По внешнему виду эритроциты человека похожи на. Строение и функции эритроцитов
Кровь состоит из плазмы (прозрачной жидкости бледно-желтого цвета) и взвешенных в ней клеточных, или форменных, элементов - эритроцитов, лейкоцитов и кровяных пластинок - тромбоцитов.
Больше всего в крови эритроцитов. У женщины в 1 мм кв. крови содержится около 4,5 млн этих кровяных клеток, а у мужчины - около 5 млн. В целом в крови, циркулирующей в организме человека, содержится 25 триллионов эритроцитов - это невообразимо много!
Основная функция эритроцитов заключается в переносе кислорода от органов дыхания ко всем клеткам тела. Вместе с тем они принимают участие и в удалении из тканей углекислого газа (продукта обмена веществ). Эти кровяные клетки транспортируют углекислый газ в легкие, где в результате газообмена он замещается кислородом.
В отличие от других клеток организма, эритроциты не имеют ядра, то есть они не могут размножаться. От момента появления новых эритроцитов до их гибели проходит около 4 месяцев. Клетки эритроцитов имеют форму вдавленных посередине овальных дисков размером примерно 0,007-0,008 мм, шириной - 0,0025 мм. Их очень много - эритроциты одного человека покрыли бы участок площадью 2500 м. кв.
Гемоглобин
Гемоглобин - это красный кровяной пигмент, входящий в состав эритроцитов. Основная функция этого белкового вещества - перенос кислорода и частично углекислого газа. Кроме того, на мембранах эритроцитов располагаются антигены - маркеры группы крови. Гемоглобин состоит из двух частей: крупной белковой молекулы - глобина и встроенной в нее небелковой структуры - гема, в сердцевине которого находится ион железа. В легких железо вступает в связь с кислородом, и именно соединение кислорода с железом окрашивает кровь в красный цвет. Соединение гемоглобина с кислородом является нестойким. При его распаде вновь образуются гемоглобин и свободный кислород, который поступает в клетки тканей. Во время данного процесса изменяется цвет гемоглобина: артериальная (насыщенная кислородом) кровь имеет ярко-красный цвет, а «использованная» венозная (насыщенная углекислым газом) - темно-красный.
Как и где вырабатываются эти клетки?
Ежедневно в организме человека образуется более 200 миллиардов новых эритроцитов. Таким образом, в час их вырабатывается более 8 миллиардов, в минуту - 144 миллиона, а в секунду - 2,4 миллиона! Всю эту огромную работу выполняет костный мозг весом около 1500 г, находящийся в различных костях. Образование эритроцитов происходит в костном мозге черепных и тазовых костей, костей туловища, грудине, ребрах, а также в телах позвоночных дисков . До 30 лет эти кровяные клетки вырабатываются также в бедренных и плечевых костях. В красном костном мозге имеются клетки, постоянно вырабатывающие новые эритроциты. Как только они созревают, они через стенки капилляров проникают в кровеносную систему.
В организме человека расщепление и выведение эритроцитов происходит так же быстро, как и их образование. Расщепление клеток происходит в печени и селезенке. После распада гемы остаются определенные пигменты, которые выводятся через почки, придавая моче характерный для нее цвет.
Эритроциты («красные кровяные тельца») это самый многочисленный форменный элемент крови, состоящий из гемоглобина.
Эритроциты образуются из плюрипотентных стволовых клеток красного костным мозга, которые в результате гемопоэза (это процесс формирования, развития и созревания клеток крови) последовательно проходят цепочку превращения (упрощенно можно сказать, что эритроциты вырабатываются в костном мозге):
- пронормобласты
- нормобласты
- ретикулоциты
- эритроциты
Цепочка превращения эритроцитов
При этом стволовые клетки уменьшаются в размере и лишаются ядра.
Превращение большинства ретикулоцитов в эритроциты происходит в костном мозге, но существует небольшой процент (1-2%) ретикулоцитов, созревающих непосредственно в крови.
Средняя продолжительность существования эритроцита равна 120 дням, поэтому в костном мозге происходит постоянное формирование новых клеток, созревающих в эритроциты. Это процесс упрощенно можно описать так: при снижении количества эритроцитов в крови снижается количество кислорода в крови (функция эритроцитов – перенос кислорода), снижение кислорода в крови заставляет почки синтезировать гормон эритропоэтин, который доставляется в костный мозг через кровь и стимулирует его на формирование новых стволовых клеток.
Эритроциты человека в норме представляют собой форменные элементы в виде двояковогнутого диска (сферы) диаметром 7-8 микрон. За счет своей уникальной формы и гибкости мембраны эритроцит способен проходить по всем сосудам тела (даже по микрососудам легких, диаметр которых меньше диаметра эритроцита). Основной функцией эритроцитов является процесс переноса кислорода за счет имеющегося в составе белка гемоглобина от легких к тканям органов и углекислого газа обратно.
На созревание эритроцитов может оказывать влияние наличие различных патологий, при этом форма и размер эритроцитов меняются. В процессе исследования крови анализируют размер эритроцитов, их форму, наличие посторонних включений, а также характер распределения в них гемоглобина. Например, измененные эритроциты по размеру делят на микроциты, нормоциты, макроциты и мегалоциты. Процесс изменения размеров эритроцитов называется анизоцитозом и именно он определяет то, какие эритроциты встречаются в крови. Кстати, анизоцитоз характеризует течение гемолитической анемии при уменьшении размера и фолиеводефицитной анемии и малярии при увеличении размера эритроцитов крови.
