Фетален хемоглобин и хематокрит

Това е рисунка на майка и малък фетус (ембрион). Докато фетусът все още е свързан с пъпната връв, всичко, което получава, идва от майката. Тя контролира всички хранителни вещества и кислород, които отиват в бебето. Ако разгледаме само кислорода, има няколко интересни начина, по които бебето, този малък фетус вдясно, получава възможно най-много кислород от майка си. Защото фетусът, да не забравяме, се опитва да порасне. И иска да се подсигури, че всичките му тъкани, които растат и се развиват, ще имат достатъчно кислород. Ето няколко от триковете му. Първият начин – ще го илюстрирам, като разгледаме една епруветка с кръв. Ако разгледаме една епруветка с кръв от майката, и я сравним с проба с кръв от бебето... Ще ги нарисувам еднакви на ширина и дължина. Това са двете епруветки. Ще взема малко кръв от майката и ще я центрофугирам в тази малка епруветка. След това ще направя същото и с кръв от бебето. Ще взема малко кръв и ще я центрофугирам, в следствие на което кръвта ще се раздели на няколко слоя. Ще получим три различни слоя. Първият слой ще бъде нещо такова. Това се нарича кръвна плазма. Следващият слой отдолу е тънък слой от бели кръвни клетки и тромбоцити. И най-отдолу е слоят от червени кръвни клетки. Запомни, че червените кръвни клетки са тези, които съдържат хемоглобин. Те са тези, които движат кислорода насам-натам. При майката този червен слой възлиза на около 35% от общия обем. Тоест, това цялото ще бъде 100%. Тоест, това цялото ще бъде 100%. И от него, само малко над 1/3, или 35%, е този червен слой на дъното. Това е слоят с червени кръвни клетки. Наричаме това съотношение хематокрит. Това е хематокритът на майката. Това е обичаен процент за бременна жена. Хематокритът варира в зависимост от пола и от възрастта. Но за бременна жена 35% е често срещана стойност. Сега да видим епруветката с кръв от бебето. Ще нарисувам ориентировъчно как ще изглежда кръвта при бебето. При бебето плазмата представлява по-малък дял от общия обем. Този слой ще бъде по малък. Следващият слой, белите кръвни клетки, е така или иначе малък процент. Няма да се промени драстично. Последният слой е пак слоят с червени кръвни клетки. Този слой заема около 55%. Малко не отговаря на рисунката, но това е процентът за този слой. Около 55%. Тук хематокритът е много по-висок. Какво означава това, че хематокритът е по-висок при бебето, около 55%? Това означава, че бебето всъщност има повече червени кръвни клетки от майката в еднакъв обем кръв. И тези червени кръвни клетки ще пренасят повече кислород. Защото това е частта от кръвта, която ни интересува, що се отнася до преноса на кислород. Това е един от триковете за получаване на повече кислород. Просто казано, имаме повече от червените кръвни клетки в определен обем кръв. Количеството на червени кръвни клетки е по-голямо при фетуса. Това е един от триковете. Когато казвам трик, това имам предвид. Какъв друг трик, или стратегия да го кажа с друга дума, бебето или фетусът може да измисли, за да получи повече кислород от майка си? Досега гледахме на количеството, сега да погледнем на типа. Имам предвид да помислим специално за типа на хемоглобина. Знаем, че при възрастните хемоглобинът е изграден от четири части. Ще нарисувам хемоглобин на възрастен тук в лявата част. И ще запиша хемоглобин при възрастен. Hb за хемоглобин и А (от англ. "Adult") за възрастен. Ще напиша "Възрастен" тук, за да е по-лесно да следим кой кой е. Има повече от един тип хемоглобин при възрастните. Има един главен, и ще нарисувам него. Но има и други видове при възрастните. Главният, както казах, е този. Състои се от няколко алфа субединици. Това е белтъчен пептид. Наричаме го алфа. И няколко бета субединици. Те са малко по-различни от алфа единиците. Съотношението е 2 на 2. Всеки хемоглобин има четири субединици. На рисунката се вижда, че имаме по два от всеки тип. Сега, откъм страната на фетуса имаме нещо