Гемоглобин и его дериваты
Цифры напротив символа Hb, или гемоглобина, в бланке с результатами общего анализа крови могут раскрыть врачу причины низкого давления, головокружения, судорог ног пациента, а также оповестить о надвигающихся серьезных угрозах. Своевременное выявление отклонений и приведение концентрации гемоглобина в норму позволит избежать серьезных проблем со здоровьем. Речь идет о снижении рисков инфарктов и инсультов у людей в возрасте, патологий развития детей, ухудшения состояния матери и плода во время беременности.
Что такое гемоглобин и каковы его функции
Гемоглобин (Hb) — сложный железосодержащий белок, содержащийся в эритроцитах (красных кровяных тельцах) крови и частично присутствующий в свободном виде в плазме. Именно он осуществляет перенос кислорода от легких к клеткам и углекислого газа — в обратном направлении. Если говорить образно, то эритроцит — это своеобразное грузовое судно, курсирующее по кровяному руслу, а молекулы гемоглобина — контейнеры, в которых транспортируется кислород и углекислый газ. В норме один эритроцит вмещает порядка 400 млн молекул гемоглобина.
Участие в газообмене — важнейшая, но не единственная функция «кровяных шаров» (от греч. haima — «кровь» + лат. globus — «шар»). Благодаря своим уникальным химическим свойствам гемоглобин является ключевым элементом буферной системы крови, поддерживающим кислотно-щелочной баланс в организме. Hb связывает и выводит на клеточном уровне кислые соединения (препятствует ацидозу — закислению тканей и крови). А в легких, куда он поступает в форме карбгемоглобина (HbCO2), за счет синтеза углекислоты предотвращает противоположный процесс — защелачивание крови, или алкалоз[1].
Производная Hb — метгемоглобин (HbOH) — обладает еще одним полезным свойством: прочно связывать синильную кислоту и другие токсичные вещества. Таким образом, железосодержащий белок принимает удар на себя и снижает степень отравления организма[2].
Итак, гемоглобин крайне важный элемент жизнедеятельности и патологическое уменьшение его концентрации (анемия или малокровие) может спровоцировать в лучшем случае ломкость ногтей и волос, сухость и шелушение кожи, мышечные судороги, тошноту и рвоту, головокружение. Острая же форма анемии вызывает кислородное голодание клеток, приводящее к обморокам, галлюцинациям и фатальным последствиям — гипоксии мозга, атрофии нервных клеток, параличу дыхательной системы.
Как должно быть в норме
Уровень гемоглобина в нашей крови может несколько увеличиваться и уменьшаться по естественным причинам. Обновление гемоглобина связано с жизненным циклом эритроцита, к которому он прикреплен. Так, примерно каждые 120 дней часть молекул гемоглобина вместе с эритроцитами отправляется в печень — на расщепление и после вновь синтезируется, присоединяясь к свободному эритроциту[3].
Количество гемоглобина зависит от возраста и пола, меняется в процессе вынашивания и рождения ребенка[4].
На гемоглобин также оказывают влияние специфические условия труда или проживания (например, повышенные показатели бывают у пилотов и жителей гористой местности), приверженность вегетарианству и донорство (эти факторы, напротив, снижают гемоглобин)[5].
Согласно рекомендациям ВОЗ[6], нормой гемоглобина считается:
- для детей от полугода до 5 лет — 110 г/л и выше;
- для детей 5–11 лет — 115 г/л и больше;
- для детей 12–14 лет, а также девушек и женщин (15 лет и старше) — 120 г/л и выше;
- для мужчин (15 лет и старше) — 130–160 г/л.
Беременным женщинам, обеспечивающим минералами (в том числе железом) себя и малыша, важно следить, чтобы уровень гемоглобина не падал ниже 110 г/л. Отметим, что, по данным ВОЗ, железодефицитная анемия (ЖДА) диагностируется у 38,2% беременных на планете[7]. Дефицит молекул гемоглобина может возникнуть после 20-й недели «интересного положения»: из-за увеличения объема циркулирующей крови, растущих потребностей плода, уменьшения поступления и всасывания железа вследствие токсикоза и расстройств ЖКТ. В это время женщину может мучить слабость, головокружение, одышка даже при непродолжительной ходьбе, судороги нижних конечностей. Опасное следствие острых форм ЖДА — преждевременные роды, задержки в развитии плода.