Количество эритроцитов в крови (RBC)
В процессе проведения общего анализа крови определяют количество эритроцитов (RBC) в крови. Референтные значение количества эритроцитов в крови можно определить по таблице.
| Возраст | Женщины | Мужчины |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 3,9−5,5 | 3,9−5,5 |
| 1−3 дня | 4,0−6,6 | 4,0−6,6 |
| 1 неделя | 3,9−6,3 | 3,9−6,3 |
| 2 неделя | 3,6−6,2 | 3,6−6,2 |
| 1 месяц | 3,0−5,4 | 3,0−5,4 |
| 2 месяца | 2,7−4,9 | 2,7−4,9 |
| 3−6 месяца | 3,1−4,5 | 3,1−4,5 |
| 6 месяцев−2 года | 3,7−5,2 | 3,4−5 |
| 3−12 лет | 3,5−5 | 3,9−5 |
| 13−16 лет | 3,5−5 | 4,1−5,5 |
| 17−19 лет | 3,5−5 | 3,9−5,6 |
| 20−29 лет | 3,5−5 | 4,2−5,6 |
| 30−39 лет | 3,5−5 | 4,2−5,6 |
| 40−49 лет | 3,6−5,1 | 4,0−5,6 |
| 50−59 лет | 3,6−5,1 | 3,9−5,6 |
| 60−65 лет | 3,5−5,2 | 3,9−5,3 |
| Более 65 лет | 3,4−5,2 | 3,1−5,7 |
Изменение количества эритроцитов в крови
Увеличение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом. Эритроцитоз делят на абсолютный, когда происходит увеличение количества эритроцитов и относительный, когда объем крови в организме уменьшается. Абсолютные эритроцитозы бывают первичными (при этом в крови эритроциты повышены на фоне эритремии) и вторичными при ожирении, патологии легких, сердца, активных физических нагрузках, поликистозе почек, опухолях почек и печени. Относительный эритроцитоз наблюдается при дегидратации, эмоциональном перенапряжении, курении и приеме наркотических средств. Уменьшение количества эритроцитов в крови также представляет диагностическую ценность: эритроциты понижены при анемии, во время беременности и гипергидратации.
Средний объем эритроцита (MCV)
Говоря об эритроцитах, нельзя не упомянуть такой показатель как средний объем эритроцита (MCV). Его измеряют в кубических микрометрах или фемтолитрах (фл). Вычислить этот показатель можно разделив сумму всех клеточных объемов на количество найденных эритроцитов. Именно средний объем эритроцита позволяет оценить эритроцит как нормоцит если средний объем эритроцита в норме (то есть лежит в пределах 80-100 фл), если же средний объем эритроцита понижен — как микроцит. Эритроцит является макроцитом в случае, когда средний объем эритроциты повышен. Но вообще надо отметить, что достоверно средний объем эритроцита можно установить только при отсутствии эритроцитов с неправильной формой (серповидных эритроцитов).
| Возраст | Женщины, фл | Мужчины, фл |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 98−118 | 98−118 |
| 1−3 дня | 95−121 | 95−121 |
| 1 неделя | 88−126 | 88−126 |
| 2 неделя | 86−124 | 86−124 |
| 1 месяц | 85−123 | 85−123 |
| 2 месяца | 77−115 | 77−115 |
| 3−6 месяца | 77−108 | 77−108 |
| 0,5−2 года | 72−89 | 70−99 |
| 3−6 лет | 76−90 | 76−89 |
| 7−12 лет | 76−90 | 76−89 |
| 7−12 лет | 76−91 | 76−89 |
| 13−19 лет | 80−96 | 79−92 |
| 20−29 лет | 82−96 | 81−93 |
| 30−39 лет | 81−98 | 80−93 |
| 40−49 лет | 80−100 | 81−94 |
| 50−59 лет | 82−99 | 82−94 |
| 60−65 лет | 80−99 | 81−100 |
| Более 65 лет | 80−100 | 78−103 |
В основном значение среднего объема эритроцита используют для определения типа анемии.
- Микроцитарные анемии(средний объем эритроцита менее 80 фл): железодефицитные талассемии сидеробластические, анемии, которые могут сопровождаться макроцитозом: гемоглобинопатии, нарушение синтезапорфиринов, отравление свинцом;
- Нормоцитарные анемии (средний объем эритроцита в диапазоне 80−100): апластические, гемолитические гемоглобинопатии после кровотечений, анемии, которые могут сопровождаться нормоцитозом: регенераторная фаза железодефицитной анемии;
- Макроцитарные и мегалобластные анемии (средний объем эритроцита более 100 фл): дефицит витамина В12, дефицит фолиевой кислоты. Анемии, которые могут сопровождаться микроцитозом: миелодиспластические синдромы гемолитические анемии, болезни печени.
Определение типа анемии
Ретикулоциты
Как уже было сказано выше эритроциты образуются из ретикулоцитов, поэтому в крови можно обнаружить и их. Норма ретикулоцитов в крови должна составлять около 1% от количества эритроцитов. Наблюдая за динамикой изменения количества ретикулоцитов, можно характеризовать регенерирующую способность костного мозга при анемии.
Состояние при котором в анализе крови фиксируются повышенные ретикулоциты называется ретикулоцитозом. Ретикулоцитоз может являться как хорошим, так и плохим признаком, например, зафиксированный ретикулоцитоз при лечении B12-дефицитной анемии говорить о начале выздоровления, но в случае отсутствия анемии появление ретикулицитоза может свидетельствовать о развитии раковой опухоли костного мозга. Снижение количества ретикулоцитов при анемии говорит о снижении регенерирующей способности костного мозга.
Концентрация гемоглобина в крови
Гемоглобин (обозначается как Hb) это сложное соединение, молекула которого образуется из гема и глобина. Гемоглобин имеет в своем составе 4 цепи аминокислот с присоединенными к каждой из них группами гема, имеющим в центре атом железа (Fe).
Гемоглобин содержится в эритроцитах, является основной их составляющей и отвечает за выполнение функции переноса кислорода кровью (эритроцитами). Различают 4 вида глобиновых субъединиц гемоглобина — альфа, бета, гамма, дельта.
