При действии сильных окислителей образуется гемоглобин
ГЕМОГЛОБИН
Гемоглобин
(Нв) – сложный белок (хромопротеид) —
окрашивает эритроциты в красный цвет, состоит из белка глобина и четырех
молекул гема. Гем является активной частью
и содержит двухвалентное железо, одна молекула гема способна
присоединять и отдавать одну молекулу кислорода. Глобин является белковым
носителем гема. Гемоглобин в легких присоединяет к себе кислород, образуя
непрочное, легко диссоциируемое соединение – оксигемоглобин (НвО2).
Кровь, насыщенная оксигемоглобином (артериальная), поступает в ткани организма,
где оксигемоглобин распадается на восстановленный гемоглобин и кислород.
Восстановленный гемоглобин (дезоксигемоглобин) в тканях соединяется с углекислым газом,
образуя также непрочное соединение карбгемоглобин (НвСО2). Кровь,
насыщенная восстановленным гемоглобином и карбгемоглобином (венозная) поступает
в малый круг кровообращения. В крови плода находится фетальный гемоглобин (НвF),
который может значительно больше насыщаться кислородом, чем гемоглобин матери.
Считается, что фетальный гемоглобин синтезируется в печени, а гемоглобин
взрослых животных – в красном костном мозге. Гемоглобин легко вступает в
соединение с угарным газом (окись углерода), образуя карбоксигемоглобин (НвСО),
который утрачивает способность к переносу кислорода. Уже при содержании во вдыхаемом
воздухе только 0,04% окиси углерода наступает тяжелое отравление, а при
концентрации 0,1% – гибель животного. При слабом отравлении окись углерода
постепенно отщепляется, и гемоглобин восстанавливает свою способность к
присоединению и переносу кислорода. При действии на гемоглобин сильных
окислителей (бертолетова соль, перекись водорода, анилин и др.) образуется
достаточно прочное соединение гемоглобина с кислородом — метгемоглобин (МtНв),
в котором двухвалентное железо переходит в трехвалентную форму. Это соединение
прочно удерживает кислород и не может отщеплять его тканям. При образовании
большого количества метгемоглобина наступает гибель животного от удушья. В
животноводческой практике метгемоглобин образуется при скармливании животных
кормов, содержащих большое количество нитратов от внесения в почву больших доз
азотистых удобрений. Качественное определение гемоглобина и его производных
можно провести при помощи спектрального анализа, а количественное – различными
калориметрическими методами (табл. 7.).
Таблица 7.
Соединение гемоглобина в крови животных г/л крови
Вид | Содержание | Вид | Содержание |
Лошади Крупный Свиньи Овцы | 80—130 90—120 90—110 70—110 | Кролики Пушные Птица Рыбы | 100—120 120—170 80—130 60—120 |
Низкое
содержание гемоглобина может наблюдаться при несбалансированном кормлении
животных, нарушении синтеза гемоглобина, что приводит к значительным нарушениям
многих функций организма.
Для установления насыщенности эритроцитов гемоглобином
определяют цветовой показатель или индекс g.
g= | «Нв» |
«Нв» |
В норме этот показатель равен 1 ± 0,15%
Миоглобин – это сложный белок, содержащийся в скелетных и
сердечной мышцах. Миоглобин может связывать 14—15% общего количества кислорода.
Кислород миоглобина используется мышцами
при их сокращении, когда приток крови в их капиллярах уменьшается. При
расслаблении мышц миоглобин снова присоединяет к себе кислород. В значительно
больших количествах миоглобин содержится в мышцах морских млекопитающих, что дает
им возможность длительное время находиться под водой.
При разрушении эритроцитов гемоглобин распадается на
гем и глобин, часть железа гема окисляется с образованием специфического
соединения—гемосидерина, используемого для синтеза нового гемоглобина.
Остальная часть гема превращается в желтые пигменты – билирубин и биливердин,
которые в дальнейшем в виде уробилина и урохрома выделяются с мочой или в виде
стеркобилина — с каловыми массами.
Гемоглобин выполняет, в организме важную роль переносчика
кислорода и принимает участие в транспорте углекислоты.
Гемоглобин представляет собой сложное химическое соединение
(молекулярный вес 68 800). Он состоит из белка глобина и четырех молекул гема.
Молекула гема, содержащая атом железа, обладает способностью соединять и
отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому
присоединяется кислород, не изменяется, т. е. железо остается двухвалентным.
