Hemoglobīns — kas tas ir? Funkcijas, uzbūve un nozīme asinīs

Hemoglobīns — uzzini, kas tas ir, kā notiek skābekļa un CO2 transportēšana, hemoglobīna uzbūve, funkcijas un nozīme asinīs.

Hemoglobīns (jeb hemoglobīns) ir sarkano asins šūnu olbaltumviela, kas satur dzelzi. Tas tiek izmantots skābekļa transportēšanai pa cilvēka ķermeni. Hemoglobīns ir visu mugurkaulnieku sarkano asinsķermenīšu sastāvā, izņemot baltasiņu zivis. Tas sastopams arī dažos bezmugurkaulniekos. Daži citi bezmugurkaulnieki izmanto otras ķīmiskās vielas, piemēram, hemocianīnu.

Hemoglobīns ir iesaistīts citu gāzu transportēšanā. Tas pārnēsā daļu organisma elpošanas procesā izdalītā oglekļa dioksīda (aptuveni 20-25 % no kopējā daudzuma).

Sarkano asinsķermenīšu krāsa rodas no hemoglobīna, kas ir sarkans. Katrā sarkanajā asinsķermenī ir miljoniem hemoglobīna molekulu, un cilvēka organismā ir miljoniem sarkano asinsķermenīšu. Ja hemoglobīnam ir pievienots skābeklis, to sauc par oksihemoglobīnu.

Uzbūve

Hemoglobīns ir olbaltumviela, kas sastāv no četriem polipeptīdu ķēdēm (globīniem) un četriem heme grupām. Pieaugušā cilvēka parastais hemoglobīns (HbA) satur divas alfa un divas beta ķēdes (α2β2). Katra ķēde satur vienu heme grupu ar centrālo dzelzs atomu (Fe2+), kas tieši saista skābekli.

Kā īpašības vērts pieminēt:

• Kooperativitāte: Pirmā skābekļa molekula, kas saistās ar hemoglobīnu, veicina nākamo skābekļa pievienošanos — tādēļ hemoglobīna piesaistes un atbrīvošanas īpašības nav lineāras.
• Atšķirīgi izoformi: Fetalais hemoglobīns (HbF) satur gamma ķēdes un tam ir lielāka skābekļa afinitāte nekā pieaugušo HbA. Ir arī citi hemoglobīna veidi un ģenētiskas variācijas.

Funkcijas

• Skābekļa transports: Hemoglobīns pārnēsā skābekli no plaušām uz audiem, kur tas atbrīvojas, lai atbalstītu šūnu elpošanu.
• Ogļskābās gāzes transports: Aptuveni 20–25 % no transportētā CO2 saistās ar hemoglobīnu (kā karbaminohemoglobīns), pārējais tiek pārnests bikarbonāta veidā plazmā.
• Regulācija: Hemoglobīns palīdz uzturēt asins pH, piedaloties gāzu apmaiņā un protonu buferizācijā.

Fizikāli ķīmiskas īpašības un regulācija

Hemoglobīna spēja saistīt skābekli ir atkarīga no dažādiem faktoriem:

• Bohr efekts: Paaugstināta ogļskābās gāzes koncentrācija un zemāks pH samazina hemoglobīna skābekļa afinitāti, veicinot skābekļa atbrīvošanu audos.
• Temperatūra un 2,3-BPG: Augstāka temperatūra un lielāks 2,3-bisfosfoglicerāta (2,3-BPG) līmenis samazina afinitāti, atvieglojot skābekļa atdošanu audiem.
• Patoloģiskas saistības: Oksihemoglobīns (ar O2), karboksihemoglobīns (ar CO — oglekļa monoksīds) un methemoglobīns (Fe3+, nespēj saistīt O2) ir klīniskas nozīmes formas.

