гемоглобін оксигенируется, протони звільняються і рівновагу зміщується вліво. Утворюється погано розчинна двоокис вуглецю СО 2, яка видаляється з водної фази і видихається. Таким чином, гемоглобін працює як буфер зі змінним значенням рК [1].
1.4 Дефекти гемоглобіну
При взаємодії молекулярного кисню з гемоглобіном існує невелика, але кінцева ймовірність окислення останнього: молекула О 2 не приєднається, але окислить залізо: Fe 2+ + О 2? Fe 3+ + О 2 - Тому при диханні в еритроцитах безперервно утворюється метгемоглобін. Для його відновлення в еритроциті існує спеціальна ферментативна система, відновлююча метгемоглобін і перетворює його в нормальний дезоксігемоглобін. При порушенні цієї системи виникає важке захворювання - метгемоглобінемія , при якому гемоглобін перестає бути переносником кисню.
Гени, відповідальні за синтез гемоглобіну, можуть піддаватися мутаціям, що змінює структуру і функції білка. Найбільш вивчена мутація, яка призводить до заміни тільки однієї амінокислоти в поліпептидних ланцюжках? - Субодиниць гемоглобіну. Заміна глутаміну на валін веде до важкої хвороби - серповидноклеточной анемії : еритроцити приймають форму серпа (Мал. 4.) і втрачають здатність переносити кисень [2].
Рис. 4. Електронні мікрофотографії нормального ( А ) і серповидного ( Б ) еритроцитів
При прийомі людиною лікарських засобів, що містять сульфаніламіди, а також при довгому контакті з сполуками сірки, можливо, розвиток сульфгемоглобінемії , при якій, утворений з різних причин H 2 S взаємодіє з гемом гемоглобіну, міняючи його структуру і порушуючи здатність зв'язування кисень.
Більш докладно про це йтиметься у другій частині роботи.
2. Міоглобін
Міоглобін, Mb (від ін. грец. myos - кров і лат. globus - куля ) -, хромопротеїни, складний білок поперечносмугастих м'язів, що містить одну молекулу гема і одну поліпептидний ланцюжок, склад і структура якої подібні складу і структурі? - субодиниці гемоглобіну (Рис. 5). Як і для гемоглобіну, найважливішою функцією міоглобіну є оборотне приєднання молекулярного кисню.
Рис. 5. Структурна модель міоглобіну людини
В умовах кисневого голодування (наприклад, при сильному фізичному навантаженні) кисень вивільняється з комплексу з міоглобіном і надходить у мітохондрії м'язових клітин, де здійснюється синтез АТР.
Для міоглобіну крива оксигенації (Мал. 3) є гіперболою, як і повинно бути у випадку одностадійної хімічної реакції за умови досягнення хімічної рівноваги: ??
Mb + O2? MbO2 (2.1)
При відсутності гем-гем взаємодії для одногемового міоглобіну (Мал. 3) величина в тканини, навколишнього легеневі капіляри, становить 100 мм рт. ст., тому міоглобін в легенях міг би вельми ефективно насичуватися киснем. У венозної крові одно 40 мм рт. ст., а в активно працюючому м'язі - близько 20 мм рт. ст. Але навіть при парціальному тиску 20 мм рт. ст. ступінь насичення міоглобіну киснем буде досить значною, і тому міоглобін не може служити засобом його доставки від легких до периферичних тканин. Однак при кисневому голодуванні, яким супроводжується важка фізична робота, в м'язовій тканині може знизитися і до 5 мм рт. ст .; при настільки низькому тиску міоглобін легко віддає зв'язаний кисень, забезпечуючи тим самим окислювальний синтез АТР в мітохондріях м'язових клітин [1, 2].
3. Сірководень і гемпротеіни
Сірководень (H 2 S) є добре відомим отруйним газом, цитотоксичні ефекти якого вивчалися протягом довгого часу. У фізіологічних умовах ~ 30% H 2 S знаходиться в недиссоциированном стані, а ~ 70% дисоціює на гидросульфид іон (див. 3.1). Механізм його токсичності заснований на потужному гальмуванні мітохондріальної цитохром С-оксидази.
H2S? H + + HS-, p K a=6,8 (3.1)
2 S розчинний у воді і може проникати в клітини всіх типів шляхом простої дифузії. Саме це властивість, яка робить H2S широкого спектру токсикантів. Цікаво, що відкриття того, що людське тіло природно виробляє H 2 S різко змінив репутацію цього газу з токсичних забруднювачів у біологічно важливі молекули. H 2 S в даний час вважається важливим фізіологічним посередником з широким розмаїттям функцій, включаючи регулювання нейронної активності і м'язової релаксації, має судинорозширювальну дію.
Найважливішими, з точки зору фізіології, вважаються реакції сірководню з простетичної групами гем...