Если обработать гемоглобин раствором соляной кислоты, то от
глобина отщепляется гем. Вступая в соединение с соляной кислотой, он
превращается в гемин
(С34Н32N4O4FeCl), образующий
кристаллы характерной формы. Проба на образование гемина производится для
доказательства присутствия крови при судебномедицинских исследованиях.
В состав молекулы гема входят четыре пиррольных кольца (два из них имеют
характер щелочи, а два – кислоты). Атом железа, содержащийся в геме, связывает
гем с белковой частью глобином. Если гем теряет атом железа, а пирроловая его
структура сохраняется, то получается гематопорфирин. Это вещество в больших
количествах образуется в организме при некоторых отравлениях или нарушениях
обмена и может выделяться с мочой.
Гем является активной, или так называемой простатической, группой
гемоглобина, а глобин — белковым носителем гема. Гемоглобин, присоединивший
кислород, превращается в оксигемоглобин (его обозначают символом
НbO2). Оксигемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным,
или редуцированным, гемоглобином (Нb). Оксигемоглобин, гемоглобин и
некоторые другие соединения и производные гемоглобина дают характерные полосы
поглощения лучей спектра.
Так, пропуская луч света через раствор оксигемоглобина, можно Рис. 5. Спектры поглощения оксигемоглобина (сверху) и Оксигемоглобин несколько отличается по цвету от гемоглобина, поэтому |
Значительно большее поглощение световых лучей с длиной волны 620—680 ммк
гемоглобином по сравнению с оксигемоглобином легло в основу методики измерения
степени насыщения крови кислородом — оксигемометрии. При этой методике ушную
раковину или кювету с кровью просвечивают небольшой электрической лампой и
определяют с помощью фотоэлемента интенсивность светового потока указанной длины
волны, проходящего через ткань уха или кювету с кровью. По показаниям
фотоэлемента определяют степень насыщения гемоглобина кислородом.
Кровь взрослых людей содержит в среднем 14—15% гемоглобина (у мужчин
13,5—16%, у женщин 12,5—14,5%). Общее содержание гемоглобина равно примерно 700
г.
В эмбриональном периоде в крови человека имеются разные типы гемоглобина,
отличающиеся способностью присоединять кислород в некоторыми другими химическими
свойствами. Для определения и разделения разных типов гемоглобина применяют
методику измерения оптической плотности растворов гемоглобина до и после
денатурации его едкой щелочью. Разные типа гемоглобина условно обозначают НbA,
HbF, НbР, Гемоглобин НbР встречается только в первые 7—12 недель внутриутробного
развития зародыша. На 9-й неделе появляется в крови зародыша гемоглобин HbF и
гемоглобин взрослых НbA. Существенно важным представляется тот факт, что
эмбриональный гемоглобин HbF обладает более высоким сродством к кислороду и
может насыщаться на 60% при таком напряжении кислорода, когда гемоглобин матери
насыщается всего на 30%. У разных видов позвоночных животных имеются различия в
структуре гемоглобина. Гем разных типов гемоглобина при этом одинаков, глобины
же различаются по своему аминокислотному составу.
В организме постоянно происходит синтез и распад гемоглобина, связанные с
образованием и разрушением эритроцитов. Синтез гемоглобина совершается в
эритробластах красного костного мозга. При разрушении эритроцитов, которое
происходит в ретикуло-эндотелиальной системе, главным образом в печени и
селезенке, из красных кровяных клеток выходит гемоглобин. В результате
отщепления железа от гема и последующего окисления образуется из гемоглобина
пигмент билирубин, который затем с желчью выделяется в кишечник, где
превращается в стеркобилин и уробилин, которые выводятся с калом и мочой. За
сутки разрушается и превращается в желчные пигменты около 8 г гемоглобина, т. е.
несколько более 1 %.
В организме человека и животных могут образовываться и другие соединения
гемоглобина, при спектральном анализе которых обнаруживаются характерные спектры
поглощения. К числу таких соединений гемоглобина относятся метгемоглобин и
карбокенгемоглобин. Вещества эти образуются в результате некоторых
отравлений.
Метгемоглобин (MetHb) представляет собой прочное соединение
гемоглобина с кислородом; при образовании метгемоглобина меняется валентность
железа: двухвалентное железо, входящее в молекулу гемоглобина, превращается в
трехвалентное. В случае накопления в крови больших количеств метгемоглобина
отдача кислорода тканям становится невозможной и наступает смерть от
удушення.
