Что такое гемоглобин и какова его роль в организме
Высокомолекулярное органическое вещество, насыщенное железом – это гемоглобин, который, по сути, является белком животных, имеющих систему кровообращения. В организме человека это железосодержащее вещество находится в цитоплазме красных кровяных клеток (эритроцитов), его синтез происходит в костном мозге. Гемоглобин придает эритроцитам красный цвет. Роль клеток, содержащих атом железа, заключается в насыщении кислородом тканей и органов и удалении из них продуктов метаболизма (углекислого газа).
Помимо транспортировки кислорода, участвуя в процессе дыхания, высокомолекулярное вещество выполняет буферную функцию, которая заключается в поддержании постоянства кислотно-основного равновесия кровеносной системы. Гемоглобиновая буферная система является одной из самых мощных в организме, занимая почти четверть всей буферной емкости (совокупности всех живых клеток плазмы и крови).
По своему строению гемоглобин относится к классу хромопротеинов (сложных белков, состоящих из простого белка и небелкового компонента). Вне эритроцитов этот сложный белок представляет собой высокотоксичное вещество и попадание его в плазму крови приводит к тканевой гипоксии. Дефицит или избыток этого элемента в крови является патологией и требует соответствующего лечения. Для контроля уровня железосодержащего белка следует периодически сдавать анализ крови.
Гемоглобин и его функциональное предназначение
Гемоглобин – это важная составляющая эритроцита, конфигурация которого представляет собой белок сложной микроструктуры. Главными составляющими пигмента крови являются элементы белка и железа. Железосодержащий белок за счёт своей сложной структурной системы выполняет важную функцию, а именно транспортирует кислород по всему организму, доставляя его к каждой клетке органа, обеспечивая их нормальную дееспособность. Параллельно с поставкой кислорода, эритроцитные элементы осуществляют буферизацию токсичного углекислого газа и отрицательных компонентов метаболизма.
О количественных значениях пигмента в крови можно узнать, сдав жидкость на общий анализ в любой медицинской лаборатории. Изменения значений в сторону понижения или повышения преимущественно свидетельствуют о наличии явных или скрытых проблем со здоровьем пациента. Уровень гемоглобина является своеобразным лакмусом здоровья людей, его значительные отклонения от стандарта должны стать поводом для дополнительных исследований с целью выявления причины такого инцидента и своевременного начала её устранения.
Рассмотрим дальше, какой показатель пигмента считается стандартным для разных возрастных категорий, а также его предельные колебания в пределах нормы, которые зависят от половой принадлежности, сферы деятельности и гормонального фона человека.
Норма гемоглобина
Точную информацию о количестве белка группы хромпротеинов в составе крови можно получить, только сдав необходимые анализы. При расшифровке результатов диагностики следует иметь в виду, что уровень железосодержащего вещества может меняться на протяжении жизни. На показатели влияют такие факторы, как возраст, качество питания, вредные привычки, физическая активность. Гемоглобин в анализе крови у новорожденного очень высокий и ему отведен специальный термин – фетальный. К первому году жизни ребенка фетальный белок полностью разрушается и замещается взрослым.
Показатели гемоглобина у мужчин выше, чем у женщин, что объясняется стимулирующим действием мужского гормона тестостерона на процесс образования крови. Установленными нормальными значениями являются следующие:
Нижний предел г/л | Верхний предел г/л | |
Мужчины | 120 | 180 |
Женщины | 120 | 150 |
Беременные женщины | 110 | 155 |
Дети 1-3 день жизни | 145 | 225 |
Дети 3-6 месяцев | 95 | 135 |
Дети от 1 года до 18 лет | Постепенное увеличение до показателей, как у взрослых |
Виды свободного гемоглобина
Основная масса свободного гемоглобина концентрируется в печени человека, остальное количество находится в плазме. Выделяется два вида такого белка:
- Фетальный. Диагностируется только в крови новорожденных малышей. К 10–12 месяцам его структура меняется на обычную, снижается концентрация с 80% до 1%.
