Hb stavba, funkce
© Biochemický ústav LF MU (V.P.)   2007
4M AA
14-bAA
Mr = Gb.OOO
/tftyoa/eb/n    450 AAj
coo
.
Struktura hernu
otisiafnť His
■Hhl7
Globin
1 aminokyselina    dseku F Je His
«ŕ   /
Fq   fii-jjcl    VIII -* * nkttemeh *>
ŕk
i+
X^
t
f
^vysokosp'mový stav*
(stucet spinu je vysoký)
vět h' objem Fe
„ wzkofpinový stav
///
HNO. * FT* H'+
nemoalobin
ferrosi-
n
2+
NO + Fe^+Htp
kemjatúbin
Met Hb
ferri-
Železo v hemu - poznámka
Železo je vázáno v tetrapyrrolovém kruhu tak, že
formálně byla dvě pyrrolová jádra zbavena na svých
dusících H+. Takto vznikl na každém ze dvou dusíků
volný elektronový pár. Dvojice elektronů je využita
(na každém z obou jader) k vytvoření dativní kovalentní
vazby s Fe2+.
Fe2+ zároveň přináší do molekuly hemu 2 kladné náboje,
„ztracené" při odnětí 2 H+.
Hem v hemoglobinu je tedy elektricky neutrální a váže
také elektricky neutrální molekuly (02 , CO).
Oxidace železa na Fe3+ (—> hemiglobin, methemoglobin)
vede k získání 1 kladného náboje v molekule hemu.
Hem pak jako kation váže anionty (např. CN~, ale nemůže
už vázat elektricky neutrální molekuly - není tedy schopen
přenášet kyslík).
Tyto skutečnosti jsou významné mj. pro toxikologii.      i

ÓSm,) + H+ ^


öS#*>) + spq ^
SVoHrfo efekt   *

a.r/wčy kurt/k«, k Mb <!m pH    '
8
T-forma Hb (BPG) a R-forma Hb (O.):
Dec?
hoŕľiflgl cLbjr
T-Form
BPG
Stabilizes
T-torm
í  Oj - T
u
C
-
O^-bindmg weaken*
"clamos^
/        ^
Effecioís                     PFG| v
Hemoglobin; allosteric effects
RlOjtj + h     - BPG
...r
I
t
■
0
PCO,4   UH, |BPG]*
tense [tens] napjatý release [ri'liis]   uvolnění
Oxy-
Iwnodloblfi
R-FoTTT*
0^ affinity
					