Метгемоглобин отличается от гемоглобина коричневым цветом и наличием полосы
поглощения в красной части спектра. Метгемоглобин образуется при действии
сильных окислителей: феррицианида (красной кровяной соли), марганцовокислого
калия, амил- и пропилнитрита, анилина, бертолетовой соли, фенацетина.
Карбоксигемоглобин (НbСО) представляет собой соединение железа
гемоглобина с окисью углерода (СО) — угарным газом. Это соединение примерно в
150—300 раз прочнее, чем соединение гемоглобина с кислородом. Поэтому примесь
даже 0,1 % угарного газа во вдыхаемом воздухе ведет к тому, что 80% гемоглобина
оказываются связанными окисью углерода и не присоединяют кислород, что является
опасным для жизни.
Слабое отравление угарным газом — обратимый процесс. Прп дыхании свежим
воздухом СО постепенно отщепляется от карбоксигемоглобнна и
выделяется.
Вдыхание чистого кислорода увеличивает скорость расщепления
карбоксигемоглобина в 20 раз. В тяжелых случаях отравления необходимо
искусственное дыхание (стр. 171) газовой смесью с 95% содержания 02 и 5% СО2, а
также переливание крови.
Миоглобин. В скелетной и сердечной мышце находится мышечный
гемоглобин, называемый миоглобином. Его простетическая группа — гем — идентична
этой же группе молекулы гемоглобина, а белковая часть — глобин — обладает
меньшим молекулярным весом, чем белок гемоглобина.
Миоглобин человека способен связывать до 14% от общего количества кислорода в
организме. Это его свойство играет важную роль в снабжении кислородом работающих
мышц. Если при сокращении мышцы кровеносные капилляры ее сжимаются и кровоток в
некоторых участках мышцы прекращается, то все же благодаря наличию кислорода,
связанного с миоглобином, в течение некоторого времепп сохраняется снабжение
мышечных волокон кислородом.
Форменные элементы крови. Эритроциты
Эритроциты (греч. erythros — красный, cytos
(kytos) — клетка), или красные кровяные клетки, — безъядерные форменные
элементы крови, содержащие гемоглобин. Имеют форму двояковогнутого диска.
Отличаются гибкостью и эластичностью, легко деформируются и проходят через
кровеносные капилляры с диаметром меньшим, чем диаметр эритроцита. Образуются в
красном костном мозге, разрушаются в печени и селезёнке. Продолжительность жизни
100 — 120 дней. В норме в 1 мкл (мм3) крови у мужчин содержится 4 — 5
млн эритроцитов, у женщин — 3,7 — 4,7 млн, у новорождённых до 6 млн.
Функции эритроцитов
1. Дыхательная — благодаря гемоглобину
переносят О2 и СО2.
2. Питательная — переносят на своей
поверхности аминокислоты и доставляют их клеткам организма.
3. Буферная — поддержание с помощью
гемоглобина рН крови.
4. Регуляторная — переносят на своей
поверхности витамины, гормоны и различные ферменты.
Окраска эритроцитов зависит от содержащегося в них
гемоглобина. Гемоглобин способен легко соединяться с кислородом и легко
отдавать его. Красные кровяные клетки переносят кислород от легких ко всем
органам.
отличие от других классов позвоночных животных у млекопитающих (и человека в том числе) эритроциты не имеют ядра. Оно выталкивается по мере созревания клетки, и эритроцит приобретает двояковогнутую форму, что увеличивает
поверхность соприкосновения эритроцита с воздухом легочных пузырьков и
увеличивает его полезный объем (ядро эритроцита других позвоночных гемоглобин не содержит!).
Углекислый газ от тканей к легким частично переносит плазма крови, частично – гемоглобин эритроцитов.
Гемоглобин — сложное химическое соединение, которое находится в
эритроцитах и состоит из двух частей: белка глобина и четырёх молекул гема.
Таким образом, гемоглобин — это сложный белок — хромопротеид. Гем имеет в своём
составе атом железа, способный присоединять и отдавать молекулу кислорода. При
этом валентность железа не изменяется (оно остаётся двухвалентным).
В капиллярах лёгких гемоглобин присоединяет кислород и
становится оксигемоглобином, который придаёт артериальной
(богатой кислородом) крови ярко-алый цвет. В капиллярах тканей гемоглобин отдаёт
кислород и превращается в восстановленный гемоглобин, который
придаёт венозной крови тёмно-вишнёвый цвет. При соединении гемоглобина с
углекислым газом (CO2) образуется
карбогемоглобин.
