Норма эритроцитов. Строение, функции

Эритроциты (красные клетки крови) не содержат ядра и насыщены белком гемоглобином, который переносит кислород. В нормальных условиях эти элементы никогда не покидают сосудистую систему.

У большинства млекопитающих эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков. Эритроциты человека, взвешенные в изотонической среде, имеют следующие размеры: диаметр — 7,5 мкм, толщина — 2,6 мкм у края и 0,8 мкм в центре. Благодаря двояковогнутой форме у эритроцитов имеется высокое соотношение поверхности и объема, что облегчает газообмен.

Нормальная концентрация эритроцитов в крови составляет приблизительно 3,9—5,5 миллионов в 1 микролитре у женщин и 4,1—6 миллионов в 1 микролитре у мужчин.
Снижение числа эритроцитов в крови обычно связано с заболеванием, известным как анемия. Увеличение числа эритроцитов (эритроцитоз, или полицитемия) может быть физиологической адаптацией. Оно обнаруживается, например, у людей, которые живут в условиях больших высот, где напряжение кислорода снижено. При полицитемии (греч. polys — много + kytos — клетка + haima — кровь), которая часто связана с болезнями различной степени тяжести, увеличена вязкость крови.

При ее тяжелом течении может нарушаться циркуляция крови в капиллярах. По-лицитемию можно точнее охарактеризовать как увеличение гематокрита, т.е. нарастание объема, занимаемого эритроцитами. Эритроциты диаметром более 9 мкм описывают как макроциты, а диаметром менее 6 мкм — как микроциты. Увеличение числа эритроцитов с большими колебаниями размеров известно как анизоцитоз (греч. aniso — неравный + kytos— клетка).

Эритроцит обладает значительной гибкостью — свойством, которое позволяет ему приспосабливаться к неправильной форме и небольшим диаметрам капилляров. Наблюдения in vivo показывают, что, проходя через углы бифуркаций капилляров, эритроциты, содержащие нормальный гемоглобин взрослых (HbA), легко деформируются и часто приобретают чашеообразную форму.

Эритроциты покрыты плазмолеммой; благодаря легкости ее получения, она изучена лучше всех других клеточных мембран. Она состоит примерно на 40% из липидов (в частности, фосфолипидов, холес-терола, гликолипидов), на 50% — из белка, на 10% — из углеводов. Около половины белков пронизывают липидный бислой и известны как интегральные мембранные белки. Несколько периферических белков связаны с внутренней поверхностью мембраны эритроцита.

Периферические белки, по-видимому, служат в качестве мембранного скелета, который определяет форму эритроцита. Один из таких белков, связанных с внутренней поверхностью мембраны эритроцита, — цитоскелетный белок спектрин — соединяет некоторые компоненты мембраны с другими элементами цитоскелета, в результате чего формируется сетчатая структура, которая усиливает мембрану эритроцита. Эта сеть способствует также гибкости мембраны, которая необходима для значительных изменений формы эритроцита, происходящих во время его перемещения по капиллярам. Так как эритроциты не обладают жесткостью, вязкость крови в норме остается низкой.

эритроциты

Внутри эритроцитов содержится 33% раствор гемоглобина — белка, переносящего кислород, что определяет их ацидофилию. Помимо него, присутствуют ферменты обмена глюкозы — гликолитического пути и гексозомонофосфатного шунта.

Связываясь с кислородом или углекислым газом, гемоглобин образует оксигемоглобин или карбамингемоглобин соответственно. Обратимый характер этих соединений лежит в основе способности гемоглобина транспортировать газы. Связывание гемоглобина с окисью углерода (угарным газом), однако, необратимо (в результате этой реакции образуется карбоксигемоглобин), что снижает его способность к переносу кислорода.

Унаследованные изменения молекул гемоглобина ответственны за ряд патологических состояний, примером которых может служить серповидноклеточная болезнь. Это передающееся по наследству нарушение вызвано мутацией одного нуклеотида (точечная мутация) в ДНК гена р-цепи гемоглобина. Триплет ГАА (кодирующий глутаминовую кислоту) заменен на ГУА, который кодирует валин.

