Гемоглобин участвует в свертывании крови
Что такое кровь.
Кровь – это жидкая соединительная ткань красного цвета, которая все время находится в движении и выполняет много сложных и важных для организма функций. Она постоянно циркулирует в системе кровообращения и переносит необходимые для обменных процессов газы и растворенные в ней вещества.
Что такое кровь? Это ткань, которая состоит из плазмы и находящихся в ней в виде взвеси особых кровяных клеток. Плазма – это прозрачная жидкость желтоватого цвета, составляющая более половины всего объема крови. В ней находится три основных вида форменных элементов:
- эритроциты – красные клетки, которые придают крови красный цвет за счет находящегося в них гемоглобина.
Самые многочисленные клетки крови. Они имеют вид дисков, двояковогнутых в центре. Форма клеток обеспечивает эффективность физиологических процессов. За счет вогнутости увеличивается площадь поверхности сторон эритроцита, что важно для обмена газами. Зрелые клетки не содержат ядер. Главная функция эритроцитов – доставка кислорода из легких в ткани организма.Название их переводится с греческого как «красный». Своим цветом эритроциты обязаны очень сложному по строению белку гемоглобину, который способен связываться с кислородом. Именно благодаря железу гемоглобин может присоединять молекулы кислорода. Эритроциты образуются в красном костном мозге. Срок их полного созревания составляет примерно пять дней. Продолжительность жизни красных клеток – около 120 дней. Разрушение эритроцитов происходит в селезенке и печени. Из гема высвобождаются ионы железа, возвращаются в костный мозг и идут на производство новых эритроцитов.
Кстати, кислород может переносить не только гемоглобин, но и:
- лейкоциты – белые клетки;
Бесцветные клетки периферической крови, защищающие организм от внешних инфекций и патологически измененных собственных клеток.
- тромбоциты – кровяные пластинки.
Небольшие безъядерные бесцветные пластинки, которые представляют собой фрагменты клеток мегакариоцитов, находящихся в костном мозге. Тромбоциты выделяют вещества, принимающие участие в цепи реакций, которые запускаются при повреждении кровяного сосуда.
В результате белок фибриноген превращается в нерастворимые нити фибрина, в которых запутываются элементы крови и образуется тромб.
Артериальная кровь, которая поступает из легких в сердце и затем разносится ко всем органам, обогащена кислородом и имеет ярко-алый цвет. После того как кровь отдаст кислород тканям, она по венам возвращается к сердцу. Лишенная кислорода, она становится более темной.
В кровеносной системе взрослого человека циркулирует примерно от 4 до 5 литров крови. Примерно 55% объема занимает плазма, остальное приходится на форменные элементы, при этом большую часть составляют эритроциты – более 90%.
Состав крови.
Плазма – жидкая составляющая светло-желтого цвета, который обусловлен незначительным количеством желчного пигмента и других окрашенных частиц. Примерно на 90 % она состоит из воды и приблизительно на 10% из органических веществ и минералов, растворенных в ней. Ее состав не отличается постоянством и меняется в зависимости от принятой пищи, количества воды и солей. Состав растворенных в плазме веществ следующий:
Белки плазмы принимают участие в обмене воды, распределяют ее между тканевой жидкостью и кровью, придают крови вязкость. Некоторые из белков являются антителами и обезвреживают чужеродных агентов. Важная роль отводится растворимому белку фибриногену. Он принимает участие в процессе свёртывания крови, превращаясь под действием свертывающих факторов в нерастворимый фибрин.
Кроме этого, в плазме есть гормоны, которые вырабатываются железами внутренней секреции, и другие необходимые для деятельности систем организма биоактивные элементы.
Плазма, лишенная фибриногена, называется сывороткой крови.
Функции крови.
В том, что кровь необходима организму, вряд ли кто сомневается, а вот зачем она нужна, ответить, возможно, смогут не все. Эта жидкая ткань выполняет несколько функций, среди которых:
Защитная.
Главную роль в защите организма от инфекций и повреждений играют лейкоциты. Они устремляются и скапливаются в месте повреждения. Главная их назначение фагоцитоз, то есть поглощение микроорганизмов. Кроме этого, лейкоциты участвуют в удалении из организма поврежденных и мертвых тканей.
Транспортная.
Кровоснабжение оказывает влияние практически на все процессы, происходящие в организме, в том числе наиболее важные – дыхание, пищеварение, транспортировка гормонов и других биоактивных веществ.
Регуляция температуры.
Кровь нужна человеку для поддержания постоянной температуры тела, норма которой находится в очень узком диапазоне – около 37°C.
Заключение.
Кровь – это одна из тканей организма, имеющая определенный состав и выполняющая целый ряд важнейших функций. Для нормальной жизнедеятельности необходимо, чтобы все компоненты находились в крови в оптимальном соотношении. Изменения в составе крови, обнаруженные во время анализа, дают возможность выявить патологию на раннем этапе.
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.
Плазма крови представлена жидкой частью, включающей растворенные в воде белки, углеводы, ионы солей, биологически активные вещества, ферменты и гормоны. Допустимо присутствие дополнительных включений в виде продуктов клеточной диссимиляции. Химический состав крови влияет на механизм свертывания. В нем участвуют эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. При прохождении через капилляры и сосуды, биологическая жидкость получает и теряет отдельные компоненты. Однако это не влияет на ее состав, и он остается относительно стабильным.
Почему кровь сворачивается
Механизм свертывания крови определен в качестве защитной реакции организма. Он предотвращает массированную кровопотерю при повреждении сосудов, артерий и вен. Интересно, что рисковые объемы для женщин и мужчин разные. Утрата биологической жидкости более опасна для последних. Смертельно опасной для взрослого мужчины является потеря 1,5–2 литров. Женщина выживет даже при утрате 2,5 л.
Свертывание — сложный процесс, в течение которого в поврежденных тканях организма вырабатываются определенные биологические вещества. При порезах компоненты крови, локализующиеся в зоне поражения, вырабатывают протромбин. Он трансформирует белок плазмы фибриноген в нерастворимый фибрин. Последний имеет особую структуру. Длинные нити, способные связываться в сеть и задерживать компоненты крови, образуют своеобразный тромб. Он блокирует раневую поверхность. Благодаря такому взаимодействию веществ кровотечение останавливается.
Внимание!
Оценить качество работы системы свертывания крови можно, если понаблюдать за раной после пореза. При небольшом поражении кровотечение без особых манипуляций остановится за 3–5 минут, при среднем — за 8–10. Если вещество долго не сворачивается, белок фибрин не выполняет свои функции.
Со временем состояние стенки сосудов восстанавливается. Образованный сгусток-тромб растворяется. Процесс свертывания способен проходить вне организма. При этом из плазмы отделяется кровяной сгусток, получается сыворотка. Она имеет схожий состав, но не содержит белка фибриногена.
Как проходит свертывание
Процесс сводится к образованию тромбоцитарно-фибринового сгустка. Он образуется в несколько этапов. Изначально происходит краткосрочный первичный спазм сосудов. Потом за счет адгезии тромбоцитов формируется пробка. На завершающей стадии формирования обеспечивается процесс ретракции, заключающийся в сокращении и уплотнении пробки.
Сразу после повреждения сосудов усиливается работа тромбоцитов. Они прикрепляются к волокнам соединительных тканей по краям раны. Одновременно с адгезией происходит агрегация. Активированные тромбоциты присоединяются к повреждённым краям раны и создают формирования, препятствующие массивным кровопотерям. Появляется тромбоцитарная пробка.
После описанных процессов запускается активная секреция, усиливающая производство некоторых гормонов. Выделяется адреналин и норадреналин. Это приводит к необратимой агрегации. Совместно с освобождением перечисленных веществ образуется тромбин. Он действует на фибриноген, затрагивающий лейкоциты и эритроциты. Тромбоциты при помощи белка тромбосептина притягиваются друг к другу.
Фазы свертывания
Визуально процесс свертывания крови можно представить в виде проферментно-ферментного каскада. При этом его элементы находятся в активном состоянии. Для подробного рассмотрения процессы свертывания можно разделить на три этапа. Основные фазы:
- Активизация. Представлена комплексом реакций, провоцирующих образование протромбиназы. Завершается переходом протромбина в тромбин.
- Коагуляция. Заключается в образовании фибрина из фибриногена.
- Ретракция. Состоит в формировании плотного фибринового сгустка.
