Роль гемоглобина в жизни позвоночных

В декабре 1927 года норвежский зоолог Дитлев Рустад в 1750 километрах от побережья Антарктиды обнаружил очень странную рыбу с прозрачным телом и молочно-белыми жабрами. Когда Рустад вскрыл рыбу, он обнаружил, что ее кровь была бесцветной, как стекло. Так в его дневнике появилась запись «бесцветная кровь»…

Зачем нужен гемоглобин?

Практически всем видам позвоночных животных для транспорта кислорода к тканям необходима специальная система доставки, поскольку молекулярный кислород плохо растворим в воде: в 1 л плазмы крови растворяется всего лишь 3,2 мл О2. Содержащийся в эритроцитах позвоночных белок гемоглобин (Hb, рис. 1) способен связать в 70 раз больше — 220 мл О2/л. Содержание Hb в крови человека варьирует в пределах 120–180 г/л, что вдвое выше, чем концентрация белков плазмы (50–80 г/л). Поэтому гемоглобин вносит наибольший вклад в поддержание рН-буферной емкости крови. По своей структуре гемоглобин взрослого человека (HbA) является тетрамером, состоящим из двух α- и двух β-субьединиц с молекулярными массами около 16 кДа. α- и β-цепи отличаются аминокислотной последовательностью, но имеют сходную конформацию.

Молекула гемоглобина

Рисунок 1. Молекула гемоглобина. Гемоглобин является одним из наиболее хорошо изученных белков. Он был открыт немецким физиологом Отто Функе в 1851 году, а структуру этого белка описал австрийский молекулярный биолог Макс Перутц в 1959 году, за что тремя годами позднее получил Нобелевскую премию по химии [1].

Visual Science

Насыщение гемоглобина и миоглобина кислородом

Рисунок 2. Насыщение гемоглобина и миоглобина кислородом

Каждая субъединица гемоглобина несет группу гема с ионом двухвалентного железа в центре. При связывании O2 с атомом железа в геме (оксигенация Hb) и отщеплении O2 (дезоксигенация) степень окисления атома железа не меняется. Окисление Fe2+ до Fe3+ в геме носит случайный характер. Окисленная форма гемоглобина — метгемоглобин — не способна переносить O2. Доля метгемоглобина поддерживается ферментами на низком уровне и составляет 1–2% [2]. Центры связывания O2 на каждой из четырёх субъединиц действуют кооперативно: когда молекула O2 связывается с одним из них, у других возрастает сродство к кислороду (данное явление называют положительной кооперативностью) [3]. Вследствие этого кривая насыщения гемоглобина кислородом имеет ярко выраженный сигмоидальный характер (рис. 2, кривая 2).

Другой мышечный белок — миоглобин, являющийся эволюционным предшественником гемоглобина, — является мономером и содержит единственный центр связывания O2, из-за чего его кривая насыщения кислородом несигмоидальна (рис. 2, кривая 1). Сродство к кислороду у миоглобина примерно в 13 раз выше, чем у гемоглобина (50%-насыщение миоглобина O2 достигается уже при парциальном давлении кислорода в 1–2 мм рт. ст., в то время как для гемоглобина эта цифра равна 26 мм рт. ст.) [4]. Из-за этого гемоглобин способен эффективно отдавать кислород в тканях и является более эффективным переносчиком, чем миоглобин. Но из этого не следует, что миоглобин малоэффективный и плохо устроенный белок, поскольку он выполняет принципиально иную биологическую функцию — запасание кислорода и обеспечение им митохондрий. Данные адаптивные различия между миоглобином и гемоглобином появились в результате миллионов лет эволюции…

Прозрачные рыбы

В 1927 году экспедицией норвежских китобоев близ острова Буве во время очередной промысловой охоты была поднята на сушу невиданная рыба, практически бесцветная и, самое интересное, с прозрачной («стеклянной») кровью. Это был первый обнаруженный вид позвоночных, не содержащих белка гемоглобина. За счет поразительного сходства головы рыбы с головой крокодила, рыбу назвали крокодиловая белокровка (Chaenocephalus aceratus). Белокровки (Channichthyidae; рис. 3) или ледяные рыбы обитают в холодных водах возле Антарктиды и южного побережья Южной Америки. Температура воды в этих краях опускается аж до −1,9 °C (температура замерзания морской воды ниже, чем пресной), причем является довольно постоянной.

