2 3 Дфг

2 3 Дфг

Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.

2,3-дифосфоглицерат образуется в эритроцитах из 1,3-дифосфоглицерата, промежуточного метаболита гликолиза, в реакциях получивших название шунт Раппопорта.

При снижении концентрации кислорода в эритроцитах повышается содержание 2,3-дифосфоглицерата. Он располагается в центральной полости тетрамера дезоксигемоглобина и связывается с β‑цепями, образуя поперечный солевой мостик между атомами кислорода 2,3‑дифосфоглицерата и концевыми аминогруппами валина, аминогруппами остатков лизина и гистидина.

Функция 2,3‑дифосфоглицерата заключается в снижении сродства гемоглобина к кислороду. Это имеет особенное значение при подъеме на высоту, при нехватке кислорода во вдыхаемом воздухе. В этих условиях связывание кислорода с гемоглобином в лёгких не нарушается, так как концентрация его относительно высока. Однако в тканях за счет 2,3-дифосфоглицерата отдача кислорода возрастает в 2 раза.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 2460 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

2,3-ДФГ – основной источник энергии в организме

2,3- ДФГ – основной источник энергии в организме.

Одним из первых газовый состав крови изучал великий русский ученый И. М. Сеченов. 120 лет назад он с помощью созданного им кровяного насоса анализировал газы крови. Позже знаменитый английский ученый Дж. Холден исследовал газы крови, используя принцип химического вытеснения кислорода из гемоглобина. Баркрофт разработал метод построения кривых диссоциации оксигемоглобина (ДК02Нв), выражающих зависимость между напряжением кислорода в окружающей среде (в мм рт. ст.) и степенью насыщения крови кислородом. О чем же могут рассказать эти кривые? Почему сегодня они интересны не только ученым, но и врачам- клиницистам?

Известно, что при прохождении крови через легкие напряжение (давление) кислорода в ней увеличивается от 40 до 110 мм рт. ст. Этого достаточно для 95 %- ного насыщения гемоглобина кислородом. Поэтому артериальная кровь светлее той, которая возвращается по венам. У здорового человека при снижении напряжения кислорода в крови до 27 мм рт. ст. 50 % кислорода, связанного с Нв, освобождается (эта величина р02 называется р50). Чем слабее связь Нв с 02 или, другими словами, снижено средство гемоглобина к кислороду, тем больше кислорода освобождается в ткани. Графически это изображается сдвигом ДК02Нв вправо. Наоборот, при увеличении сродства гемоглобина к кислороду его меньше выделяется в ткани, а ДК02Нв сдвигается влево .

Давно было замечено, что сродство гемоглобина к кислороду в эритроцитах меньше, чем сродство его и растворе, как будто в клетках есть некая «жизненная сила». Еще в 1921 г. Баркрофт предположил, что в эритроцитах есть вещество, ослабляющее связь гемоглобина с кислородом. Однако эту загадку удалось решить толь» ко в 1967 г., когда выяснилось, что сродство раствора гемоглобина к кислороду падает под действием органического фосфата эритроцитов- — 2,3- дифосфоглицериновоЙ кислоты (2,3- ДФГ). По сравнению с большой молекулой гемоглобина он мал по размеру, но его роль в контроле кислородного снабжения клеток достаточно велика.

2,3- ДФГ был открыт в эритроцитах Е. Гринвальдом еще в 1925 г. Он образуется при усвоении глюкозы клетками наряду с АТФ. Но в течение 42 лет оставалось непонятным, почему в эритроцитах так высоко содержание этого вещества. На долю 2,3- ДФГ в красных кровяных клетках приходится 64 % общего фосфата! В других тканях содержится меньше 1/10 этого количества (правда, оказалось, что сродство Нв к 02 может снижать и АТФ, но его эффект значительно меньше).
2,3- ДФГ взаимодействует с молекулой Нв, причем гемоглобин, насыщенный кислородом, обладает меньшей способностью к такой связи (дело в том, что 2,3- ДФГ связывается с аминокислотными остатками 3- цепей в центральной полости молекулы, а размер ее меньше у оксигенированного гемоглобина).