Биохимическая цепочка свертывания представляет собой реакцию превращения растворимых белков, полимеризующихся в сетку. Отдельные процессы представлены цепочками каскада, сохраняющими физический смысл. Вспомогательные реакции обеспечивают регуляторную функцию, способствуя превращению фибриногена в фибрин в необходимый момент.
Внимание!
Важным компонентом крови, участвующим в свертывании, является соль кальция. Если ее удалить из состава биологической жидкости, процесс протекать не будет.
Компоненты и вещества, участвующие в процессе
Процесс тромбообразования сложный и специфический. Для его обеспечения необходимо слаженное взаимодействие белков и ферментов, находящихся в плазме, тканях и самих тромбоцитах. При интерпретации анализа концентрацию компонентов в плазме обозначают римскими цифрами. Арабские применяют только для характеристики тромбоцитов.
Система свертывания предупреждает кровотечения. В ней участвуют отдельные компоненты, которые содержатся в жидкой части плазмы. Их насчитывается 12. Если повреждения сосудов и капилляров отсутствуют, они пассивны. После травмы запускается непрерывная цепь реакций за счет активации одного фермента. Дальше пройдет серия превращений.
Читайте также
Почему при порезах не сворачивается кровьПри нарушении целостности кожи и повреждении кровеносных сосудов в организме в норме запускается тромбообразование. Из-за некоторых болезней и ряда других причин, сворачивания крови не происходит…
Гемокоагуляция зависит от:
- состояния сосудов. На фоне спазма или воспалительного процесса, объем кровопотери увеличивается;
- концентрации тромбоцитов. Их недостаток приводит к повышенной кровоточивости. Избыток является предпосылкой для тромбоза;
- концентрации витаминов в крови;
- содержания естественных антикоагулянтов;
- густоты биологической жидкости;
- температуры воздуха.
Эти факторы влияют на процесс образования тромбозного сгустка. При повышении температуры окружающей среды кровь будет сворачиваться быстрее. Если биологическая жидкость густая, она свернется скорее. К перечню веществ, участвующих в подобных процессах, относят:
- фибриноген — растворимый белок плазмы;
- глюкоза (отвечает за возбудимость клеток);
- эритроциты (обеспечивают транспорт крови);
- лейкоциты (защищают организм от проникновения посторонних агентов);
- тромбоциты — главная составляющая механизма свертывания.
Кровь находится в жидком состоянии, но условия для формирования клеточных тромбов сохраняются всегда. Поддержка жидкого состояния крови обеспечивается в соответствии с правилами саморегуляции. Ее главные аппараты — свертывающий и противосвертывающий.
Как установить интенсивность свертывания и обнаружить нарушения
Для определения времени свертывания проводят специальные тесты в лабораторных условиях. Исследование заключается в прямом воздействии специфических реагентов на кровь больного. К перечню используемых методов относятся:
- тромбоэластография;
- тест на генерацию тромбина и тромбодинамику;
- тест протромбинового времени и АЧТВ.
Они позволяют установить временной диапазон с момента введения реагента до создания фибринового сгустка в плазме и отделения сыворотки. Повышенная свертываемость крови указывает на развитие таких патологий сердца и сосудов у пациента, как атеросклероз, гипертония и ангиопатия.
Внимание!
Есть связь системы свертывания с работой эндокринных органов. При проявлении болевого синдрома надпочечники усиливают выработку адреналина, ускоряющего гемокоагуляцию.
Низкая свертываемость крови указывает на дефицит какого-либо компонента, принимающего участие в процессах свертывания. В отдельных случаях она замедляется под действием иммунных ингибиторов. У больного проявляется склонность к серьезным кровопотерям даже при незначительных повреждениях. Проблема бывает врожденной и приобретенной. Часто с ней сталкиваются люди в зрелом возрасте. Низкая свертываемость проявляется из-за употребления алкоголя, приема отдельных медикаментов, после получения донорской крови.
Процесс свертывания крови в организме человека обеспечивается целой системой. Для нормального обеспечения этой функции необходимы адекватные концентрации соответствующих биологических компонентов в плазме. В этом процессе принимают участие тромбоциты, лейкоциты и эритроциты. Следует помнить, что отклонение показателей концентрации от норм может быть опасным и вызвать отклонения в работе организма.