Некоторые представители белокровок

Рисунок 3. Некоторые представители белокровок. а — Chaenodraco wilsoni. б — Chaenocephalus aceratus. в — Champsocephalus gunnari. г — Cryodraco atkinsoni. Белокровки (Channichthyidae) — семейство из отряда Окунеобразные (Perciformes), в котором описано 16 видов. Данные рыбы питаются крилем, рачками и другими рыбами. Недавние исследования показали, что рацион этих рыб различается в зависимости от возраста. В целом, в рационе преобладает антарктический криль (Euphausia superba) и равноногие рачки (Themisto gaudichaudii). В рационе молодых особей преобладает Т. gaudichaudii и эвфаузииды (Thyanoessa sp.), а доля антарктического криля меньше. Ледяные рыбы достигают общей длины 25–75 см. Они являются пелагиальными представителями антарктических вод, обитают на глубине от 200 до 700 метров. Некоторые подвиды C. aceratus обнаруживаются в районе 1–2 тыс. метров. Белокровки — доминирующий вид в Антарктиде, полностью лишенный плавательного пузыря, в связи с чем многие виды этих рыб являются донными.

Очень немногие рыбы могут выжить в суровых условиях Антарктики. Ледяная рыба выживает за счет специального антифриза, присутствующего в крови и предотвращающего образование кристаллов льда в организме. Этот антифриз (AFGP, antifreeze glycoprotein) представляет собой гликопротеин, предположительно произошедший от панкреатической трипсиногеноподобной протеазы [9]. AFGP способен связываться с микроскопическими кристалликами льда и предотвращать их рост [10].

Ледяные рыбы имеют очень низкий уровень метаболизма и проводят большую часть времени практически неподвижно. Белокровки обитают в богатой кислородом воде и поглощают его непосредственно через кожу [11], потому что при пониженных температурах кровь, содержащая гемоглобин, становится очень вязкой, и выживание с такой кровью было бы весьма проблематично.

Отсутствие гемоглобина компенсируется модификацией сердечнососудистой системы. Все представители ледяных рыб имеют большее сердце, чем у других рыб такого же размера, а это увеличивает ударный объем, в несколько раз повышает общее количество циркулирующей крови и поднимает скорость кровотока. При низком артериальном давлении это достигается за счет снижения системного сопротивления потоку. Сочетание высокой пропускной способности сердечнососудистой системы, высокого содержания кислорода и относительно низких скоростей метаболизма ледяной рыбы позволяет обеспечить достаточное количество кислорода в тканях [12].

Гемоглобиновая потеря

Белокровки пережили потерю генов гемоглобина достаточно давно. Как показывает молекулярный анализ, почти у всех ледяных рыб одна мутация привела к потере гена, кодирующего β-цепь и часть α-цепи гемоглобина. Потеря способности к синтезу гемоглобина вызвала развитие компенсаторных изменений: увеличился объем сердца и общий объем крови (приблизительно в 3.5 раза по сравнению с костистыми рыбами аналогичного размера) [13–15]. Ученые, проанализировав ДНК представителей нототениевых рыб, пришли к выводу, что только у одного вида белокровок (Neopagetopsis iona) присутствуют гены гемоглобина, но они не являются функциональными [16].

Наряду с гемоглобином, у белокровок отсутствует и миоглобин, переносящий кислород в скелетных мышцах. При этом у десяти видов миоглобин сохранился только в сердечной мышце (в частности, в желудочке) [17], а у шести видов миоглобин был утрачен и там, причем механизм утраты гена у каждого вида индивидуален [18]. Общим механизмом подобной утраты является дупликация коротких (5–25-нуклеотидных) фрагментов, приводящая к сдвигу рамки считывания, преждевременной терминации транскрипции, появлению ложного сигнала полиаденилирования или нарушению связывания РНК-полимеразы с промоторной областью ДНК [19], [20].

Утрата гемоглобина первоначально должна была стать адаптацией к холоду: известно, что растворимость кислорода в холодной воде выше [21], а значит, потребность в гемоглобине, напротив, меньше. Отсутствие эритроцитов также снижает вязкость крови, что особенно критично в условиях экстремально низкой температуры. В процессе эволюции у белокровок произошли довольно радикальные изменения, компенсирующие утрату гемоглобина, включая вдвое большие энергозатраты по перекачке крови по сравнению с другими рыбами [22].