В первые годы после открытия роли 2,3- ДФГ было много споров о клиническом значении изменения сродства гемоглобина к кислороду при разных заболеваниях. Это хорошо отражает заголовок статьи Н. Лавера «Сказка нашего времени: транспорт кислорода или новое платье короля?». Автор предполагал, что изменения сродства гемоглобина так же реальны, как новое платье короля в сказке Андерсена. Но шли годы, и оказалось возможным не только определять сродство гемоглобина к кислороду, но и изменять его в лечебных целях. Об этом мы расскажем несколько позже, а сейчас попробуем ответить на вопрос, какое количество эритроцитов и какой уровень гемоглобина можно считать соответствующим норме (4,5—5 млрд. клеток и 130—150 г Нв/л).

Читайте также:  Musclepharm bcaa essentials отзывы

Во- первых, необходимо знать, кто задает вопрос — мужчина или женщина? У здоровых мужчин количество эритроцитов и уровень гемоглобина в крови выше, чем у здоровых женщин. Означает ли это, что у мужчин лучше происходит транспорт кислорода эритроцитами, чем у женщин? Нет. Кровь здоровых женщин отдает тканям кислорода больше, чем кровь здоровых мужчин, вследствие высокого содержания 2,3- ДФГ в эритроцитах.
У женщин ДК02Нв сдвинута вправо. Различия в количестве эритроцитов и уровне гемоглобина можно объяснить тем, что мужские половые гормоны оказывают стимулирующее действие на кроветворение, у женщин повышенный уровень в эритроцитах 2,3- ДФГ помогает доставке кислорода тканям, что снижает продукцию эритропоэтина и уменьшает его стимулирующее действие на эритрогюэз.

Особая ситуация складывается при беременности. Сдвиг ДКО2Нв влево крови плода по отношению к крови матери облегчает транспорт кислорода в плаценте. Этому способствует и увеличение 2,3- ДФГ в эритроцитах женщин начиная с 15- й недели беременности, а к 19— 22- й неделе 2,3- ДФГ повышается на 30 % от исходного уровня. При этом у беременных женщин с повышенным артериальным давлением, приводящим к нарушению доставки кислорода к плоду, уровень 2,3- ДФГ в эритроцитах был наиболее резко повышен. У таких женщин уровень гемоглобина и количество эритроцитов в крови может быть снижено из- за сдвига ДКО2Нв вправо. Видимо, прав известный гематолог Ф. Оски, считающий, что нельзя определять состояние периферической красной крови только по количеству эритроцитов и уровню гемоглобина, так как при этом не учитывается главная функция эритроцитов — доставка кислорода тканям. Он сравнил влияние физической нагрузки на двух больных, у которых из- за наследственной патологии были одинаково снижены уровни гемоглобина и количество эритроцитов в крови. У первого больного была недостаточность гексокиназы, ключевого фермента гликолиза, в котором образуется 2,3- ДФГ, что привело к уменьшению содержания его в эритроцитах и сдвигу ДК02Нв влево. У второго больного была снижена активность другого фермента— пируваткиназы, работающей в том же гликолизе ниже места образования 2,3- ДФГ, что вызвало увеличение уровня 2,3- ДФГ в клетке и сдвиг ДК02Нв вправо. В результате первый больной не смог справиться даже с небольшой физической нагрузкой — у него сразу резко упало напряжение кислорода в крови, возросла нагрузка на сердце, что привело к увеличению выброса крови. Второй больной легко справился заданием, в крови у него напряжение кислорода снижалось постепенно, сердце не испытывало дополнительной нагрузки. Таким образом, небольшое снижение уровня гемоглобина и количества эритроцитов не всегда говорит о нарушении состояния периферической красной крови. Оно может бы п. обусловлено изменением сродства гемоглобина к кислороду. И наоборот, высокий гемоглобин не всегда является признаком здоровья.

