1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Биология
  3. Роль гемоглобина в транспорте кислорода

Роль гемоглобина в транспорте кислорода

Кровь должна ежедневно переносить от легких к тканям около 600 л кислорода (27 моль, 850 г). В растворимом состоянии переносится незначительное количество кислорода, поскольку он растворим в плазме крови (3 мл О2 / 1 л крови). Гемоглобин при полном насыщении кислородом связывает 1,34 мл О2 на 1 г, а отсюда 1 л цельной крови связывает примерно 200 мл О2, то есть почти в 70 раз больше, чем растворенного.

Молекула гемоглобина, имеет 4 геммы, связывает 4 молекулы кислорода.
Уникальной особенностью связывания гемоглобином кислорода положительная кооперативная взаимодействие между субъединицами, которая проявляется в увеличении родства Нb с каждой следующей молекулой О2, то есть после присоединения первой молекулы О2 каждая следующая молекула присоединяется быстрее. Когда О2 связывается с атомом железа гема первой субъединицы, ее третичная структура меняется. Это изменение индуцирует структурные изменения других субъединиц, в которых сразу резко повышается родство с О2.

Зависимость между степенью насыщения мономерного миоглобина кислородом и парциальным давлением (pО2) выражается кривой, имеет вид простой гиперболы. Это свидетельствует об отсутствии кооперативного характера связывания (увеличение родства О2 с другими мономерами миоглобина). Миоглобин имеет гораздо большее сродство с кислородом, чем гемоглобин, который дает ему возможность присоединять О2, который доставляется в мышцы гемоглобином. Таким образом, миоглобин приспособлен к эффективному связывания, запасания кислородом и обеспечение им процесса тканевого дыхания в мышечной ткани.

Кривая насыщения кислородом гемоглобина имеет S-образную (сигмоидну) форму. При низком pО2 (до 10 мм рт.ст.) Нb имеет очень малую родство с О2, а после связывания первой молекулы О2 кривая насыщения идет резко вверх. При 60 мм рт. ст. уровень насыщения гемоглобина кислородом достигает 90%, после чего снова медленно поднимается до полного насыщения. Благодаря таким свойствам гемоглобин хорошо приспособлен к связыванию кислорода в легких и его освобождение в периферических тканях. Движущей силой переноса О2 служит разница парциального давления его в воздухе, жидкостях и тканях организма. pО2 в альвеолярном воздухе равна 100 мм рт. ст., а в венозной крови – 40 мм рт. ст. Благодаря градиенту в 60 мм рт. ст. кислород быстро диффундирует через альвеолярную мембрану и в результате pО2 артериальной крови составляет около 95 мм рт. ст. При таком pО2 Нb насыщается кислородом примерно на 96%. Если же pО2 альвеолярного воздуха будет меньше – до 80-70 мм рт. ст. (например, на высоте), содержание оксигемоглобина снизится всего на 1-3%.

В межклеточной жидкости тканей организма pО2 составляет 35 мм рт.ст. и меньше. Во время протекания крови через капилляры оксигемоглобин диссоциирует, причем степень диссоциации зависит от интенсивности окислительных процессов в тканях. Кислород диффундирует из эритроцитов через плазму в межклеточную жидкость, а затем в клетки тканей, где в митохондриях превращается в воду. В венозной крови в состоянии покоя pО2 равна 40 мм рт.ст., а венозный гемоглобин насыщен кислородом примерно на 64%. Таким образом, примерно одна треть связанного кислорода освобождается в тканях (6,5 мл О2 из 100 мл крови). При физической работе pО2 в мышцах снижается до 25-10 мм рт.ст. и гемоглобин отдает больше кислорода. Кроме того, из-за работающую мышцу увеличивается кровообращение.

На связывание гемоглобином О2 влияют, кроме pО2, температура, рН, концентрация СО2 и 2,3-дифосфоглицерата (ДФГ).
Повышение концентрации Н + и СО2 снижает сродство гемоглобина с О2 и наоборот, способствует освобождению кислорода из оксигемоглобина. Это явление называется эффектом К. Бора. Так же действует повышение температуры и концентрации в эритроцитах ДФГ. Кривая насыщения гемоглобина кислородом под действием этих факторов смещается вправо (рис. 17.4). ДФГ – промежуточный продукт гликолиза – находится в эритроцитах и, связываясь с оксигемоглобином, способствует диссоциации кислорода. Концентрация ДФГ возрастает при подъемах на большую высоту (3-4 км над уровнем моря), а также при гипоксиях, обусловленных патологическими процессами. Увеличение степени диссоциации оксигемоглобина в тканях будет компенсировать снижение количества кислорода, который будет связываться гемоглобином в легких в условиях гипоксии.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Климат Тундры