41. Биологическая роль соединений железа. Гемоглобин

Железо - биогенный элемент, содержится в тканях животных и растений. Общая масса железа в организме взрослого человека примерно 5 г, что составляет 0,007%. Металлическое железо малотоксично, а соединения Fe (II), Fe (III) и Fe (VI) в больших количествах опасны для здоровья.

Миоглобин, цитохромы, каталаза обеспечивают клеточное дыхание.

Все эти белки состоят из собственно белковых частей и связанных с ними активных центров. Активный центр представляет собой макроциклическое комплексное соединение - гем. В качестве макроциклического лиганда выступает соединение - порфирин. Донорные атомы азота расположены по углам квадрата, в центре которого расположен ион Fe. В целом комплекс имеет октаэдрическую конфигурацию. Пятая орбиталь через азот аминокислоты (гистидина) используется для связи гема с белком.

Гемоглобин состоит из 4 белковых молекул (субъединиц), которые образуют единый макромолекулярный агрегат. Каждая субъединица по строению аналогична молекуле миоглобина. Таким образом, гемоглобин может одновременно связывать четыре молекулы О₂, а миоглобин - 1.

В тканях имеется также несколько негемовых железосодержащих белковых комплексов. Это, например, ферменты - оксидазы, а также белки - накопители (депо) и переносчики железа. Избыток железа переносится с кровью белком трансферрином и накапливается в виде белка ферритина в различных тканях и органах, особенно в печени, селезенке, костном мозге.

Ферритин состоит из 24 белковых молекул (субъединиц), которые образуют сферу диаметром 12-14 нм. Каждая субъединица содержит полость диаметром 7 нм, вмещающую до 4500 атомов железа. Таким образом, каждый агрегат ферритина может хранить запас примерно 100 000 атомов железа, обеспечивая многочисленные реакции метаболизма с участием этого элемента.

На основе законов химического равновесия нетрудно понять функционирование гемоглобина как переносчика кислорода от легких к тканям.

Гемоглобин без кислорода (дезоксигемоглобин) представляет собой слабую кислоту и его химическую формулу можно представить в виде HHb⁺. Присоединение кислорода сопровождается отщеплением протона и образуется оксигемоглобин HbO₂ . При этом имеет место равновесие:

HHb⁺ + O₂ → HbO₂ + Н⁺.

При поступлении бедной кислородом венозной крови в легкие, где парциальное давление кислорода велико (до 20 кПа), его растворимость возрастает согласно закону Генри. Это приводит в соответствии с принципом Ле Шателье к смещению равновесия вправо и образованию оксигемоглобина. Дополнительное смещение равновесия вправо обусловлено тем, что в легких значение рН повышено (до 7,5). В результате в легких дезоксигемоглобин практически полностью (до 97%) насыщается кислородом и переходит в оксигемоглобин. В капиллярах, пронизывающих периферические ткани, парциальное давление кислорода снижается до 5 кПа, а значение рН снижается до 7,2. В результате равновесие смещается влево. В оттекающей с периферии крови гемоглобин насыщен кислородом лишь на 65%.

Авторы: Дроздова М.В., Дроздов

<< Назад: Биологическая роль соединений марганца. Их применение в медицине

>> Вперед: Биологическая роль соединений железа. Моноксид углерода СО

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ География. Шпаргалка

▪ Право социального обеспечения. Шпаргалка

▪ Хирургические болезни. Конспект лекций

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Релиз мемристорных чипов отсрочен 19.07.2012 Представители HP объявили о переносе начала коммерческих продаж первых мемристорных чипов. Новый тип электроники выйдет на рынок не летом 2013 года, как обещали ранее, а в 2014. Мемристорный процессор от HP будет использовать фотоны для связи, электроны для вычислений и ионы для хранения данных. Новая технология в десятки раз увеличит производительность компьютеров и при этом на столько же снизит энергопотребление. В перспективе мемристоры полностью заменят современную флеш-память, а также изменят архитектуру персональных компьютеров. Задержку в выводе нового продукта на рынок в HP объяснили желанием продавать не процессоры, а готовые устройства с особенными возможностями. По мнению специалистов компании, реально еще по крайней мере 20 лет "игнорировать" закон Мура, т.е. каждые 18 месяцев удваивать производительность компьютеров без необходимости радикальных новшеств вроде квантовый или нейронных компьютеров. Как заявил профессор Калифорнийского университета и директор Института наносистем Калифорнии Пол Вайс, "в сравнении с электронами свет - гораздо более быстрый способ передачи информации. Однако длина волны света намного больше, чем размеры современных полупроводниковых структур. Поэтому до сих пор для работы со светом приходилось использовать громоздкие зеркала и призмы. Ученым удалось заменить это оборудование наноразмерными структурами, что позволит с высокой скоростью обрабатывать большие объемы информации".

Другие интересные новости:

▪ Автоматическое такси

▪ Портативные игровые консоли Aya Neo Air и Aya Neo 2

▪ Полностью твердотельный аккумулятор Samsung

▪ Любители кофе и чая различаются генами

▪ Сплющенная звезда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Перст Божий. Крылатое выражение

▪ статья Как хот-дог получил свое название? Подробный ответ

▪ статья Автоматчик токарных автоматов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Акварельные краски. Простые рецепты и советы

▪ статья Измеритель емкости конденсаторов с самокалибровкой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026