Например, у курильщиков увеличены и уровень гемоглобина, и количество эритроцитов. Но это не признак отменного здоровья, а лишь ответ организма на хронический недостаток кислорода. Если Диана де Мнридор, героиня романа А. Дюма, отравляла герцога Анжуйского с помощью букета, персика и свечи, то курильщики отравляют свой организм намного проще — достаточно I— 2 пачек сигарет в день и концентрация окиси углерода в крови достигает 4—6,8 %, а содержание цианидов может стать близким к летальному, особенно у людей, курящих трубку. Гемоглобин, связанный с СО или цианидами, не может переносить кислород к тканям, повышение 2,3- ДФГ не происходит, что способствует выработке эритропоэтина и повышению числа эритроцитов в крови.

В этой связи вспоминаются случаи применения кровяного допинга у спортсменов высшей квалификации. Олимпийский комитет США сообщил о переливании крови, проведенной 7 спортсменам — велосипедистам, включая 4 медалистов игр в Лос- Анджелесе. Известно, что у спортсменов уровень Нв и количество эритроцитов выше, чем у нетренированных людей. Переливание 800 мл эритроцитарной массы еще больше увеличивало количество эритроцитов и уровень гемоглобина, что обеспечивало более спокойный режим работы сердца. Однако при этом увеличивалась вязкость крови и падала скорость кровотока, что ухудшало доставку кислорода тканям. Кроме того, возникала опасность заражения спортсменов вирусным гепатитом, могли быть и иммунологические нарушения. Медицинская комиссия МОК осудила практику переливания крови здоровым атлетам ради повышения результатов в соревнованиях.

Читайте также:  Аршавин закончил карьеру

Очень выгодно купить кондиционер в Одессе в интернет магазине «Со склада». Цена будет намного дешевле, ведь Вам не надо переплачивать магазинную наценку. Можно выбрать по поставщику и по параметрам.

Далее — Проблемы здоровья
Вернуться на главную страницу

2,3-ДФГ снижает сродство гемоглобина к кислороду и, таким образом, повышает отдачу кислорода тканям. Если кровь израсходовала весь свой запас ДФГ, гемоглобин остается фактически насыщенным кислородом. При акклиматизации в условиях высокогорья содержание ДФГ в эритроцитах резко увеличивается. ДФГ является аллотерическим лигандом, так как связывается с гемоглобином в другом по сравнению с О2 участком. ДФГ встраивается в полость тетрамерной молекулы гемоглобина, полость образована остатками всех 4 протомеров.

В Т – форме (дезоксигенерированной) молекулы Hb имеются дополнительные связи, и поэтому размер центральной полости больше, чем в R – форме (дезоксигемоглобине). Поэтому ДФГ взаимодействует только с Т – формой стабилизируя её, путем образования связи между атомами кислорода ДФГ и тремя положительно заряженными группами в каждой из b — цепей.

В легких при высоком парциальном давлении кислород взаимодействует с Hb, изменяется конформация белка, уменьшается центральная полость и ДФГ вытесняется из гемоглобина.

Виды гемоглобинов

Гемоглобины различаются по белковой части. Бывают физиологические и аномальные виды гемоглобинов. Физиологические образуются на разных этапах нормального развития организма, а аномальные — вследствие нарушения последовательности аминокислот в глобине физиологических видов гемоглобина.

Физиологические виды гемоглобина

1) эмбриональные гемоглобины (Gover I, Gover II). На ранних этапах развития плода в первые недели развития, когда в желточном мешке возникают очаги кроветворения начинается синтез e-цепей (эпсилон). Из четырёх e цепей образуется гемоглобин Gover I. Затем у эмбриона, длина которого не превышает 2,5см, начинается синтез a-цепей, которые вместе e-цепями образуют гемоглобин Gover II (2a 2e). Затем синтез e-цепей прекращается и Gover гемоглобины полностью исчезают у трехмесячного эмбриона. Если они остаются у новорожденного, то это признак врожденной аномалии развития.