При действии на гемоглобин сильных окислителей железо
окисляется и переходит из двухвалентного в трёхвалентное, а гемоглобин
превращается в метгемоглобин, придающий крови коричневую
окраску. Гемоглобин очень легко соединяется с угарным газом (СО), при этом
образуется карбоксигемоглобин. Это соединение очень прочное, и
гемоглобин перестаёт быть переносчиком кислорода. Поэтому примесь в воздухе даже
0,1% угарного газа приводит к тому, что 80% гемоглобина связывается с ним, а это
опасно для жизни. При концентрации угарного газа в количестве 1% через несколько
минут наступает смерть.
При разрушении эритроцитов гемоглобин выходит в плазму
крови, которая окрашивается при этом в красный цвет и становится прозрачной —
«лаковая кровь». Процесс разрушения эритроцитов и выхода гемоглобина носит
название гемолиз. Он может произойти при уменьшении
осмотического давления, что вначале приводит к набуханию, а затем разрушению
эритроцитов, при воздействии химических веществ, разрушающих оболочку
эритроцитов (эфир, хлороформ, алкоголь, желчные кислоты и т. д.), при сильных
механических воздействиях на кровь, например при её транспортировке, при
замораживании и размораживании крови, при её нагревании до 65 — 68оС,
при переливании несовместимой или недоброкачественной крови, при укусах ядовитых
змей, скорпионов, при иммунных реакциях.
В скелетных мышцах и миокарде (сердечной мышце) находится
мышечный гемоглобин — миоглобин. Он отличается от гемоглобина
крови меньшей молекулярной массой глобина (белковой части). Назначение
миоглобина — снабжение кислородом работающей мышцы в момент сокращения, когда
кровоток в ней уменьшен или прекращается вовсе.
< Предыдущая страница “Состав и функции крови”
Следующая страница “Лейкоциты” >
Железодефицитная анемия – одно из самых распространенных состояний, встречающихся в моей практике.
Зачастую выясняется, что диагноз был поставлен на основании только лишь клинического анализа крови (гемоглобина), что совершенно неверно. В результате, пациенты получают длительное лечение зря.
Давайте разберемся в проблеме по порядку.
Железодефицитная анемия или ЖДА
ЖДА — заболевание, связаное с дефицитом железа в организме из-за нарушения его поступления, усвоения или повышенных потерь.
Причины
К дефициту железа в организме может привести недостаточное его поступление с пищей, нарушение всасывания в желудочно-кишечном тракте, либо излишние потери организмом из-за хронической или острой кровопотери или беременности.
Чаще всего это:
- Строгие диеты;
- Перенесенные операции на органах ЖКТ — резекции желудка или кишечника;
- Болезни желудочно-кишечного тракта — язвенный колит, болезнь Крона, гастриты;
- Целиакия — нарушение пищеварения, связанное с непереносимостью глютена;
- Беременность и кормление грудью;
- Избыточные месячные;
- Скрытые кровотечения (язвы, эрозии, опухоли, полипы);
- Глистные инвазии.
Диагностика. Оценка симптомов
Первый пункт в диагностике железодефицитной анемии – оценка симптомов.
При лёгкой степени анемии редко что-то беспокоит, а вот при средних и тяжелых состояниях могут появляться:
- Головокружение, головная боль
- Слабость и быстрая утомляемость
- Учащенное сердцебиение — больше 80 в минуту
- Одышка
- Дискомфорт в области желудка
- Тошнота и снижение аппетита
- Сухость и шелушение кожи
- Появление «заедов» в уголках рта
- Эрозии в ротовой полости
- Изменение восприятия вкусов и запахов
Лабораторная диагностика
Для постановки диагноза “железодефицитная анемия” нам необходимы следующие данные:
- Общий анализ крови — смотрим гемоглобин, гематокрит, MCV- средний объём эритроцита;
- Биохимические показатели — сывороточное железо крови, ферритин, общая железосвязывающая способность сыворотки крови (ОЖСС).
Общий анализ крови
- гемоглобин (менее 110 г/л)
- небольшое снижение количества эритроцитов (менее 3,8 х 12/л),
- снижение цветового показателя (менее 0,85)
- сниженное или нормальное количество ретикулоцитов (норма 10—20%)
Дополнительно врач-лаборант описывает морфологические изменения эритроцитов — анизоцитоз и пойкилоцитоз
Биохимический анализ крови
- Сывороточное железо СЖ (менее 12,5 мкмоль/л)
- Повышение общей железосвязывающей способности сыворотки — ОЖСС (более 69 мкмоль/л)
- Снижение коэффициента насыщения трансферрина железом — НТЖ (менее 17%),
- Снижение концентрации сывороточного ферритина — СФ (менее 30 нг/мл или мкг/л).