Ледяные рыбы произошли от малоподвижного донного предка. В холодных, хорошо перемешиваемых, богатых кислородом антарктических водах рыбы с низкой скоростью метаболизма могут выжить даже без гемоглобина. В середине третичного периода экологический кризис в Южном океане, вызванный похолоданием [23], привел к появлению обширных пустующих экологических ниш. Отсутствие конкуренции позволило мутантам, не имеющим гемоглобина, оставить после себя потомство, которое заселило пустые места обитания. У детенышей развились механизмы компенсации мутаций. В относительно изолированных фьордах образовались места обитания, которые колонизировали несколько особей, что привело к возникновению шести видов рыб, изолированных друг от друга и независимо потерявших гены глобинов [22].

Гистологически показано, что особенностью ледяных рыб является высокий объем митохондрий при сходном их количестве и высокое отношение липид/белок в митохондриальных мембранах в сравнении с близкородственными видами семейства нототениевых рыб (рис. 4). Интересно, что у белокровок, у которых отсутствует миоглобин в скелетной мускулатуре, но присутствует в сердечной, объем митохондрий в скелетных мышцах существенно выше, чем в миокарде. О молекулярных механизмах этого феномена известно довольно мало. Предположительно, это явление связанно с одним из ключевых белков-регуляторов биогенеза митохондрий PGC-1α [23].

Поперечный разрез миоцитов желудочков сердца

Рисунок 4. Поперечный разрез миоцитов желудочков сердца (C. aceratus). Большие митохондрии (Mt) по периферии окружены миофибриллами (My).

Регулятором биогенеза мембран митохондрий у белокровок является оксид азота-II (NO) (рис. 5). По сравнению с другими рыбами, у белокровок наблюдается повышенное содержание этого сигнального агента в крови. В ответ на потерю гемоглобина и миоглобина в мышцах ледяных рыб увеличивается биосинтез фосфолипидов, причем, независимо от синтеза митохондриальных белков и репликации митохондриальной ДНК, это приводит к увеличению размера митохондрий. Молекула NO стимулирует образование PGC-1α, который регулирует репликацию митохондриальной ДНК. Но ничего не известно о том, как биосинтез митохондриальных фосфолипидов интегрирован в этот процесс у ледяных рыб; возможно, это индуцируется высоким уровнем NO (темная стрелка на рисунке) [18].

Процесс биогенеза митохондрий у ледяных рыб

Рисунок 5. Процесс биогенеза митохондрий у ледяных рыб. Образование митохондрий включает в себя синтез митохондриальных белков (синие точки), фосфолипидов и репликацию митохондриального генома (зеленые кружки). В ответ на стимулы, такие как понижение температуры (или повышение физической нагрузки у млекопитающих) эти три компонента митохондриального биогенеза согласованно активируется, что приводит к увеличению плотности митохондрий.

Заключение

Безусловно, гемоглобин — жизненно важный белок, на котором основано дыхание большинства организмов. Эволюция гемоглобина происходила миллионы лет, но в специфических условиях Антарктики (холодная вода, обогащенная кислородом) адаптивные преимущества могут достигаться за счет эволюционной утраты гемоглобина (дезадаптация). Ледяные рыбы являются одной из ярких иллюстраций того, как гены, которые считаются абсолютно необходимыми для жизни позвоночных, в определенных условиях могут редуцироваться, обеспечивая выживание вида. Причудливы пути эволюции.

