Тема № 3. Дослідження кислотно-основного стану крові та дихальної функції еритроцитів. Патологічні форми гемоглобінів.
Мета заняття: Вміти аналізувати біохімічний склад крові та пояснювати діагностичну роль білків плазми крові, оцінити зміни показників кінцевих продуктів метаболізму в крові. Вміти проводити дослідження гемоглобіну, знати функцію гемоглобіну та його похідних, мати уявлення про гемоглобінопатії та їх розповсюдження.
Актуальність теми:Дихальна функція еритроцитів здійснюється за рахунокгемоглобіну. Завдяки здатності приєднувати кисень при його високому парціальному тиску і віддавати – при низькому молекула гемоглобіну виконує свою основну функцію транспортера кисню: приєднує його в капілярах альвеол легень та віддає тканинам у венозних капілярах. Крім транспорту кисню від легень до капілярів периферичних тканин, гемоглобін відіграє також суттєву роль у перенесенні до легень вуглекислого газу.
У діагностиці невідкладних станів важлива роль належить визначенню кислотно-основного стану, парціального тиску кисню та вуглекислого газу крові, стану буферних систем крові, іонного складу позаклітинної рідини, осмолярності біологічних рідин, дисоціації гемоглобіну тощо.
Конкретні завдання:
Ø Пояснювати механізм участі гемоглобіну в транспорті кисню і діоксиду вуглецю в легеневих капілярах та капілярах периферичних тканин.
Ø Класифікувати молекулярні форми гемоглобінів в еритроцитах здорової людини і пояснювати виникнення патологічних форм гемоглобінів, їх оцінка в діагностиці патологічних станів.
Ø Використовувати результати біохімічного аналізу крові для оцінки стану здоров’я людини, механізму регуляції та підтримки кислотно-основного стану.
Ø Знати молекулярні механізми виникнення патологічних форм гемоглобінів та зміну основних біохімічних показників крові для діагностики функціонального стану організму людини.
Теоретичні питання
1. Кров – внутрішнє середовище організму. Роль крові в підтриманні гомеостазу.
2. Склад крові, плазми, сироватки крові. Фізико-хімічні і біологічні властивості крові.
3. Об’єм крові, рН крові. Формені елементи крові: еритроцити, лейкоцити, тромбоцити.
4. Гемоглобін, його будова, властивості, види.
5. Патологічні стани гемоглобіну: гемоглобінопатії і таласемії.
6. Дихальна функція еритроцитів в легеневих капілярах та тканинах.
7. Ефект Бора. Залежність ступеня оксигенації від парціального тиску кисню. Крива дисоціації оксигемоглобіну.
8. Кислотно-основний стан. Регуляція рН рідин в організмі: порушення кислотно-основного стану: ацидоз метаболічний та респіраторний; алкалоз метаболічний та респіраторний. Механізми їх виникнення.
9. Роль нирок, органів дихання, тканин в регуляції кислотно-основного стану.
10. Буферні системи крові, їх види: роль буферних систем крові в підтриманні постійності рН крові;
11. Основні типи гіпоксії, механізм їх виникнення, методи діагностики:
12. Гіпоксія, викликана зниженням рО2 у повітрі, що вдихається;
13. Гіпоксія внаслідок розвитку патологічного процесу (легеневий тип, серцево-судинний, тканинний і немічний).
14. Гормони – регулятори осмотичного тиску крові. Роль системи ренін-ангіотензин у регуляції осмотичного тиску.
15. Гормональні механізми регуляції кислотно-основного стану.
16. Залежність біохімічних показників крові від метаболічних процесів в організмі.
Практична робота
Дослід 1. Виявлення оксигемоглобіну (НbО2)Fе2+.
Принцип методу. У разі отримання похідних гемоглобіну (окси-, карбокси-, метгемоглобіну) використовують їх властивості, зокрема те, що оксигемоглобін – нестійка сполука, карбоксигемоглобін – стійка сполука, метгемоглобін – утворюється під дією окиснювачів. Досліджують ці похідні методом спектрального аналізу. Пігменти крові вибірково поглинають промені світла певної довжини хвилі, світло, що проходить, дає характерні спектри поглинання.
Матеріальне забезпечення: спектроскоп, натрію дитіоніт, розчин крові.
Хід роботи: У мірний циліндр на 50 мл вливають 1 мл дефібринованої крові і розводять дистильованою водою до позначки. Відмічають колір розчину, відбирають у пробірку 10 мл розчину оксигемоглобіну і закріплюють у щілині спектроскопа. Під час розглядання в спектроскопі видно дві чіткі смуги поглинання в жовто-зеленій частині спектра. У 2-у пробірку відмірюють приблизно 10 мл оксигемоглобіну для отримання іншого похідного. Перша пробірка служить контролем для подальших досліджень.
Зробити висновок. Звернути увагу на те, що вивчення спектрів поглинання дає можливість виявити оксигемоглобін.
Дослід 2. Виявлення гемоглобіну (Нb)Fе2+.
Хід роботи: До розчину оксигемоглобіну в 2-й пробірці додають 2 –3 крупинки натрію дитіоніту Nа2S2O4 і обережно змішують. Відмічають зміну кольору. Розчин гемоглобіну обережно переливають із пробірки в пробірку для доступу кисню і переходу гемоглобіну в оксигемоглобін. Відмічають зміну кольору і перевіряють спектр поглинання. В спектроскопі видно широку полосу поглинання між Фраунгоферовими лініями Д і Е, характерними для оксигемоглобіну.
Зробити висновок. Звернути увагу на спектр поглинання гемоглобіну, який значно відрізняється від оксигемоглобіну.
Клініко-діагностичне значення. Концентрацiя гемоглобiну в кровi жiнок 120 – 140 г/л, а у чоловіків 130 – 140 г/л. Зменшення концентрацii гемоглобiну є основним показником при анемії. Рiвень зниження гемоглобiну у кровi залежить вiд форми анемiї.
Пiдвищення концентрацiї гемоглобiну в кровi спостерiгається при мiєлопролiферативних захворюваннях i симптоматичних еритроцитозах, що відмічається при рiзних станах.
У судовiй i клiнiчнiй медицинi широко використовують методи якiсного визначення гемоглобiну, проби Тейхмана, бензидинову, спектральний аналiз похiдних гемоглобiну.
У клiнiцi для дiагностики цукрового дiабету використовується рiвень глiкозильованого гемоглобiну. Глiкозильований гемоглобiн – це комплекс глюкози з мiнорною фракцiєю А гемоглобiну. В нормi його концентрацiя становить 5-7 % вiд загальної кiлькостi гемоглобiну.
Дослід 3. Визначення геміну (Fе3+).
Хід роботи:1. Визначення лужного геміну (ОН). До розчину оксигемоглобіну додають 2 – 3 краплі 5 % розчину натрію гідроксиду і нагрівають до зміни кольору. Спостерігають зникнення спектра оксигемоглобіну.
2. Визначення кислого геміну. До розчину оксигемоглобіну додають 2 – 3 краплі 5 % розчину хлоридної кислоти. Спостерігають зміну кольору і зникнення спектру оксигемоглобіну.
Зробити висновок. Звернути увагу на вплив кислот і лугів на властивості гемоглобіну.