Гем требуется для многих ферментов

Реакции газообмена в легочных капиллярах

Обмен кислорода и углекислого газа в легких

Реакции газообмена в капиллярах тканей

Обмен кислорода и углекислого газа в тканях

Газообмен происходит по градиенту концентраций

Расположение 2,3-дифосфоглицерата в гемоглобине

Реакции шунта Раппопорта

2,3-Дифосфоглицерат располагается в центральной полости тетрамера дезоксигемоглобина и связывается с ?-цепями, образуя поперечный солевой мостик между атомами кислорода 2,3-дифосфоглицератаи аминогруппами концевого валина обеих ?-цепей, также аминогруппами радикалов лизинаи гистидина.

 

Функция 2,3-дифосфоглицерата заключается в снижении сродства гемоглобина к кислороду. Это имеет особенное значение при подъеме на высоту, при нехватке кислорода во вдыхаемом воздухе. В этих условиях связывание кислорода с гемоглобином в легких не нарушается, так как концентрация его относительно высока. Однако в тканях за счет 2,3-дифосфоглицерата отдача кислорода возрастает в 2 раза.

В тканях диффундирующий в кровь из клеток СО₂ большей частью (около 90%) по градиенту концентрации попадает в эритроциты. Движущей силой этого процесса является быстрая, постоянно идущая реакция превращения его в угольную кислоту при участии фермента карбоангидразы. Угольная кислота диссоциирует и подкисляет содержимое эритроцита, что улучшает отдачу оксигемоглобином кислорода (Эффект Бора).

 

 

Одновременно с концевыми NH₂-группами β-цепей гемоглобина связывается 10-12% карбонат-иона с образованием карбаминогемоглобина(H-HbCO₂).

Остальные бикарбонаты выходят в плазму крови в обмен на ионы хлора (гипохлоремический сдвиг).

В легочных капиллярах имеется относительно низкая концентрация углекислого газа в альвеолярном воздухе:

 

 

· происходит высокоэффективная диффузия СО₂ из плазмы через альвеолярные мембраны и его удаление с выдыхаемым воздухом,

· уменьшение концентрации СО₂ в плазме стимулирует его образование в карбоангидразнойреакции внутри эритроцита и снижает здесь концентрацию иона HCO₃^–,

· одновременно высокая концентрация кислорода вытесняет СО₂ из комплекса с гемоглобином с образованием оксигемоглобина – более сильной кислоты, чем угольная,

· диссоциирующие от оксигемоглобина ионы Н⁺ нейтрализуют поступающий извне ион HCO₃^– с образованием угольной кислоты. После карбоангидразной реакции образуется СО₂, который выводится наружу.

Гем является небелковой частью многих гемопротеинов:

· гемоглобин(до 85% общего количества гема организма), локализованный в эритроцитах и клетках костного мозга,

· миоглобинскелетных мышц и миокарда (17%),

· цитохромыдыхательной цепи и P₄₅₀, цитохромоксидаза, гомогентизатоксидаза, пероксидаза,миелопероксидаза, каталаза, тиреопероксидазаи т.д. – менее 1%.