Макс Перутц. «Наука и техника»;
Кольман Я., Рём К.-Г., Вирт Ю. Наглядная биохимия. М.: «Мир», 2000. — 469 с.;
Ленинджер А. Основы биохимии. М.: «Мир», 1985. — 369 с.;
Проссер Л. Сравнительная физиология животных. М.: «Мир», 1977. — 574 с.;
Tate R.C. Fishes. London: Printed by order of the trustees of the British Museum, 1914;
Tate R.C. Antarctic fishes of the Scottish National Antarctic expedition. Edinburg: Robert Grant & Son, Williams & Norgate, 1913;
Champsocephalus gunnari. Encyclopedia of life;
Википедия: Белокровные рыбы;
Chi-Hing C. Cheng, Liangbiao Chen. (1999). Evolution of an antifreeze glycoprotein. Nature. 401, 443-444;
J. A. Raymond, A. L. DeVries. (1977). Adsorption inhibition as a mechanism of freezing resistance in polar fishes.. Proceedings of the National Academy of Sciences. 74, 2589-2593;
C.-H Christina Cheng, H William Detrich. (2007). Molecular ecophysiology of Antarctic notothenioid fishes. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 362, 2215-2232;
Karl-Hermann Kock. (2005). Antarctic icefishes (Channichthyidae): a unique family of fishes. A review, Part I. Polar Biol. 28, 862-895;
Yuqiong Zhao, Manoja Ratnayake-Lecamwasam, Sandra K. Parker, Ennio Cocca, Laura Camardella, et. al.. (1998). The Major Adult α-Globin Gene of Antarctic Teleosts and Its Remnants in the Hemoglobinless Icefishes. J. Biol. Chem.. 273, 14745-14752;
Guido di Prisco, Ennio Cocca, Sandra K Parker, H.William Detrich. (2002). Tracking the evolutionary loss of hemoglobin expression by the white-blooded Antarctic icefishes. Gene. 295, 185-191;
Guido di Prisco, Joseph T. Eastman, Daniela Giordano, Elio Parisi, Cinzia Verde. (2007). Biogeography and adaptation of Notothenioid fish: Hemoglobin function and globin–gene evolution. Gene. 398, 143-155;
T. J. Near. (2006). A Genomic Fossil Reveals Key Steps in Hemoglobin Loss by the Antarctic Icefishes. Molecular Biology and Evolution. 23, 2008-2016;
B. D. Sidell, M. E. Vayda, D. J. Small, T. J. Moylan, R. L. Londraville, et. al.. (1997). Variable expression of myoglobin among the hemoglobinless Antarctic icefishes. Proceedings of the National Academy of Sciences. 94, 3420-3424;
K. M. O’Brien, I. A. Mueller. (2010). The Unique Mitochondrial Form and Function of Antarctic Channichthyid Icefishes. Integrative and Comparative Biology. 50, 993-1008;
D. J. Small. (2003). The myoglobin gene of the Antarctic icefish, Chaenocephalus aceratus, contains a duplicated TATAAAA sequence that interferes with transcription. Journal of Experimental Biology. 206, 131-139;
B. D. Sidell. (2006). When bad things happen to good fish: the loss of hemoglobin and myoglobin expression in Antarctic icefishes. Journal of Experimental Biology. 209, 1791-1802;
L. Bargelloni, S. Marcato, T. Patarnello. (1998). Antarctic fish hemoglobins: Evidence for adaptive evolution at subzero temperature. Proceedings of the National Academy of Sciences. 95, 8670-8675;
Daniela Giordano, Ignacio Boron, Stefania Abbruzzetti, Wendy Van Leuven, Francesco P. Nicoletti, et. al.. (2012). Biophysical Characterisation of Neuroglobin of the Icefish, a Natural Knockout for Hemoglobin and Myoglobin. Comparison with Human Neuroglobin. PLoS ONE. 7, e44508;
M. R. Urschel, K. M. O’Brien. (2008). High mitochondrial densities in the hearts of Antarctic icefishes are maintained by an increase in mitochondrial size rather than mitochondrial biogenesis. Journal of Experimental Biology. 211, 2638-2646;
F. Garofalo, D. Pellegrino, D. Amelio, B. Tota. (2009). The Antarctic hemoglobinless icefish, fifty five years later: A unique cardiocirculatory interplay of disaptation and phenotypic plasticity. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 154, 10-28;
S. Austin, J. St-Pierre. (2012). PGC1 and mitochondrial metabolism – emerging concepts and relevance in ageing and neurodegenerative disorders. Journal of Cell Science. 125, 4963-4971.

Источник

Какова роль гемоглобина в жизни позвоночных животных

Гемоглобин – это важный компонент, выполняющий транспортную функцию кислорода по организму. При нарушениях уровня наблюдаются различные отклонения в работе организма.

Что такое гемоглобин? Данным вопросом задаются многие пациенты, особенно если этот показатель повышен или понижен. От отклонений зависит общее состояние как у взрослого, так и у ребенка. При любых нарушениях параллельно отмечается неприятная симптоматика, которая поможет при постановке диагноза. После получения результатов исследования стоит проконсультироваться со специалистом.

