МИНЗДРАВ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«

https://vk.com/tdrstudio

ПОДПИСЫВАЙСЯ

(табличка удаляется)

Южно-Уральский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

(ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России)

Кафедра биохимии имени Р.И. Лифшица

РЕФЕРАТ

Тема типы гемоглобинов, гемоглобин плода

Выполнил: Мочалов Ю.А.

Группа № 104

«19» марта 2020г.

Проверил: д.м.н. доцент заведующий кафедрой

Синицкий А.И.

«_____»__________________20___г.

Челябинск 2020 год

Оглавление

Оглавление 2

Введение 3

Гемоглобин, общая информация 3

Типы гемоглобинов, структуры 4

Типы гемоглобинов, функции 5

Гемоглобинопатии 5

Заключение 7

Список литературы 8

Введение

Изучение типов гемоглобина - актуальная по сей день задача, ведь ежегодно сотни тысяч человек страдают различными видами анемии и патологиями, связанными с нарушением основных функций эритроцитов. Гемоглобин – важнейший белок в организме человека, без него невозможен процесс газообмена, без которого невозможно аэробное дыхание необходимое для функционирования организма.

Цель исследования: изучить научную литературу и выделить основные типы гемоглобинов, а так же найти принципиальные отличия гемоглобина плода от гемоглобина взрослого человека.

Задачи.

1. Изучить литературу по теме гемоглобин;

2. Систематизировать знания по теме гемоглобин;

3. Выделить отличительные особенности каждого типа гемоглобина.

Терминология.

Гемоглобин (далее Hb) - сложный железосодержащий белок животных, обладающих кровообращением, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани.

Талассемии – наследственные заболевания, связанные с нарушением синтеза α- или β-цепей.

Гемоглобин, общая информация

Гемоглобин имеет четвертичную структуру. Как следует из названия Hb представляет собой соединение гема с белком глобином. Hb - белок, состоящий из 4 субъединиц (протомеров), соединенных нековалентными.

Субъединицы Hb «узнают» друг друга благодаря присутствию на их поверхности комплементарных по форме участков. Каждая из субъединиц или полипептидных цепей обозначается буквами, их 4 у Hb взрослого человека (Hb А), эти цепи называются альфа и бета.

Каждая молекула Нв А содержит по две a- и по две b-цепи. Они различаются первичной структурой и длиной полипептидной цепи: a - цепи содержат по 141 аминокислотному остатку, b - цепи по 146.Каждый из протомеров гемоглобина представляет собой природный координационный комплекс. В нем комплексообразователем служит Fe 2+ . Его координационное число равно 6. Поэтому ион железа связан с 6 лигандами. 4 лиганда являются пиррольными кольцами протопорфирина. Пятая связь затрачивается на соединение с белком глобином через аминокислоту гистидин, а 6 координационная связь используется для связывания с кислородом или другими газообразными веществами (HbСО2, HbСО, HbO2).

Типы гемоглобинов, структуры

Гемоглобин А 2 α 2 β:

От лат. adultus — взрослый – основной гемоглобин взрослого организма, около 98% от общего количества гемоглобина, гемоглобин здорового человека.

Гемоглобин А2 2 α 2d:

Всего около 2 - 3% от общего гемоглобина («медленный» Hb), повышение количества такого гемоглобина приводит к паталогическим состояниям, таким как гипоксия тканей.

Гемоглобин E (Р) ζ и ε:

Эмбриональные типы гемоглобина характерные для плода с 1 по 6 неделю внутриутробного развития:

• Gower 1 - ζ2ε2,

• Gower 2 - α2ε2,

• Portland 2 - ζ2β2

Гемоглобин F 2α2γ:

C 6 недели внутриутробного развития до рождения с 25 по 105 день после рождения уровень HbF снижается до безопасного для взрослого человека значения — не больше 1 % от общего количества вещества в крови.

Важно знать, что повышение количества такого гемоглобина после 105 дня возможно при следующих состояниях:

1. Талассемиях;

2. Гемолитических анемиях;

3. Железодефицитной анемии (ЖДА);

4. Лейкозахгипопластической анемии.

Типы гемоглобинов, функции

Примитивный гемоглобин – синтезируется в эмбриональном желточном мешке через несколько недель после оплодотворения. Состоит из двух α- и двух ε-цепей (2α, 2ε). Через две недели после формирования печени плода в ней начинает синтезироваться HbF, который к шести месяцам полностью замещает НbР.

Фетальный гемоглобин – синтезируется в печени и костном мозге плода до периода его рождения. Состоит из двух α- и двух γ-цепей (2α, 2γ). Характеризуется более высоким сродством к кислороду и обеспечивает эффективную доставку кислорода к эмбриону из системы кровообращения матери. HbF является главным типом гемоглобина плода. Кровь новорожденного содержит до 80% HbF, но к концу 1-го года жизни он почти целиком заменяется на HbA. В крови взрослого человека присутствует в минимальном количестве – до 1,5% от общего количества гемоглобина.