Гемоглобин в свою очередь делят на три типа, различающихся по физическим свойствам и аминокислотному составу белка: HbA1 (который состоит из альфа и бета глобиновых цепей — на долю HbA1 приходится 96-98% всего гемоглобина), HbA2 (который состоит из альфа и дельта глобиновых цепей, его в крови около 2-3%), HbF (состоящий из альфа и гамма глобиновых цепей, 1-2%). Интересен тот факт, что в крови новорожденного доминирует гемоглобин HbF, к 3-х месячному возрасту в крови появляется HbA и уже к 6 месяцам концентрация HbF плавно снижается до 10%, уступая первенство HbA (у взрослых людей HbF находится в концентрации не более 2%).
При обнаружении у взрослых концентрации гемоглобина HbF 10% и HbA2 (4-10%) у пациента подозревают лейкемию, мегалобластную анемию. Высокий гемоглобин HbF (60 – 100%) характеризует β-талассемию.
При гемоглобинопатии фиксируются случаи изменения форм гемоглобина, которая появляется из-за нарушения механизма синтеза цепей белка глобина, например талассемия и S-гемоглобинопатия – серповидно-клеточная анемия.
Норма гемоглобина в крови определяется полом человека и находится в пределах 130 – 160 г/л у мужчин и 120-140 г/л у женщин соответственно.
Низкий гемоглобин это довольно серьезный симптом, это состояние называемся анемией. К развитию анемии приходят множество различных факторов, среди которых дефицит витамина B, недостаток железа, фолиевой кислоты. Также к анемии приводят кровопотери в острой и хронической формах. Снижение концентрации гемоглобина приводит к недостатку снабжения кислородом органов тела из-за нарушения функции переноса кислорода эритроцитами. Тяжелая анемия характеризуется снижением концентрации гемоглобина ниже 50 г/л и требует оперативного переливания крови пациенту.
Повышенный гемоглобин свидетельствует о возникновении заболевании крови – лейкозе.
Референтные значения (норма) концентрации гемоглобина у женщин и мужчин представлены в следующей таблице.
| Возраст | Женщины, г/л | Мужчины, г/л |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 135-200 | 135-200 |
| 1−3 дня | 145-225 | 145-225 |
| 1 неделя | 135-215 | 135-215 |
| 2 неделя | 125-205 | 125-205 |
| 1 месяц | 100-180 | 100-180 |
| 2 месяца | 90-140 | 90-140 |
| 3−6 месяца | 95-135 | 95-135 |
| 0,5−2 года | 106-148 | 114-144 |
| 3−6 лет | 102-142 | 104-140 |
| 7−12 лет | 112-146 | 110-146 |
| 13−16 лет | 112-152 | 118-164 |
| 17−19 лет | 112-148 | 120-168 |
| 20−29 лет | 110-152 | 130-172 |
| 30−39 лет | 112-150 | 126-172 |
| 40−49 лет | 112-152 | 128-172 |
| 50−59 лет | 112-152 | 124-172 |
| 60−65 лет | 114-154 | 122-168 |
| Более 65 лет | 110-156 | 122-168 |
- Повышенный гемоглобин фиксируется при: эритремии, эритроцитозах, обезвоживании, чрезмерных физических нагрузках, курении;
- Пониженный гемоглобин фиксируется при: анемии, гипергидратации.
Изменение концентрации гемоглобина в крови
Среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH)
Среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH) характеризует содержание гемоглобина в эритроците (отношение количества гемоглобина в крови к количеству эритроцитов в крови (RBC). Этот показатель используют вместе со средним объемом эритроцита (MCV) и цветовым показателем для определение типа анемии. Среднее содержание гемоглобина в эритроците понижено при гипохромной анемии, микроцитозе, железодефицитной анемии, талассемии, отравлении свинцом.
Напротив среднее содержание гемоглобина в эритроците повышено при гиперхромной анемии, макроцитозе, гемолитической анемии, гипопластической анемии, патологиях печени, злокачественных образованиях, приеме пероральных контрацептивов, цитостатиков и противосудорожных лекарств.
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC)
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците характеризует степень насыщенности эритроцитов гемоглобином. Рассчитывается отношением количества гемоглобина в крови (Hb) к гематокритному числу (Ht) и измеряется в процентах. Значение средней концентрации гемоглобина в эритроците используется также для определения типа анемии. При снижении значения этого показателя определяется гипохромная анемия, при повышении – гиперхромная анемия.
Гематокрит
Гематокрит (гематокритное число), обозначается как Ht, это соотношение объема эритроцитов и плазмы в крови. Для анализа может использоваться либо венозная, либо капиллярная кровь.
| Возраст | Женщины, % | Мужчины, % |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 42−60 | 42−60 |
| 1−3 дня | 45−67 | 45−67 |
| 1 неделя | 42−66 | 42−66 |
| 2 недели | 39−63 | 39−63 |
| 1 месяц | 31−55 | 31−55 |
| 2 месяца | 28−42 | 28−42 |
| 3−6 месяца | 29−41 | 29−41 |
| 0,5−2 года | 32,5−41 | 27,5−41 |
| 3−6 лет | 31−40,5 | 31−39,5 |
| 7−12 лет | 32,5−41,5 | 32,5−41,5 |
| 13−16 лет | 33−43,5 | 34,5−47,5 |
| 17−19 лет | 32−43,5 | 35,5−48,5 |
| 20−29 лет | 33−44,5 | 38−49 |
| 30−39 лет | 33−44,5 | 38−49 |
| 40−49 лет | 33−45 | 38−49 |
| 50−65 лет | 34−46 | 37,5−49,5 |
| Более 65 лет | 31,5−45 | 31,5−45 |
- Гематокрит повышен при эритроцитозах, сгущении крови, дегидратации, снижения объема плазмы крови, перитоните, гидронефрозе почек
- Гематокрит понижен при анемии, разжижении крови гипергидратации, увеличении объема крови, беременности
Изменение значений гематокрита
Цветовой показатель
Значение цветового показателя крови характеризует относительное содержание гемоглобина в эритроците (содержание в 1 эритроците). Значение этого показателя совместно с MCH используется для определения типа анемии.
