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.
Функции эритроцитов – транспортировка кислорода и еще 5 важных предназначений красных кровяных телец
Эритроциты или красные кровяные тельца являются самыми многочисленными из высокоспециализированных клеток крови. Функции эритроцитов обширны, но главная из них состоит в том, что они насыщают кислородом ткани организма, возвращая двуокись углерода назад, в легкие.
Что такое эритроциты?
Даже те, кто далек от медицины, иногда задаются вопросами: что такое эритроциты в крови? Для чего они нужны? Наравне с тромбоцитами и лейкоцитами эти кровяные клетки образуются в красном костном мозге позвоночных животных и в том числе человека. Они являются самыми многочисленными и участвуют в жизнедеятельности всех систем, способствуя перемещению кислорода по тканям и органам. Из-за своей формы и уникальной пластичности эритроциты могут легко двигаться по капиллярам, облегчая газообмен.
Строение эритроцитов
Строение и функции эритроцитов делают их пластичными, легко деформирующимися. Жидкое содержимое клеток – цитоплазма – богата гемоглобином, который содержит двухвалентный атом железа, связывающий кислород. Этот же пигмент придает тельцам красный цвет. Эритроцитарные клетки имеют дисковидную форму и не имеют ядра, которое в процессе созревания утрачивается. Состав красных телец следующий:
- сетчатая строма;
- заполненная гемоглобином ячейка;
- плотная оболочка.
Строение эритроцитов человека упрощенное: внутри находится мембрана, напоминающая сетку, тогда как плазматические оболочки лейкоцитов и тромбоцитов более сложные. Мембрана красных телец особенная – она непроницаема для катионов (за исключением калия), но хорошо пропускает анионы хлора, молекулы кислорода и углекислого газа.
Как образуются эритроциты в крови
Как образуются эритроциты? Происходит разрастание ткани путем размножения одной клетки, называемое пролиферацией.
После этого стволовые клетки, как родоначальницы кроветворения, образуют крупное тельце с ядром, которое по мере роста эритроцита утрачивается.
Попадая в кровяное русло, тельце трансформируется в готовый эритроцит. Процесс занимает до 3 часов, и красные клетки формируются в организме без перерыва.
Каждую секунду образуется более 2 млн эритроцитов в костном мозге позвоночника, черепа и ребер, кроме этого – в окончаниях рук и ног (у детей). Циркулируя в крови 3-4 месяца (около 110 дней), эритроциты поглощаются макрофагами и разрушаются в селезенке и печени.
Небольшая часть их подвергается фагоцитозу – захватыванию твердыми частицами клеток – в сосудистом русле. Перенос кислорода по организму и участие в переносе углекислого газа – центральные функции эритроцитов.
Производство клеток начинается на пятом месяце внутриутробного развития.
Как выглядят эритроциты?
Строение эритроцитов связано с выполняемой ими функцией, и внешне они отличаются от других кровяных клеток, циркулирующих в организме. Они имеют другую – особенную – форму и размеры. По природе кровяные тельца наделены своеобразными чертами – крохотный размер, форма приплюснутого диска, отсутствие ядра. Это необходимо для того, чтобы быстрее справляться с транспортировкой газа в крови.
Форма эритроцитов
Красные кровяные тельца представляют собой сплюснутый двояковыгнутый диск (дискоцит).
Внутриклеточное пространство увеличено за счет неимения мембранных перегородок и ядра, которого лишены зрелые эритроциты всех млекопитающих. Форма эритроцитов человека увеличивает и суммарную площадь их поверхности.
Внутри телец присутствует повышенный объем белкового пигмента гемоглобина, связывающего молекулы кислорода и углекислого газа.
Специфическая форма повышает эффективность основной функции всех эритроцитов. Однако вся масса кровяных телец неоднородна. Вместе с клетками правильной формы двояковыгнутого диска встречаются и другие, процент их из общего числа невелик (менее 10%). Это:
- плоскоциты с плоской поверхностью;
- стареющие виды данных клеток – эхиноциты;
- шаровидные сфероциты;
- куполообразные стоматоциты.
Эритроциты – размеры
Диаметр кровяных телец варьируется от 6 до 8,2 микрометров (мкм). Максимальная толщина – всего 2 мкм. Крохотный размер позволяет легко перемещаться по микроскопическим капиллярным сосудам.