	I       I       I	i	i		
100			4		
o    75 *-» C 3 '  «    50 ď	-     — i/^ 1/				
S? 25					
0	y i    i    i	i	1		
			pOt		
<*pö2					
*P02					10
	saturace				
	/00°/o -				
	75% -				
		M   *	Ě		
	1                  <£                            p02 (k-fe) *				
				smi s t n**   veno* m' kr*v	
	J Oz  z   HbOz ietrameriL				n
Podmínky, ovlivňující posun disociační křivky
100
CO Hb Met Hb HbF •l teplota
íbpg
SulfHb T teplota
12
Zvýšené množství uvolneného kyslíku posunem saturační křivky vpravo :
s02
Křivka v původní poloze umožňuje za daného p02 uvolnit množství kyslíku odpovídající modré úsečce. Posunem křivky vpravo se množství dostupného kyslíku zvětší na hodnotu odpovídající úsečce červené.     13
Vyjádření polohy saturační křivky :
1111111
' 'i '' I i i i i i i i i i.i i i jy I i i i i i i i i i i I i i . | i i i i I m i i I i i i i l i i i l | i i i i | i i i i | i i I i | i i r
0          2          4          6           8          10        12   kPa
Poloha/posun saturační křivky se vyjadřuje parciálním tlakem kyslíku, který přísluší 50 % nasycení Hb kyslíkem („hodnota p50"), je to poloha inflexního bodu křivky. [ Normální hodnota p50 je - 3,25 kPa   (2,9 - 3,6 kPa) ]
14
sOz                                     c0t
satuxačni'
krivka
P°l
/nwrnet/jt
ASSOKPČNl'
kř/Vka.
P°Z
15
a- v.
diference 2.3
'i
mmo
r- —:— P°*
nextra,kČm' tense*
SkTá
4j5 kPa    znesnadnene  uvol nova,*' 0-impeded rebate of oxyat*
hro*ť íkdňereí Aypcx/e  g
Transport C02 krví:
1/ 85 %   HCO3-2/ 10 %   karbamát
3/   5 %    fyzikálne rozpustený
(chemicky nezreagovaný C02)
Hb - NH2 + C02     ->      Hb - NH - COOH
karbaminová kys. = karbamová kys. = amino.mravenčí H2N - COOH
17
Přenos O, a CO,:
Alveolárni arteriální krev
HCO,
► cr
Venózní krev
HC03
■►O,
C(V
■co.
Parciální tlaky plynů při klidovém dýchání
vdechovaný vzduch      vydechovaná směs
arteriální krev        venózní krev
pO, (kPa) pCQ2 (kPa)
21 0,03
15,3 4,4
12-13,3 4,6-6,0
4,6-6,0 5,3-6,6
18
Erythrocyte role in C02 transport
karbonatdehvdratasa (karboanhydratasa)
( carbonic anhydrase, carbonate hydro-lyase EC 4.2.1.1 )
19
p02 arterialni krve (aB-pQ2)_:
věk	průměr	rozpětí
20-29	12,66 kPa	10,66-14,66
30-39	12 kPa	10,4-14,4
40-49	11,46 kPa	10-13,86
50-59	10,93 kPa	9,46-13,33
60-69	10,4 kPa	8,66 - 12,66
pO, arteriální krve (aB-pQ2)_^
aB-p02 se snižuje s přibývajícím věkem
cB-p02 hodnoty jsou přibližně o 10-20 % nižší
aB-p02 hodnoty se u ležících nemocných snižují proti uvedeným asi o 1,33 kPa
symbolika:   a   = arterial   [ai'tiarisl]
B  = blood   [blad]
c   = capillary [ka'pilari]
p   = partial pressure   [pa: ši preša]
v   = venous   [virnas]
21
Zastoupení jednotlivých forem Hb :
Tzv. oxymetry měří při vlnových délkách odpovídajících
jednotlivým absopčním maximům:     ( - viz následující)
H Hb     = redukovaný hemoglobin
02 Hb    = oxyhemoglobin
CO Hb = karbonylhemoglobin
Met Hb = methemoglobin
SulfHb= sulfhemoglobin
Od koncentrace celkového Hb jsou odečteny všechny
formy Hb neschopné přenášet kyslík ( CO Hb + Met Hb
+ SulfHb).
Součet ( 02Hb + H Hb ) pak představuje Hb využitelný pro
přenos kyslíku = „aktivní (efektivní) Hb"
22
Molar Absorpivity (Extinction Coefficient) (mmol/L) -1 cm 1
- I           535     560 577            622 636        670
500              550               600             650             700 nm
Wavelength
Fetal Hemoglobin			
a-chain 1U U			
80	fry- chaTfT^s^	80°/y^^"	
60	'/ f		
40			
20	J		
0 (	ß - chain——-""^	■   ^^"ii    ■	
	)             3             6            Birth         3             6		
Gestation in months             Age in months			
E.R. Huehns et el			24
Složení vzduchu (1):
	objemová %
02	20,9
co2	0,03
N2	78,1
inertní plyny	0,9
Složení vzduchu (2):
	vdech	výdech
p02	21 kPa	15,33 kPa
pC02	0,03 kPa	4,4 kPa
P(N2 + inertní plyny)	79,4 kPa	75,33 kPa
pH20	0,76 kPa	6,27 kPa
Součet parciálních tlaků jev obou případech 101,3 kPa . Vydechovaný vzduch je zcela nasycen vodní parou (údaj pH20 pro alveoly plieni a 37°C).
27