относительно другой А/В-пары, что приводит к компактизации тетрамера и повышению сродства гемов к кислороду (рис. 8 и 9).

КОНФОРМАЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОКРУЖЕНИЕ ГЕМОГРУППЫ

Оксигенирование гемоглобина сопровождается структурными изменениями в окружении гемогруппы. При оксигенировании атом железа, который в дезоксигемоглобине выступал на 0,06 нм из плоскости гемового кольца, втягивает в эту плоскость (рис.10). Вслед за атомом железа ближе к гему перемещается проксимальный гистидин (F8), а также связанные с ним соседние остатки.

ТРАНСПОРТ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА

Гемоглобин не только переносит кислород от легких к периферическим тканям, но и ускоряет транспорт углекислого газа от тканей к легким. Гемоглобин связывает углекислый газ сразу после высвобождения кислорода; примерно 15% углекислого газа, присутствующего в крови, переносится молекулами гемоглобина. Находящаяся в эритроцитах карбоангидраза катализирует превращение поступающего из тканей углекислого газа в угольную кислоту (рис.11). Угольная кислота быстро диссоциирует на бикарбонат-ион и протон, причем равновесие вдвинуто в сторону диссоциации. Для предотвращения опасного повышения кислотности крови должна существовать буферная система, способная поглощать избыток протонов. Гемоглобин связывает два протона на каждые четыре освободившиеся молекулы кислорода 0и определяет буферную емкость крови (рис. 12). В легких идет обратный процесс: присоединение кислорода к дезоксигемоглобину сопровождается высвобождением протонов 0,которые связываются с бикарбонат-ионами, переводя их в угольную кислоту. Далее эффективно действующая карбоангидраза катализирует превращение угольной кислоты в углекислый газ,выдыхаемый из легких. Таким образом, связывание кислорода тесно сопряжено с выдыханием углекислого газа. Это обратимое явление известно как эффект Бора . Эффект Бора является свойством тетрамерного гемоглобина и определяется гем-гемовым взаимодействием, лежащим в основе кооперативных эффектов.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОСНОВА ЭФФЕКТА БОРА

Протоны, ответственные за эффект Бора, высвобождаются в результате разрушения солевых мостиков, которым сопровождается связывание кислорода с Т-структурой; они отсоединяются от атомов азота остатков гистидина (146) в бета-цепях. Эти протоны сдвигают равновесие в сторону образования угольной кислоты, которая расщепляется карбоангидразой с образованием углекислого газа (рис.13).Наоборот, при высвобождении кислорода вновь формируется Т-структура с присущими ей солевыми мостиками, при образовании которых происходит присоединение протонов к остаткам гистидина в бета-цепях. Таким образом, в периферических тканях протоны благоприятствуют образованию солевых мостиков путем протонирования (по атому азота) концевых остатков гистидина в бета- субъединицах. Образование солевых мостиков форсирует освобождение кислорода из оксигенированной R-формы гемоглобина. Итак, повышение концентрации протонов способствует освобождению кислорода, а повышение концентрации кислорода стимулирует высвобождение протонов 0. Первый из этих эффектов проявляется в сдвиге кривой диссоциации кислорода вправо при повышении концентрации ионов водорода (протонов).[3]

КОНЦЕНТРАЦИЯ ГЕМОГЛОБИНА

Нормальная концентрация гемоглобина у взрослого человека от 80 до 115% (условных процентов=13,0-18,5 г%). За среднюю величину принимают 100% (=16 г%). Нормальные величины у мужчин приблизительно на 10% выше (90-115%, соответственно 14,5-18,5 г% гемоглобина), чем у женщин (80-100%, соответственно 13-16 г% гемоглобина).

Нормальная концентрация гемоглобина 1у ребенка 0существено отличается от норм у взрослого. Эти особенности показаны на рис.14 и табл. 1.

[таблица 1]

Средняя концентрация гемоглобина в крови в периоды детского возраста. Максимальные колебания средних величин+/-12%

--------------------------------------------------------------

Возраст¦Первые 4дня¦2 1/2 мес¦1 год¦2 года¦4 года¦8 лет¦12 лет

--------------------------------------------------------------

КонцHb ¦ 19,5 ¦ 11,5 ¦12,0 ¦ 12,1 ¦ 12,5 ¦13,0 ¦ 13,4

--------------------------------------------------------------

У детей в раннем возрасте нет различия между мужским и женским полом.[4]

Гемоглобин в плазме крови

Нормальная плазма содержит следы гемоглобина, не превышающие 10 мг%. При интравитальном гемолизе концентрация гемоглобина в плазме повышается. Умеренные повышения (до 25мг%) встречаются при иммунных гемолитических анемиях, анемии Кули, гемоглобинозе С, дрепаноцитозе и др. Сильные увеличения(свыше 100 мг%) встречаются при всех гемоглобинуриях. [5]

СПОСОБЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Было предложено много методов определения концентрации гемоглобина. Важнейшие группы методов следующие:

1. Колориметрические методы 0. Гемоглобин колориметрируют как оксигемоглобин или редуцированный гемоглобин или же сперва превращают его в цветные производные (солянокислый гематин,щелочной гемоглобин, метгемоглобин, карбоксигемоглобин,циангемоглобин, азид-метгемоглобин и пр.).

Сюда можно отнести и первый метод для определения гемоглобина, предложенный Велькером в 1854 году и модифицированный Тальквистом, при котором цвет капли крови на фильтровальной бумаге сравнивают с серией цветных бумажных стандартов.

На основании превращения гемоглобина в солянокислый гематин и связанных с этим изменений в электрической проводимости, Неллер предложил электронный метод определения концентрации гемоглобина.

2. Газометрические методы . Гемоглобин насыщают газом,например кислородом, окисью углерода (СО). По количеству поглощенного газа судят о количестве гемоглобина. Количество кислорода устанавливают прибором ван-Слайка, прибором Баркрофта или каким-нибудь другим аппаратом для определения кислорода.

3. Методы, основанные на определении железа в гемоглобиновой молекуле 0. Так как гемоглобиновая молекула содержит точно определенное количество железа (0,0347%), по его количеству устанавливается и количество гемоглобина.[6]

_МЕТГЕМОГЛОБИН

Метгемоглобин - производное гемоглобина, в котором двухвалентный атом железа переходит в трехвалентный. При процессах обмена в эритроцитах всегда образуются известные количества метгемоглобина, который, однако, восстанавливается обратно в гемоглобин под воздействием фермента метгемоглобинредуктазы, так что в цельной крови здорового человека метгемоглобин не превышает 2% общего содержания

гемоглобина (0,03-0,3 г%).[7]

_СУЛЬФОГЕМОГЛОБИН

Химическая структура сульфогемоглобина не выяснена. Вероятно, две виниловые группы гемоглобина соединяются, посредством SО2-мостиков, с соседними метиновыми связями. В норме, сульфогемоглобина в крови нет. Он появляется при отравлениях соединениями сурьмы, фенацитином, бромом, сульфонамидами, нитратами (колодезная вода), серными соединениями и пр.

Определение сульфогемоглобина в крови можно произвести спектроскопически. Сульфогемоглобиновый спектр не изменяется от прибавления сульфида аммония, но исчезает от прибавления Na2S2О4 и 2 мл 10% едкого натра, или нескольких капель 3% перекиси водорода.