Явления, когда нормальные размеры эритроцитов увеличиваются в ту или иную сторону современная медицина называет макроцитоз и микроцитоз. Диаметр здоровых телец – 7-9 микрон, они именуются нормоциты.
Все, что ниже – это микроциты, а выше – макроциты.
Какую функцию выполняют эритроциты крови?
Кровяные тельца играют важную роль в организме человека.
Помимо переноса кислорода к тканям из легких, функции эритроцитов в крови включают:
- Обратную транспортировку углекислого газа к легким из тканей.
- Перенос на своей поверхности полезных аминокислот.
- Доставку воды от тканей к легким. Она выделяется в виде пара.
- Выделение эритроцитарных факторов свертывания крови.
- Регуляция вязкости крови, которая благодаря участию красных телец меньше в мелких сосудах по сравнению с крупными.
Кислотно-основное состояние, то есть соотношение гидроксильных и водородных ионов в биологической среде, регулируется красными кровяными тельцами. Они же переправляют О2и СО2 от тканей к легким. Газообмен – основная функция эритроцитов.
Как это работает:
- Вдыхаемый кислород попадает в легкие. Туда через узкие сосуды и крохотные капилляры протискиваются кровяные тельца.
- Железо гемоглобина захватывает кислород, при этом пигмент меняет свой цвет от синего к красному. И эритроциты разносят собранный кислород по всему телу.
- Водород окисляется клетками тела, и вместе с этим образуется углекислый газ. Большая часть возвращается назад через легкие, но некоторые молекулы остаются на эритроцитах.
Отвечая на вопрос, какую функцию выполняют эритроциты, упоминают транспортную. Но «перевозят» они не только кислород с углекислым газом, но и полезные вещества. Незаменимые аминокислоты и липиды концентрируются на поверхности красных телец, попадая туда из плазмы, и транспортируются к клеткам тканей. В этом – питательные функции эритроцитов.
Защитная функция эритроцитов
Важной функцией эритроцитов является защита организма от вредных веществ. На поверхности красных кровяных телец находятся антитела белковой природы.
Благодаря им эритроциты способны связывать некоторые токсины и обезвреживать их, выполняя роль защитника от ядов.
Кроме того, красные тельца принимают участие в свертывании крови, гемостазе (сосудисто-тромбоцитарном) и фибринолизе – процессе растворения тромбов.
Ферментативная функция эритроцитов
Красные кровяные тельца – носители разнообразных ферментов. В этом заключается еще одна транспортная функция эритроцитов в крови человека. Все ферменты в кровяных клетках можно разделить на три вида:
- регулирующие оксигенацию и диоксигенацию;
- способствующие выполнению транспортных функций;
- обеспечивающие биологические процессы энергией.
Гемолиз крови
Красные тельца живут не дольше отмеренного им срока – 110-120 суток – и разрушаются в крови непрерывно, высвобождая гемоглобин.
Процесс носит название гемолиз, и его виды различаются по характеру, механизму и месту возникновения.
Так эндогенный гемолиз происходит в организме, а экзогенный – вне него, например, в аппарате искусственного кровообращения. Кроме этого, разрушение эритроцитов бывает:
- Внутриклеточным – в селезенке, печени, костном мозге.
- Внутрисосудистым – в плазме крови.
По характеру различают физиологический и патологический распад кровяных телец. Эритроциты выполняют функцию транспортеров, возложенную на них, и гибнут в плазме крови или тканях. В последнем случае разрушение телец провоцируют негативные факторы и патологические состояния, такие как:
- анемия;
- ревматические болезни;
- патологии почек.
Можно назвать несколько разновидностей гемолиза:
- Температурный, возникающий из-за воздействия холода.
- Химический, которому способствует воздействие спиртов, эфира, щелочи, кислоты, растворяющих липиды в мембране.
- Биологический, виной которому такие природные факторы, как яды насекомых, змей, бактерий или переливание человеку несовместимой крови.
- Механический – возникает при разрыве мембран.
- Осмотический, который наблюдается тогда, когда эритроциты попадают в среду, где осмотическое давление ниже, чем кровяное. В тельца входит вода, они набухают и разрываются.
Что такое СОЭ?