Гемоглобин А – основной гемоглобин взрослого человека (96 % от общего количества). Начинает синтезироваться в клетках костного мозга уже на 8-м месяце развития плода. HbA состоит из двух α- и двух β-цепей.

Гемоглобинопатии

Гемоглобинопатии – наследственные изменения структуры какой-либо цепи нормального гемоглобина вследствие точечных мутаций генов. Известно около 300 вариантовHbA, имеющих в первичной структуре α- или β-цепи незначительные изменения. Некоторые из них практически не влияют на функции белка и здоровье человека, другие – вызывают значительные нарушения функции HbA и развитие заболеваний различной степени тяжести.

В аномальных гемоглобинах изменения могут затрагивать аминокислоты:

• находящиеся на поверхности белка;

• участвующие в формировании активного центра;

• аминокислоты, замена которых нарушает трехмерную конформацию молекулы;

• аминокислоты, замена которых изменяет четвертичную структуру белка и его регуляторные свойства.

Аномальные гемоглобины отличаются от HbAпо первичной структуре, форме, величине заряда. При этом изменяются такие свойства как сродство к кислороду, растворимость, устойчивость к денатурации и др.

Примеры.

Серповидноклеточная анемия. Наследственное заболевание, связанное с заменой глутаминовой кислоты в 6-м положении (сN-конца) на валин в β-цепях молекулы гемоглобинаS. Растворимость дезоксигемоглобинаSзначительно снижена. Его молекулы начинают «слипаться», образуя волокнистый осадок, который деформирует эритроцит, придавая ему форму серпа (полумесяца). Такие эритроциты плохо проходят через капилляры тканей, закупоривают сосуды и создают локальную гипоксию. Они быстро разрушаются и возникает гемолитическая анемия. Дети, гомозиготные по мутантному гену, часто умирают в раннем возрасте. Болезнь распространена в странах Южной Америки, Африки и Юго-Восточной Азии.

Гемоглобин М – в результате мутации в гене происходит замена в α- или β-цепи гистидина (в 7-м или 8-м положении) на тирозин. В результате этогоFe²⁺окисляется вFe³⁺и образуется метгемоглобин, не способный связывать кислород. Развивается цианоз и гипоксия тканей.

β-талассемии развиваются в результате снижения синтеза β-цепей. Проявляется после рождения, при этом в крови наряду с НbА появляется до 15 % НbА₂и 15-60 % HbF. Болезнь характеризуется гиперплазией и разрушением костного мозга, поражением печени, селезенки и сопровождается гемолитической анемией.

α-талассемии возникают при нарушении синтеза α-цепей. При полном отсутствии α-цепей наступает внутриутробная гибель плода, так как не образуется HbF, а тетрамерыγ₄обладают высоким сродством к кислороду и не способны выполнять транспортную функцию, что ведет к развитию тканевой гипоксии и к смерти вскоре после рождения.

Заключение

Изучение структуры, изменения и образования гемоглобина – это важная задача на современном этапе биохимии, ведь множество вторичных паталогических состояний связано непосредственно с патологиями в главном белке-переносчике кислорода в нашем организме: в гемоглобине.

Так же в процессе онтогенеза гемоглобин претерпевает изменения связанные со скоростью метаболизма и выполняемыми функциями. Стоит отметить, что гемоглобин детей имеет ряд отличительных особенностей в частности по химическому составу.

Список литературы

1. Авдеева Л.В., Биохимия [Электронный ресурс] / Авдеева Л.В., Алейникова Т.Л., Андрианова Л.Е., Белушкина Н.Н., Волкова Н.П., Воробьева С.А., Голенченко В.А., Губарева А.Е., Корлякова О.В., Лихачева Н.В., Павлова Н.А., Рубцова Г.В., Силаева С.А., Силуянова С.Н., Титова Т.А. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016. - 752 с. - ISBN 978-5-9704-3043-9 - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970430439.html (дата обращение 16.04.20)

2. Кривенцев Юрий Алексеевич, ГЕМОГЛОБИНЫ ЧЕЛОВЕКА, 2015 [Электронный ресурс: текст] / / режим доступа https://cyberleninka.ru/article/n/gemoglobiny-cheloveka (дата обращение 16.04.20)

3. Северин Е.С., Биохимия [Электронный ресурс] : учебник / под ред. Е. С. Северина. - 5-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016. - 768 с. - ISBN 978-5-9704-3762-9 - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970437629.html (дата обращение 16.04.20)

4. Синицкий А. И., Курс лекций по биохимии 2020, Хромопротеиды, режим доступа - https://vk.com/doc302415492_537927160?hash=907a950f908abdb616&dl=1fedf7db4f60e36312 (дата обращения 16.04.20)

5. Чернов Н.Н., Биохимия : руководство к практическим занятиям [Электронный ресурс] / Чернов Н.Н., Березов Т.Т., Буробина С.С. и др. / Под ред. Н.Н. Чернова - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 240 с. - ISBN 978-5-9704-1287-9 - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970412879.html

8