سیستم گردش خون در بدن همه حیوانات خونگرم وظیفه انتقال را انجام می دهد و مواد مغذی و اکسیژن را به بافت ها می رساند. حمل و نقل اکسیژن و دی اکسید کربن به لطف گلبول های قرمز انجام می شود که شامل یک ماده مهم - هموگلوبین است. در این مقاله به بررسی انواع و ترکیبات هموگلوبین می پردازیم.
هموگلوبین چیست
هموگلوبین جزء گلبول های قرمز خون است که در گروه پروتئین ها قرار دارد. 96٪ از ماده پروتئینی گلوبین و 4٪ از ماده با اتم آهن 2 ظرفیتی - هم تشکیل شده است. در 1 سلول اریتروسیت، حدود 280 میلیون مولکول وجود دارد که رنگ قرمز خون را تشکیل می دهد.
خاصیت اصلی هموگلوبین توانایی آهن در چسبیدن و آزاد کردن گازها است که حرکت اکسیژن را از ریه ها به بافت ها و دی اکسید کربن را از بافت ها به ریه ها تشکیل می دهد. بنابراین نقش آن در فرآیند تبادل گاز در بدن بی بدیل است.
ساختار و انواع هموگلوبین خون انسان
در مراحل مختلف رشد انسانترکیب هموگلوبین در ساختار زنجیره های پلی پپتیدی متفاوت است. بسته به اینکه ساختار هموگلوبین شامل کدام زنجیره های پلی پپتیدی است، انواع هموگلوبین در انسان به شرح زیر است:
- هموگلوبین بزرگسالان (HbA) در مقادیر غالب (حدود ۹۸ تا ۹۹ درصد کل خون) در بزرگسالان وجود دارد. HbA از 2 و 2 زنجیره پلی پپتیدی تشکیل شده است. هر یک از مارپیچ های آمینو اسید حاوی یک جزء هِم با یک اتم مسئول میل ترکیبی مولکول اکسیژن است. HbA نسبت به سایر انواع هموگلوبین میل اکسیژن کمتری دارد، اما در عین حال در برابر نوسانات pH و t مقاومت بیشتری دارد.
- جنین (HbF) در جنین در رحم از هفته ۶ تا ۷ بارداری سنتز می شود و به دنبال آن با HbA جایگزین می شود. در حال حاضر از ماه اول زندگی، سنتز HbF کند می شود، حجم کل خون افزایش می یابد و سنتز HbA افزایش می یابد، که در سن سه سالگی کودک به درصد ترکیب خون یک بزرگسال می رسد. هموگلوبین جنین در ترکیب زنجیره های گلوبین با یک فرد بالغ تفاوت دارد؛ در اینجا به جای زنجیره، نوعی مارپیچ وجود دارد. HbF در مقایسه با HbA در برابر تغییرات pH خون و نوسانات دمای بدن مقاومت کمتری دارد.
- جنینی (HbE). شکل اولیه پروتئین تنفسی در جنین حتی قبل از تشکیل جفت (در هفته اول بارداری) تولید می شود و تا 6-7 هفته ادامه می یابد. ساختار با وجود زنجیره‌ها و انواع ζ متمایز می‌شود.
انواع پاتولوژیک هموگلوبین
در برخی موارد تحت تأثیرنقص ژنتیکی سنتز غیر طبیعی سلول های هموگلوبین رخ می دهد. انواع پاتولوژیک هموگلوبین با انواع فیزیولوژیک در ترکیب پیوندهای پلی پپتیدی یا بهتر بگوییم در جهش آنها متفاوت است.
در نتیجه جهش DNA، سنتز اجزای گلبول قرمز نه با گلوتامین، بلکه با اسید آمینه والین انجام می شود. این جایگزینی "قاب" منجر به تشکیل یک ساختار پروتئینی نوع 2 با یک سایت "چسبنده" روی سطح می شود که قادر به ساخت ساختارهای نوع خود است. بنابراین پلیمریزاسیون مولکول های HbS و در نتیجه رسوب گلبول های قرمز سنگین و ضعیف در رگ های خونی رخ می دهد. این انحراف "کم خونی داسی شکل" نامیده می شود.
هنجارهای محتوای هموگلوبین در انسان
محتوای ساختارهای تنفسی پروتئین در خون افراد ممکن است بسته به جنسیت، رده سنی، سبک زندگی و برخی ویژگی‌های دیگر مانند بارداری متفاوت باشد.
مقادیر طبیعی محتوای هموگلوبین در خون، به عنوان یک ناهنجاری پاتولوژیک در نظر گرفته نمی شود:
- مردان - 130-150 گرم در لیتر.
- زنان - 120-140 گرم در لیتر.
- در کودکان تا یک سال 100-140 گرم در لیتر و در ماه اول به دلیل افزایش غلظت هموگلوبین جنین، این مقادیر می تواند تا 220 گرم در لیتر برسد. در کودکان از یک سال تا 6 سال - 110-145 گرم در لیتر، و از سن 6 سالگی - 115-150 گرم در لیتر، صرف نظر از جنسیت کودک.
- در دوران بارداری غلظت HbA به 110 گرم در لیتر کاهش می یابد که البته کم خونی محسوب نمی شود.
- در افراد مسن تر، این روند عادی در نظر گرفته می شودکاهش 5 واحدی از نرمال اعلام شده، بسته به جنسیت بیمار.