- Гликированный. Белок формируется при связке с молекулами глюкозы. По его количеству в анализе врачи могут с высокой точностью выявить сахарный диабет на ранней стадии.
На уровень гемоглобина влияет не только возраст пациента: в течение суток он меняется на 5–6%, реагирует на недосыпание, жирную или сладкую пищу, стрессовое состояние человека. Но показатель не используется при комплексной диагностике хронических болезней.
Важно! Уровень свободного гемоглобина показывает, насколько слажено и правильно работают органы и системы пациента. Он помогает выявить скрытые воспаления и нарушения внутрисосудистого гемолиза, патологии сердечного клапана, атеросклероз.
Степени анемии
Снижение концентрации железосодержащего белка в крови называется малокровие или анемия. Это состояние характеризуется уменьшением количества эритроцитов и проявляется в специфических симптомах. Как самостоятельное заболевание анемия не рассматривается – она является одним из признаков патологических процессов, происходящих в организме. Для применения в клинической практике малокровие по степени выраженности снижения уровня гемоглобина классифицируется на следующие группы:
Легкая | Средняя | Тяжелая | |
Уровень (г/л) | До 90 | 70-90 | Менее 70 |
Степень выраженности симптомов | Слабая | Умеренная | Сильная |
Симптоматика | Общая слабость, повышенная потливость, перманентное чувство усталости, эмоциональный упадок | Головные боли, головокружение, повышенная сухость и шелушение кожных покровов, трещины в уголках губ, сонливость, постоянная усталость, аритмия, боли в сердце, одышка, нарушение пищеварения | Потеря сознания, алопеция, бледность кожных покровов, изменение структуры ногтей, разрушение зубной эмали, онемение конечностей, нарушение вкусовых и обонятельных ощущений |
Пациенты, страдающие анемией, зачастую не подозревают о наличии заболевания и списывают повышенную утомляемость на стресс или недостаток сна. Обращение за врачебной помощью происходит только на третьей стадии болезни, когда появляются ощутимые проблемы с сердцем. Преуменьшение опасности малокровия может привести к тяжелым последствиям, поэтому анализ на гемоглобин относится к самым важным лабораторным исследованиям.
Нормы свободного гемоглобина для детей
В первые месяцы жизни уровень свободного гемоглобина в крови грудничка превышает 80% от общего показателя. Это связано с быстрым метаболизмом, усиленной работой почек и системы кроветворения, которая перестает зависеть от материнской. Нормальным считается показатель:
- первая неделя до 230 г/л;
- до 6 месяцев понижение до 140 г/л;
- в год после рождения 145–160 г/л.
Кроме возрастных норм, во внимание следует принимать особенности питания, введение или отсутствие прикорма. При анемии у малышей замедляется рост и развитие, плохо набирается вес, ребенок становится более раздражительным и плаксивым. В период полового созревания на уровень начинает влиять и пол, гормональные особенности.
Способы определения уровня гемоглобина
Анализ крови на гемоглобин является одним из самых массовых ввиду его важности для диагностической практики. Определение железосодержащего белка происходит путем анализа его производных, образованных в процессе реакций окисления и присоединения других химических элементов. Методы сапониновый, Сали, химический, спектрофотометрический, хоть и имеют высокую точность, но для рутинных лабораторных исследований не применяются ввиду трудоемкости и дороговизны процесса.
Появление современного диагностического оборудования существенно упростило проведение анализов. Применяемые сейчас методы простые и быстрые в исполнении. Основными способами определения содержания важного элемента в крови являются:
- колориметрические (гемихромный, калибровочный, гемиглобинцианидный) – заключаются в добавлении к крови химических веществ и определении количества искомого вещества по интенсивности окраски полученного состава, достоинством этой группы методов является доступность, недостатком – вероятность погрешности;
- газометрические – основаны на окислении биологического материала химическими элементами в щелочной среде и измерении количества выделяемой окиси углерода, способ отличается высокой точностью, но сложностью и длительностью расчетов;
- выявление количественного содержания железа в молекуле белка – применение специфических реагентов (кислот, аминокислот) для придания характерного ультрафиолетового спектра поглощения и выявления содержания железа с помощью спектрофотометра, метод дает точные результаты, но занимает много времени.