Кстати, необычные вкусовые запросы беременных (вплоть до анекдотичных, таких как салат из жареной клубники и селедки) порой тоже связаны с потребностью в железе для синтеза гемоглобина. Роды, сопровождающиеся потерей крови, ведут к дополнительному понижению гемоглобина. В целом от зачатия до появления ребенка на свет организм женщины утрачивает порядка 700 мг железа, еще 200 мг — за период лактации[8]. На восстановление запасов требуется не менее трех лет.
Виды анализов на гемоглобин
Подсчет числа молекул гемоглобина производится при общем анализе крови. Помимо количества белка (строка Hb), в бланке анализа могут указать MCH/MCHC, что соответствует среднему содержанию/концентрации гемоглобина в эритроците. Это уточнение позволяет подсчитать полезный железопротеин и исключить из расчета аномальные, нестабильные формы гемоглобина, не способные переносить кислород.
Для измерения гемоглобина во внелабораторных условиях — в машинах скорой помощи или при проведении профилактических выездных осмотров — применяются специальные гемоглобинометры. Это портативные приборы, в которые помещается кровь с реагентом для фотометрического автоматического определения количества гемоглобина.
Для массового тестирования на анемию в странах третьего мира ВОЗ разработала малозатратный колорометрический метод исследования. При колориметрии каплю крови наносят на специальную хроматографическую бумагу и сопоставляют ее со шкалой цветов, соответствующих разным показателям гемоглобина с шагом 20 г/л[9].
Уровень гликированного гемоглобина определяется и при биохимическом анализе венозной крови. Цель исследования в данном случае — определение глюкозы в крови, которая образует прочное соединение с гемоглобином и лишает его возможности транспортировать кислород. Показатель важен для диагностики сахарного диабета и оценки эффективности его лечения.
Чем опасен повышенный гемоглобин в крови
Высокий гемоглобин может быть вызван объективной нехваткой кислорода, стимулирующей организм на увеличенное производство этого белка крови. Подобная патология часто фиксируется у экипажей воздушных судов и часто летающих пассажиров, жителей высокогорья, альпинистов, горнолыжников. В силу большей потребности в кислороде повышенный уровень гемоглобина свойственен профессиональным спортсменам, преимущественно лыжникам, легкоатлетам, борцам, тяжелоатлетам. Это физиологический механизм компенсации, не вызывающий никаких медицинских опасений (кавказское долголетие — яркий тому пример).
Повысить гемоглобин может и пагубная привычка: во время курения человек вдыхает меньше кислорода, чем требуется, и организм реагирует на это выработкой дополнительного гемоглобина.
К сожалению, повышенный гемоглобин может указывать и на патологии системы кроветворения: эритроцитоз, рак крови, обезвоживание организма, порок сердца и легочно-сердечную недостаточность, а также на непроходимость кишечника[10].
Увеличенное количество гликированного гемоглобина отмечается при сахарном диабете: часть молекул Hb «перетягивает» на себя глюкозу, и для нормального дыхания требуются добавочные кислородные «контейнеры»[11].
Повышенный свободный гемоглобин в плазме фиксируется и при ожоговых поражениях вследствие разрушения эритроцитов с высвобождением из них гемоглобина[12].
Опасность высокого гемоглобина (+20 г/л от нормы и более) заключается в сгущении и увеличении вязкости крови, приводящему к образованию тромбов. Тромбы, в свою очередь, могут вызвать инсульт, инфаркт, кровотечение в ЖКТ или венозный тромбоз[13].
Гемоглобин ниже нормы: что это значит и к чему приводит
Железо — один из самых распространенных и легко добываемых химических элементов на Земле. При этом, как ни парадоксально, от дефицита железа в организме страдает больше людей, чем от какого-либо другого нарушения здоровья[14]. В группе риска население из низких социальных слоев, не получающее достаточного количества железа из продуктов питания, женщины репродуктивного возраста и дети, то есть люди, у которых «приход» элемента меньше «расхода».
Причиной низкого уровня гемоглобина (минус 20 г/л от нормы и более) зачастую являются скудное или несбалансированное питание — недостаточное поступление железа и меди, витаминов A, С и группы B или употребление железосодержащей пищи совместно с цинком, магнием, хромом или кальцием, которые не позволяют Fe усваиваться[15].