Лабораторные исследования показывают количество эритроцитов в крови, их размеры, форму, изменение. Но есть особый СОЭ анализ (скорость оседания эритроцитов), отражающий соотношение фракций белков плазмы. Для этого кровь помещают в пробирку, содержащую препятствующие ее свертываемости вещества. Вес кровяных телец выше, чем плазмы (1,080 к 1,029), и они оседают внизу. Замеряя время, за которое это произойдет, высчитывают СОЭ.
Если показатели имеют отклонение, врачи рассматривают это, как косвенный признак текущего заболевания воспалительного характера, например:
- панкреатит;
- аппендицит;
- аднексит.
Норма эритроцитов по данному исследованию различается в зависимости от возраста и пола:
- Скорость движения красных телец у новорожденных – 1-2 мм/ч. В период от месяца до полугода она резко возрастает до 11-17 мм/ч, но потом приходит к показателям 1-8 мм/ч.
- СОЭ у мужчин не превышает 2-10 мм/ч.
- У женщин этот показатель: от 3 до 15 мм/ч, у беременных выше – с приближением родов доходит до максимальных значений 55 мм/ч.
Норма эритроцитов в крови
О наличии патологических состояний говорит и концентрация в крови красных телец. Чтобы подсчитать количество их, используют особый аппарат – камеру Горяева.
Биоматериал помещают в смеситель и разбавляют ее с 3% раствором хлорида – соотношение 1:100.
Капля смеси поставляется в камеру с квадратными сетками, когда они заполняются, лаборанты рассматривают результаты под микроскопом и высчитывают число эритроцитов в 1 мкл крови.
Среднее значение нормы – 3,8 до 5,10 х 10¹²/л, т.е. несколько миллионов клеток в микролитре. Цифры также меняются от возраста и пола.
Количество эритроцитов для разных категорий:
- 4-5,1 млн/мкл у мужчин;
- от 3,7 до 4,7 млн/мкл у женщин и от 3 до 3,5 млн/мкл у беременных;
- у детей от года до 12 лет: 3,8–5 млн/мкл и 3,9–5,9 млн/мкл у новорожденных.
Функции эритроцитов в человеческой крови не ограничиваются переносом кислорода и двуокиси углерода. Высокоспециализированные клетки имеют важное значение в жизни организма, а определяя их количество и качество (внешний вид, толщину и скорость движения), врачи проводят лабораторные исследования, помогающие определить наличие различных патологий.
Нормальные и патологические формы эритроцитов человека (пойкилоцитоз)
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:
- Уменьшенный диаметр эритроцитов от (6,2 до 8,2 микрометра (мкм)), их крохотная толщина – 2 мкм, большое суммарное количество (эритроциты являются самым многочисленным типом человеческих клеток) и специфическая дискообразная двояковогнутая форма эритроцитов, позволяют значительно увеличить суммарную площадь поверхности клеток для осуществления газообмена. Маленький размер клеток также способствует лёгкому движению по микроскопическим капиллярным сосудам.
Форма и размер эритроцита позволяют ему эффективно переносить кислород - Отсутствие клеточного ядра и внутриклеточных мембранных перегородок позволило увеличить место внутри клетки для повышенного объёма гемоглобина – белкового пигмента, который связывает молекулы О2 и СО2. Кстати, именно из-за его окраски в бурый оттенок, кровь человека окрашена в красный цвет.
- Строение клеточной оболочки также необычно и содействует ускорению газообмена. Плазматические оболочки других клеток имеют более сложное строение, а мембрана эритроцитов отличается простотой и особенной конфигурацией – внешне она напоминает тонкую, очень эластичную сетку толщиной всего 2 нанометра. Именно такое строение дополнительно ускоряет процесс газовой диффузии.
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.
Эхиноцит и серповидные эритроциты
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.
Эритроциты
Эритроциты — красные кровяные клетки дисковой формы, вогнутые внутрь по центру. Основная задача этого компонента крови — снабжение организма кислородом и гемоглобином. Железосодержащий белок составляет 95 % сухого остатка клетки.
Примечательно, что общая поверхность клеток составляет 3000 квадратных метров, что в 1500 раз больше человеческого организма. Форма эритроцитов и такая площадь обеспечивают стабильную подачу кислорода в необходимом количестве — это и есть основная функция эритроцитов.
Оптимальное количество красных телец в организме очень важно в любом возрасте. Показатель нужно контролировать, при соответствующей симптоматике обращаться к врачу, а не игнорировать проблему.