по-различно. Също имаме хемоглобин, Hb. Отбелязвам с "F", защото се отнася за фетуса. Както и при възрастните, фетусът има няколко типа хемоглобин, но главният е HbF. Този тип също има алфа субединици, и пак са две, както при HbA. Но вместо бета единици, фетусът има тъй наречените гама единици. Това е гръцката буква за гама. Кислородът ще се свърже и с двата типа хемоглобин. И при възрастните, и при фетуса се свързват с четири молекули кислород. Ще нарисувам четири кислорода тук. Разбираш идеята. Вътре в червените кръвни клетки има малка молекула. Ще я нарисувам, за да ти стане по-ясно. Тази молекула има три въглерода. Ще ги номерирам с 1, 2, 3. Като въглерод 2, ето този тук е свързан с кислород. А този кислород е свързан с фосфат. Запомни, фосфатът обикновено има пет връзки. Ще ти покажа как изглежда тази молекула. Ще ти покажа как изглежда тази молекула. Същото се случва и при третия въглерод. Тази молекула, която съществува в червените кръвни клетки, изглежда така. Има няколко фосфата. А от номер 1 излиза нещо такова. Това е малката молекула. Нарича се... пробвай да отгатнеш как се нарича? Нарича се 2,3 – идва от тези 2 и 3 на рисунката. "Бис-" защото има два фосфата. Бисфосфоглицерат. Бисфосфоглицерат. Това е бисфосфо. А глицерат се отнася до тази част тук. Това ограденото е частта, за която говорим, когато казваме глицерат. И така, бисфосфоглицерат. И така, бисфосфоглицерат. И 2,3-бисфосфоглицерат обикновено се съкращава до 2,3-BPG. Защото хората не обичат да казват цялото дълго нещо. Употребява се 2,3-BPG. Това представлява тази молекула. Тази молекула 2,3-BPG е вътре в червената кръвна клетка. И всъщност помага на червената кръвна клетка да отделя кислорода. Начинът, по който го прави, а тя е много малка молекула – ще я нарисувам. Вече имаш идея как изглежда цялата ѝ структура. Ще я нарисувам само като жълта точка. Това е същото нещо. Ще сложа и знак за равенство. Точката е същото като молекулата. Тази малка молекула ще отиде и ще се свърже по средата тук. Предпочита да се свързва с бета субединиците. Бета субединиците са с такава форма, че тази молекула да се свързва лесно с тях. Седи си много удобно между всички четири субединици, бета и алфа. Когато се свърже там, всъщност променя конфигурацията на молекулата. Променя я така, че тези атоми кислород искат да се махнат. Това, което прави, е да улесни кислорода да се освободи от хемоглобина. Когато тази молекула се появи сега при фетуса и се опита да се свърже, познай какво се случва? Тези гама субединици ѝ казват: Разкарай се! Разкарай се! Те не искат да се свържат с 2,3-BPG. Не са с правилната форма за целта. И казват на тази молекула да се махне. Тази молекула не се връзва лесно с хемоглобин F. В резултат на това тези молекули хемоглобин не губят толкова лесно кислород, както хемоглобин А при възрастните. Защо тогава изобщо имаме молекула 2,3-BPG наоколо? Какво би правила тук? Интересното е, че нивата на 2,3-BPG се повишават в ситуации, където има нужда от повече кислород. Да кажем, че постоянно не ти достига кислород. Каква би била такава ситуация, при която постоянно не ти достига кислород? Да речем, че живееш на върха на Хималаите. Надморската височина е толкова голяма, че в самия въздух няма много кислород. В този случай тъканите ти винаги, или хронично, са с недостиг на кислород. Друга ситуация е да речем, че имаш заболяване на белите дробове. Имаш някакъв проблем или болест на дробовете. Това заболяване е хронично и постоянно имаш проблем с доставянето на кислород в кръвта. Отново тъканите страдат от недостиг на кислород В този случай червените кръвни клетки ще създадат повече от 2,3-BPG. Или последен случай, ако имаш анемия. Вероятно нямаш достатъчно червени кръвни клетки да циркулират в тялото. Ако страдаш от анемия, тъканите не получават достатъчно кислород. При тази ситуация също може да има по-високи нива на 2,3-BPG. Основната функция на 2,3-BPG е да подсигури отделянето