Низкие показатели могут наблюдаться у вегетарианцев, т.к. негемовое железо из растительной пищи усваивается намного хуже, чем гемовое, источником которого служат продукты животного происхождения[16].
Смежная причина — наличие кишечных паразитов, которые перехватывают поступающие микроэлементы и витамины. Усвоению железа могут также мешать проблемы с желудочно-кишечным трактом.
Заметное снижение уровня гемоглобина сопровождает кровопотери, вызванные ранениями, оперативным вмешательством, менструацией, кровотечениями, возникающими во время родов и абортов, а также при донации крови и ее компонентов.
На уровень гемоглобина влияют и скрытые кровопотери при патологии ЖКТ (язвы желудка и ДКП), варикозе, миомах и кистах органов женской половой системы, кровоточивость десен.
Причины снижения гемоглобина, возникающие во время беременности и лактации, а также осложнения, к которым они могут привести, мы рассмотрели выше. Длительный железодефицит у мужчин, детей и небеременных женщин имеют сходную симптоматику: ухудшение состояния кожи, ногтей и волос, головокружение, обмороки, онемение рук и ног, беспричинная слабость.
Кислородное голодание вследствие недостатка гемоглобина может привести к ухудшению памяти, замедлению нервных реакций, в запущенной форме — к атрофии клеток мозга и других органов и систем организма.
Усиленное кровообращение (более частый прогон гемоглобина от легких к тканям и обратно) чревато проблемами с сердцем и сосудами: кардиомиопатией и развитием сердечной недостаточности.
Низкий гемоглобин негативно отражается на буферной функции: это значит, что закисление крови подрывает иммунную защиту организма, снижает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям.
Наиболее уязвимы перед анемией дети и подростки. Острый дефицит жизненно важного минерала может сказаться на их умственном и физическом развитии[17].
Гемоглобин — незаменимый участник жизнедеятельности, на который возложены важнейшие функции: перенос кислорода и углекислого газа, сохранение кислотно-щелочного баланса, противостояние ядам. Еще одна функция — сигнальная — помогает по отклонению уровня гемоглобина от нормы выявить риски развития патологий и принять контрмеры. Таким образом, контроль и оперативная коррекция уровня гемоглобина — не прихоть врачей, а действенный способ сохранить здоровье.
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) остаётся одним из распространённых и прогрессирующих заболеваний сердечно-сосудистой системы и выявляется более чем у 8 млн. человек в Российской Федерации и почти у 15 млн. — в европейской популяции. С возрастом частота сердечной недостаточности увеличивается и достигает 1020 % у лиц 70–80 лет [2].
В- Европейской части Российской Федерации 65,5 % больных ХСН составляют лица в возрасте от 60 до 79 лет. По расчётным данным к 2016 году, по сравнению с 1996 годом, абсолютное количество больных, страдающих ХСН, увеличится более чем наполовину возрасте от 65 до 75 лет и выше — у лиц старше 75 лет [10].
Несмотря на имеющееся современное, основанное на доказательной медицине лечение, ХСН ассоциирует не только с высокой заболеваемостью, но и является одной из ведущих причин госпитализаций и смертности больных [11]. Согласно некоторым данным, в ближайшем будущем в результате старения населения и увеличения случаев сердечной недостаточности у пожилых больных будет увеличиваться частота госпитализаций. Примерно одна треть пожилых больных с ХСН после выписки из стационара вновь госпитализируются в течение года, а риск летального исхода у них в течение ближайших 30 дней составляет 3,3 %, в течение года — 20 % [8]. По данным 10 летнего периода наблюдения смертность среди больных с ХСН пожилого и старческого возраста как со сниженной фракцией выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ), так и с сохранённой, остаётся высокой и достигает 30–40 % [7].
Выполненный сотрудниками Научно-исследовательской лаборатории сердечной недостаточности. ФЦСКЭ им. В. А. Алмазова анализ продолжительности жизни больных, наблюдавшихся в неспециализированной поликлинике, продемонстрировал крайне низкую выживаемость пожилых больных с данной патологией — 39 % в течение 2,5 лет [3].