Оценить результаты ваших анализов сможет только врач, поэтому, пожалуйста, не занимайтесь самодиагностикой и лечением.
Лечение
Первым делом ищем причину и по возможности устраняем её.
В любом случае принимаем препараты железа, в достаточной дозе и правильными курсом:
- Легкая анемия — 1,5 месяца;
- Средняя — 3 месяца;
- Тяжелая — 4,5 месяца.
Принимать препараты нужно не менее 4-х недель с периодическим контролем гемоглобина, сывороточного железа, ферритина.
Как выбрать препарат
На российском фармацевтическом рынке огромное количество препаратов железа, как выбрать правильный разберем в этом посте.
Классификация:
- Пероральные (внутрь) и парентеральные (инъекционные)
- Двухвалентные (Fe2+) и трехвалентные(Fe3+);
- По форме выпуска: таблетки, капсулы, сиропы, капли и растворы внутрь, растворы для инъекций;
- Комбинированные (с аскорбиновой кислотой, фолиевой, витамином В12 и С) и простые.
А теперь, подробнее о каждом из пунктов.
Инъекции VS таблетки
Препараты для приёма внутрь обладают меньшими побочными реакциями, но не походят пациентам с хроническими заболеваниями ЖКТ.
Препараты для инъекций показаны:
- При непереносимости лекарственных препаратов, принимаемых внутрь;
- При тяжелых анемиях — если гемоглобин менее 70 г/л;
- При заболеваниях ЖКТ: язвенная болезнь желудка и двенадцатиперсной кишки, перации на желудке и кишечнике, язвенные колиты, болезнь Крона, синдром нарушения свертываемости.
Важно строго соблюдать дозовый и курсовый режимы.
Дефицит железа рассчитывают по формуле.
Стоит избегать препаратов содержащих в составе декстран (Феркайл, КосмоФер), так как могут возникнуть более серьёзные аллергические реакции.
Fe2+ VS Fe3+
Fe2+ быстрее попадает в кровь, НО, возможна перегрузка железом, и большая часть препарата оказывается в несвязанном с белком состоянии, что ведет к усиленному окислительному процессу и повреждающему действия на клеточные мембраны (с появлением тошноты, рвоты).
Fe3+, всасывается медленнее, НО, нежелательные побочные реакции встречаются редко, отсутствует взаимодействие с пищей, нет риска отравления.
Таблетки, сиропы, капли могут раздражать ЖКТ (вызывая тошноту, рвоту, боли в животе) и окрашивать зубы, при приёме капсул эти симптомы отсутствуют, и нет повреждающего действия соляной кислоты желудка, тем самым усваивается лучше.
Комбинированные препараты
Комбинированные препараты с вспомогательными веществами обладают лучшей усвояемостью (аскорбиновая кислота, янтарная, фолиевая, фруктоза, В12).
Есть препараты и продукты уменьшающие всасываемость железа и совместный приём не желателен:
- Антациды — Альмагель, Ренни, Гевискон, Маалокс;
- Ингибиторы протонной помпы — Омепразол, Нольпаза и другие препараты этой группы;
- Антибиотики тетрациклинового ряда — Доксициклин, Тетрациклин;
- Молочные продукты.
Обзор препаратов
Идеальный препарат железа имеет трехвалентное железо (Fe3+) и содержит в составе вспомогательное вещество.
Сравнительная таблица популярных препаратов
Скрытый дефицит железа
Но что, если в общем анализе крови нет никаких признаков анемии — гемоглобин в норме, а вот в биохимических анализах — ферритин снижен и железосвязывающая способность (ОЖСС) повышена?
Это значит, что запасы железа начали истощаться, а организм ещё не отреагировал снижением гемоглобина. Такое состояние называется латентным дефицитом железа (ЛДЖ).
При этом уже могут беспокоить слабость, утомляемость, сонливость, учащенное сердцебиение, сухостью кожи, ломкость волос — все тоже самое, что при истинной анемии. Но зачастую они выражены незначительно.
При этом важно найти причину железодефицита.
Итак, подведём итог
У вас есть симптомы из перечисленных выше — идём к врачу.
В общем анализе крови все хорошо — смотрим биохимический анализ крови: ферритин снижен, ОЖСС повышена — диагноз: латентный дефицит железа.
Принимаем препараты железа, делаем контроль анализов. Параллельно ищем причину и устраняем ее.
Будьте здоровы!