Норма цветового показателя находится в пределах 0,85 – 1,05
Цветовой показатель крови понижен при состоянии, называемое гипохромией, которое может вызываться железодефицитной анемией.
Увеличение объема эритроцита ведет к гиперхромии (состояние, когда цветовой показатель повышен) и является следствием макроцитоза или B12-дефицитной анемии.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)
Кровь, помещенная в лабораторный капилляр, лишена способности к свертыванию и через определенное время в связи с тем, что плотность эритроцитов крови выше плотности плазмы крови, разделяется на 2 слоя: нижний образуют эритроциты, а верхний плазма крови.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) или реакция оседания эритроцитов (РОЭ), и даже иногда этот показатель называют скорость реакции эритроцитов, это и есть скорость, с которой происходит этот процесс (измеряется в мм/ч). Скорость оседания эритроцитов прямо пропорционально зависит от массы эритроцитов и обратно пропорционально от вязкости плазмы.
В процессе оседания эритроцитов, образуются так называемые «монетные столбики», которые увеличивают скорость оседания эритроцитов, из-за белкового состава плазмы крови. Дело в том, что молекулы белка (маркеры воспалительного процесса) в плазме уменьшают отрицательный заряд эритроцитов (дзета-потенциал), благодаря которому эритроциты сохраняют свой порядок. Находящиеся в крови молукелы иммуноглобулина, фибриногена и гаптоглобина также способствуют увеличению скорости оседания эритроцитов, поэтому при повышенной СОЭ до 60-70 мм/час зачастую выявляют воспалительный процесс или миеломную болезнь.
Также как и увеличенное , скорость оседания эритроцитов повышена при наличии воспалительных процессов в организме, так как при воспалительных процессах количество антител в крови увеличивается, что приводит к увеличению соотношения белка в крови и увеличению скорости оседания эритроцитов соответственно (при нормальной скорости оседания эритроцитов воспаления быть не может).
Повышение СОЭ делят на физиологическое (до 40 мм/ч, которое возникает после приема пищи и у женщин во время беременности) и патологическое.
- Причины повышенной СОЭ выше нормы: инфекционные и воспалительные процессы в организме (чем выше СОЭ тем сильнее воспаление), ревматоидный артрит, ангина, пневмония, опухоли, лейкоз, гломерулонефрит, парапротеинемия, гипопротеинемия, анемия, гиперфибриногенемия, прием лекарственных препаратов (морфин, аспирин, витамин А и Д).
- Причины пониженной СОЭ ниже нормы: эритремия, эритроцитозы, серповидноклеточная анемия, эпилепсия, гиперпротеинемия, вирусные гепатиты, механическая желтуха, гипофибриногенемия, прием хлорида кальция.
Причины, приводящие к изменению СОЭ:
Видео по теме
Эритроциты или красные кровяные тельца – это одни из форменных элементов крови, выполняющие многочисленные функции, обеспечивающие нормальную жизнедеятельности организма:
- питательная функция заключается в транспортировке аминокислот и липидов;
- защитная – в связывании при помощи антител токсинов;
- ферментативная отвечает за перенос различных ферментов и гормонов.
Эритроциты также участвуют в регулировке кислотно-щелочного равновесия и в поддержании изотонии крови.
Тем не менее основная работа эритроцитов заключается в доставке кислорода к тканям, а углекислого газа к лёгким. Поэтому довольно часто их называют «дыхательными» клетками.
Особенности строения эритроцитов
Морфология эритроцитов отличается от строения, формы и размеров других клеток. Для того чтобы эритроциты успешно справлялись с газотранспортной функцией крови, природа наделила их следующими отличительными чертами:
Перечисленные особенности являются мерами приспособления к жизни на суше, которые начали развиваться еще у земноводных и рыб, и достигли своей максимальной оптимизации у высших млекопитающих и человека.
Это интересно! У человека суммарная площадь поверхностей всех эритроцитов, находящихся в крови, составляет около 3 820 м2, а это в 2 000 раз больше чем поверхность тела.
Формирование эритроцитов
Жизнь отдельно взятого эритроцита относительно короткая – 100-120 дней, и ежедневно красный костный мозг человека воспроизводит около 2,5 миллиона этих клеток.
Полноценное развитие эритроцитов (эритропоэз) начинается на 5-м месяце внутриутробного развития плода. До этого момента и в случаях онкологических поражений основного органа кроветворения, эритроциты производятся в печени, селезёнке и тимусе.
Развитие эритроцитов очень схоже с процессом развития самого человека. Зарождение и «внутриутробное развитие» эритроцитов начинается в эритроне – красном ростке кроветворения красного мозга. Всё начинается с полипотентной стволовой клетки крови, которая, видоизменяясь 4 раза, превращается в «зародыш» – эритробласт, и с этого момента уже можно наблюдать морфологические изменения строения и размеров.
Эритробласт . Это круглая, крупная клетка размером от 20 до 25 мкм с ядром, которое состоит из 4-х микроядер и занимает практически 2/3 клетки. Цитоплазма имеет фиолетовый оттенок, который хорошо различим на срезе плоских «кроветворных» костей человека. Практически у всех клеток видны так называемые «ушки», образующиеся за счёт выпячивания цитоплазмы.
Пронормоцит. Размеры пронормоцитной клетки меньше чем у эритробласта – уже 10-20 мкм, это происходит за счёт исчезновения ядрышек. Фиолетовый оттенок начинает светлеть.
Базофильный нормобласт. В почти том же размере клетки – 10-18 мкм, ядро ещё присутствует. Хромантин, придающий клетке светло-фиолетовый цвет начинает собираться в сегменты и внешне базофильный нормобласт имеет пятнистую окраску.
Полихроматофильный нормобласт. Диаметр этой клетки – 9-12 мкм. Ядро начинает деструктивно изменяться. Наблюдается большая концентрация гемоглобина.
