Транспорт О2 и СО2 в этих клетках осуществляет гемоглобин, составляющий 95% их сухого остатка. В крови позвоночных и некоторых беспозвоночных гемоглобин содержится внутри эритроцитов в растворенном состоянии. В организме постоянно происходит синтез и распад гемоглобина, связанные с образованием и разрушением эритроцитов. При врожденных аномалиях и заболеваниях кроветворного аппарата в эритроцитах появляются аномальные гемоглобины.

Гемоглобин — железосодержащий дыхательный пигмент крови позвоночных и многих беспозвоночных животных, осуществляющий перенос кислорода от органов дыхания к тканям организма. При взаимодействии гемоглобина с окисью углерода (например, при отравлении этим газом) образуется более стабильный комплекс — карбоксигемоглобин. Продуктами распада гемоглобина являются многочисленные железопорфириновые комплексы. Обычно большую часть гемоглобина в эритроцитах составляет гемоглобин А, или нормальный гемоглобин взрослого человека.

Строение гемоглобина

Рис. 5. Спектры поглощения оксигемоглобина (сверху) и гемоглобина. Атом железа, содержащийся в теме, связывает гем с белковой частью глобином. 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%).

Нормальные формы гемоглобина

Разные типа гемоглобина условно обозначают НbА, HbF, НbР. Гемоглобин НЬР встречается только в первые 7—12 недель внутриутробного развития зародыша. Гем разных типов гемоглобина при этом одинаков, глобины же различаются по своему аминокислотному составу. К числу таких соединений гемоглобина относятся метгемоглобин и карбоксигемоглобин.

В случае накопления в крови больших количеств метгемоглобина отдача кислорода тканям становится невозможной и наступает смерть от удушения. Миоглобин человека способен связывать до 14% от общего количества кислорода в организме. Эритроциты — высокоспециализированные клетки, которые переносят кислород от лёгких к тканям и диоксид углерода, образующийся при метаболизме, из тканей к альвеолам лёгких. Эритроциты — единственные клетки, доторые имеют только клеточную мембрану и цитоплазму.

Размножение и превращение начальной клетки эритроидного ряда в унипотентную стимулирует ростовой фактор интерлейкин-3. Дальнейшую пролиферацию и дифференцировку унипотентной клетки эритроидного ряда регулирует синтезирующийся в почках гормон эритропоэтин. Скорость образования эритропоэтина в почках зависит от парциального давления кислорода. При недостатке кислорода скорость образования гормона повышается и, соответственно, количество эритроцитов тоже увеличивается.

В процессе дифференцировки на стадии эритробласта происходят интенсивный синтез гемоглобина, конденсация хроматина, уменьшение размера ядра и его удаление. Образующийся ретикулоцит ещё содержит глобиновую мРНК и активно синтезирует гемоглобин. Циркулирующие в крови ретикулоциты лишаются рибосом, ЭР, митохондрий и в течение двух суток превращаются в эритроциты. Стволовая клетка превращается в эритроцит за две недели.

Гемоглобин — основной белок крови

Это облегчает газообмен между клеткой и внеклеточной средой. Кроме того, такая форма, а также особенности строения мембраны и цитоскелета обеспечивают большую пластичность эритроцитов при прохождении ими мелких капилляров.

Эффективные атомные заряды комплексов гема с лигандами(таб. 2)

Это, в свою очередь, затрудняет движение эритроцитов через капилляры и может способствовать развитию гемостаза. Он представляет собой длинную, тонкую, гибкую фибриллу и является основным белком цитоскелета эритроцитов.

Спектрин может прикрепляться к мембране и с помощью белка анкирина. Интегральный белок полосы 3 — белок-переносчик ионов С1- и НСО3- через плазматическую мембрану эритроцитов по механизму пассивного антипорта. В разделе 1 подробно описана роль эритроцитов в газообмене. Мембранный фермент Nа+, К+-АТФ-аза обеспечивает поддержание градиента концентраций Na+ и К+ по обе стороны мембраны. При снижении активности Na+, К+-АТФ-азы концентрация Na+ в клетке повышается, так как небольшие ионы могут проходить через мембрану простой диффузией.

Метгемоглобин отличается от гемоглобина коричневым цветом и наличием полосы поглощения в красной части спектра. В эритроцитах катаболизм глюкозы обеспечивает сохранение структуры и функции гемоглобина, целостность мембран и образование энергии для работы ионных насосов. Гемоглобин выполняет в организме важную роль переносчика кислорода и принимает участие в транспорте углекислоты.

Читайте также: