Это изображение матери и маленького плода,
и это точка, где плод все еще связан с матерью
пуповиной, и все, что получает плод,
он получает от матери. Она контролирует все
питательные вещества и кислород, которые поступают ребенку.
С точки зрения кислорода, есть несколько интересных путей того, как ребенок (в нашем случае этот
маленький плод справа) может получить максимально возможное количество кислорода от матери.
Мы помним, что плод старается вырасти и хочет, чтобы
все растущие и развивающиеся ткани получали достаточно кислорода, что обеспечивается несколькими способами.
Способ 1. Я изображу его для вас на примере пробирки с кровью.
Рассмотрим одну пробирку с кровью от матери и сравним ее с пробиркой с кровью ребенка.
Я нарисую пробирки одинаковой ширины и высоты.
Вот эти две пробирки. Если бы сейчас я взял немного крови матери и центрифугировал ее в этой маленькой трубочке,
а затем сделал бы то же самое с кровью ребенка, взял немного крови ребенка и тоже центрифугировал,
то такая центрифугированная кровь фактически разделилась бы на части.
Мы бы получи три разных слоя.
Первый слой под названием плазма был бы таким.
Следующий слой, сразу под первым, это тонкий слой белых клеток крови и тромбоцитов.
И сразу под ним идет слой красных клеток крови.
Красные клетки крови - это клетки, содержащие гемоглобин.
Это единственные клетки, которые переносят кислород.
И у матери процент таких красных клеток крови составляет почти 35%.
Это означает, что если взять всю кровь за 100%, то только 1/3 или точнее 35% занимает нижний слой красных клеток крови.
Вот это слой красных клеток крови.
Назовем его гематокрит.
И так, это гематокрит матери, и это обычное значение для беременной женщины.
Значение гематокрита зависит от вашего пола (мужчина вы или женщина) и от возраста.
Но у беременной женщины он обычно составляет 35%.
Теперь перейдем к ребенку.
Давайте изобразим, на что же похожа кровь ребенка.
В крови ребенка меньшую часть занимает плазма,
поэтому здесь этот слой будет меньше. И следующий слой, слой белых клеток крови,
остается таким же маленьким и практически не меняется.
Последний третий слой - слой красных клеток крови.
Этот слой занимает почти 55%.
Надеюсь, я не ошибся, и он составляет почти 55%.
Поэтому здесь значение гематокрита намного выше, что же это означает?
Если у ребенка гематокрит выше, почти 55%, это означает, что у ребенка
больше красных клеток крови в соответствующем количестве крови, и эти красные клетки крови
могут принять больше кислорода, так как именно они, как часть крови,
его переносят.
Это и есть один из способов получения большего количества кислорода.
Просто большее количество красных клеток крови в заданном количестве крови. У ребенка увеличивается количество красных клеток крови,
вот один из способов, о которых я говорю.
Каков же другой способ или стратегия того, как ребенок или плод может
получить больше кислорода от матери?
Если мы подумаем о количестве, мы можем также подумать о типе.
Я имею ввиду тип гемоглобина.
Мы знаем, что взрослый гемоглобин бывает четырех типов.
Я напишу типы взрослого гемоглобина вот здесь, слева.
И так, взрослый гемоглобин.
"Hb" - гемоглобин, и "A" - взрослый.
Я напишу здесь взрослый, чтобы вы понимали, что к чему.
Типов взрослого гемоглобина несколько, но я изображу самый важный.
Есть еще несколько типов...
Этот, как я сказал, самый важный
состоит из нескольких альфа-субъединиц, пептидов,
которые в определенной констелляции называются альфа-субъединицами,
и нескольких бета-субъединиц,
которые немного отличаются от альфа-субъединиц.
Соответственно мы имеем соотношение 2 на 2, так как гемоглобин состоит из четырех субъединиц,
и здесь мы видим по 2 субъединицы каждого типа.
С точки зрения плода все выглядит немного иначе,
у нас есть гемоглобин, Hb,
но на этот раз F - фетальный,
фетальный гемоглобин также бывает нескольких типов,
самый важный из которых - HbF, который также состоит из альфа-субъединиц,
которых опять две,
но вместо бета-субъединиц он состоит из гамма-субъединиц.