Оксифильный нормобласт. Исчезающее ядро смещено из центра клетки к её периферии. Размер клетки продолжает уменьшаться – 7-10 мкм. Цитоплазма становится явно розового цвета с маленькими остатками хромантина (тельца Жоли). Прежде чем попасть в кровь, в норме оксифильный нормобласт должен выдавить наружу или растворить своё ядро при помощи специальных ферментов.
Ретикулоцит. Окраска ретикулоцита ничем не отличается от зрелой формы эритроцита. Красный цвет обеспечивает суммарный эффект от жёлто-зеленоватой цитоплазмы и фиолетово-синего ретикула. Диаметр ретикулоцита колеблется от 9 до 11 мкм.
Нормоцит. Это название зрелой формы эритроцита со стандартными размерами, розовато-красной цитоплазмой. Ядро исчезло полностью, и его место занял гемоглобин. Процесс повышения гемоглобина во время созревания эритроцита происходит постепенно, начиная с самых ранних форм, потому что он достаточно токсичен и для самой клетки.
Ещё одна особенность эритроцитов, которая обуславливает непродолжительный срок жизни – отсутствие ядра не позволяет им делиться и продуцировать белок, и как следствие, это ведёт к накоплению структурных изменений, быстрому старению и гибели.
Дегенеративные формы эритроцитов
При различных заболеваниях крови и других патологиях возможны качественные и количественные изменения нормальных показателей содержания нормоцитов и ретикулоцитов в крови, уровня гемоглобина, а также дегенеративные изменения их размеров, форм и окраски. Ниже рассмотрим изменения, которые затрагивают форму и размеры эритроцитов – пойкилоцитоз, а также основные патологические формы эритроцитов и вследствие каких заболеваний или состояний произошли такие изменения.
| Название | Изменение формы | Патологии |
| Сфероциты | Шаровидная форма обычного размера с отсутствием характерного просветления по центу. | Гемолитическая болезнь новорождённых (несовместимость крови по системе АВ0), синдром ДВС, спетицимия, аутоиммунные патологии, обширные ожоги, импланты сосудов и клапанов, другие виды анемий. |
| Микросфероциты | Шарики маленьких размеров от 4 до 6 мкм. | Болезнь Минковского-Шоффара (наследственный микросфероцитоз). |
| Элиптоциты (овалоциты) | Овалы или удлинённые формы, вследствие аномалий мембраны. Центральное просветление отсутствует. | Наследственный овалоцитоз, талассемия, цирроз печени, анемии: мегобластная, железодефицитная, серповидно-клеточная. |
| Мишеневидные эритроциты (кодоциты) | Плоские клетки, напоминающие своей окраской мишень - бледные по краям и яркое пятно гемоглобина в центре.
Площадь клетки сплющена и увеличена в размерах за счёт избытка холестерина. |
Талассемия, гемоглобинопатии, железодефицитная анемия, отравление свинцом, болезни печени (сопровождающихся механической желтухой), удаление селезенки. |
| Эхиноциты | Одинакового размера шипы находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Похожа на морского ежа. | Уремия, рак желудка, кровоточащая пептическая язва, осложненной кровотечением, наследственных патологиях, нехватке фосфатов, магния, фосфоглицерина. |
| Акантоциты | Шпоровидные выпячивания разной величины и размеров. Иногда напоминают кленовые листья. | Токсический гепатит, цирроз, тяжелые формы сфероцитоза, нарушение липидного обмена, спленэктомия, при гепаринотерапии. |
| Серповидные эритроциты (дрепаноциты) | Похожи на листья остролиста или на серп. Изменения мембраны происходят под воздействием повышенного количества особой формы гемоглобина-s. | Серповидноклеточная анемия, гемоглобинопатии. |
| Стоматоциты | Превышают обычный размер и объём на 1/3. Центральное просветление не круглое, а в виде полосы.
При осаждении становятся похожи на чаши. |
Наследственные сфероцитоз, и стоматоцитозе, опухоли различной этиологии, алкоголизм, цирроз печени, кардиоваскулярная патология, приём некоторых лекарств. |
| Дакриоциты | Напоминают слезу (каплю) или головастика. | Миелофиброз, миелоидная метаплазия, рост опухоли при гранулёме, лимфоме и фиброзе, талассемия, осложнённый дефицит железа, гепатит (токсический). |
Дополним информацию о серповидных эритроцитах и эхиноцитах.
Серповидноклеточная анемия наиболее распространена в регионах, эндемичных по малярии. Больные с такой анемией обладают повышенной наследственной устойчивостью к заражению малярией, при этом серповидные эритроциты тоже не поддаются заражению. Не представляется возможным точно описать признаки серповидной анемии. Поскольку серповидные эритроциты характеризуются повышенной хрупкостью мембран, то из-за этого часто возникают закупорки капилляров, приводящие к самым разнообразным симптомам по силе тяжести и характеру проявлений. Однако самые типичные – это механическая желтуха, чёрного цвета моча и частые обмороки.
В крови человека всегда присутствует определённое количество эхиноцитов. Старение и разрушение эритроцитов сопровождается понижением синтеза АТФ. Именно этот фактор становится основной причиной естественного превращения дискообразных нормоцитов в клетки с характерными выступами. Прежде чем погибнуть, эритроцит проходит следующий стадии преобразования – вначале 3 класса эхиноцитов, а затем 2 класса сфероэхиноцитов.
Красные кровяные тельца крови заканчивают свой жизненный путь в селезёнке и печени. Такой ценный гемоглобин распадётся на две составляющих – гем и глобин. Гем в свою очередь разделится на билирубин и ионы железа. Билирубин выведется из организма человека, вместе с другими токсичными и нетоксичными остатками эритроцитов, через желудочно-кишечный тракт. А вот ионы железа, как строительный материал, будут направлены в костный мозг для синтеза нового гемоглобина и рождения новых эритроцитов.
