Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлен с карбоксилгемоглобина )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Гемовая единица карбоксигемоглобина человека, показывающая карбонильный лиганд в апикальном положении, трансформируется в остаток гистидина. [1]

Карбоксигемоглобина или карбоксигемоглобина (символ COHb или HbCO ) является стабильным комплекс из окиси углерода и гемоглобина (Hb) , который образуется в красных кровяных клеток при контакте с окисью углерода (CO). Карбоксигемоглобин часто ошибочно принимают за соединение, образованное комбинацией диоксида углерода и гемоглобина, которое на самом деле является карбаминогемоглобином . Воздействие малых концентраций CO препятствует способности Hb доставлять кислород в организм, поскольку карбоксигемоглобин образуется легче, чем оксигемоглобин (HbO 2). CO вырабатывается при нормальном метаболизме и также является обычным химическим веществом. Табакокурение (при вдыхании угарного газа) в несколько раз повышает уровень COHb в крови по сравнению с его нормальной концентрацией.

Сродство гемоглобина к CO [ править ]

Гемоглобин содержит четыре гемовые группы, каждая из которых способна обратимо связываться с одной молекулой кислорода. [2] Связывание кислорода с любым из этих сайтов вызывает конформационные изменения в белке, облегчая связывание с каждым из других сайтов. Окись углерода связывается с гемоглобином на тех же участках, что и кислород, но примерно в 210 раз сильнее. [3] Обычно кислород связывается с гемоглобином в легких и выделяется в областях с низким парциальным давлением кислорода (например, в активных мышцах). [4]Когда окись углерода связывается с гемоглобином, она не выделяется так же легко, как кислород. Низкая скорость высвобождения монооксида углерода вызывает накопление связанных с CO молекул гемоглобина, поскольку воздействие монооксида углерода продолжается. Из-за этого меньше частиц гемоглобина доступно для связывания и доставки кислорода, это ухудшает способность крови доставлять кислород к тканям, что приводит к анаэробному дыханию. Это не связано с одышкой или респираторной недостаточностью.

Окись углерода как яд [ править ]

Поскольку COHb выделяет окись углерода медленно, меньше гемоглобина будет доступно для переноса кислорода из легких в остальную часть тела. Превращение большей части Hb в COHb приводит к смерти, известной с медицинской точки зрения как карбоксигемоглобинемия [5] или отравление угарным газом . [6] Меньшие количества COHb приводят к кислородной недостаточности организма, вызывая усталость, головокружение и потерю сознания.

COHb имеет период полураспада в крови от 4 до 6 часов. Это время может быть уменьшено до 70–35 минут при введении чистого кислорода (меньшее число применяется, когда кислород вводится с 4–5% CO2, чтобы вызвать гипервентиляцию). Кроме того, лечение в барокамере является более эффективным способом сокращения периода полужизни COHb, чем введение только кислорода. Это лечение включает в себя создание давления в камере чистым кислородом при абсолютном давлении, близком к трем атмосферам, что позволяет жидкостям организма вместо поврежденного гемоглобина, связанного с CO, поглощать кислород и передавать свободный кислород гипоксическим тканям. Фактически, потребность в гемоглобине в крови (частично) устраняется. Дополнительный кислород использует принцип Ле Шателье. для ускорения разложения карбоксигемоглобина обратно в гемоглобин:

HbCO + O 2 ⇌ Hb + CO + O 2 ⇌ HbO 2 + CO

COHb увеличивает риск образования тромбов . Считается, что благодаря этому механизму курение увеличивает риск тромбоэмболической болезни.

Беременные курильщицы могут родить детей с меньшей массой тела при рождении. Помимо вазоконстрикции плаценты, другая теория состоит в том, что, поскольку гемоглобин плода поглощает угарный газ быстрее, чем у взрослого, плод курильщика будет страдать от легкой гипоксии, что может замедлить его развитие.

Окись углерода как нормальный биологический метаболит и потенциальное лекарство [ править ]

В биологии оксид углерода естественным образом образуется под действием гемоксигеназы 1 и 2 на гем в результате распада гемоглобина . В результате этого процесса у нормальных людей образуется определенное количество карбоксигемоглобина, даже если они не дышат угарным газом.

