Биологическая химия - часть 148

или

К а р б г е м о г л о б и н – соединение очень нестойкое и чрезвычайно быстро

диссоциирует в легочных капиллярах с отщеплением СО

2

.

Количество карбаминовой формы невелико: в артериальной крови оно

составляет 3 об. %, в венозной – 3,8 об. % *. В виде карбаминовой формы

из ткани к легким переносится от 3 до 10% всего углекислого газа,

поступающего из тканей в кровь. Основная масса СО

2

 транспортируется

с кровью к легким в форме бикарбоната, при этом важнейшую роль играет

гемоглобин эритроцитов.

Как отмечалось, кислотный характер оксигемоглобина выражен значи-

тельно сильнее, чем гемоглобина (константа диссоциации ННbО

2

 примерно

в 20 раз больше константы диссоциации ННb). Важно также запомнить, что

поступающий в ткани с кровью оксигемоглобин является более сильной

кислотой, чем Н

2

СО

3

, и связан с катионом калия. Эту калийную соль

оксигемоглобина можно обозначить как КНbО

2

 (рис. 17.7). В перифериче-

ских капиллярах большого круга кровообращения гемоглобин эритроцитов

отдает кислород тканям (КНbО

2

 —> О

2

 + KHb), его способность связывать

ионы водорода увеличивается. Одновременно в эритроцит поступает про-

дукт обмена – углекислый газ. Под влиянием фермента карбоангидразы **

углекислый газ взаимодействует с водой, при этом образуется угольная

кислота. Возникающий за счет угольной кислоты избыток водородных

ионов связывается с гемоглобином, отдавшим кислород, а накапливающие-

ся анионы НСО

3

 выходят из эритроцита в плазму ***:

КНb + Н

2

СO

3

 —>

 К

+

 + НСО

3–

 + ННb.

В обмен на эти ионы в эритроцит поступают анионы хлора, для которых

мембрана эритроцитов проницаема, в то время как натрий – другой состав-

ной элемент хлорида натрия, содержащегося в крови, остается в плазме.

В итоге в плазме крови повышается содержание бикарбоната натрия

NaHCO

3

.

Этот процесс способствует восстановлению щелочного резерва крови,

т.е. бикарбонатная буферная система находится в довольно тесных функ-

циональных связях с буферной системой эритроцитов.

* Содержание карбаминовой формы СО

2

 в венозной крови составляет 1,5-2,0 ммоль/л,

в артериальной - 1,0 ммоль/л.

** Карбоангидраза существует в нескольких молекулярных формах (изоферменты А,

В и С), которые можно разделить при помощи электрофореза.

*** В артериальной крови содержится НСО

3–

: в плазме - 25,5 ммоль/л, в эритроцитах -

12,7 ммоль/л, в венозной крови - соответственно 26,4 и 13,9 ммоль/л.

597

Гемоглобин Угольная

кислота

Карбгемоглобин

R—NН

2

 + СO

2

R—NHCOO

–

 + Н

+

Рис. 17.7. Роль системы плазма-эритроцит в дыхательной функции крови (по

Г.Е. Владимирову, Н.С. Пантелеевой).

а - химические процессы в капиллярах легких; б - химические процессы в капиллярах ткани.

В легочных капиллярах, в эритроцитах, происходит процесс вытеснения

угольной кислоты из бикарбоната калия оксигемоглобином:

ННbO

2

 + К

+

 + НCO

3–

 —>

 КНbO

2

 + Н

2

СO

3

.

Образующаяся угольная кислота быстро расщепляется при участии

карбоангидразы на углекислый газ и воду. Низкое Р

CO2

 в просвете альвеол

способствует диффузии углекислого газа из эритроцитов в легкие.

598

Альвеолярное пространство

П л а з м а

Эритроцит

Карбоан
гидраза

Тканевая

клетка

Тканевая

клетка

Эритроцит

Na-протеинат

Н-протеинат

Карбо-

ангидраза

Карбаминовая

форма

П л а з м а

По мере снижения в эритроцитах концентрации бикарбоната из плазмы

крови в них поступают новые порции ионов НСО

3–

, а в плазму выходит

эквивалентное количество ионов Сl

–

. Концентрация бикарбоната натрия

в плазме крови в легочных капиллярах быстро падает, но одновремен-

но в плазме повышается концентрация хлорида натрия, а в эритро-

цитах свободный гемоглобин превращается в калийную соль оксигемо-

глобина.

Итак, в форме бикарбоната при участии гемоглобина эритроцитов

транспортируется с кровью к легким более 80% от всего количества

углекислого газа.