на кислород от хемоглобина. И в случай че имаш тъкан, която много се нуждае от него, за да се достави по-лесно въпросният кислород. Връщайки се на триковете на фетуса, виждаш, че плодът има различен тип хемоглобин от този при възрастните. Нека нарисувам една диаграма с криви. За да видиш нагледно до какво води тази разлика. Ще направя една графика. Това ще показва парциалното (частичното) налягане на кислород, ето по тази ос. Това ще е О2 или наситеност с кислород, показващо колко от тези места в хемоглобина са заети. По тази ос ще се покачва нагоре. Нека започнем с кривата за майчиния хемоглобин или при възрастен. Има S-образна форма заради кооперативността, за която сме говорили преди. Това ще е хемоглобинът при възрастни, или хемоглобин А. Ако имам много високи нива на 2,3-BPG, нека нарисувам как ще изглежда кривата. Имаме ситуация, където има високи нива на 2,3-BPG. Може да е някоя от гореизброените причини. Живееш на висока планина, или имаш хронично заболяване на белите дробове или анемия. Ако имаме една от тези ситуации, нивата на 2,3-BPG са много по-високи от обичайните. Кривата ще изглежда ето така. Кривата на свързването с кислород, или О2-наситеността, се премества надясно по оста. Наричаме това отместване надясно, защото изглежда все едно е отместена кривата. Ако вземем където и да е точка, примерно точка ето тук и същата точка ето тук, имаме едно и също парциално налягане на кислород, което се отбелязва тук долу на оста. При едно и също парциално налягане на кислорода кривата ми е по-ниско, което означава по-малко кислород, свързан с хемоглобин в присъствие на 2,3-BPG. Това има смисъл спрямо това, което казахме, защото молекулата помага да се освободи по-лесно кислород. А ако имаме обратната ситуация? Ако нарисувам крива като ей тази? Това е ситуация, при която имаш ниски нива на 2,3-BPG. Е, при ниски нива на 2,3-BPG ще видиш, че така нарисувана кривата има смисъл. Защото внезапно тази молекула я няма наоколо. Не помага да се отделя кислородът по-лесно. Естествено кислородът ще остава свързан с хемоглобина. И при същото парциално налягане на кислород повече хемоглобин ще остава свързан с кислород. Да помислим отново за случая с феталния хемоглобин. Припомням, че феталният хемоглобин има тази гама субединица. И тази гама не харесва 2,3-BPG. И не се свързва с нея. Казва ѝ да се разкара. Разкарай се. По тази логика, както съм нарисувал кривата за ниско ниво на 2,3-BPG, ще я изтрия, защото показва същата ситуация, както и при фетуса. Тази крива показа точно и феталния хемоглобин. Това е кривата, показваща хемоглобин F. Ако погледнем, цялата тази крива изглежда отместена наляво по оста. Цялата тази крива показва, че тези молекули хемоглобин не се свързват лесно с 2,3-BPG, и в следствие на това цялата крива се отмества наляво спрямо синята и бялата криви. От тези двете криви, бялата и червената, бялата представлява майката. А червената крива представя бебето. Ако погледнем бялата крива и точката, където около половината молекули хемоглобин са свързани с кислород, ще бъде някъде тук. Някъде по средата на кривата. Имам предвид, че е 50% нагоре по тази ос. Имаме 50% от молекулите хемоглобин свързани с кислород, когато налягането на кислорода, парциалното налягане, е около 27. При фетуса същата точка на достигане на 50% наситеност се достига при парциално налягане около 20. Интересен случай. При по-ниско парциално налягане бебето, или фетусът, успява да постигне същото нещо, което възрастният успява само при високо съдържание на кислород в околната среда или в кръвта. Тези стойности се наричат р50. Ако видиш някъде p50 като термин, запомни, че при хемоглобин F p50 е по-нисък от този на хемоглобин А. И това са точно цифрите 20 срещу 27. Това са двата трика на фетуса. Единият е количеството хемоглобин, или червени кръвни клетки във фетуса. А другият е типът хемоглобин. Хемоглобин F се свързва по-здраво с кислород и има по-ниско p50.