ჰემოგლობინი

ჰემოგლობინი — რკინის შემცველი, ჟანგბადის გადამტანი ცილა ხერხემლიანების წითელი სისხლის უჯრედებში.
ძუძუმწოვრებში ცილა ქმნის დაახლოებით წითელი სისხლის უჯრედების მშრალი შიგთავსის 97%-ს და მთლიანი შიგთავსის (წყლიანად) 35%-ს. ჰემოგლობინს გადააქვს ჟანგბადი ფილტვებიდან/ლაყუჩებიდან დანარჩენ ორგანიზმში, სადაც ის ათავისუფლებს ჟანგბადს, რათა უჯრედებმა გამოიყენონ ის. მას ასევე აქვს მრავალი ფუნქცია, ისეთი როგორებიცაა აირის გადატანა და სხვა.
ჰემოგლობინი მიეკუთვნება ქრომოპოეტინების ჯგუფს, შედგება ცილოვანი (გლობინი) და მასთან შეკავშირებული არაცილოვანი, რკინის შემცველი ნაწილისგან - ჰემისგან. ჰემოგლობინი მეოთხეული სტრუქტურის ცილაა, მისი მოლეკულური მასა 64500 დალტონია. ჰემოგლობინის თითოეული მოლეკულა ოთხი გლობინისგან შედგება, რომელთაგან თითოეული დაკავშირებულია ჰემთან. მოლეკულაში წარმოდგენილია სხვადასხვა ტიპის ცილოვანი ჯაჭვი, რომლებიც ერთმანეთისგან განსხვავდებიან ამინომჟავების რაოდენობისა და თანმიმდევრობის მიხედვით. მხოლოდ α-, β-, γ- და δ- ჯაჭვებია ფიზიოლოგიური. ჰემოგლობინის ყველა მოლეკულა შეიცავს ორი იდენტური გლობინის წყვილს. ამ ჯაჭვების კომბინაციის ცვალებადობა საფუძვლად უდევს ჰემოგლობინის სხვადასხვა ფორმების არსებობას. მაგალითად, 2α2β წარმოქმნის HB A-ს, 2α2δ - HB F. ჰემოგლობინის მოლეკულა შეიცავს 574 ამინომჟავას. გლობინის თითოეული პოლიპეპტიდური ჯაჭვი შეერთებულია ჰემთან.
ჰემოგლობინის საერთო რაოდენობის კვლევა მნიშვნელოვანი სადიაგნოსტიკო მეთოდია კლინიკურ პირობებში. ამ დროს ხდება სისხლში არსებული და პათოლოგიური მდგომარეობისას გაჩენილი ჰემოგლობინისა და მისი დერივატების განსაზღვრა. ჰემოგლობინის საერთო რაოდენობის განსაზღვრა, სხვა მონაცემებთან ერთად, მნიშვნელოვანი კრიტერიუმია ანემიებისა და სხვა დაავადებების დიაგნოსტიკისა და მკურნალობის ეფექტურობის შესაფასებლად.
პატარა ტაქსი
ჰემოგლობინის თითოეული მოლეკულა შეიძლება შევადაროთ ოთხკარიან ტაქსის, რომელშიც მგზავრებისთვის ზუსტად ოთხი ადგილია. ტაქსის მძღოლი არ სჭირდება, რადგან ის წითელ უჯრედში თავისითაც ადვილად გადაადგილდება. წითელი უჯრედი ჰემოგლობინის მოლეკულებით დატვირთულ მოძრავ კონტეინერს ჰგავს.
ჰემოგლობინის მოლეკულის მოგზაურობა იწყება იმ წუთიდან, როცა წითელი უჯრედები ფილტვების ალვეოლებში ჩააღწევს, რომელსაც შეიძლება აეროპორტი ვუწოდოთ. ჰაერის ჩასუთნქვისას ალვეოლებში მოხვედრილი ჟანგბადის უამრავი პაწაწინა მოლეკულა ტაქსიში ჩაჯდომისა და გამგზავრების მოლოდინშია. ეს მოლეკულები უმალ თავსდებიან კონტეინერებში ანუ სისხლის წითელ უჯრედებში. იმ მომენტისთვის თითოეულ წითელ უჯრედში მყოფი ჰემოგლობინის ანუ ტაქსის კარები დაკეტილია. მაგრამ, ცოტა ხანში ჟანგბადის ერთი მოლეკულა დანარჩენებს გამოეყოფა, გაძვრებ-გამოძვრება და ტაქსიში ჩასკუპდება.