Sin­tēze un dzīves cikls

Sarkano asinsķermenīšu (eritrocītu) sin­tēze notiek kaulu smadzenēs — procesā, ko regulē hormons eritropoetīns, ko izstrādā nierēs atbilstoši organisma skābekļa vajadzībām. Pieauguša eritrocīta dzīves ilgums ir aptuveni 120 dienas; pēc tam asinisā esošās šūnas tiek noārdītas galvenokārt liesā un aknās, un dzelzs tiek pārstrādāts un atkārtoti izmantots.

Kliniskā nozīme

Hemoglobīna līmenis ir svarīgs rādītājs veselībai. To mēra kā daļu no pilnas asinsainas (CBC). Tipiskie normas robežvērtījumi ir aptuveni:

• Vīriešiem: apmēram 13–17 g/dL (130–170 g/L)
• Sievietēm: apmēram 12–15 g/dL (120–150 g/L)

Vērtības var atšķirties atkarībā no laboratorijas un vecuma. Faktori, kas ietekmē hemoglobīnu, ir altitūda (augstā vietā — augstāks līmenis), smēķēšana (mazliet paaugstināts), grūtniecība (bieži pazemināts), uztura deficīts un hroniskas slimības.

Biežākās novirzes un slimības

• Anēmija: Zems hemoglobīna līmenis. Cēloņi: dzelzs deficīts, B12 vai folātu trūkums, hroniskas slimības, asins zudums vai ģenētiskas slimības (piem., talasēmija).
• Policītēmija: Paaugstināts hemoglobīna līmenis, kas var rasties primāri (eritrocītu pārmērīga ražošana) vai sekundāri (piem., ilgtspējīgs dzīvesvietas augstums, plaušu slimības).
• Sickle šūnu slimība: Mutācija beta-globīna gēnā izraisa hemoglobīna struktūras maiņu, kas noved pie eritrocītu deformācijas, sāpēm un orgānu bojājumiem.
• Methemoglobīnēmija: Dzelzs oksidējas līdz Fe3+ formai, kas nespēj saistīt O2, izraisot skābekļa piegādes traucējumus.
• Karbonilhemoglobīns: Oglekļa monoksīda (CO) saistīšanās ar hemoglobīnu — tā afinitāte ir daudz lielāka nekā skābekļa afinitāte, kas var izraisīt smagu skābekļa trūkumu organismā.

Diag­nostika un ārstēšana

Asins analīzes (pilna asinsaina, hemoglobīna koncentrācijas mērījums, hematokrīts) nosaka hemoglobīna līmeni un palīdz atrast cēloni. Atkarībā no diagnozes ārstēšana var ietvert:

• Dzelzs papildināšanu (tabletes vai intravenozi) pie dzelzs deficīta anēmijas
• B12 vai folātu terapiju nepieciešamības gadījumā
• Asins pārliešanu smagu anēmiju vai akūtu asiņošanu gadījumos
• Īpašu terapiju ģenētiskām slimībām (piemēram, hidroksikarbamīds sickle šūnu slimībā) un simptomātisku aprūpi

Kopsavilkums

Hemoglobīns ir vitāli svarīga olbaltumviela asinīs, kas nodrošina skābekļa piegādi audiem un piedalās ogļskābās gāzes transportā. Tās sarežģītā uzbūve, ko veido globīna ķēdes un heme grupas ar dzelzi, ļauj efektīvi saistīt un atbrīvot skābekli, pielāgojoties dažādiem fizioloģiskiem apstākļiem. Izmaiņas hemoglobīna līmenī vai struktūrā var būt nozīmīgas veselības rādītāji, tāpēc hemoglobīna noteikšana ir viens no pamata klīniskajiem izmeklējumiem.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir hemoglobīns?

J: Kur atrodams hemoglobīns?

J: Ko daži bezmugurkaulnieki izmanto hemoglobīna vietā?

J: Kādas citas gāzes hemoglobīns ir iesaistīts to transportēšanā?

J: Kas piešķir sarkano asinsķermenīšu krāsu?

J: Cik daudz hemoglobīna molekulu ir katrā sarkanajā asins šūnā?

J: Cik daudz sarkano asinsķermenīšu ir cilvēka organismā?

Meklēt pēc burta