Методы измерения гемоглобина в крови
Для измерения показателя в крови используют несколько колориметрических способов:
- Гемиглобинцианидный.
- Гемихромный.
- Метод Сали.
- Аммиачный.
После любого из методов используют полуавтоматический анализатор, измеряющий спектр длины волны молекулы гемоглобина.
Автоматические методы не смогут распознать нарушения состава крови, но исключат ошибки в подсчёте параметров. Ручной метод используется с применением реактивов и биологической жидкости и способен определить лишь наличие или отсутствие клеток.
Гемиглобинцианидный метод
Гемоглобин имеет много форм, что затрудняет измерение его длины волны. Чтобы сделать процедуру проще, этот показатель переводят в метгемоглобин. Для точности результата используют специальное оборудование: мерные пробирки, фотоэлектроколориметр, трансформирующий раствор. Нормальный показатель длины волны – 540 нм, в этом диапазоне и работает прибор. Расчёты производят по формуле, а итоговый показатель переводят в граммы на литр (г/л).
Интересный факт! Этот метод применяется для определения уровня гемоглобина все реже, в связи с опасностью для лаборантов, так как реактив может вызвать ожоги кожи и слизистых.
Гемихромный метод
С помощью безопасных специальных реактивов гемоглобин переводят в циангемоглобин. Для этого используют SDS, соли жирных кислот, четвертичный аммоний. В результате образуется гемихром, который также измеряется методом колориметрии в фотометре, при длине волны 540 нм. В конце также используют формулу для расчёта и переводят единицы измерения в г/л.
Плюсом такого метода можно назвать быстроту реакции и получение результата за считанные минуты. Лаборатории часто применяют этот метод с использованием реактивов Ольвекс. Они полностью безопасны, долговечны и экономичны.
Метод Сали
Более устаревший способ анализа, который используют редко. Принцип заключается в добавлении в биоматериал хлористоводородной кислоты, что помогает перевести гемоглобин в солянокислый гематин. Далее добавляют дистиллированную воду до коричневой окраски и сравнивают цвета с контрольной пробиркой. Отметка на пробирке указывает на количество вещества в 100 г крови. Для получения результата в литре показатели умножают на десять и вычисляют показатель с помощью пропорции.
Аммиачный метод
Этот метод основан на предыдущих, только в качестве раствора используют аммиак 0,04%. Пробу настаивают для перехода всех форм гемоглобина в одну. Далее рассчитывают результат с помощью фотометра при длине волны 543 нм. Наиболее точным считается гемихромный метод. Таким образом можно исключить риск ошибки, так как все расчеты ведут, основываясь на показателях прибора. Кроме того, этот способ наиболее безопасный и не несет вреда для лаборантов.
Гемоглобин — это важный показатель для врача и пациента. С помощью такого анализа можно судить о наличии заболевания, кровотечения и состояния сердечно-сосудистой системы. Важно проводить анализ с целью профилактики, чтобы не допустить анемию или патологическое превышение показателя. Полученные данные лаборатории должны быть интерпретированы врачом. Только так можно избежать осложнений заболеваний и получить правильное лечение.
Правила сдачи анализа
Ввиду того, что кровь на гемоглобин, как самостоятельный анализ, назначается редко (чаще при сдаче общих анализов), требуется предварительная подготовка. Пациенту рекомендуется соблюдать ряд правил для того чтобы результаты анализов не были искажены нетипичной реакцией организма (например, на пищевые раздражители, лекарства, физическую нагрузку). Основные требования к подготовке заключаются в следующем:
- за день до сдачи анализов воздержаться от интенсивных занятий спортом;
- исключить из рациона сладкую и острую пищу;
- в течение 3-4 дней до сдачи воздержаться от приема лекарственных средств;
- кровь сдается утром натощак (в день сдачи можно пить чистую воду);
- за час до сдачи анализа не курить.