بر اساس محدودیت سنی، ترکیب خونی که به طور همزمان دارای انواع مختلفی از هموگلوبین است نیز متفاوت است. بنابراین، برای مثال، در یک بزرگسال، نسبت طبیعی 99٪ HbA و تا 1٪ HbF است. در کودکان زیر یک سال، درصد HbF به طور قابل توجهی بالاتر از بزرگسالان است، که با تجزیه تدریجی شکل اولیه هموگلوبین جنینی توضیح داده می شود.
اشکال فیزیولوژیکی
از آنجایی که رنگدانه قرمز تنفسی به طور مداوم در فرآیندهای تبادل گاز در بدن دخالت دارد، ویژگی اصلی آن توانایی تشکیل ترکیبات با مولکول‌های گازهای مختلف است. در نتیجه چنین واکنش هایی، انواع فیزیولوژیک هموگلوبین ایجاد می شود که طبیعی تلقی می شوند.
- اکسی هموگلوبین (Hb) ترکیبی با مولکول اکسیژن است. این فرآیند در اندام های تنفسی، در آلوئول های ریه اتفاق می افتد. گلبول های قرمز اکسیژن دار خون را به رنگ قرمز مایل به قرمز رنگ می کنند که به آن شریانی می گویند و از ریه ها به بافت ها حرکت می کند و آنها را با اکسیژن لازم برای فرآیندهای اکسیداتیو غنی می کند.
- دئوکسی هموگلوبین (HbH) - هموگلوبین کاهش یافته در لحظه ای تشکیل می شود که گلبول های قرمز به بافت ها اکسیژن می دهند، اما هنوز زمان لازم برای گرفتن دی اکسید کربن از آنها را نداشته اند.
- کربوکسی هموگلوبین (Hb) زمانی تشکیل می شود که دی اکسید کربن از بافت ها خارج می شود و به ریه ها منتقل می شود و فرآیند تنفس انسان را تکمیل می کند. کربوکسی هموگلوبین به خون وریدی رنگ تیره می دهد - شرابی.
ارتباطات پاتولوژیک
گلبول های قرمز نه تنها می توانند گازهای دخیل در فرآیند تنفسی را بچسبانند، بلکه می توانند گازهای دیگری را نیز بچسبانند و انواع پاتولوژیک هموگلوبین را تشکیل دهند که خطری برای سلامتی و حتی زندگی انسان است. این ترکیبات دارای درجه تجزیه پایینی هستند، بنابراین منجر به گرسنگی بافت‌ها با اکسیژن و اختلالات جدی در روند تنفسی می‌شوند.
- کربوهموگلوبین (HbCO) یک ترکیب بسیار خطرناک در خون فردی است که مونوکسید کربن استنشاق کرده است. توانایی گلبول های قرمز برای حمل اکسیژن به بافت ها را مسدود می کند. حتی غلظت جزئی مونوکسید کربن در هوا به میزان 0.07 درصد می تواند کشنده باشد.
- متهموگلوبین (HbMet) از مسمومیت با ترکیبات نیتروبنزن تشکیل می شود که نمونه هایی از آن حلال های آلیفاتیک رزین ها، اترها، سلولز هستند که به طور گسترده در صنعت نساجی استفاده می شود. نیترات ها هنگام تعامل با هموگلوبین، آهن 2 ظرفیتی موجود در هِم را به آهن 3 ظرفیتی تبدیل می کنند که منجر به هیپوکسی نیز می شود.
تشخیص هموگلوبین
برای تشخیص غلظت ساختارهای تنفسی گلوبین در خون انسان، انواع کمی و کیفی آنالیزها انجام می شود. هموگلوبین برای مقدار یون آهن موجود در آن نیز بررسی می شود.
روش کمی اصلی برای تعیین غلظت هموگلوبین امروزه آنالیز رنگ سنجی است. این مطالعه اشباع رنگ مواد بیولوژیکی است که یک رنگ خاص به آن اضافه می شود.معرف.
روشهای کیفی شامل بررسی خون برای محتوای نسبت انواع HbA و HbF در آن است. تجزیه و تحلیل کیفی همچنین شامل تعیین مقدار مولکول های هموگلوبین گلیکوزیله (ترکیبات با کربن) در خون است - این روش برای تشخیص دیابت استفاده می شود.
انحراف غلظت هموگلوبین از نرمال
تعادل HbA می تواند هم زیر و هم بالاتر از حد طبیعی متفاوت باشد. در هر صورت، این منجر به عواقب منفی می شود. هنگامی که HbA کمتر از حد تعیین شده کاهش می یابد، یک سندرم پاتولوژیک رخ می دهد که به آن "کم خونی فقر آهن" می گویند. این با بی حالی، از دست دادن قدرت، بی توجهی بیان می شود. این بر سیستم عصبی تأثیر منفی می گذارد، به ویژه در دوران کودکی خطرناک است، زیرا اغلب باعث تاخیر در رشد روانی حرکتی می شود.
افزایش هموگلوبین یک بیماری جداگانه نیست، بلکه یک سندرم است که نشان دهنده پاتولوژی های مختلفی مانند دیابت، نارسایی ریوی، بیماری قلبی، بیماری کلیوی، اسید فولیک یا ویتامین B بیش از حد، سرطان شناسی و غیره است.