2) фетальный гемоглобин – HbF (от латинского fetus – плод). Фетальный гемоглобин сменяет эмбриональные гемоглобины, вместо эпсилон – цепей (e — цепей) начинают синтезироваться гамма-цепи (g — цепи). HbF состоит из 2 a и 2g цепей. HbF – является главным гемоглобином плода и составляет к моменту рождения 50-80% всего гемоглобина. HbF имеет более высокое сродство к кислороду, что позволяет ему забирать кислород от гемоглобина матери и передавать его тканям плода. Эта особенность связана с низким сродством HbF к 2,3-ФГК.

Кроме перечисленных основных видов гемоглобинов плода, у здорового плода выделяются и другие виды гемоглобинов: например, гемоглобин Bart`s, (4g), Portland–1 (S2g2).

3) гемоглобин А1 – тетрамер (2a 2b) составляет около 98% гемоглобина эритроцитов взрослого человека. Начинает синтезироваться на 8 месяце развития плода.

4) гемоглобин А2 – тетрамер (2a 2d). Его содержание в эритроцитах взрослого человека равно 2%. Гемоглобин А2, также как и гемоглобин F, обладает более высоким сродством к кислороду по сравнению с гемоглобином А1.

5) гемоглобин А3 (2a 2b) образуется по мере старения эритроцита, при присоединении к цистеину b-цепи глутатиона.

6) гемоглобин А – гликозилированный гемоглобин А.

Аномальные виды гемоглобинов

Аномальные гемоглобины возникают в результате мутации генов, кодирующих a и b цепи. Известно несколько сотен мутантных гемоглобинов человека (в большинстве случаев функционально активных).

Таблица №1 замена аминокислот в a и b пептидных цепях гемоглобина

тип гемоглобина нормальный остаток и его положение в цепи замена
С глу 6 в b — цепи лиз
Дb лей 28 в b — цепи глу
Е глу 26 в b — цепи лиз
G глу 43 в b — цепи ала
GpH асл 68 в a — цепи лиз
J лиз 16 в a- цепи асл
М вал 67 в b — цепи глу
О глу 116 в a — цепи лиз
S глу 6 в b — цепи вал
Читайте также:  Авокадо чем полезно и как есть

Болезни гемоглобинов

Болезни гемоглобинов называют гемоглобинозами, их насчитывают более 200.

Гемоглобинозы делятся на гемоглобинопатии и таласемии.

Гемоглобинопатии, возникают в результате точечных мутаций в структурных генах, кодирующих полипептидные цепи гемоглобина. Поэтому в крови появляется аномальный гемоглобин.

Серповидноклеточная анемия – классический пример наследственной гемоглобинопатии. В норме в b-субъединицах гемоглобина в шестом положении находится гидрофильная глутаминовая кислота. В гемоглобине S глутаминовая кислота заменена на гидрофобный валин. Такая замена приводит к появлению на поверхности b-субъединицы гидрофобного («липкого») участка, который соединяется с гидрофобным карманом другой молекулы гемоглобина S. Происходит полимеризация гемоглобина S и его осаждение в виде длинных волокон. Длинная волокнистая структура нарушает нормальную форму эритроцитов, превращая её из двояковогнутого диска в серповидную, которая имеет тенденцию блокировать капилляры. Такие эритроциты преждевременно разрушаются, способствуя развитию анемии. Если поражены обе гомологичные хромосомы, заболевание может оказаться смертельным. Заболевание широко распространено в географических зонах, где наиболее часто встречается злокачественная форма малярии. Высокий показатель заболеваемости можно объяснить положительной селекцией генома носителей аномальных генов. Серповидная красная кровяная клетка «неудобна» для развития малярийного плазмодия.