СИСТЕМА СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ

Способность крови свертываться с образованием сгустка в просвете крове-

носных сосудов при их повреждении была известна с незапамятных времен.

Создание первой научной теории свертывания крови в 1872 г. принадлежит

А.А. Шмидту. Первоначально она сводилась к следующему: свертывание

крови – ферментативный процесс; для свертывания крови необходимо при-

сутствие трех веществ: фибриногена, фибринопластического вещества и

тромбина.

В ходе реакции, катализируемой тромбином, первые два вещества,

соединяясь между собой, образуют фибрин. Циркулирующая в сосудах

кровь не свертывается по причине отсутствия в ней тромбина.

В результате дальнейших исследований А.А. Шмидта и его школы,

а также Моравица, Гаммарстена, Спиро и др. было установлено, что

образование фибрина происходит за счет одного предшественника – фибри-

ногена.

Проферментом тромбина является протромбин, для процесса свертыва-

ния необходимы тромбокиназа тромбоцитов и ионы кальция.

Таким образом, через 20 лет после открытия тромбина была сформули-

рована классическая ферментативная теория свертывания крови, которая

в литературе получила название теории Шмидта–Моравица.

Схематически теория Шмидта–Моравица может быть представлена

в следующем виде:

599

I фаза

Тромбокиназа

Са

2+

Протромбин

Тромбин

II фаза

Фибриноген

Фибрин

Протромбин переходит в активный фермент тромбин под влиянием

тромбокиназы, содержащейся в тромбоцитах и освобождающейся из них

при разрушении кровяных пластинок, и ионов кальция (I фаза). Затем под

влиянием образовавшегося тромбина фибриноген превращается в фибрин

(II фаза). Сравнительно простая по своей сути теория Шмидта–Моравица

в дальнейшем необычайно усложнилась, обросла новыми сведениями,

«превратив» свертывание крови в сложнейший ферментативный процесс.

Современные представления о свертывании крови

При повреждении кровеносного сосуда кровотечение может продолжаться

различное время. Если сосуд небольшой, то кровотечение быстро прекра-

щается, происходит гемостаз. Выделяют 4 фазы гемостаза.

П е р в а я фаза – сокращение поврежденного сосуда.

Вторая фаза – образование в месте повреждения рыхлой тромбоци-

тарной пробки, или белого тромба. Имеющийся в участке повреждения

сосуда коллаген служит связующим центром для тромбоцитов. При агрега-

ции тромбоцитов освобождаются вазоактивные амины, например серото-

нин и адреналин, а также метаболиты простагландинов, например тром-

боксан, которые стимулируют сужение сосудов.

Т р е т ь я фаза – формирование красного тромба (кровяной сгусток).

Ч е т в е р т а я фаза – частичное или полное растворение сгустка.

Различают три типа тромбов, или сгустков. Белый тромб образуется из

тромбоцитов и фибрина; в нем относительно мало эритроцитов. Формиру-

ется он в местах повреждения сосуда в условиях высокой скорости крово-

тока (в артериях). Второй вид тромбов – диссеминированные отложения

фибрина в очень мелких сосудах (в капиллярах). Третий вид тромбов – крас-

ный тромб. Он состоит из эритроцитов и фибрина. Морфология красного

тромба сходна с морфологией сгустков, образующихся в пробирке. Крас-

ные тромбы формируются in vivo в областях замедленного кровотока при

отсутствии патологических изменений в стенке сосуда или на измененной

стенке сосуда вслед за инициирующей тромбоцитарной пробкой.

Установлено, что в процессе свертывания крови участвуют компоненты

плазмы, тромбоцитов и ткани, которые называются факторами свертыва-

ния крови. Факторы свертывания, связанные с тромбоцитами, принято

обозначать арабскими цифрами (1, 2, 3 и т.д.), а факторы свертывания,

находящиеся в плазме крови,– римскими цифрами (I, II, III и т.д.).

Факторы плазмы крови

Фактор I (фибриноген) – важнейший компонент свертывающей системы

крови, так как биологической сущностью процесса свертывания крови

является образование фибрина из фибриногена. Фибриноген состоит из

3 пар неидентичных полипептидных цепей, которые связаны между собой

дисульфидными связями. Каждая цепь имеет олигосахаридную группу.

Соединение между белковой частью и углеводными компонентами осуще-

ствляется посредством связи остатка аспарагина с N-ацетилглюкозамином.

Общая длина молекулы фибриногена 46 нм, мол. масса 330000–340000.

Синтезируется данный белок в печени, концентрация его в плазме крови

человека составляет 8,2–12,9 мкмоль/л.

Фактор II (протромбин) является одним из основных белков плазмы

крови, определяющих свертывание крови. При гидролитическом расщепле-

600