Вследствие этого транслируемый гемоглобин отличается от нормального присутствием валина на месте глутаминовой кислоты. Между тем, подмена этой единственной аминокислоты привела к глубочайшим сдвигам. Когда такой измененный гемоглобин (называемый HbS) теряет кислород (что происходит в венозных капиллярах), он полимеризуется и формирует жесткие агрегаты, которые придают эритроциту характерную серповидную форму.

Серповидный эритроцит не обладает гибкостью и достаточно хрупок, поэтому продолжительность его жизни снижена, что приводит к анемии. При этом происходит увеличение вязкости крови, и могут повреждаться стенки кровеносных сосудов, вызывая свертывание крови. Кровоток в капиллярах замедляется или останавливается совсем, приводя к тяжелой нехватке кислорода в тканях (аноксия).

Другой болезнью эритроцитов является наследственный сфероцитоз, для которого характерны сферические эритроциты, более ранимые привыделении и легче разрушаемые макрофагами, что приводит к анемии и другим симптомам. В некоторых случаях сфероцитоз связан с недостаточностью спектрина или дефектами его молекулы. Хирургическое удаление селезенки обычно облегчает симптомы наследственного сфероцитоза вследствие потери значительной части макрофагов, имеющихся в организме.

Анемия является патологическим состоянием, которое характеризуется падением концентраций гемоглобина в крови ниже нормальных величин. Хотя анемии обычно связаны со сниженным числом эритроцитов, возможны также ситуации, в которых количество клеток остается нормальным, но содержание гемоглобина в каждой клетке снижено (гипохромная анемия). Анемия может быть вызвана кровопотерей (кровотечением), недостаточной выработкой эритроцитов костным мозгом, образованием эритроцитов со сниженным содержанием гемоглобина, что обычно связано с дефицитом железа в рационе или с ускоренным разрушением клеток крови.

Эритроциты, недавно выделенные костным мозгом в кровоток, часто содержат остаточную рРНК, которая в присутствии некоторых красителей (например, бриллиантового крезилового синего) может образовывать преципитаты и окрашиваться. При этом в цитоплазме таких более молодых эритроцитов (известных как ретикулоциты) выявляются отдельные гранулы или сетевидная структура.

Ретикулоциты в норме составляют около 1% общего числа циркулирующих эритроцитов; эта цифра соответствует скорости, с которой эритроциты ежесуточно обновляются костным мозгом. Увеличение числа ретикулоцитов указывает на потребность в усилении активности переноса кислорода, которая может быть вызвана такими факторами, как кровотечение или недавний подъем на большую высоту.

Эритроциты в ходе своего созревания утрачивают митохондрии, рибосомы и многие цитоплазматические ферменты. Источником энергии для эритроцитов является глюкоза, которая анаэробно расщепляется с образованием лактата. Поскольку эритроциты не имеют ядра и органелл, необходимых для синтеза белка, они не синтезируют гемоглобин.

Эритроциты человека сохраняют жизнеспособность, циркулируя по организму в течение примерно 120 суток. Изношенные эритроциты удаляются из кровообращения главным образом макрофагами селезенки и костного мозга. Сигналом к их разрушению, как предполагают, служит появление дефективных сложных олигосахаридов, прикрепленных к интегральным мембранным белкам плазмолеммы. Иногда, преимущественно при заболеваниях, в эритроците после удаления ядра, которое происходит на поздних стадиях его развития, сохраняются ядерные фрагменты (содержащие ДНК).

- Читать далее "Норма лейкоцитов. Строение, функции"

Оглавление темы "Гистология":
  1. Каротидные тельца и синусы: строение, функции
  2. Артериолы и артериовенозные анастамозы: строение, гистология
  3. Строение капилляров и их виды. Классификация капилляров
  4. Посткапиллярные венулы, мышечные вены: строение, гистология
  5. Строение сердца. Гистология
  6. Лимфатические сосуды: строение, гистология
  7. Клетки крови. Состав плазмы
  8. Норма эритроцитов. Строение, функции
  9. Норма лейкоцитов. Строение, функции
  10. Норма нейтрофилов. Строение, функции

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: