazione di una struttura proteica di tipo 2 con un sito "appiccicoso" sulla superficie che è in grado di appropriarsi di strutture del proprio genere. Pertanto, si verifica la polimerizzazione delle molecole di HbS e, di conseguenza, la sedimentazione di eritrociti pesanti e scarsamente trasportati nei vasi sanguigni. Questa deviazione è chiamata "anemia falciforme".
Norme sul contenuto di emoglobina negli esseri umani
Il contenuto delle strutture respiratorie proteiche nel sangue delle persone può variare a seconda del sesso, della categoria di età, dello stile di vita e di alcune altre caratteristiche, come la gravidanza.
Valori normali del contenuto di emoglobina nel sangue, non considerata un'anomalia patologica:
- Uomini - 130-150 g/L.
- Donne - 120-140 g/l.
- Nei bambini fino a un anno 100-140 g/l, e nel primo mese questi valori possono arrivare fino a 220 g/l a causa dell'aumentata concentrazione di emoglobina fetale. Nei bambini da un anno a 6 anni - 110-145 g / l e dai 6 anni di età - 115-150 g / l, indipendentemente dal sesso del bambino.
- Durante la gravidanza si verifica una diminuzione della concentrazione di HbAbA a 110 g/l, che però non è considerata anemia.
- Nelle persone anziane, la tendenza è considerata la normariduzione di 5 unità dalla norma dichiarata, a seconda del sesso del paziente.
Secondo il limite di età, differisce anche la composizione del sangue, che contiene contemporaneamente diversi tipi di emoglobina. Quindi, ad esempio, in un adulto, il rapporto naturale è del 99% di HbA e fino all'1% di HbF. Nei bambini di età inferiore a un anno, la percentuale di HbF è significativamente più alta che negli adulti, il che si spiega con la graduale rottura della forma inizialmente esistente di emoglobina fetale.
Forme fisiologiche
Poiché il pigmento rosso respiratorio è continuamente coinvolto nei processi di scambio di gas nel corpo, la sua principale proprietà è la capacità di formare composti con molecole di vari gas. Come risultato di tali reazioni, si creano tipi fisiologici di emoglobina, che sono considerati normali.
- L'ossiemoglobina (Hb) è un composto con una molecola di ossigeno. Il processo avviene negli organi respiratori, negli alveoli dei polmoni. I globuli rossi ossigenati colorano il sangue di un colore scarlatto, che è chiamato arterioso e si sposta dai polmoni ai tessuti, arricchendoli con l'ossigeno necessario per i processi ossidativi.
- Deossiemoglobina (HbH) - l'emoglobina ridotta si forma nel momento in cui i globuli rossi forniscono ossigeno ai tessuti, ma non hanno ancora avuto il tempo di prelevare l'anidride carbonica da essi.
- La carbossiemoglobina (Hb) si forma quando l'anidride carbonica viene rimossa dai tessuti e trasportata ai polmoni, completando il processo della respirazione umana. La carbossiemoglobina conferisce al sangue venoso un colore scuro - bordeaux.
Connessioni patologiche
Gli eritrociti possono legare non solo i gas coinvolti nel processo respiratorio, ma anche altri, formando tipi patologici di emoglobina che rappresentano un pericolo per la salute umana e persino la vita. Questi composti hanno un basso grado di decomposizione, quindi portano alla fame di ossigeno dei tessuti e gravi violazioni del processo respiratorio.
- La carbemoglobina (HbCO) è un composto estremamente pericoloso nel sangue di una persona che ha inalato monossido di carbonio. Blocca la capacità dei globuli rossi di trasportare ossigeno ai tessuti. Anche una leggera concentrazione di monossido di carbonio nell'aria dello 0,07% può essere fatale.
- La metaemoglobina (HbMet) si forma per avvelenamento con composti nitrobenzeni, esempi dei quali sono i solventi alifatici di resine, eteri, cellulosa, ampiamente utilizzati nell'industria tessile. I nitrati, quando interagiscono con l'emoglobina, convertono il ferro 2-valente contenuto nell'eme in ferro 3-valente, che porta anche all'ipossia.
Diagnostica dell'emoglobina
Per rilevare la concentrazione delle strutture respiratorie globiniche nel sangue umano, vengono eseguite analisi di tipo qualitativo e quantitativo. L'emoglobina viene anche esaminata per la quantità di ioni ferro che contiene.
Il principale metodo quantitativo per determinare la concentrazione di emoglobina oggi è l'analisi colorimetrica. È uno studio sulla saturazione del colore del materiale biologico quando viene aggiunto un colore speciale.reagente.
I metodi qualitativi includono lo studio del sangue per il contenuto del rapporto tra i tipi di HbA e HbF in esso contenuto. L'analisi qualitativa include anche la determinazione della quantità di molecole di emoglobina glicosilata (composti con carbonio) nel sangue: il metodo viene utilizzato per diagnosticare il diabete mellito.
Deviazione della concentrazione di emoglobina dalla norma
L'equilibrio di HbA può variare sia al di sotto che al di sopra del normale. In ogni caso, questo porta a conseguenze negative. Quando l'HbA scende al di sotto della norma stabilita, si verifica una sindrome patologica, chiamata "anemia da carenza di ferro". È espresso da letargia, perdita di forza, disattenzione. Influisce negativamente sul sistema nervoso, è particolarmente pericoloso durante l'infanzia, poiché spesso provoca un ritardo nello sviluppo psicomotorio.
L'emoglobina elevata non è una malattia separata, ma piuttosto una sindrome che indica varie patologie, come diabete, insufficienza polmonare, malattie cardiache, malattie renali, eccesso di acido folico o vitamine del gruppo B, oncologia, ecc.
