6. Эритроциты. Общая характеристика, строение, особенности метаболизма.

Главная функция эритроцита - транспорт газов: перенос О2 и СО2. Он возможен благодаря

большому содержанию гемоглобина и высокой активности фермента карбоангидразы.

Двояковогнутая форма эритроцитов имеет большую площадь поверхности по сравнению с клетками

сферической формы такого же размера. 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.

Зрелые эритроциты не имеют ядер, рибосом, митохондрий, лизосом. Поэтому обмен эритроцитов

имеет ряд особенностей:

1. В зрелых эритроцитах не идут реакции биосинтеза белков.

2. Образование энергии - только путем гликолиза, субстрат - только глюкоза.

В эритроцитах существуют механизмы предохранения гемоглобина от окисления:

1. Активно протекает ГМФ-путь распада глюкозы, дающий НАДФ.H2

2. Высока концентрация глутатиона - пептида, содержащего SH-группы.

Приблизительно 90% сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин, белок с повышенным содержанием железа.

При недостаточном поступлении железа с пищей или избыточной потребности (беременность) развивается железодефицитная анемия.

Важную роль в сохранении формы и способности к обратимой деформации эритроцитов играют липиды и белки плазматической мембраны.

Липиды бислоя плазматической мембраны эритроцитов, так же, как плазматические мембраны других клеток, содержат глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Увеличение содержания холестерола в составе мембраны, которое может наблюдаться при некоторыхзаболеваниях, снижает её текучесть и эластичность, а следовательно, и способность к обратимой

деформации. Это, в свою очередь, затрудняет движение эритроцитов через капилляры и можетспособствовать развитию гемостаза.

Спектрин с анкирином образуют гибкую сетевидную структуру, которая обеспечивает сохранение их формы при прохождении через узкие капилляры сосудов.

Интегральный белок полосы 3 - белок-переносчик ионов С1- и НСО3- через плазматическую мембрану эритроцитов по механизму пассивного антипорта. 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. Это приводит к увеличению осмотического давления, увеличению поступления воды в эритроцит и к его гибели в результате разрушения клеточной мембраны - гемолизу.

Са2+-АТФ-аза - ещё один мембранный фермент, осуществляющий выведение из эритроцитов ионов кальция и поддерживающий градиент концентрации этого иона по обе стороны мембраны.

Антиоксидантную защиту осуществляет ферментативная система эритроцита предотвращающая токсическое действие активных форм кислорода (О-2 и н2О2) и разрушение мембран эритроцитов.

Глутатион - трипептид, состоящий из глютаминовой кислоты, глицина и цистеина. Мощный антиоксидант, который и предотвращает образование свободных радикалов, и предохраняет клетки отих повреждающего воздействия.

Глютатион нейтрализует кислородсодержащие молекулы до того, как они повредят клетки. Вместе с селеном он образует фермент глютатионпероксидазу, которая нейтрализует перекисьводорода. Глютатион защищает не только отдельные клетки, но и стенки артерий, мозг, сердце, иммунокомпетентные клетки, почки, хрусталик, печень, легкие и кожу от повреждающего действия свободных радикалов. Он играет большую роль в предупреждении рака (особенно рака печени), преждевременного старения.

7. Hb, его строение, свойства. Производные Hb, виды Hb. Гемоглобин— сложный железосодержащий белок животных и человека, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани.

Гемоглобин является сложным белком класса хромопротеинов, то есть в качестве простетической группы здесь выступает особая пигментная группа, содержащая химический элемент железо — гем.

Гемоглобин человека является тетрамером, то есть состоит из четырёх субъединиц. У взрослого человека они представлены полипептидными цепями α1, α2, β1 и β2. Субъединицы соединены друг сдругом по принципу изологического тетраэдра.

Главная функция гемоглобина состоит в переносе дыхательных газов: кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.

Монооксид углерода (CO) связывается с гемоглобином крови прочнее, чем кислород, образуя карбоксигемоглобин (HbCO).

Некоторые процессы приводят к окислению иона железа в геме до степени окисления +3. В результате образуется форма гемоглобина, известная как метгемоглобин (HbOH). В обоих случаях блокируются процессы транспортировки кислорода.

Нормальным содержанием гемоглобина в крови человека считается: у мужчин 130—170 г/л (нижний предел −120, верхний предел −180 г/л), у женщин 120—150 г/л; у детей нормальный уровень гемоглобина зависит от возраста и подвержен значительным колебаниям. Миоглоби́н — кислород-связывающий белок скелетных мышц и мышцы сердца. Миоглобин высокотоксичен при его нахождении в свободном состоянии в плазме крови: крупные молекулы миоглобина могут закупоривать канальцы почек и приводить к их некрозу.

Конкурируя с гемоглобином эритроцитов за связывание с кислородом в лёгких и не выполняя функцию отдавания кислорода тканям, свободный миоглобин ухудшает кислородное снабжение тканей и приводит к развитию тканевой гипоксии.

Самоотравление организма свободным миоглобином и как следствие острая почечная недостаточность и тканевая гипоксия — одна из главных причин смерти при синдроме длительного сдавливания, встречающемся при тяжелых травмах со сдавлением или размозжением значительных количеств мышечной ткани.

Попадая в условия острой гипоксии, эритроциты активируют гликолиз, что сопровождается увеличением содержания 2,3-ДФГК, которая снижает сродство гемопротеида к кислороду, активирует дезоксигенацию крови в тканях, что носит приспособительный характер. При уменьшении уровня дифосфоглицерата противоположный эффект делает насыщение гемоглобина кислородом в лёгких более активным. Молекула ДФГК, присоединяясь к дезоксиHb в его центральной полости и образуя солевой мостик между двумя бета-цепями, оказывает весьма сильное влияние на сродство белка к кислороду. В физиологических условиях это свойство определяется величинами парциального давления газа в лёгких. При нахождении в высокогорных районах концентрация дифосфоглицерата в эритроцитах возрастает, а сродство гемоглобина к О₂ снижается.

Интересно, что фетальный гемоглобин с ДФГК не взаимодействует, сохраняя поэтому повышенное сродство к кислороду и артериальной, и венозной крови.

Гемоглобинопатия — наследственное изменение или нарушение структуры белка гемоглобина, обычно приводящее к клинически или лабораторно наблюдаемым изменениям в его кислород-транспортирующей функции либо в строении и функции эритроцитов. К наиболее часто встречающимся гемоглобинопатиям относятся серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия, персистенция фетального гемоглобина. Талассэмии – группа наследственных заболеваний с нарушением биосинтеза гемма, в результате гемоглобин, свойственный взрослым на 50 – 90% заменяется фетальным гемоглобином, в результате – гипоксия, гемолитические анемии, усиленное всасывание железа и отложение его во внутренних органах.