Среднее количество эритроцитов в крови (на один кубический литр крови) составляет 3,5–5 миллиардов телец. Норма эритроцитов в крови у женщин будет меньше, чем у мужчин, что не считается патологией.
У эритроцитов строение разительно отличается от других компонентов крови, так как здесь нет ядра и хромосом. Такая форма эритроцитов дает возможность протискиваться тельцам в самых тонких капиллярах и доносить кислород до любой клетки. Размер эритроцита — 7–8 мкм.
Химический состав телец выглядит следующим образом:
- 60 % воды;
- 40 % сухого остатка.
Сухой остаток компонента в крови на 90–95 % состоит из гемоглобина. Остальные 5–10 % занимают липиды, углеводы, жиры и ферменты, что и обеспечивает функцию эритроцитов в организме.
Красные кровяные тельца образуются из предшествующих клеток, которые происходят из стволовых. Если по каким-то причинам костный мозг не в состоянии продуцировать ККТ, эти функции перенимают печень и селезенка.
Эритроциты зарождаются в плоских костях — черепе, ребрах, костях таза и грудине. Продолжительность жизни эритроцитов будет зависеть от общих показателей функционирования организма, поэтому однозначно ответить на вопрос, сколько живут красные кровяные тельца, нельзя. В среднем это 3–3,5 месяца.
Каждую секунду в организме человека распадается около 2 миллионов клеток, а взамен продуцируются новые. Разрушение клеток, как правило, происходит в печени и селезенке — вместо них образуются билирубин и железо.
Красные тельца могут распадаться не только из-за физиологического старения и смерти. Жизненный цикл может существенно сокращаться из-за таких факторов:
- под воздействием различных токсических веществ;
- из-за наследственных заболеваний — чаще всего причиной становится сфероцитоз.
Строение эритроцитов дискообразное, при распаде содержимое уходит в плазму. Но если гемолиз (процесс распада) будет слишком обширным, это может привести к снижению количества перемещающихся телец, что вызовет гемолитическую анемию.
Функции эритроцитов следующее:
- с участием гемоглобина осуществляют перемещение кислорода к тканям;
- при помощи гемоглобина и ферментов осуществляют транспортировку углекислого газа;
- принимают участие в регуляции водно-солевого баланса;
- в ткани доставляют жироподобные кислоты;
- форма эритроцитов частично обеспечивает свертываемость крови;
- выполняют защитную функцию — всасывают токсические вещества и транспортируют иммуноглобулины, то есть антитела;
- подавляют иммунореактивность, что снижает риск развития онкологических заболеваний;
- поддерживают оптимальный кислотно-щелочной баланс;
- принимают участие в синтезе новых клеток.
Многие из этих функций возможны благодаря тому, что форма эритроцитов дискообразная, а ядра нет.
Наличие красных телец в моче в медицине носит название гематурия. Это происходит потому, что вследствие тех или иных этиологических факторов капилляры почек становятся слабее и пропускают в мочу компоненты крови.
В моче у женщин норма эритроцитов — не больше 3 единиц. Норма у мужчин — не больше двух единиц. Если проводится анализ мочи по Нечипоренко, нормальным показателей считается до 1000 ед./мл. Превышение этого параметра будет указывать на наличие патологического процесса.
Норма эритроцитов в моче у ребенка
Следует понимать, что общее количество красных кровяных телец у женщин или у мужчин по возрасту и норма в системе кровообращения — не одно и то же.
В общее число входит три типа красных кровяных телец:
- те, которые еще развиваются в костном мозге;
- те, которые в ближайшее время выйдут из костного мозга;
- те, которые уже курсируют по кровяной системе.
Эритроциты в крови у женщин содержатся в меньшем количестве, что обусловлено потерей определенного количества крови во время менструального цикла. Содержание эритроцитов в норме в крови у женщин — 3,9–4,9×10^12/л.
Норма эритроцитов в крови у мужчин составляет 4,5–5×10^12/л. Более высокие показатели обусловлены выработкой мужских половых гормонов, которые и продуцируют их синтез.
У детей красные тельца в норме должны содержаться в таком количестве:
- у новорожденных — 4,3-7,6×10^12/л;
- у двухмесячного малыша — 2,7–4,9×10^12/л;
- к году — 3,6–4,9×10^12/л;
- в период с 6 до 12 лет — 4–,5,2×10^12/л.
В подростковом возрасте показатели количества красных кровяных телец сравниваются с нормами для взрослого человека. Более конкретные цифры по возрастам предоставит таблица, которую можно найти в Сети.