Существенное ухудшение состояния больных наблюдается в условиях высокогорья при низких давлениях кислорода. Это связано с тем, что полимеризоваться способна только дезоксиформа S гемоглобина. Так как в молекуле оксиформы S-гемоглобина нет гидрофобного кармана («липкого участка»), и она не способна к полимеризации.

Талассемия – генетическое заболевание, обусловленное отсутствием или снижением синтеза одной из цепей гемоглобина. При данном заболевании отсутствуют дефекты в структурных генах, кодирующих a, b, g,d -цепи.

Причиной талассемий являются мутации генов-операторов, контролирующих транскрипцию структурных генов a, b, g,d -цепей гемоглобина.

В результате несбалансированного образования глобиновых цепей образуются тетрамеры гемоглобина, состоящие из одинаковых протомеров.

В зависимости от того, формирование какой глобиновой цепи нарушается, выделяют a, b, g, e — талассемии.

Талассемии делятся так же на гомозиготные и гетерозиготные.

Гомозиготная b-талассемия – формирование b-цепи полностью подавляется. Симптомы заболевания появляются приблизительно через полгода после рождения, когда происходит полное переключение синтеза g-цепи гемоглобина F на b-цепь. У ребенка прогрессирует анемия. Увеличиваются селезенка и печень. Лицо приобретает монголоидные черты (из-за чрезмерного разрастания костного мозга скулы выдаются вперед, нос приплюснут), при рентгенологическом исследовании черепа наблюдается феномен «игл ежа» («hair – standing –on –end»). В попытке восполнить эритроциты, утраченные в результате не эффективного эритропоэза и увеличении гемолиза, ткани черепа, чрезмерно разрастаясь и гипертрофируясь, порождают такое изменение медуллярной пластинки.

α-талассемия — недостаток образо­вания α-глобиновых цепей приводит к нару­шению образования HbF у плода. Избыточ­ные γ-цепи образуют тетрамеры, называемые гемоглобином Барта. Этот гемоглобин при фи­зиологических условиях имеет повышенное сродство к кислороду и не проявляет коопе­ративных взаимодействий между протомерами. В результате гемоглобин Барта не обеспе­чивает развивающийся плод необходимым количеством кислорода, что приводит к тя­жёлой гипоксии. При α-талассемии отмечают высокий процент внутриутробной гибели пло­да. Выжившие новорождённые при переклю­чении с γ- на β-ген синтезируют β-тетрамеры или НbН, который, подобно гемоглобину Бар­та, имеет слишком высокое сродство к кис­лороду, менее стабилен, чем НbА и быстро разрушается. Это ведёт к развитию у больных тканевой гипоксии и к смерти вскоре после рождения.

Для всех этих заболеваний характерны некоторые общие закономерности:

1). нарушаются пропорции в составе гемоглобина крови. Например, при b- талассемии в крови появляется 15% гемоглобина А2, 15 – 60% гемоглобина F;

2). эритроциты приобретают не нормальную форму (мишеневидную, каплевидную). Такие эритроциты в пределах 1 дня захватываются ретикулярной соединительной тканью (например, селезенкой) и подвергаются распаду (по этой причине селезёнка оказывается гипертрофированной), что приводит к развитию гемолитической анемии.

Катаболизм гемоглобина

Старые поврежденные эритроциты фагоцитируются клетками РЭС и перевариваются в лизосомах. При распаде гемоглобина образуется жёлчный пигмент билирубин. Дальнейший катаболизм билирубина в печени, кишечнике и почках приводит к образованию уробилиногенов и уробилина, которые выходятся с калом и мочой. Железо, освобождающееся при распаде гема, снова используется для синтеза железосодержащих белков.

Ссылка на основную публикацию
10 Тысяч шагов это сколько калорий
Сколько шагов вы проходите в день? Как часто пользуетесь общественным транспортом, ездите на машине? Большинство людей не придают большого значения...
Adblock detector