Если же другие показатели не важны и значимым является только определение содержания белкового вещества, предварительная подготовка не требуется, так как количество белка за короткий промежуток времени не изменится, даже под воздействием внешних и внутренних факторов. Процедура заключается в проколе пальца и заборе небольшого количества крови, после чего материал передается в лабораторию для исследования. Результаты будут готовы через 1-2 дня.
В некоторых случаях определение количества железосодержащего белка не имеет диагностического значения и требуется определение его качественного состава. Важным анализом при подозрении на сахарный диабет является определение уровня гликозилированного (гликированного) гемоглобина, т.е. части белка, связанного с глюкозой. Этот показатель измеряется в процентном соотношении и показывает среднее количество глюкозы в организме за 100-120 дней. Сдача крови на гемоглобин этого типа происходит путем забора материала из вены и не требует особой подготовки.
Уровень свободного гемоглобина у взрослых
У людей старше 18 лет показатель не зависит от возраста, остается относительно стабильным при отсутствии проблем со здоровьем. Но при любых диетах, нарушениях режима дня он не должен превышать 2–4% от общего гемоглобина. Если белок проникает в плазму, у человека уменьшается количество эритроцитов, меньше кровяных телец участвует в процессе кислородного обмена.
Основная сложность при диагностике уровня свободного гемоглобина – для его определения требуется специальный комплексный анализ. Методы Бинга и спектрофотометрии предполагают выделение белков из плазмы, исследование сывороточного альбумина и холестерина. Сравнение таких показателей в динамике используется при подозрении на инсульт, инфаркт миокарда.
Нормальные показатели для женщин
Для женщины среднего возраста и комплекции нормальным считается показатель 120–150 г/л. При ежемесячной менструации он падает до 110 г/л, но быстро возвращается в норму, не требует приема специальных препаратов или витаминов. Отклонения встречаются в следующих ситуациях:
- курение;
- гормональный сбой на фоне патологий репродуктивной системы;
- менопауза;
- строгие диеты;
- физическое переутомление.
При беременности уровень свободного гемоглобина падает: организм женщины старается «задействовать» все белки в переносе кислорода. Врачи строго контролируют этот показатель, чтобы не допустить гипоксии плода, патологий развития нервной системы. Но и превышение нормы в 140 г/л несет опасность тромбоза, варикозного расширения вен, тромбоэмболии легких во время родоразрешения.
Причины пониженного гемоглобина
Низкая, относительно нормальных значений, концентрация железосодержащего белка называется олигохромемия (другие термины – гемоглобинопения, железодефицитная анемия). Причиной гемоглобинопении часто являются заболевания или патологические изменения в организме. Наряду с болезнями железодефицитную анемию может спровоцировать несбалансированное питание или вегетарианство. Основными причинообразующими факторами пониженного уровня гемоглобина являются:
- острые кровопотери;
- внутренние кровотечения;
- наличие новообразований (опухолей);
- аутоиммунные заболевания;
- поражения костного мозга;
- продолжительное поражение организма инфекциями или паразитами (гепатит, пневмония, туберкулез, гельминтоз и др.);
- патологические изменения состава крови;
- нарушения выработки гормонов (щитовидной или половых желез);
- неспособность организма усваивать железо;
- нехватка витаминов группы В (являются катализатором синтеза железа);
- прием некоторых лекарственных средств;
- строгая диета, длительное голодание;
- частое употребление кофе (происходит торможение процессов усвоения железа);
- злоупотребление алкоголем.
Последствия пониженного гемоглобина
Белок, содержащий железо, выполняет ряд важных функций в организме, и снижение его нормального значения приводит к нарушению работы всех систем, органов и тканей. Если анализы на гемоглобин показывают низкий его уровень – это свидетельствует о кислородном дефиците, последствия которого будут проявляться все сильнее при отсутствии предпринятых мер. Особую опасность снижение железосодержащего бека представляет для беременных женщин и маленьких детей. Критически низкий уровень этого элемента может спровоцировать преждевременные роды и даже вызвать гибель плода.