Роль гемоглобина в организме человека

Кровь обеспечивает питание и метаболизм между клетками в человеческом организме. Гемоглобин – это белок, который включен в состав красных элементов крови и отвечает за транспортировку кислорода по всему организму – от легких до органов.

Люди с пониженным пигментом плохо себя чувствуют, так как кислород плохо поступает к тканям. Такое нарушение сказывается на общем самочувствие, здоровье и состоянии организма. Называется это анемией.

Также негативное влияние может оказать и повышенный уровень пигмента.

Анемия сопровождается следующими симптомами:

Упадок сил и общая слабость.
Уменьшение трудоспособности.
Нарушение памяти.
Проблемы с аппетитом.
Нарушение в работе мышечной, нервной и дыхательной системы.
Апатия.
Бледность кожи.

Также параллельно могут возникать обмороки, сухость слизистой оболочки ротовой полости и кожных покровов, ломкость волос и ногтей. Так, какая роль гемоглобина в организме человека? Главной ролью гемоглобина считается транспортировка, обеспечение организма кислородом и ионами железа, которые считаются основными составляющими данного пигмента.

Если у пациента диагностируется повышенный гемоглобин в крови, то это также говорит об увеличенном уровне глюкозы, прогрессирующем онкологическом заболевании, нарушенной работе легких и сердца или других патологиях.

Такое состояние наблюдается у пациентов с нехваткой в организме фолиевой кислоты и витамина В12.

При повышенном пигменте кровь становится вязкой и густой, развивается риск образования тромбов, способный спровоцировать инфаркт, чего стоит опасаться.

Гемоглобин в крови у мужчин, женщин и детей

Гемоглобин в крови присутствует в двух видах: соединение с кислородом и оксигемоглобин, который не содержит кислород. Второй вид содержится исключительно в артериальной крови. Что касается венозной крови, то она содержит обе формы гемоглобина.

Гемоглобин (hgb), его значение у разных полов и возрастных групп разное. Данный факт стоит учитывать в результатах исследования и при постановке диагноза.

Концентрация пигмента может колебаться. В некоторых случаях незначительные отклонения от нормы не считаются патологиями. При анемии уровень гемоглобина будет зависеть от формы и степени выраженности заболевания.

За что отвечает гемоглобин у детей? В детском организме, как у взрослых, гемоглобин отвечает за транспортировку кислорода. При нарушении его в организме также могут развиваться различные патологии и заболевания.

В большинстве случаев у детей диагностируется анемия и объясняется это многими факторами. Например, может зависеть от времени года, подвижности и питания.

Гемоглобин (hb) у детей меняется на протяжении всего периода роста и развития. Больших изменений результаты исследований претерпевают в первый год жизни малыша, поэтому рекомендуется его постоянно контролировать. Пониженный результат может быть как самостоятельным заболеванием, так и свидетельствовать о хроническом недуге.

Нормальным показатель гемоглобина у ребенка от 6 месяцев до пяти лет считается 110 г/л, а от пяти до двенадцати лет – 115 г/л. В возрасте от 12 до 15 лет уровень не должен превышать отметки 120 г/л.

Обезвоживание.
Заболевания сердца, эндокринной системы.
Различные формы эритроцитоза.
Повышенный уровень лейкоцитов.

Чтобы устранить любые отклонения гемоглобина стоит избавиться от первопричины.

Виды гемоглобина и его функции

Помимо оксигемоглобина, в крови человека содержатся и другие виды гемоглобина. Важнейшим составляющим считается гликированный гемоглобин, который показывает количество глюкозы, содержащейся в крови. Образуется он в результате соединения данного пигмента с сахаром, помогает определить наличие сахарного диабета в организме, особенно на начальных стадиях развития.

Гликированный гемоглобин есть у каждого человека, только при сахарном диабете он значительно повышен.

Анализ можно сдавать в любое время суток, его результативность не будет зависеть от инфекционных и иных заболеваний. Также он может определить уровень глюкозы в крови за последние несколько месяцев.

Стоит понимать, что определить типы гемоглобина можно только при помощи лабораторных исследований.