Транспорт кислорода в крови осуществляется главным ее белком — гемоглобином; определение его концентрации в крови давно стало неотъемлемой частью общеклинического обследования в лечебных учреждениях. Референсным методом определения концентрации гемоглобина является гемиглобинцианидный (по Драбкину), основанный на переводе всех форм гемоглобина в цианметгемоглобин (HiCN). Но из-за использования опасных соединений (цианид калия, ацетонциангидрин) в последние годы он все больше замещается гемихромным методом, обладающим всеми достоинствами гемоглобинцианидного (коэффициент корреляции 0,99) и не требующим применения вредных веществ [1]. Таким образом, определение концентрации общего гемоглобина в крови — это рутинное исследование, не представляющее затруднений.
Понятие «общий гемоглобин» объединяет все его дериваты [4].
На сегодняшний день описаны сотни типов гемоглобина, которые можно разделить на три группы: постоянно присутствующие в крови человека; появляющиеся только на определенных этапах развития организма и патологические [6]. В последние годы повышается интерес к отдельным типам гемоглобина как диагностически значимым маркерам [5]. Существует большое разнообразие патологических состояний красной крови (талассемии, онкопатология, гипоксические состояния и др.), при которых имеет важное диагностически-прогностическое значение не только изменение количества общего гемоглобина крови, но и отдельных его типов. К наиболее физиологически и диагностически значимым типам гемоглобина человека относятся гемоглобины взрослого НЬАЬ НЬА2, фетальный гемоглобин (HbF) и примитивный гемоглобин (НЬР). [5]
Изучение структурно-функционального состояния эритроцитов и применения различных антигипоксантов для лечения больных ХСН позволяет оптимизировать лечение пожилых больных ХСН, что и являлось целью нашего исследования.
Для достижения этой цели мы изучили изменение клинической картины, а также состояние системы гемоглобина в т. ч.: определить содержание дериватов гемоглобина: метгемоглобина, сульфгемоглобина, оксигемоглобина в крови больных хронической сердечной недостаточностью до и после применения терапии.
Мы выделили шесть основных симптомов ХСН: слабость, утомляемость, отеки, цианоз, кашель и одышка. Анализ динамики данных симптомов показал следующее. До лечения на утомляемость жаловались все (100 %) обследуемые больных ХСН. Отеки отмечали 97,3 % пациентов, кашель беспокоил 93,4 % больных, цианоз — 93,1 больных. На одышку жаловались 92,7 % пациентов с ХСН.
На фоне базисной терапии число жалующихся на одышку снизилось до 90,1 %, кашель беспокоил 91,3 %, цианоз — 92,2 % больных. Утомляемость снизилась со 100 до 98,2 %.
Динамика содержания дериватов гемоглобина на фоне базисной терапии выглядела следующим образом. Содержание НbA1 до лечения значительно превышало референсное значение и составляло 7,2 %. На фоне базисной терапии содержание НbA1 полностью нормализовалось.
В отношении других изучаемых нами дериватов гемоглобина базисная терапия не привела к нормализации. Так, повышенное при поступлении содержание SHB (03,4 %), MetHb (7,4 %) и SHB (3,4 %) не достигало референсных значений после лечения базисной терапией. Содержание SHB снизилось до 2,3 %, MetHb — до 3,4 %. Содержание НbO2 после курса базовой терапии приблизилось к нижней границе референсных значений (93,8 %), не достигая ее.
В последние десятилетия достаточное распространение получила оксигенированная вода «Оксиэнергия». После применения Оксиэнергии кислород, насыщающий воду, попадает через желудок в тонкий, а затем в толстый кишечник. Здесь кислород отделится от воды и проникнет по венам в кровообращение. Через воротную вену попадает в печень, тем самым улучшает обменные и обезвреживающие функции печени. Далее кислород попадает в правые отделы сердца, улучая их работоспособность, усиливает прохождение крови по легким и обогащения кислородом крови в легких. Кислород способствует кроме улучшения кровообращения, улучшает процессы снабжения мозга, других органов и систем дополнительными молекулами кислорода.
Исследования показали, что регулярное употребление оксигенированной продукции способствует повышению жизненного тонуса, улучшению работы головного мозга, стимулирует восстановительные процессы после тяжелых физических и умственных нагрузок, снижает воздействие частых стрессовых ситуаций. Благодаря кислороду нормализуются содержание сахара в крови, сердечная деятельность и уровень артериального давления.
Исходя из вышесказанного к лечению 37 больных была добавлена оксигенированная вода «Оксиэнергия».