Популяция эритроцитов неоднородна по форме и размерам. В нормальной крови человека основную массу составляют эритроциты двояковогнутой формы - дискоциты (80-90%). Кроме того, имеются планоциты (с плоской поверхностью) и стареющие формы эритроцитов - шиповидные эритроциты, или эхиноциты , куполообразные, или стоматоциты , и шаровидные, или сфероциты . Процесс старения эритроцитов идет двумя путями - кренированием (т.е. образованием зубцов на плазмолемме) или путем инвагинации участков плазмолеммы.
При кренировании образуются эхиноциты с различной степенью формирования выростов плазмолеммы, которые впоследствии отпадают. При этом формируется эритроцит в виде микросфероцита. При инвагинации плазмолеммы эритроцита образуются стоматоциты, конечной стадией которых также является микросфероцит.
Одним из проявлений процессов старения эритроцитов является их гемолиз , сопровождающийся выхождением гемоглобина; при этом в крови обнаруживаются т.н. «тени» эритроцитов – их оболочки.
Обязательной составной частью популяции эритроцитов являются их молодые формы, называемые ретикулоцитами или полихроматофильными эритроцитами. В норме их от 1 до 5% от количества всех эритроцитов. В них сохраняются рибосомы и эндоплазматическая сеть, формирующие зернистые и сетчатые структуры, которые выявляются при специальной суправитальной окраске. При обычной гематологической окраске (азур II - эозином) они проявляют полихроматофилию и окрашиваются в серо-голубой цвет.
При заболеваниях могут появляться аномальные формы эритроцитов, что чаще всего обусловлено изменением структуры гемоглобина (Нb). Замена даже одной аминокислоты в молекуле Нb может быть причиной изменения формы эритроцитов. В качестве примера можно привести появление эритроцитов серповидной формы при серповидно-клеточной анемии, когда у больного имеет место генетическое повреждение в?-цепи гемоглобина. Процесс нарушения формы эритроцитов при заболеваниях получил названиепойкилоцитоз .
Как было сказано выше, в норме количество эритроцитов измененной формы может быть около 15% - это т.н. физиологический пойкилоцитоз .
Размеры эритроцитов в нормальной крови также варьируют. Большинство эритроцитов имеют диаметр около 7,5 мкм и называются нормоцитами. Остальная часть эритроцитов представлена микроцитами и макроцитами. Микроциты имеют диаметр <7, а макроциты >8 мкм. Изменение размеров эритроцитов называется анизоцитозом .
Плазмолемма эритроцита состоит из бислоя липидов и белков, представленных приблизительно в равных количествах, а также небольшого количества углеводов, формирующих гликокаликс. Наружная поверхность мембраны эритроцита несет отрицательный заряд.
В плазмолемме эритроцита идентифицировано 15 главных белков. Более 60% всех белков составляют: примембранный белок спектрин и мембранные белки - гликофорин и т.н. полоса 3 .
Спектрин является белком цитоскелета, связанным с внутренней стороной плазмолеммы, участвует в поддержании двояковогнутой формы эритроцита. Молекулы спектрина имеют вид палочек, концы которых связаны с короткими актиновыми филаментами цитоплазмы, образуя т.н. «узловой комплекс». Цитоскелетный белок, связывающий спектрин и актин, одновременно соединяется с белком гликофорином.
На внутренней цитоплазматической поверхности плазмолеммы образуется гибкая сетевидная структура, которая поддерживает форму эритроцита и противостоит давлению при прохождении его через тонкий капилляр.
При наследственной аномалии спектрина эритроциты имеют сферическую форму. При недостаточности спектрина в условиях анемии эритроциты также принимают сферическую форму.
Соединение спектринового цитоскелета с плазмолеммой обеспечивает внутриклеточный белоканкерин . Анкирин связывает спектрин с трансмембранным белком плазмолеммы (полоса 3).
Гликофорин - трансмембранный белок, который пронизывает плазмолемму в виде одиночной спирали, и его большая часть выступает на наружной поверхности эритроцита, где к нему присоединены 15 отдельных цепей олигосахаридов, которые несут отрицательные заряды. Гликофорины относятся к классу мембранных гликопротеинов, которые выполняют рецепторные функции. Гликофорины обнаружены только в эритроцитах .
Полоса 3 представляет собой трансмембранный гликопротеид, полипептидная цепь которого много раз пересекает бислой липидов. Этот гликопротеид участвует в обмене кислорода и углекислоты, которые связывает гемоглобин - основной белок цитоплазмы эритроцита.
Олигосахариды гликолипидов и гликопротеидов образуют гликокаликс. Они определяют антигенный состав эритроцитов . При связывании этих антигенов соответствующими антителами происходит склеивание эритроцитов – агглютинация . Антигены эритроцитов получили название агглютиногены , а соответствующие им антитела плазмы крови – агглютинины . В норме в плазме крови нет агглютининов к собственным эритроцитам, в противном случае возникает аутоиммунное разрушение эритроцитов.
В настоящее время выделяют более 20 систем групп крови по антигенным свойствам эритроцитов, т.е. по наличию или отсутствию на их поверхности агглютиногенов. По системе AB0 выявляют агглютиногены A и B . Этим антигенам эритроцитов соответствуютα - и β -агглютинины плазмы крови.
Агглютинация эритроцитов свойственна также нормальной свежей крови, при этом образуются так называемые «монетные столбики», или сладжи. Это явление связано с потерей заряда плазмолеммы эритроцитов. Скорость оседания (агглютинации) эритроцитов (СОЭ ) в 1 ч у здорового человека составляет 4-8 мм у мужчин и 7-10 мм у женщин. СОЭ может значительно изменяться при заболеваниях, например при воспалительных процессах, и поэтому служит важным диагностическим признаком. В движущейся крови эритроциты отталкиваются из-за наличия на их плазмолемме одноименных отрицательных зарядов.