Функции гемоглобина тесно связаны с дыхательным процессом, который происходит в три этапа:

Внешнее дыхание. Кислород вдыхается в тело за счет движения легких, а выводится из организма уже углекислый газ.
Внутреннее дыхание. Кислород захватывает гемоглобин непосредственно в легких, преобразуется в оксигемоглобин и доставляется по всему организму, ко всем клеткам.
Клеточное дыхание. Происходит кислородная реакция внутри клеток.

При малейшем нарушении уровня гемоглобина, в организме наблюдается кислородное голодание клеток, которое может привести к появлению дистрофической симптоматики. Снижение уровня пигмента на протяжении длительного времени приводит к нарушениям в умственной деятельности. Также важная функция гемоглобина – буферная. Она обеспечивает своевременное удаление углекислого газа из клеток.

Отклонение от нормы

Лечение повышенного или пониженного уровня будет проводиться на основании полученных лабораторных результатов, осмотра и опроса пациента, выраженной симптоматики и наличии сопутствующих заболеваний. В большинстве случаев возникают отклонения из-за неправильного питания или патологий, которые прогрессируют в организме. Чтобы избавиться от данной проблемы стоит лишь устранить провоцирующий фактор.

При пониженном уровне нормализуют гемоглобин медикаментозной терапией. Если анемия была спровоцирована большой потерей крови в результате травмирования, операционного вмешательства или аварии, то проводится переливание крови. Иногда для повышения показателя необходимо просто откорректировать рацион, принимать витаминные комплексы, железо, а также фолиевую кислоту.

Все препараты назначаются исключительно специалистом, так как неправильный прием железа может спровоцировать негативные последствия. Обязательно учитывается возрастная категория пациента, его общее состояние здоровья и иные патологии.

Также при проблемах с гемоглобином можно прибегнуть и к народной медицине. Отлично помогает при пониженном уровне отвар шиповника, а также мед с орехами. Такие методы показаны даже в детском возрасте. Однако стоит быть осторожным с медом, так как он может спровоцировать аллергическую реакцию. Эти средства помогают укрепить иммунитет, улучшить зрение, набрать вес.

Питание при различных отклонениях будет зависеть не только от возраста, но и от пола. При возникновении вопросов стоит проконсультироваться со специалистом, чтобы не ухудшить самочувствие.

При пониженном гемоглобине нужно включить в свой рацион:

мясо, печень, почки, язык;
молочные продукты и яйца;
гранат, малина и бананы, яблоки, дыня и арбуз;
овсяная каша;
морковь и орехи.

При повышенном гемоглобине стоит исключить из рациона:

Мясные продукты, печень.
Сырая, сушеная рыба.
Алкогольные напитки.
Продукты с высоким содержанием сахара.
Красные ягоды, фрукты и овощи.
Яблоки, гранат.

Стоит уделить внимание следующим продуктам: бобовые, куриное мясо, соя, вареная рыба и морепродукты. Также стоит принимать витаминные комплексы.

Источник: //boleznikrovi.com/sostav/gemoglobin/eto.html

Какова роль гемоглобина в организме человека и последствия его недостатка?

Гемоглобин относится к сложным белкам и состоит из двух элементов: железосодержащего компонента, который называется гемма, и простого белка под названием глобин. Геммы образуются при участии железа, которое в свою очередь попадает в человеческий организм с пищей. Этот жизненно важный белок можно обнаружить в красных кровяных клетках.

Роль гемоглобина в организме человека нельзя недооценивать: этот элемент выполняет сразу несколько жизненно важных функций, и один из них — это транспортировка молекул кислорода к органам и тканям. На обратном «пути» частицы гемоглобина переносят углекислый газ к легким, который в процессе жизнедеятельности вырабатывают клетки нашего организма.

В чем важность этого белка

Основная роль гемоглобина во всех живых организмах — участие в газообменных процессах, которые непрерывно происходят в клетках.

Для гемоглобина свойственно притягивать как частицы углекислого газа, так и атомы кислорода, однако углекислый газ к этому белку притягивается в гораздо больших количествах.

Таким образом, при повышенной концентрации углекислого газа гемоглобин притянет его столько, что возможности для транспортировки кислорода просто не останется: в этом случае происходит отравление организма.