Незначительно отклонение от нормы редко будет следствием определенного патологического процесса. К такому состоянию могут привести погрешности в питании, стрессы, длительное заболевание, вызвавшее ослабление иммунной системы.
Существенное понижение красных телец в крови может быть следствием таких патологических процессов:
- недостаток или плохое усвоение витамина В12;
- железодефицитная анемия;
- чрезмерное количество употребляемой жидкости;
- острая или хроническая кровопотеря.
Повышение количества красных кровяных телец может быть обусловлено такими провокаторами:
- заболевания сердечно-сосудистой системы;
- обезвоживание организма;
- нахождение на большой высоте длительное время;
- нарушение процесса образования телец из-за онкологических процессов;
- заболевания легких;
- курение;
- недостаточное количество кислорода в тканях.
Определить причину того или иного патологического процесса может только врач. При плохом самочувствии следует обращаться за медицинской помощью, а не проводить лечение на свое усмотрение. Эритроциты в организме должны содержаться в оптимальном количестве.
Эритроциты, их роль в организме. Количество эритроцитов в крови. Эритроцитоз, эритропения. Строение и функции эритроцитов
Самые многочисленные – красные кровяные клетки. В норме в крови у мужчин содержится 4 – 5 млн. эритроцитов в 1 мкл, у женщин – 4,5 млн в 1 мкл. Эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска. В них отсутствует клеточное ядро и большинство органелл, что повышает содержание гемоглобина
- Образуются в красном костном мозге, разрушаются в селезенке и печени (средняя продолжительность жизни зрелых эритроцитов составляет около 120 дней).
- Эритроциты выполняют в организме следующие функции:
- 1) Основной функцией является дыхательная– перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.
- 2) Регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;
- 3) Питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма;
- 4) Защитная – абсорбция на своей поверхности токсических веществ;
- 5) Участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови;
- 6) Эритроциты являются носителями разнообразных ферментов и витаминов;
- 7) Эритроциты несут в себе групповые признаки крови
- Эритроцитоз – это состояние организма человека, связанное с патологическим увеличением количества эритроцитов и уровня гемоглобина в крови.
Эритропения— уменьшение числа эритроцитов в крови. Обычно, но не всегда, вызывает развитие анемии.
Основной физиологической функцией эритроцитов является связывание и перенос кислорода от легких к органам и тканям.
Эритроциты являются высокоспециализированными безядерными клетками крови диаметром 7-8 микрон. Форма эритроцитов в виде двояковогнутого диска обеспечивает большую поверхность для свободной диффузии газов через его мембрану. В начальных фазах своего развития эритроциты имеют ядро и называются ретикулоцитами.
В процессе передвижения крови эритроциты не оседают, так как они отталкиваются друг от друга, поскольку имеют одноименные отрицательные заряды. При отстаивании крови в капилляре эритроциты оседают на дно. По мере созревания эритроцитов их ядро замещается дыхательным пигментом— гемоглобином .
Гемоглобин — сложное химическое соединение, молекула которого состоит из белка глобина и железосодержащей части — гема.
Гемоглобин, его строение и свойства. Физиологическая роль в организме. Определение количества гемоглобина
Гемоглобин — сложный железосодержащий белок животных, обладающих кровообращением, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани. Сложное химическое соединение, молекула которого состоит из белка глобина и железосодержащей части – гема (из-за него кровь красная).
Строение гемоглобина:В состав молекул гемоглобина входят четыре субъединицы. Каждой из них соответствует конкретная полипептидная нить, которая соединяется с гемом. На эти четыре субъединицы приходится две а- и две р- цепи. Всего гемоглобин содержит 574 единицы аминокислоты.
Данное вещество участвует в процессах транспорта кислорода и углекислого газа между системой дыхания и другими тканями и органами в организме человека, а также поддерживает кислотный баланс крови.
Основная роль гемоглобина в организме человека — это доставка кислорода в органам и тканям, а также обратная доставка углекислого газа.
Количество гемоглобина можно определить или спектроскопически, посредством определения количества железа, или путем измерения красящей способности крови (колориметрически).
Определение уровня гемоглобина крови по гематиновому методу Сали основан на превращении гемоглобина при прибавлении к крови хлористоводородной кислоты в хлоргемин коричневого цвета, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию гемоглобина. Полученный раствор хлорида гематита разводят водой до цвета стандарта, соответствующего известной концентрации гемоглобина.
