К какому уровню организации жизни относится гемоглобин

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.

Источник

Тема урока: Молекулярный уровень: контрольно – обобщающий урок. 9 класс

Тема урока: Молекулярный уровень: контрольно – обобщающий урок.

Тип урока: урок обобщения, систематизации и контроля знаний, умений и навыков.

Цель урока: вторичное осмысление уже известных знаний через вовлечение учащихся в активную деятельность на уроке.

-образовательные: повторение и закрепление основных понятий молекулярного уровня жизни как пограничного между живой и неживой природой;

-воспитательные: развитие интереса и познавательной активности учащихся, воспитание культуры общения;

-развивающие: выработка умений и навыков по применению знаний.

Оборудование: жетоны красного, желтого и зеленого цвета, карточки с терминами и их определениями, пакет с биологическими задачами, вопросы – билеты.

Каждый урок – это сложный путь к знаниям. А на каждом пути надо соблюдать правила движения, только при этом условии он будет успешным. Цель нашего урока сегодня – осмыслить уже приобретенные знания при изучении молекулярного уровня жизни, следуя по замысловатым лабиринтам игры под названием «Светофор». Называется она так потому, что ваши ответы будут оцениваться жетонами трех цветов: зеленый – ответ правильный, желтый – частично правильный, красный – не правильный. Каждый жетон дает вам определенное количество баллов: зеленый – 2 балла, желтый – 1 балл, красный – 0 баллов. Победителем будет ученик, набравший максимальное количество баллов. Остальные ученики получают оценки по рейтингу набранных баллов.

Гейм первый – «Дальше, дальше!»

Ученики по очереди отвечают на предложенные вопросы.

1.Назовите уровни организации живой материи, начиная с самого низкого (молекулярный, клеточный, организменный, популяционно – видовой, биогеоценотический, биосферный).

2.Какие элементарные единицы образуют молекулярный уровень организации? (атомы и молекулы).

3.Назовите элементы, составляющие основу живых организмов (98%) – (кислород, углерод, водород, азот).

4.На какие группы делятся все вещества, образующие живые организмы? (органические – белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и неорганические – вода, минеральные соли).

5.Какое вещество Леонардо да Винчи мог назвать «соком жизни»? (вода).

6.Перечислите функции воды, подтверждающие высказывание Леонардо да Винчи (растворитель).

7.Большинство органических соединений — полимеры. Как называется структурный элемент полимера? (мономер).

8.Какое соединение является мономером белков? (аминокислота).

9.Какое соединение является мономером нуклеиновых кислот? (нуклеотид).

10.Назовите универсальный аккумулятор энергии в клетке (АТФ).

11.Назовите структуры белковой молекулы (первичная, вторичная, третичная, четвертичная).

12.Перечислите разновидности РНК (и-РНК, т-РНК, р-РНК).

13.Расшифруйте полное название ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота).

14.Как называется связь между аминокислотами в белке? (пептидная).

Учащимся раздаются два типа карточек: на одних записаны термины, на других – расшифровка понятий. По выбору учителя один из учащихся зачитывает карточку с определением термина, а учащийся, у которого находится карточка с названием этого термина, встает и громко его зачитывает. Пара выходит к доске. Оба ученика получают зеленые жетоны. И так до тех пор, пока все пары не выстроятся у доски.

Цепь, состоящая из многочисленных звеньев – мономеров

Нарушение природной структуры белка

Способность нуклеотидов к избирательному соединеню в пары

Биологические катализаторы, ускоряют химические реакции в живом организме

Не имеют клеточного строения

Сложные биоорганические соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма

При разрыве этой связи выделяется около 40 кДж энергии

Гейм третий «Заморочки из бочки»

Учитель предлагает учащимся биологические задачи. Они написаны на отдельных листочках, которые ученики самостоятельно выбирают из пакета.

1.В 1963 году в Голландии появились стиральные порошки, которые хорошо удаляли грязь, но действовали при температуре не выше 40 ⁰ С, но белье с таким порошком не рекомендовали кипятить. Какое действующее вещество содержал порошок? Почему оно ограничивало температурный режим? (ферменты, они денатурируют при высокой температуре и теряют свои свойства).

2.Каковы причины использования медицинских препаратов, содержащих АТФ (её солей) при мышечной или сердечной дистрофии? (соли АТФ являются источником энергии для мышечных сокращений и других видов функциональной активности клетки).

3.Одна из цепей участка ДНК имеет следующее строение: ЦАА-АЦА-АГТ-ЦГТ. Изобразите соответствующий ей участок второй цепи (ГТТ-ТГТ-ТЦА-ГЦА).

4.Состав ДНК от РНК отличается содержанием: углевода, азотистых оснований, углевода и азотистых оснований (углевода и азотистых оснований).

5.В организме моржей, тюленей и других северных животных накапливается толстый слой подкожного жира. Какие функции он выполняет? (защищает от переохлаждения).

Гейм четвертый – «Счастливый билет»

Участвуют те ученики, которые набрали по результатам предыдущих геймов максимальное количество баллов. Задания написаны на отдельных листочках, которые учащиеся выбирают сами, подобно билетам на экзамене.

1.Исключите лишнее: целлюлоза, крахмал, гликоген, глюкоза (гликоген).

2.Выявите определенную взаимосвязь между первым и вторым словом; такая же связь существует между третьим словом и одним из понятий, приведенных ниже. Найдите его.

Целлюлоза: «глюкоза» = белок: … «нуклеотид, глицерин, аминокислота, липид» (аминокислота).

3.Какие полисахариды характерны для растений: целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин? (целлюлоза, крахмал).

4.Какие из углеводов нерастворимы в воде: сахароза, глюкоза, целлюлоза, крахмал? (целлюлоза, крахмал).

5.Исключите лишнее: гемоглобин, миоглобин, инсулин, амилаза, сахароза (сахароза).

6.К какой группе органических соединений относится холестерин: белки, липиды, углеводы? (липиды).

7.Липиды отличаются от углеводов функцией: энергетической, строительной, регуляторной, запасающей (регуляторной).

8.Какие из перечисленных объектов относятся к молекулярному уровню организации живого: клевер, амеба, гемоглобин, болото, бактерия? (гемоглобин).

9.Между первым и вторым понятием существует определённая связь. Такая же связь существует между третьим и одним из перечисленных ниже понятий. Найдите его. Клеточный: «нейрорн» = молекулярный: … «заяц-беляк, луг, витамин С, эпителий» (витамин С).

III .Подведение итогов игры.

Подсчет числа набранных жетонов, объявление победителя, выставление оценок за урок.

-повторить по учебнику главу 1, подготовиться к тестовой проверке знаний.

1., , «Биология. Введение в общую биологию и экологию 9 класс», учебник для общеобразовательных учреждений, Москва, Дрофа, 2005.

2., «Биология. Введение в общую биологию. Рабочая тетрадь. 9 класс», Москва, Дрофа, 2006.

3., «Поурочные разработки по общей биологии. 9 класс», Москва, Вако, 2011.

источник