Так как основная биологическая роль гемоглобина заключается в переносе жизненно важного для функционирования организма кислорода, понижение или повышения уровня этого белка в крови может быть чревато довольно серьезными последствиями. Как правило, при понижении уровня этого белка перестают получать необходимое количество кислорода клетки всех тканей, органов. Первыми на такой недостаток реагируют почки и мозг.

Отвечая на вопрос, какова роль гемоглобина в организме, необходимо отметить, что в крови взрослого человека присутствует не один, а сразу несколько типов этого белка. Типы гемоглобина различаются по аминокислотному составу цепей, образованных полипептидами. Но основная масса гемоглобина (практически 99% от общего количества этого белка) — это HBA-гемоглобин.

Советуем также ознакомиться:

Но помимо основных видов этого белка в организме человека также могут присутствовать его различные вариации, в том числе и достаточно большое количество мутировавших разновидностей гемоглобина.

Нельзя точно ответить, какие из них могут быть безопасными, а какие могут привести к различным заболеваниям и необратимым последствиям, но нередко такие отклонения приводят к очень серьезным патологиям, например — может развиться гемолитическая анемия.

Для профилактики заболеваний и лечения проявлений варикоза на ногах наши читатели советуют Антиварикозный гель «VariStop», наполненный растительными экстрактами и маслами, он мягко и эффективно устраняет проявления болезни, облегчает симптомы, тонизирует, укрепляет сосуды.

Такое возможно только в том случае, если в крови появляется HbS-гемоглобин: сначала он работает, как положено и несет кислород в ткани, однако после отдачи кислорода он не возвращается в легкие, а выпадает в осадок внутри клеток эритроцитов, и как следствие — нарушает их деятельность.

Последствия повышения или понижения этого белка

Что касается превышенного уровня, это может быть нормальным явлением при незначительном отклонении, но если показатели намного выше нормальных, рекомендуется обратиться к врачу, так как это может быть явным признаком, указывающим на определенные патологии. С другой стороны, у людей, которые проживают в высокогорных местностях, повышенный гемоглобин является нормой, так как им требуется больше этого белка для переноса кислорода, чтобы компенсировать его недостаток в условиях разреженного воздуха.

О том, какова роль гемоглобина в организме, можно судить, исходя из примеров возможных последствий.

При остром недостатке этого вещества начинают отмирать некоторые ткани. Но если почки, которые первыми реагируют на недостаточное количество кислорода, могут просто доставить человеку дискомфортные ощущения, то мозг даже при кратковременном снижении нормы может отключиться.

Также необходимо помнить о том, что гемоглобина в крови может содержаться достаточно, но при этом его качество может быть несоответствующим норме.

Речь идет о том, что в геммах может содержаться недостаточное количество железа.

В этом случае врачи рекомендуют употреблять в пищу больше продуктов животного происхождения: такая диета помогает очень быстро восстановить уровень содержания железа в этих телах.

Если не соблюдать диету — это может привести к железодефицитной анемии.

Основные признаки этого опасного заболевания — постоянная слабость и недомогание, снижение активности головного мозга, в процессе работы человек очень быстро устает и даже долгий отдых не помогает восстановить силы, которые при этом затрачиваются при минимальных усилиях. В процессе развития болезни человек все чаще начинает падать в обмороки.

Чтобы предотвратить подобные ситуации, необходимо постоянно помнить о том, как важна роль гемоглобина в организме человека, правильно питаться и в случае описанных выше недомоганий обязательно проконсультироваться с врачом.

Функции гемоглобина — как базового химического соединения в организме человека
Виды гемоглобина, их роль в физиологии и развитии патологических состояний
Причины и последствия повышенного гемоглобина у ребенка
Какие могут быть причины пониженного гемоглобина у детей, и каковы последствия?

Источник: //gupmok.ru/kakova-rol-gemoglobina-v-zhizni-pozvonochnyh/

Роль гемоглобина в организме человека, его функциональные особенности

Какова роль гемоглобина в жизни позвоночных животных

Гемоглобин представляет собой сложный белок, в состав которого входит простой белок глобин и железосодержащий компонент — гема.

Гемоглобин находится в красных клетках крови, основная роль гемоглобина в организме человека — это доставка кислорода в органам и тканям, а также обратная доставка углекислого газа.

Железо, которое требуется для формирования гемм, попадает в организм из продуктов с животным белком.

В нормальном состоянии в мужской крови концентрация гемоглобина больше, чем в женской- 135 — 160 г на лит и 120 — 140 г на литр крови соответственно.