Это греческая буква гамма.
Теперь кислород связывается обоими типами гемоглобина.
И взрослый, и фетальный гемоглобин может связаться с четырьмя молекулами кислорода.
Я нарисую здесь четыре молекулы кислорода, чтобы вы поняли мысль.
Внутри красных кровяных клеток есть маленькая молекула,
я нарисую ее для вас.
Эта молекула состоит из трех углеродов (я пронумерую их: один, два, три),
два из которых связаны с
кислородом, который в свою очередь связан с фосфатом.
Фосфат обычно имеет пять связей.
Я просто показываю вам, как выглядит эта маленькая молекула,
и тоже самое происходит со всеми тремя углеродами.
Вот так выглядит молекула внутри красной клетки крови,
у нее несколько фосфатом, которые образуют подобные связи, как показано в первом случае.
Эта маленькая молекула называется
(возможно, глядя на рисунок, вы уже догадались)
2, 3 (я имею ввиду эту 2 и эту 3)--
Ди (так как у нее два фосфата)
Ди-фосфо-глицерат.
И так, ди-фосфо и глицерат, который относится к вот этой части,
именно эту часть мы имеем ввиду, когда говорим глицерат,
поэтому Дифосфоглицерат.
Сокращенное название 2,3дифосфоглицерата -
2,3-ДФГ, так как
людям не нравится произносить его полное название.
Поэтому когда мы говорим 2,3-ДФГ, мы имеем ввиду именно эту молекулу -
2,3-ДФГ, которая находится внутри красных клеток крови и
фактически помогает красной клетке крови избавляться от кислорода.
Я нарисую, как эта маленькая молекула это делает.
Теперь, когда вы знаете ее состав, я просто нарисую желтую точку,
это та же самая молекула, поэтому я поставил между ними равно.
Эта маленькая молекула образует связь в середине красной клетки крови
с бета-субъединицами,
в реальности бета-субъединицы такой формы, что с ними очень легко образовать связь.
Эта молекула находится прямо между четырьмя субъединицами, бета- и альфа-,
и фактически она формирует конформацию или
или молекулярное изменение, после которого маленькие атомы кислорода, хотят выйти из ее состава.
Поэтому ее основная функция заключается в облегчении выхода кислорода из гемоглобина.
Теперь, когда эта молекула переходит на сторону плода и пытается образовать связь,
происходит так, что эти гамма-субъединицы практически начинают ей говорить: "уходи отсюда!"
Они не хотят связываться с 2,3-ДФГ.
Их форма не подходит для такой связи.
Они просто хотят, чтобы эта молекула исчезла.
Поэтому эта молекула не образует связи с гемоглобином F,
в результате чего, молекулы гемоглобина не теряют свой кислород
также легко, как гемоглобин А.
Тогда зачем нам здесь нужна молекула 2,3-ДФГ?
Что она здесь делает?
Интересно, что уровень 2,3-ДФГ повышается
при недостатке кислорода,
когда вам хронически не хватает кислорода.
Хроническая нехватка кислорода возникает, в таких ситуациях, как например,
когда вы на вершине Гималаев,
высоко над уровнем моря, где вы чувствуете повышенное давление воздуха над уровнем моря,
и при этом в самом воздухе мало кислорода.
В такой ситуации ваши ткани испытывают хроническую нехватку кислорода.
Еще одна возможная ситуация - болезнь легких.
Предположим, у вас проблема с легкими или болезнь легких, т.е. хроническая болезнь легких,
когда кислороду трудно попасть в кровь.
В этой ситуации тканям также не хватает кислорода,
поэтому в красных клетках крови повысится количество 2,3-ДФГ.
Наконец, это может быть анемия,
когда в организме мало циркулирующих красных клеток крови,
поэтому при анемии ткани не получают так много кислорода,
как им бы хотелось.
Опять же, в этой ситуации наблюдается увеличение числа 2,3-ДФГ.
Поэтому основная функция 2,3-ДФГ - попытаться обеспечить выведение кислорода из гемоглобина,
чтобы в случае, когда тканям действительно нужен кислород,
красные клетки крови могли действительно его легко предоставить.
Поэтому вернувшись к способу для плода,
мы видим, что гемоглобин плода отличается по своему типу от гемоглобина взрослого.