Применение «Оксиэнергии» положительно воздействовало на некоторые симптомы ХСН. Так, после курса «Оксэнергии» количество жалоб на одышку снизилось с 92,7 % до лечения до 82,6 %; отеки отмечали 92,2 % пациентов (при поступлении 97,3 %).
В остальном, добавление «Оксиэнергии» не оказало заметного влияние на самочувствие больных ХСН. Динамика остальных симптомов не отличалась от таковой при базисной терапии.
Аналогичная картина наблюдалась по отношению к содержанию дериватов гемоглобина у больных ХСН. Результаты добавления «Оксиэнергии» практически практически совпадали с таковыми при базовой терапии.
Анализ показал, что добавление кислородотерапии к базисной терапии ХСН оказывал существенное влияние на динамику клинических проявлений болезни. Так, при поступлении на одышку жаловались 92,7 % больных, после кислородотерапии это количество снизилось до 80,2 %. Очень хорошие результаты получены в отношении таких симптомов как утомляемость и слабость Если при поступлении утомляемость и слабость беспокоила всех больных без исключения (100 %), то присоединение кислородотерапии привело к тому, что на утомляемость жаловались 76,4 % больных, на слабость — 78,8 % обследуемых.
Снизилось и число жалоб на такие симптомы как кашель (до лечения93,4 %, после -89,1 %), отеки (до лечения 97,3 %, после -91,8 %) и одышка (до лечения 92,7 %, после -80,2 %).
Анализ динамики дериватов гемоглобина в данном случае показал положительное воздействие на НbA1 и MetHb, которые после лечения достигли референсных значений. Что касается SHB, то под влиянием кислородотерапии происходило некоторое снижение его содержания, которое было больше, чем при базисной терапии, но не достигало референсных значений (1,2 %). Содержание НbO2 оставалось сниженным, хотя и имело тенденцию к повышению (94,7 %).
Таким образом, проведенные нами исследования показывают положительное влияние комплексной терапии на основные симптомы хронической сердечной недостаточности и содержание дериватов гемоглобина.
Литература:
1. Борисюк, М. В. Функциональная система транспорта кислорода и ее адаптивные способности / М. В. Борисюк // Сборник научных трудов «Система транспорта кислорода в норме и патологии». Гродно. — 2007. — С.8–14.
- Диагностика и лечение ХСН. Российские рекомендации (второй пересмотр). Всероссийское научное общество кардиологов Общество специалистов по сердечной недостаточности. https://www.cardiosite.ru/
- Клинические рекомендации. Ревматология /под ред. Е. Л. Насонова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. — 288с.
- Казанец, Е. Г. Метгемоглобинемии / Е. Г. Казанец // Дет. больница. — 2009. -№ 1. — С. 38–42.
5. Кривенцев, Ю. А. Гемоглобины человека: иммунобиохимическая характеристика и медико-биологическое значение: Автореферат дис… докт.мед.наук / Ю. А. Кривенцев; ГБОУ «Астраханская государственная медицинская академия». — Астрахань, 2009г. — 44с.
- Кушаковский М.С Биохимические методы исследования в клинике — М. 1969г.
- Мартыненко A. B. Медико-социальная работа в комплексном ведении лиц с хронической сердечной недостаточностью. // ЖСН.- 2006.- 3(37).- с. 130–131
- Рациональная фармакотерапия сердечно-сосудистых заболеваний /под ред. Е. И. Чазова, Ю. Н. Беленкова. — М.:Литтерра.- 2006. — 972 с.
- Brutsaert D., Keulenaer G. Diastolic heart failure: a myth. // Curr Opin Cardiol.- 2006.- 21.- p. 240–8
- Heart Failure Society of America. Executive summary: HFSA 2006 Comprehensive Heart Failure Practice Guideline. // J Card Fail.- 2006.- 12 (1).- p. 1038
- Lainscak M., Keber I. Patient’s knowledge and beta blocker treatment improve prognosis of patients from a heart failure clinic. // Eur J Heart Fail.- 2006.- 8.- p. 187190
Основные термины (генерируются автоматически): SHB, базисная терапия, больной, лечение, сердечная недостаточность, содержание дериватов гемоглобина, хроническая сердечная недостаточность, базовая терапия, кислород, Российская Федерация.