Отличительная черта гемоглобина — это его сильная способность присоединения углекислого газа по сравнению с присоединением кислорода.

Данное свойство делает очень опасным для людей угарный газ -даже при несильное концентрации в воздухе большая часть частиц гемоглобина будет соединяться именно с ним и не присоединять кислород.

Процесс образования и распада гемоглобина

Для того чтобы правильно реализовывалась роль гемоглобина в молодых эритроцитах происходит биосинтез этого белка. Туда же попадают и атомы железа, которые затем включаются в состав гемоглобина.

Глобин формируется посредством аминокислот — способов обыкновенного синтеза белка. Процессы распада гемоглобина начинают происходить в эритроцитах, которые уже заканчивают свой цикл жизнедеятельности.

Это важно! После завершения распада полученное производное приобретает зеленый оттенок, оно слишком неустойчивое и быстро распадается. Гемм распадается уже в клетках печени, селезенки и костного мозга с одновременным появлением желчных пигментов, а железо быстро переносится вновь в эритроциты с целью производства новых молекул.

Функциональные характеристики

Основная биологическая роль гемоглобина — это непосредственное участие в процессах газообмена организма с внешней средой. Данное вещество отвечает за процессы переноса крови от легких к тканям во всем организме, и за обратную транспортировку углекислого газа к легким.

Нельзя забывать, что степенно притяжения гемоглобина и углекислоты во много раз превышает аналогично соединение гемоглобина с кислородом — это причина ядовитости угарного газа.

Таким образом, даже при концентрации угарного газа в воздухе о,1% большая часть гемоглобина будет связываться именно с ним с образованием карбоксигемоглобина, который уже никак не может переносить кислород.

Ещё одна важная роль гемоглобина в организме — это поддержание нормального кислотно-щелочного баланса.

Нарушение концентрации гемоглобина и его последствия

При формировании недостатка гемоглобина в эритроцитах крови происходит нарушением обменных процессов в клетках тканей.

В сложившейся ситуации пациентов в первую очередь интересует вопрос, какова роль гемоглобина в организме человека.

Низкий уровень этого белка развивается и железодефицитном малокровии, возникающем из-за хронической потери крови или по причине нарушения питания, особенно, когда в рационе значительно не хватает животных белков.

Повышение гемоглобина может характеризоваться, как вариант нормы или признак патологии. К примеру, у людей, проживающих в высокогорной местности, происходит компенсация недостатка гемоглобина в воздухе посредством повышения гемоглобина в крови.

Недостаточное употребление витаминов группы В провоцирует изменение состава крови снижение концентрации эритроцитов и повышения уровня гемоглобина — развивается злокачественная форма малокровия.

При некоторых легочных и сердечнососудистых патологиях также повышается концентрация гемоглобина, но содержание эритроцитов не изменяется — это происходит по причине нарушения кровотока и недостатка кислорода в тканях.

Это важно! Гемоглобин, безусловно, является важным показателем состояния здоровья для каждого человека, поэтому при каких-либо отклонениях необходимо посетить врача.

Чем опасно снижение уровня гемоглобина в крови

Низкая концентрация гемоглобина провоцирует нехватку кислорода во всех органах и тканях. В первую очередь этот процесс отражается на состоянии тканей, который больше всего остального нуждаются в поступлении кислорода, особенно ткань почек и ткань головного мозга.

Уменьшение концентрации гемоглобина носит название железодефицитной анемии, и её причиной являются постоянные кровопотери. Раньше причинами патологии были ещё и многочисленные травмы и ранения, сопровождающиеся обильным кровотечением.

Это важно! В связи с тем, что железо в гемме формируется и животного белка, то его недостаток может спровоцировать развитие железодефицитной анемии. И, наконец, вызвать анемию может неправильное усвоение железа кишечником или неправильное производство белка, который входит в состав гемоглобина — так происходит при наследственных отклонениях.

Основные проявления заболевания — это сильная слабость, постоянные недомогания, отсутствие работоспособности, нарушение функционирования головного мозга — плохая память и ухудшение способности рационально мыслить. Кожный покров становится сухим, начинают слоиться ногти и человек может часть падать в обмороки. Для нормализации жизни и здоровья всё это требует немедленной коррекции с участие?