Цитоплазма эритроцита состоит из воды (60%) и сухого остатка (40%), содержащего, в основном, гемоглобин.
Количество гемоглобина в одном эритроците называют цветовым показателем. При электронной микроскопии гемоглобин выявляется в гиалоплазме эритроцита в виде многочисленных плотных гранул диаметром 4-5 нм.
Гемоглобин - это сложный пигмент, состоящий из 4 полипептидных цепей глобина игема (железосодержащего порфирина), обладающий высокой способностью связывать кислород (O2), углекислоту (CO2), угарный газ (CO).
Гемоглобин способен связывать кислород в легких, - при этом в эритроцитах образуется оксигемоглобин . В тканях выделяемая углекислота (конечный продукт тканевого дыхания) поступает в эритроциты и соединяясь с гемоглобином образуеткарбоксигемоглобин .
Разрушение эритроцитов с выходом гемоглобина из клеток называется гемолиз ом. Утилизация старых или поврежденных эритроцитов производится макрофагами главным образом в селезенке, а также в печени и костном мозге, при этом гемоглобин распадается, а высвобождающееся из гема железо используется для образования новых эритроцитов.
В цитоплазме эритроцитов содержатся ферменты анаэробного гликолиза , с помощью которых синтезируются АТФ и НАДН, обеспечивающие энергией главные процессы, связанные с переносом О2 и СО2, а также поддержание осмотического давления и перенос ионов через плазмолемму эритроцита. Энергия гликолиза обеспечивает активный транспорт катионов через плазмолемму, поддержание оптимального соотношения концентрации К+ и Na+ в эритроцитах и плазме крови, сохранении формы и целостности мембраны эритроцита. НАДН участвует в метаболизме Нb, предотвращая окисление его в метгемоглобин.
Эритроциты участвуют в транспорте аминокислот и полипептидов, регулируют их концентрацию в плазме крови, т.е. выполняют роль буферной системы. Постоянство концентрации аминокислот и полипептидов в плазме крови поддерживается с помощью эритроцитов, которые адсорбируют их избыток из плазмы, а затем отдают различным тканям и органам. Таким образом, эритроциты являются подвижным депо аминокислот и полипептидов.
Средняя продолжительность жизни эритроцитов составляет около 120 дней . В организме ежедневно разрушается (и образуется) около 200 млн эритроцитов. При их старении происходят изменения в плазмолемме эритроцита: в частности, в гликокаликсе снижается содержание сиаловых кислот, определяющих отрицательный заряд оболочки. Отмечаются изменения цитоскелетного белка спектрина, что приводит к преобразованию дисковидной формы эритроцита в сферическую. В плазмолемме появляются специфические рецепторы к аутологичным антителам (IgG), которые при взаимодействии с этими антителами образуют комплексы, обеспечивающие «узнавание» их макрофагами и последующий фагоцитоз таких эритроцитов. При старении эритроцитов отмечается нарушение их газообменной функции.
Эритроцит, строение и функции которого мы рассмотрим в нашей статье, является важнейшей составляющей крови. Именно эти клетки осуществляют газообмен, обеспечивая дыхание на клеточном и тканевом уровне.
Эритроцит: строение и функции
Кровеносная система человека и млекопитающих животных характеризуется наиболее совершенным строением по сравнению с другими организмами. Она состоит из четырехкамерного сердца и замкнутой системы сосудов, по которым непрерывно циркулирует кровь. Эта ткань состоит из жидкой составляющей - плазмы, и ряда клеток: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Каждая клетка играет свою роль. Строение эритроцита человека обусловлено выполняемыми функциями. Это касается размера, формы и количества данных клеток крови.
Особенности строения эритроцитов
Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска. Они не способны самостоятельно передвигаться в кровяном русле, подобно лейкоцитам. К тканям и внутренним органам они поступают благодаря работе сердца. Эритроциты - прокариотические клетки. Это означает, что они не содержат оформленного ядра. Иначе они не могли бы переносить кислород и углекислый газ. Эта функция выполняется благодаря наличию внутри клеток особого вещества - гемоглобина, который также определяет красный цвет крови человека.
Строение гемоглобина
Строение и функции эритроцитов во многом обусловлены особенностями именно этого вещества. В гемоглобин входят две составляющие. Это железосодержащий компонент, который называется гем, и белок глобин. Впервые расшифровать пространственную структуру этого химического соединения удалось английскому биохимику Максу Фердинанду Перуцу. За это открытие в 1962 году он был удостоен Нобелевской премии. Гемоглобин является представителем группы хромопротеинов. К ним относятся сложные белки, состоящие из простого биополимера и простетической группы. Для гемоглобина этой группой является гем. К данной группе относится и хлорофилл растений, который обеспечивает протекание процесса фотосинтеза.
Как происходит газообмен
У человека и других хордовых животных гемоглобин находится внутри эритроцитов, а у беспозвоночных растворен прямо в плазме крови. В любом случае химический состав этого сложного белка позволяет образовывать нестойкие соединения с кислородом и углекислым газом. Кровь, насыщенная кислородом, называется артериальной. Она обогащается данным газом в легких.
Из аорты она направляется в артерии, а потом - в капилляры. Эти самые мелкие сосуды подходят к каждой клетке организма. Здесь эритроциты отдают кислород и присоединяют основной продукт дыхания - углекислый газ. С током крови, которая уже является венозной, они поступают снова в легкие. В этих органах газообмен происходит в мельчайших пузырьках - альвеолах. Здесь гемоглобин отсоединяет углекислый газ, который удаляется из организма посредством выдоха, и кровь снова насыщается кислородом.
Такие химические реакции обусловлены наличием двухвалентного железа в геме. В результате соединения и разложения последовательно формируется окси- и карбгемоглобин. Но сложный белок эритроцитов может образовывать и стойкие соединения. К примеру, при неполном сгорании топлива выделяется угарный газ, который формирует с гемоглобином карбоксигемоглобин. Этот процесс ведет к гибели эритроцитов и отравлению организма, которое может привести к летальному исходу.