В скелетных и сердчных мышцах содержится близкий по своему строению миоглобин. Он более активно ,чем гемоглобин соединяется с кислородом обеспечивая им работающие мышцы. Общее количесвто миоглобина у человека составляет около 25% гемоглобина крови.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 937;
3. Эволюция эритроцитов
Впервые эритроциты появляются у немертин, моллюсков, аннелид, иглокожих (первичноротые). Эритроциты беспозвоночных — это сравнительно крупные, в основном, ядерные клетки, содержание дыхательного пигмента в них невелико.
В процессе эволюции организмов наблюдается тенденция уменьшения размера эритроцитов, но общее количество кислорода, которое содержится в крови при этом увеличивается. Гемоглобин может связываться с кислородом, с углекислым газом и другими газами.
В эритроцитах, имеющих шарообразную форму и заполненных гемоглобином, дыхательную функцию (транспорт газов) осуществляет преимущественно только тот гемоглобин, который находится в примембранной области, поскольку газы не успевают проникнуть в толщу эритроцита.
Получается, что часть гемоглобина не участвует в транспорте газа и эритроциты носят его впустую. В ходе эволюции гемоглобин, содержащийся в одной крупной клетке распределяется по нескольким мелким.
При уменьшении размеров красных кровяных клеток суммарный объем гемоглобина, транспортирующего газы в крови, увеличивается, поэтому и содержание кислорода в ней может быть больше, чем если бы этот гемоглобин находился в крупных клетках. На рисунке 3 показано соотношение размеров эритроцитов у разных животных.
Видно, что у млекопитающих величина клеток значительно меньше, чем у птиц, пресмыкающихся и амфибий. Самые крупные эритроциты у хвостатых амфибий, к которым относятся, в частности, саламандры и протеи. Размер их красных кровяных клеток около 70 мкм (1мкм = 0,001 мм). Для сравнения эритроциты человека имеют диаметр около 8 мкм и это, как видно из рисунка 3, еще не самые маленькие.
Т.е. для позвоночных животных концентрация эритроцитов закономерно связана обратной зависимостью с их размерами.
Эволюция самого эритроцита, учитывая его основную функцию как переносчика кислорода, шла по пути снижения интенсивности 2дыхания» самой клетки и потери ею ядра, так как ядерные клетки на свои обменные нужды расходуют больше кислорода, чем безъядерные.
Причем, этот процесс не происходил отвлеченно. Он тесно связан с образом жизни той или иной группы животных, с уровнем их энергетического обмена, иными словами, с условиями существования вида.
Дыхательные пигменты появляются в раннем периоде истории животного мира. Гемоглобин встречается в клетках инфузорий, отсутствует у кишечнополостных и снова появляется у червей и немертин.
Как наиболее древний дыхательный пигмент, гемоглобин, в ходе последующей эволюции, распространился наиболее широко. Причем, локализация его различна: в гемолимфе, в клетках крови, в мышечных, нервных и других клетках тела.
Только в ряду позвоночных гемоглобин устойчиво закреплен в эритроцитах. Он является у них единственным типом дыхательного пигмента в крови.
Первичноротые обладают пестрым набором дыхательных пигментов (гемоцианин, гемоглобин, гемиритрин) и разнообразием их локалмзации. Вторичноротые обладают, как правило гемоглобином.
То обстоятельство, что этот пигмент содержится и в плазме, и в эритроцитах, явилось одним из преимуществ по сравнению с гемоцианином, который встречается исключительно в растворенном состоянии.
Совершенно очевидно, что качественная характеристика того или иного дыхательного пигмента определяется условиями существования организма. Пигменты появились как приспособление к недостатку кислорода.
Остается не раскрытым до конца вопрос — почему природа, явно отдав предпочтение гемоглобину, сохранила другие пигменты — гемоцианин с медью, гемованадин с ванадием и т.д.
Получив от природы под влиянием конкретных условий эти пигменты, организмы продолжали благополучно существовать, сохраняя свои формы многие миллионы лет.
Но предпочтение эволюцией для большинства групп животных отдано гемоглобину, видимо, как наиболее целесообразному пигменту. Всем позвоночным животным передан также гемоглобин.
эритроцит функция гемоглобин эритропоэз