Обмен сложных белков-хромопротеидов
Наиболее распространенными хромопротеидами в организме чело¬века являются гемоглобин (НЬ) эритроцитов и миоглобин (Mb) мышц.
Гемоглобин состоит из четырех субъединиц, каждая из которых в качестве простетической группы содержит гем (протопорфириновое коль¬цо, в центре которого находится атом железа). Белковая часть гемоглобина (глобин) состоит из различных полипептидных цепей: Hb A ("adult" -взрослый) содержит по две а- и Р-цепи, Hb F ("fetus" - плод) - аа- и уу-цепи. В зависимости от характера белковых цепей выделяют различные формы, или типы, гемоглобина. К числу нормальных, синтезируемых в физиологических условиях в организме плода и взрослого человека, отно¬сятся гемоглобины Р, F, А, Аг; другие гемоглобины - патологические. Ос¬новная биологическая функция НЬ - транспорт кислорода и углекислоты, его нормальная концентрация в крови - 115-145 г/л у женщин и 130-160 г/л у мужчин.
Миоглобин, в отличие от НЬ, состоит из одного гема и одной поли¬пептидной цепи глобина. Mb принимает Ог от гемоглобина и затем отдает его для использования в энергетическом обмене клеток скелетной и сер¬дечной мышц.
Содержащие НЬ эритроциты в кровотоке постепенно стареют и раз¬рушаются; в среднем время их жизни составляет 110-120 дней. В организ¬ме ежедневно деградируют миллионы эритроцитов, на смену разрушен¬ным клеткам приходят молодые. Старые эритроциты захватываются и раз¬рушаются специальными клетками-макрофагами РЭС (ретикуло-эндотелиальной системы), сосредоточенными в основном в селезенке, пе¬чени и костном мозге. Вышедший из разрушенных эритроцитов гемогло-оин подвергается катаболизму с освобождением Fe2+, распадом протопор-Фиринового кольца и образованием билирубина (рис. 8.11).

Рис. 8.11. Образование билирубина в клетках РЭС
Свободный билирубин - пигмент желтого цвета - поступает в кровь. Он относительно токсичен, нерастворим в воде и может транспортиро¬ваться, лишь связавшись с белками плазмы (альбумином).
Циркулирующий в крови свободный билирубин захватывается клет¬ками печени - гепатоцитами - и подвергается обезвреживанию: с помощью специального фермента УДФ-глюкуронил-трансферазы билирубин связы¬вается с гаюкуроновой кислотой и становится малотоксичным, раствори¬мым в воде связанным билирубином, который выводится в желчные пути и далее попадает в кишечник (рис. 8.12).

Рис. 8.12. Обезвреживание билирубина в печени и его выведение из организма
В желчных путях и кишечнике билирубин восстанавливается до уро-билиногена и затем до стеркобилиногена. Основная масса стеркобилино-гена выводится с калом, окисляясь кислородом воздуха до стеркобилина (он определяет окраску кала). Часть стеркобилиногена из кишечника вса-сывается в кровь и выводится с мочой (уробилин), определяя интенсив¬ность и ее окраски. Таким образом, окраска кала и мочи зависит от количе¬ства расщепляемого в организме гемоглобина и выводимых продуктов его
распада.
Нарушения обмена желчных пигментов возможны, например, при ускорении распада гемоглобина, заболеваниях печени или закупорке желчных путей. В этих случаях концентрация желчных пигментов (сво¬бодного и связанного билирубина) в крови повышается, вызывая желтуш¬ное окрашивание кожи и слизистых оболочек - желтуху.
Синтез гемоглобина протекает главным образом в костном мозге -месте размножения и созревания кроветворных клеток (рис. 8.13).

Рис. 8.13. Схема синтеза гемоглобина
В процессе эритропоэза - размножения эритроидных клеток-предшественников и созревания эритроцитов - в состав образовавшегося протопорфиринового кольца включается Fe2+ (большей частью из разру¬шенных эритроцитов, используется повторно). Синтез а- и Р-цепей глоби¬на протекает по матричному механизму (см. ниже).