Функции гемоглобина в неповрежденных эритроцитах миноги: роль мембраны эритроцитов в регуляции газов...
Информация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие материалы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
Реферативная работа по биохимии
студента 2-го курса биолого-почвенного факультета
Санкт-Петербургского Государственного Университета
Розова Станислава "адимировича
по теме:
Функции гемоглобина в неповрежденных эритроцитах миноги: роль мембраны эритроцитов в регуляции газового транспорта и кислотно-основного баланса.
Введение
Гемоглобин имеет важнейшее биологическое значение как наиболее широко распространенный среди современных животных дыхательный пигмент, обладающий уникальными свойствами, связанными с транспортом кислорода и углекислоты.
Одна из важнейших функций организма, определяющая характер и уровень энергетических процессов, дыхание или обеспечение его кислородом. Осуществляется эта функция, как известно, неодинаково у различных групп животных. Малоактивные животные (простейшие, губки, кишечнополостные, некоторые черви, моллюски, ракообразные) обеспечиваются кислородом путем простой диффузии через поверхность тела. Высокоактивные животные, нуждающиеся в больших количествах кислорода, обладают соответствующими эффективными механизмами, обеспечивающими поступление кислорода в организм. В частности, насекомые и некоторые другие представители членистоногих обладают трахейной системой, пронизывающей все тело и доставляющей кислород непосредственно тканям и клеткам самых отдаленных от поверхности частей тела. Это чрезвычайно эффективный способ, обеспечивающий высокий уровень энергетических процессов в организме этой группы животных.
Принципиально отличен от первых двух способ обеспечения организма кислородом при помощи дыхательных пигментов крови (позвоночные животные, некоторые черви) или гемолимфы (часть червей, ракообразных, моллюсков). В то время как при дыхании через поверхность тела и при помощи трахей кислород доставляется непосредственно клеткам тела, у пигментсодержащих животных кислород из органов аэрации доставляется клеткам тела посредством дыхательных пигментов крови или гемолимфы.
Следовательно, помимо органов дыхания, в которых происходит обмен газов, у этой группы животных кровь содержит особые вещества дыхательные пигменты, способные связывать кислород. Кроме того, у них имеется сосудистая система, по которой движется кровь, вступая в контакт со всеми частями тела.
В настоящее время известно четыре дыхательных пигмента, встречающихся в организме современных животных: гемоглобин, гемоцианин, хлорокруорин и гемэритрин. Из них только гемоцианин содержит медь, в состав остальных входит железо. Близко родственны по структуре гемоглобин и хлорокруорин.
Гемоглобин является основным дыхательным пигментом, распространенным среди всех групп животных
Структура гемоглобина
В состав молекулы гемоглобина входят четыре одинаковые гемовые группы. Гем представляет собой протопорфирин, содержащий центрально расположенный ион двухвалентного железа. Молекула протопорфирина состоит из четырех пиррольных колец, связанных метиновыми мостиками; к кольцам присоединены боковые цепи характерного строения. Ключевую роль в активности гемоглобина играет ион железа, расположенный в центре молекулы протопорфирина. Соединение с этим ионом посредством двух координационных связей и двух связей, образовавшихся вследствие замещения водорода, превращает протопорфирин в гем. Структура гема целиком расположена в одной плоскости. В процессе переноса кислорода гемоглобином молекула Од обратимо связывается с гемом, при этом валентность железа не изменяется.
Присоединяя кислород, гемоглобин (Hb) превращается в оксигемоглобин (HbOx). Чтобы подчеркнуть тот факт, что валентность железа при этом связывании не меняется, реакцию называют не окислением, а оксигенацией; обратный процесс называется дезоксигенацией. Когда хотят специально отметить, что гемоглобин не связан с кислородом, его называют дезоксигемоглобином.
Гем может подвергаться не только оксигенации, но и истинному окислению. При этом железо переходит из двухвалентного состояния в трехвалентное. Окисленный гем называется гематином (мет-гемом), а вся полипептидная молекула в целом метгемоглобином. В крови человека метгемоглобин содержится в незначительных количествах, но при некоторых заболеваниях и отравлениях определенными ядами его содержание возрастает. Опасность таких состояний заключается в том, что окисленный гемоглобин не способен переносить кислород к тканям.
Видовые свойства гемоглобинов крови различных животных (различные формы кристаллов, сродство гемоглобина к кислороду и др.) определяются особенностями глобина, так как гемы всех исследованных гемоглобинов оказались идентичными.
Гемоглобин миноги
Функционирование гемоглобина в эритроцитах миноги предлагает уникальное среди позвоночных решение газового транспорта. Гемоглобин миноги в неповрежденных эритроцитах находится в олигомерном\мономерном равновесии и обладает сходным с остальными активными рыбами кислородным сродством. Проницаемость мембраны эритроцитов миноги для кислотных и основных эквивалентов очень низка и таким образом бикарбонат плазмы не может в достаточной степени дегидрироваться до CO2 пока кровь находится в жабрах. Это потенциальное ограничение на выведение CO2 преодолевае?/p>