Последствия снижения белка, транспортирующего кислород, проявляются в симптомах гипоксии (кислородного голодания). На первой стадии изменения происходят в менее важных для жизни органах (кожа, ногти, волосы), организм перераспределяет запасы кислорода и пытается экономить энергию (упадок сил, обмороки). Если после этих признаков уровень белка не будет повышен, последствия могут быть такими:
- нарушение менструального цикла (у женщин);
- половая дисфункция (у мужчин);
- остановка умственного и физического развития (у детей);
- снижение иммунитета;
- анорексия;
- судороги нижних конечностей;
- нарушение функционирования легких, сердца, центральной нервной системы;
- летальный исход.
Как повысить
Тактическое лечение при сниженном уровне белка зависит от степени дефицита гемоглобина и заключается в выявлении и исключении причин снижения. При возникновении нехватки вещества вследствие несбалансированного рациона питания, повысить его уровень можно с помощью диеты. Но если отклонения от нормы вызваны другими факторами, возникает необходимость специализированного лечения с применением медикаментозных препаратов.
Для оптимизации питания при низком уровне железосодержащего белка следует знать, что железо (как белковый элемент) по скорости усвоения организмом подразделяется на два вида: гемовое (содержится в мясных продуктах) и негемовое (источник поступления – растительная пища). При употреблении в пищу мяса, усвоение железа составляет 20%, растительных продуктов – 6%. Диета для повышения уровня белка предполагает включение следующих продуктов:
- печень (отварная);
- овощи (свекла, морковь);
- сыры;
- желток;
- мясо (кролика, индейки);
- бобы, фасоль;
- лесные орехи;
- грибы;
- ягоды (малина, черника);
- фрукты (персики, абрикосы, яблоки).
Если корректировка питания по каким-либо причинам невозможна или не способствовала повышению уровня белка, назначается лечение с применением железосодержащих препаратов. Фармакологическая терапия должна проходить под контролем врача для выявления реакции организма пациента на принимаемые средства. Лечение происходит путем перорального приема таблеток или внутривенного введения препаратов (посредством капельниц или инъекций). Самыми популярными и часто назначаемыми средствами для повышения гемоглобина являются:
- Гемобин;
- Ферро-фольгамма;
- Мальтофер;
- Ировит;
- Феррум Лек;
- витаминные комплексы (Фенюльс, Нутримакс).
Норма для детей
У детей уровень Hb зависит от возраста. На первом году жизни происходит физиологическое снижение белка в крови, что является нормой для новорожденных.
Чтобы поддерживать уровень Hb в крови ребенка в норме, педиатр может назначать анализ крови 1-2 раза в год. А дети, имеющие в анамнезе заболевания крови, должны сдавать анализы более 3 раз в год.
Концентрация Hb в крови ребенка зависит от его возраста:
Возраст ребенка | Уровень Hb, г/л |
Новорожденый (1-2 дня) | 140-220 |
3-6 мес. | 100-140 |
3-6 лет | 140 |
6-12 лет | 160 |
Внимание! Нехватка Hb в детском организме может привести к задержке умственного и физического развития. Именно поэтому очень важно регулярно следить за уровнем Hb в первые месяцы жизни.
Причины повышенного гемоглобина
Если анализ на гемоглобин показывает высокое содержание этого элемента в организме – это не означает, что для беспокойства не причин. Слишком высокие показатели тоже свидетельствуют об отклонениях и могут быть признаками серьезных заболеваний. Так, возможными причинами отклонения от нормы уровня белка, содержащего железо, являются:
- нарушение соотношения между притоком и оттоком крови;
- изменения газового состава крови;
- врожденные заболевания сердечно-сосудистой системы;
- разрастание соединительной ткани легких патологического характера;
- непроходимость кишечника;
- дегидратация;
- системные онкологические заболевания;
- стрессовые состояния;
- длительный прием диуретиков.