После первого сообщения о том, что окись углерода является нормальным нейромедиатором в 1993 г. [7] [8], а также одним из трех газов, которые естественным образом модулируют воспалительные реакции в организме (два других - оксид азота и сероводород ), окись углерода имеет получил большое клиническое внимание как биологический регулятор. Во многих тканях, все три газа , как известна, действует как противовоспалительные средства , вазодилататоры и вдохновители неоваскулярного роста. [9] Однако проблемы являются сложными, поскольку рост неоваскулярных сосудов не всегда полезен, поскольку он играет роль в росте опухоли, а также в повреждении от влажного дегенерация желтого пятна , заболевание, при котором курение (основной источник окиси углерода в крови, в несколько раз превышающая естественную выработку) увеличивает риск от 4 до 6 раз.

Исследования с участием окиси углерода были проведены во многих лабораториях по всему миру на предмет его противовоспалительных и цитопротекторных свойств. Эти свойства потенциально могут быть использованы для предотвращения развития ряда патологических состояний, включая ишемическое реперфузионное повреждение , отторжение трансплантата , атеросклероз , тяжелый сепсис , тяжелую малярию или аутоиммунитет . Были проведены клинические испытания с участием людей. Однако по состоянию на 2009 год результаты еще не были опубликованы. [10]

Основываясь на терапевтическом потенциале окиси углерода, фармацевтические усилия были сосредоточены на разработке молекул, высвобождающих окись углерода, и селективных индукторов гемоксигеназы .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Васкес GB, Ji X, Fronticelli C, Гиллилэнд GL (1998). "Карбоксигемоглобин человека с разрешением 2,2 Å: структура и сравнение растворителей гемоглобинов R-состояния, R2-состояния и T-состояния" (PDF) . Acta Crystallogr. D . 54 (3): 355–366. DOI : 10.1107 / S0907444997012250 . PMID  9761903 .
  2. ^ Берг JM, Tymoczko JL, Stryer L (2002). Биохимия (5-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-3051-4.
  3. ^ Берг JM, Tymoczko JL, Stryer L (2011). Биохимия (7-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 978-1-4292-7635-1.
  4. Перейти ↑ Schmidt-Nielsen K (1997). Физиология животных: адаптация и окружающая среда (пятое изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57098-5.
  5. ^ Лопес-Эрс Дж, Боррий R, Bustinza А, Каррильо А (сентябрь 2005 г.). «Повышенный карбоксигемоглобин, связанный с лечением нитропруссидом натрия». Реаниматология . 31 (9): 1235–8. DOI : 10.1007 / s00134-005-2718-х . PMID 16041521 . S2CID 10197279 .  
  6. ^ Рот D, Hubmann Н, Гавел С, Herkner Н, Шрайбер Вт, Laggner А (июнь 2011 г.). «Жертва отравления угарным газом, идентифицированная оксиметрией угарного газа». Журнал неотложной медицины . 40 (6): 640–2. DOI : 10.1016 / j.jemermed.2009.05.017 . PMID 19615844 . 
  7. ^ Kolata G (26 января 1993). «Угарный газ используется клетками мозга в качестве нейротрансмиттера» . Нью-Йорк Таймс .
  8. ^ Верма A, Hirsch DJ, Glatt CE, Ronnett Г.В., Snyder SH (январь 1993). «Окись углерода: предполагаемый нейронный мессенджер». Наука . 259 (5093): 381–4. Bibcode : 1993Sci ... 259..381V . DOI : 10.1126 / science.7678352 . PMID 7678352 . 
  9. Перейти ↑ Li L, Hsu A, Moore PK (сентябрь 2009 г.). «Действия и взаимодействия оксида азота, оксида углерода и сероводорода в сердечно-сосудистой системе и при воспалении - сказка о трех газах!». Фармакология и терапия . 123 (3): 386–400. DOI : 10.1016 / j.pharmthera.2009.05.005 . PMID 19486912 . 
  10. ↑ Johnson CY (16 октября 2009 г.). «Ядовитый газ может принести пользу для здоровья» . Бостон Глоуб . Проверено 16 октября 2009 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Карбоксигемоглобин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)