ამის შემდეგ მოვლენები საინტერესოდ ვითარდება. წითელ უჯრედში ჰემოგლობინის მოლეკულა ფორმის შეცვლას იწყებს. როგორც კი ტაქსებში პირველი მგზავრები ჩასხდებიან, ტაქსების კარები ავტომატურად იღება, რაც დანარჩენ მგზავრებს ჩასხდომას უადვილებს. ამ პროცესს კოოპერაციული მუშაობა ეწოდება და იმდენად ეფექტურად მიმდინარეობს, რომ მხოლოდ ერთი ჩასუნთქვისას ყველა ტაქსიში ადგილების 95 პროცენტი უკვე შევსებულია. საერთო ჯამში, ერთ წითელ უჯრედში არსებულ 250 მილიონ ჰემოგლობინის მოლეკულას ჟანგბადის დაახლოებით ერთი მილიარდი მოლეკულა გადააქვს. და აი, დგება მომენტი, როცა ტაქსებით დატვირთული სისხლის წითელი უჯრედები გზას ადგებიან, რათა ქსოვილებს ჟანგბადი მიაწოდონ. მაგრამ იბადება კითხვა: რა აკავებს უჯრედში ჟანგბადის ატომებს, ტაქსიდან დროზე ადრე რომ არ გადმოვიდნენ?
საქმე ისაა, რომ ჰემოგლობინის თითოეულ მოლეკულაში არსებული ჟანგბადის მოლეკულები რკინის ატომებს უერთდება. ალბათ გინახავთ, რა ხდება, როცა რკინა და ჟანგბადი ერთმანეთს ხვდება წყლიან გარემოში. როგორც წესი, რკინა იჟანგება. რკინის დაჟანგვისას, ჟანგბადი სამუდამოდ კრისტალდება. მაშ, როგორ ახერხებს ჰემოგლობინის მოლეკულა რკინისა და ჟანგბადის ატომების მიერთებასა და გამოცალკევებას სისხლის წითელი უჯრედების წყლიან გარემოში ისე, რომ არ მოხდეს ჟანგვითი პროცესი? ზემოხსენებულ კითხვას რომ ვუპასუხოთ, მოდი უფრო ახლოდან შევხედოთ ჰემოგლობინის მოლეკულას. ის შედგება დაახლოებით 10 000 ატომისგან — წყალბადის, ნახშირბადის, აზოტის, გოგირდისა და ჟანგბადის ატომებისგან, რომლებიც რკინის ოთხი ატომის გარშემოა თავმოყრილი.
ჟანგბადის ჩამოცლა
როგორც კი არტერიიდან წამოსული სისხლის წითელი უჯრედები ქსოვილებში განაწილებულ კაპილარებამდე მიაღწევს, წითელი უჯრედის გარშემო ტემპერატურა მატულობს ფილტვების ტემპერატურასთან შედარებით. ჟანგბადის რაოდენობა მცირდება, ხოლო წითელი უჯრედის გარშემო ნახშიროჟანგის წარმოქმნის შედეგად მატულობს მჟავიანობა. ეს ჰემოგლობინის მოლეკულებისთვის იმის სიგნალია, რომ ჟანგბადის ჩამოცლის დროა.
მას შემდეგ, რაც ჰემოგლობინის მოლეკულა ჟანგბადის მოლეკულებს იქ გადმოსვამს, სადაც ყველაზე მეტად არიან საჭირონი, ის კიდევ ერთხელ იცვლის ფორმას და ხურავს კარებს. ამასთანავე, დაკეტილი კარები იმის გარანტიას იძლევა, რომ ჰემოგლობინი გზააბნეულ ჟანგბადის მოლეკულას შემთხვევით უკანა გზაზე, ფილტვებში არ გაიყოლებს. უკანა გზაზე მას ნახშიროჟანგის მოლეკულები მიჰყავს.
მალე ჟანგბადისგან დაცლილი წითელი უჯრედები კვლავ ფილტვებს უბრუნდებიან, სადაც ჰემოგლობინის მოლეკულები ნახშიროჟანგს ჩამოცლიან და ხელახლა დაიტვირთებიან სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი ჟანგბადით. ეს პროცესი რამდენიმე ათასჯერ მეორდება მანამ, სანამ წითელი უჯრედი ცოცხალია. მისი სიცოცხლის ხანგრძლივობა დაახლოებით 120 დღეს შეადგენს.
ლიტერატურა
რესურსები ინტერნეტში
National Anemia Action Council – anemia.org
New hemoglobin type causes mock diagnosis with pulse oxymeters
Animation of hemoglobin: from deoxy to oxy form
ცილები
ფიზიოლოგია