Обмен гемоглобина в организме человека состоит из двух процессов: из его синтеза и разрушения.
Процесс образования гемоглобина
Гемоглобин — это белок, который находится в клетках крови эритроцитах. Поэтому, в обычных условиях в здоровом организме гемоглобин производится там же, где образуются эритроциты. А эритроциты (в норме) образуются только в костном мозге.
И только при тяжелых анемиях, при выраженном недостатке эритроцитов и гемоглобина в организме эритроциты могут "рождаться" в других органах: в печени, в селезенке и лимфатических узлах.
Для синтеза гемоглобина необходимы следующие компоненты:
- железо
- глобин
- гем
О строении гемоглобина читайте в статье "Строение и функции гемоглобина".
Железо
Итак, обмен гемоглобина в организме человека начинается с всасывания из пищеварительного тракта в кровь железа. Для того чтобы организм мог синтезировать гемоглобин в достаточном количестве, он должен получать с пищей ежедневно 15-16 мг железа.
Железо всасывается в тонком кишечнике и, частично, в желудке. Но это только один источник железа.
Второй источник железа — это распавшиеся эритроциты. Эритроциты, как и всякие другие клетки, имеют определенный срок жизни. Прожив этот срок, они распадаются, а из распавшихся клеток освобождается железо.
За сутки из распавшихся старых эритроцитов освобождается около 26 мг железа и только 0,9 мг его выводится из организма. Остальное используется для синтеза нового гемоглобина.
Железо, попадая в кровь, с помощью специального транспортного белка переносится в костный мозг.
Учитывая особую важность гемоглобина, организм человека имеет постоянный запас железа. Только часть поступившего в кровь железа используется для синтеза гемоглобина. Большая его часть откладывается в печени и в селезенке "про запас". Эти органы — депо железа в организме человека.
Железо, предназначенное для хранения, соединяется с белком апоферритином. Образуется союз железа с белком или вещество ферритин. В таком виде и находится железо в печени и селезенке до того момента, когда возникнет в нем потребность.
Поэтому, в случае необходимости, организм может использовать и третий источник железа — запасы его, находящиеся в печени и селезенке.
Глобин
Глобин — это белковая часть молекулы гемоглобина. Синтезируется он из аминокислот, полученных с пищей и из тех, которые образуются при распаде эритроцита и гемоглобина.
Гем
85% синтеза гема происходит в клетках костного мозга. И только около 15% - в клетках печени.
Образование гема — это сложная цепь биохимических реакций. В результате этих реакций синтезируется протопорфирин, к которому присоединяется железо. А это уже готовый гем.
Процесс разрушения гемоглобина
Обмен гемоглобина в организме человека не ограничивается только его синтезом. Вторая часть этого процесса — разрушение гемоглобина.
Эритроциты живут 120 дней, после чего они подвергаются разрушению. При этом освобождается гемоглобин. Разрушение эритроцитов происходит в печени, селезенке и костном мозге.
От молекулы гемоглобина отсоединяется железо и белок глобин. И то, и другое почти полностью используется для синтеза нового гемоглобина и создания новых эритроцитов.
Процесс разрушения гема достаточно сложный, но для нас важно знать, что в результате этого разрушения образуется желчный пигмент биливердин.
С током крови биливердин попадает в печень, где восстанавливается до билирубина.
Билирубин — главный желчный пигмент человека. Образуется билирубин не только в печени, но и в селезенке. Но где бы ни образовался этот желчный пигмент, он обязательно вылавливается из крови клетками печени.
Клетки печени преобразуют и выделяют билирубин в желчные протоки, где он становится одним из компонентов желчи. (О составе и функциях желчи вы можете прочитать в статье "Функции желчи").
В составе желчи билирубин попадает в двенадцатиперстную кишку и дальше в тонкий и толстый кишечник.
В кишечнике он претерпевает ряд изменений и в конце концов выводится из кишечника во внешнюю среду вместе с калом.
Но, совершая долгое путешествие по кишечнику, измененный билирубин частично всасывается опять в кровеносное русло. Далее с кровью он попадает в почки, и выводится во внешнюю среду вместе с мочой.
Билирубин и те вещества, которые образуются из него: стеркобилиноген, стеркобилин, уробилиноген называются желчными пигментами. Именно они придают желто-коричневый цвет калу и моче.
Обмен гемоглобина в организме человека — процесс не только хорошо организованный, но и очень экономный. Ведь почти все, что получается при распаде состарившихся эритроцитов и гемоглобина, используется для синтеза нового гемоглобина.
Очень экономно расходуется железо и белки, входящие в состав гемоглобина. И только гем выводится из организма почти полностью.