Я нарисую график, и вы увидите разницу.
Я изображу кривую,
но сначала маленький график.
Эта ось парциального давления кислорода,
и эта ось О2 или насыщения кислородом,
показывающая сколько пятен на гемоглобине он закрывает.
И так, кривая будет идти вверх таким образом.
Давайте начнем с того, что гемоглобин матери или взрослый гемоглобин,
как вы знаете, по причине кооперативности имеет S-образную форму,
мы говорили об этом ранее.
И так это будет гемоглобин взрослого, или гемоглобин типа А.
Также у нас есть достаточно большое количество 2,3-ДФГ.
Я изображу, как это могло бы выглядеть.
Предположим, у нас вот такой, достаточно высокий уровень 2,3-ДФГ,
что может быть вызвано одной из таких причин, как:
проживание в высокогорном районе, хроническая болезнь легких,
постоянная анемия, или любые другие ситуации,
и у нас высокий уровень 2,3-ДФГ, который превышает обычный,
в этом случае произойдет следующее: наша кривая
будет выглядеть вот так, кривая, показывающая связывание кислорода или насыщение кислородом,
которая сдвигается вправо.
Это называется сдвиг вправо, так как выглядит так, как будто кривая просто подвинулась.
И теперь в любой точке, скажем, я просто выберу любую точку,
и туже самую точку здесь.
Это одно и то же парциальное давление кислорода,
которое где-то здесь внизу.
И так, при том же самом парциальном давлении кислорода, моя кривая направляется вниз,
означая, что меньшее количество кислорода связано с гемоглобином в присутствии молекулы 2,3-ДФГ,
и это верно, так как известно, что эта молекула помогает гемоглобину избавиться от кислорода.
Что же произойдет при противоположной ситуации,
если я фактически удлиню эту кривую вот так.
Предположим это будет ситуация с низким уровнем 2,3-ДФГ.
И это верно, так как при низком уровне 2,3-ДФГ,
когда этих молекул нет, они не могут
помочь кислороду отделиться, поэтому кислород остается с гемоглобином,
и при том же самом парциальном давлении кислорода, большее количество гемоглобина будет связываться с кислородом.
Давайте вернемся к фетальному гемоглобину.
Помните, мы говорили, что фетальный гемоглобин состоит из гамма-субъединиц,
и гамма-субъединицы не любят молекулы 2,3-ДФГ, они с ними не связываются,
а только говорят: "уходи! исчезни!"
Учитывая, что я нарисовал эту кривую для низкого уровня 2,3-ДФГ,
я мог бы просто это стереть,
и сказать, что вот это ситуация в плоде.
Фетальный гемоглобин представлен этой кривой. Верно?
Это кривая гемоглобина F.
И если вы посмотрите на эту кривую, то увидите, что она сдвинута влево
Основная причина этого в том, что,
так как молекулы такого гемоглобина не образуют связи с 2,3-ДФГ,
то естественно эта кривая будет идти в противоположном от голубой кривой направлении.
Теперь посмотрите на обе эти кривые, белую и красную.
Белая кривая - кривая мамы, а красная - ребенка.
И если вы захотите найти на белой кривой точку, где почти
половина молекул гемоглобина связалась с кислородом, то она может быть прямо здесь,
означая, что пройдено пол пути,
фактически 50% всего пути.
И так, 50% молекул гемоглобина связалось с кислородом
при парциальном давлении кислорода, равном
27. Для плода та же самая точка 50% насыщения
достигается при парциальном давлении, равном 20.
Удивительно, что при более низком парциальном давлении кислорода
ребенок или плод способен выполнить ту же самую вещь, которую взрослый выполняет
исключительно при большем количестве кислорода в окружающей среде или крови.
Эти значения называются р50, и если вы видите этот термин
р50, вы теперь понимаете что гемоглобин F р50
ниже гемоглобина А р50,
так как фактически это 20 по сравнению с 27.
И так, мы узнали о двух способах, о которых говорили вначале, первый - количество гемоглобина
или красных клеток крови у плода,
и второй - тип гемоглобина и то, что гемоглобин F образует более крепкую связь с кислородом при более низком давлении p50.
~o0o~