Что такое малокровие
Одышка, ощутимая слабость, шум в ушах, заметная бледность кожных покровов и слизистых оболочек может свидетельствовать о недостаточном количестве гемоглобина крови. Норма его содержания колеблется в зависимости от пола. У женщин этот показатель составляет 120 - 140 г на 1000 мл крови, а у мужчин достигает 180 г/л. Содержание гемоглобина в крови новорожденных детей самое большое. Оно превышает эту цифру у взрослых людей, достигая 210 г/л.
Недостаток гемоглобина является серьезным заболеванием, которое называется малокровием или анемией. Оно может быть вызвано недостатком в продуктах питания витаминов и солей железа, пристрастием к употреблению алкоголя, влиянием на организм радиационного загрязнения и других негативных экологических факторов.
Снижение количества гемоглобина может быть обусловлено и естественными факторами. К примеру, у женщин причиной анемии могут быть менструальный цикл или беременность. Впоследствии количество гемоглобина нормализируется. Временное снижение данного показателя наблюдается и у активных доноров, которые часто сдают кровь. Но повышенное количество эритроцитов также достаточно опасно и нежелательно для организма. Оно приводит к увеличению густоты крови и образованию тромбов. Часто повышение этого показателя наблюдается у людей, проживающих в высокогорных районах.
Нормализовать уровень гемоглобина возможно употребляя продукты питания, содержащие железо. К ним относятся печень, язык, мясо крупного рогатого скота, кролика, рыба, черная и красная икра. Продукты растительного происхождения также содержат необходимый микроэлемент, однако находящееся в них железо усваивается гораздо сложнее. К ним относятся плоды бобовых, гречневая крупа, яблоки, патока, красный перец и зелень.
Форма и размер
Строение эритроцитов крови характеризуется прежде всего их формой, которая достаточно необычна. Она действительно напоминает диск, вогнутый с двух сторон. Такая форма красных кровяных клеток не случайна. Она увеличивает поверхность эритроцитов и обеспечивает наиболее эффективное проникновение в них кислорода. Такая необычная форма способствует и увеличению количества данных клеток. Так, в норме в 1 кубическом мм крови человека содержится около 5 млн. эритроцитов, что также способствует наилучшему газообмену.
Строение эритроцитов лягушки
Ученые давно установили, что красные кровяные клетки человека обладают чертами строения, которые обеспечивают наиболее эффективный газообмен. Это касается и формы, и количества, и внутреннего содержимого. Это особенно очевидно, когда сравнивают строение эритроцитов крови человека и лягушки. У последних красные кровяные клетки имеют овальную форму и содержат ядро. Это значительно уменьшает содержание дыхательных пигментов. Эритроциты лягушки значительно крупнее человеческих, поэтому и концентрация их не так высока. Для сравнения: если у человека в кубическом мм их более 5 млн., то у земноводных эта цифра достигает 0,38.
Эволюция эритроцитов
Строение эритроцитов человека и лягушки позволяет сделать выводы об эволюционных преобразованиях подобных структур. Дыхательные пигменты встречаются еще у простейших инфузорий. В крови беспозвоночных они содержатся прямо в плазме. Но это значительно увеличивает густоту крови, что может привести к формированию тромбов внутри сосудов. Поэтому с течением времени эволюционные преобразования шли в сторону появления специализированных клеток, формирования их двояковогнутой формы, исчезновения ядра, уменьшения их размера и повышения концентрации.
Онтогенез красных кровяных клеток
Эритроцит, строение которого имеет ряд характерных особенностей, сохраняет жизнеспособность в течение 120 дней. В дальнейшем следует их разрушение в печени и селезенке. Главным кроветворным органом человека является красный костный мозг. В нем непрерывно происходит формирование новых эритроцитов из стволовых клеток. Первоначально они содержат ядро, которое по мере созревания разрушается и заменяется гемоглобином.
Особенности переливания крови
В жизни человека часто возникают ситуации, при которых требуется переливание крови. Долгое время такие операции приводили к смерти больных, а настоящие причины этого оставались загадкой. Только в начале 20 века было установлено, что виной всему - эритроцит. Строение этих клеток обусловливает группы крови человека. Всего их четыре, а различают их по системе АВ0.
Каждая из них отличается особым типом белковых веществ, содержащихся в эритроцитах. Называются они агглютиногены. У людей с первой группой крови они отсутствуют. Со второй - имеют агглютиногены А, с третьей - В, с четвертой - АВ. Одновременно в плазме крови содержатся белки агглютинины: альфа, бетта или одновременно оба. Сочетание этих веществ определяет совместимость групп крови. Это значит, что невозможно одновременное присутствие в крови аггглютиногена А и агглютинина альфа. В этом случае эритроциты склеиваются, что может привести к гибели организма.
Что такое резус-фактор
Строение эритроцита человека обусловливает выполнение еще одной функции - определение резус-фактора. Этот признак также обязательно учитывается во время переливания крови. У резус-положительных людей на мембране эритроцита расположен особый белок. Таких людей в мире большинство - более 80 %. У резус - отрицательных людей такого белка нет.
В чем опасность смешивания крови с эритроцитами разных типов? Во время беременности резус-отрицательной женщины в ее кровь могут проникнуть белки плода. В ответ на это организм матери начнет вырабатывать защитные антитела, которые нейтрализуют их. В ходе этого процесса разрушаются эритроциты резус-положительного плода. Современная медицина создала специальные препараты, предотвращающие данный конфликт.
Эритроциты являются красными клетками крови, основной функцией которой является перенос кислорода от легких к клеткам и тканям и углекислого газа в обратном направлении. Выполнение этой роли возможно благодаря двояковогнутой форме, маленьким размерам, высокой концентрации и наличию гемоглобина в клетке.