К другим факторам повышения уровня железосодержащего белка относятся условия образ жизни. Категория людей, для которых высокий уровень гемоглобина является нормой, — это жители горных районов, спортсмены (велосипедисты, горнолыжники, сноубордисты), курильщики. Еще одной причиной повышения белка является резкое увеличение количества эритроцитов, что бывает при переливании крови.
Последствия повышенных показателей
Гиперхромемия (повышение уровня железосодержащего белка) не рассматривается в клинической практике, как самостоятельное заболевание, но она может носить патологический характер и привести к развитию таких заболеваний, как:
- стенокардия;
- острая ишемия миокарда;
- нарушение мозгового кровообращения;
- сосудистый атеросклероз;
- увеличение вязкости крови;
- повышенное тромбообразование (как следствие сгущения крови).
Гипергемоглобинемия, не являющаяся физиологической аномалией, а выступающая, как проявление какого-либо заболевания, проявляется в следующих симптомах:
- локальная гиперемия (покраснение отдельных участков кожи);
- частые головокружения;
- пересыхание слизистых оболочек, чувство жажды;
- эмоциональный дисбаланс, нарушение биологических ритмов организма (бессонница ночью, сонливость днем);
- боль в суставах и мышцах;
- слабость;
- проблемы с опорожнением кишечника (запоры).
Как понизить
Для приведения значений анализов к нормальным показателям следует выявить причину повышения уровня белка. После устранения причинообразующих факторов количество гемоглобина быстро нормализуется. Если выявить или исключить провоцирующие факторы не представляется возможным, основу лечения составляет диета, предполагающее ограничение или полный отказ от продуктов с высоким содержанием железа. Основные принципы питания для снижения уровня железосодержащего белка заключаются в следующем:
Продукты, от которых необходимо отказаться или максимально ограничить их употребление | Рекомендованные к употреблению продукты |
Мясо красных сортов | Белое мясо |
Печень | Нежирные сорта рыбы |
Субпродукты | Овощи, фрукты (зеленого цвета) |
Гречневая крупа | Каши (из круп, кроме гречневой) |
Выпечка, кондитерские изделия | Кисломолочные продукты |
Жиры (сливочное масло, маргарин, сало) | Сыр |
Консервы | Творог |
Алкоголь | |
Красные яблоки, гранаты |
На время применения терапевтических мер по снижению уровня белка следует отказаться от приема витаминных комплексов, биологически активных добавок. Также с целью предупреждения тромбоза не рекомендуется употреблять продукты, способствующие повышению холестерина. Специфических лекарственных средств, понижающих уровень гемоглобина, нет, но при необходимости врач может назначить профилактический прием антикоагулянтов (средств для разжижения крови – Гепарин, Антитромбин) и антиагрегантов (Ацетилсалициловая кислота, Курантил).
ГЕМОГЛОБИНЕМИЯ
ГЕМОГЛОБИНЕМИЯ
(
haemoglobinaemia
; гемоглобин + греч. haima кровь) — повышенное содержание свободного гемоглобина в плазме крови.
У здоровых лиц в плазме содержится лишь незначительное (1—4 мг%) количество свободного гемоглобина. Это гемоглобин, выделившийся из закончивших свой жизненный цикл эритроцитов. В плазме он связывается в основном гаптоглобином (см.), образуя гаптоглобин-гемоглобиновый комплекс, который затем разрушается в клетках ретикулоэндотелиальной системы — в основном в печени, костном мозге, селезенке. С мочой этот высокомолекулярный комплекс не выделяется. Другие белки плазмы также связывают как гемоглобин, так и его гемосодержащие метаболиты. Это плазменные белки: гемопексин, являющийся гемсвязывающим бета1-глобулином с высоким содержанием углеводов (в плазме ок. 100 мг%), и альбумин, образующий с гематином метгемальбумин.