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. 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.
Эритроциты — урок. Биология, Человек (8 класс)
Эритроциты, или красные кровяные тельца, — маленькие безъядерные двояковогнутые дисковидные клетки (в (1) мм³ крови человека содержится примерно (5,5) млн эритроцитов).
Функция эритроцитов — дыхательная (доставка к тканям кислорода и удаление углекислого газа). Двояковогнутая форма эритроцита создаёт большую поверхность клетки, что улучшает процесс газообмена (общая поверхность всех эритроцитов одного человека больше футбольного поля!).
Внутри эритроцитов находятся молекулы ярко-красного дыхательного пигмента — гемоглобина, который делает кровь красной.
Гемоглобин состоит из двух частей: белковой — глобина — и железосодержащей — гема.
Гемоглобин способен легко присоединять кислород. Соединение гемоглобина с кислородом имеет ярко-красный цвет. Кровь, насыщенную кислородом, называют артериальной.
Соединение гемоглобина с кислородом нестойкое. При его распаде вновь образуются гемоглобин и свободный кислород, который поступает в клетки тканей. Кровь, обеднённую кислородом, называют венозной.
Эритроциты образуются в красном костном мозге. В процессе созревания они теряют ядро и становятся безъядерными.
Продолжительность жизни эритроцита — около (120) дней (затем он разрушается в печени или селезёнке).
При плохом питании, больших потерях крови, при нарушении образования эритроцитов развивается малокровие (уменьшение числа эритроцитов в крови или понижение содержания в них гемоглобина). Восстановлению нормального содержания гемоглобина в крови способствуют хорошее питание, отдых и пребывание на свежем воздухе.
Источники:
Любимова З. В., Маринова К. В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс. — М.: Владос.
https://festival.1september.ru/articles/588083/
https://www.tiensmed.ru/news/eritrociti1.html
https://ebiology.ru/sostav-i-funkcii-krovi-immunitet/
Эритроциты в крови: как формируются и какие функции выполняют?
Что такое эритроциты, знают «в общих чертах» много людей. И, хотя все люди в течение жизни неоднократно сталкиваются с необходимостью исследования крови, расшифровать результаты анализов без специального образования им трудно.
Эритроцитами называют красные кровяные клетки, которые вырабатываются в организме и играют важную роль в кроветворении. Их доля в общем количестве всех клеток человеческого тела достигает 25%.
Их функция — обеспечивать клеточное дыхание, переносить кислород в органы и ткани из легких и забирать из них углекислый газ. Эритроциты — основа тканевого газообмена.
Число эритроцитов огромно, вот некоторые данные:
- если соединить все эритроциты в один, то общая поверхность этой клетки займет площадь в 3800 квадратных метров (квадрат со стороной 61,5 метров). Именно такая поверхность каждую секунду занимается в нашем организме газообменом — в 1500 раз больше, чем площадь поверхности тела человека,
- в одном кубическом миллиметре крови содержится 5 миллионов эритроцитов, а в одном кубическом сантиметре — 5 миллиардов, почти столько же человек живет на нашей планете,
- если положить все эритроциты одного человека в столбик, один на другой, то он займет расстояние более 60000 километров — 1/6 расстояния до Луны.
Название частиц крови образовано от 2 слов греческого происхождения: erythros (красный) и kytos (вместилище). Хотя их называют красными клетками, такой цвет они имеют не всегда. На этапе созревания они окрашены в синий цвет, поскольку содержат мало железа. Позднее кровяные клетки сереют.
Когда в них начинает преобладать гемоглобин, они становятся розовыми. Созревшие эритроциты в норме красные. Сухое вещество зрелого эритроцита содержит 95% гемоглобина, а на остальные вещества (белки и липиды) приходится не более 4% объема.
После передачи кислорода клеткам и тканям тельца попадают в венозную кровь, меняя свою окраску на темную.
Зрелые эритроциты человека представляют собой пластичные безъядерные клетки.
Молодые эритроциты — ретикулоциты — имеют ядро, но затем они от него освобождаются, чтобы высвободившийся объем использовать для улучшения своей функции — газообмена. Это говорит о том, насколько высока специализация эритроцитов.
Так, они имеют форму двояковогнутой гибкой линзы. Эта форма позволяет увеличить их площадь, и при этом уменьшить объем, относительно простого диска.
Их диаметр колеблется в пределах 7,2-7,5 мкм. Толщина клеток составляет 2,5 мкм (в центре не более 1 мкм), а объем 90 кубических мкм. Внешне они напоминают лепешку с толстыми краями. Тельца могут проникать в самые тонкие капилляры, благодаря способности закручиваться в спираль.
Гибкость эритроцитов может изменяться. Эритроцитарная мембрана окружена белками, которые влияют на свойства кровяной клетки. Они могут вызвать склеивание клеток в столбики или заставить их разорваться на части.
Ежесекундно в кровь эритроциты выделяются в огромном количестве. Образованный за день объем кровяных клеток весит 140 г. Приблизительно столько же клеток гибнет. У здорового человека количество эритроцитов в крови изменяется незначительно.
Количество красных телец у женщин меньше, чем у мужчин. Поэтому мужчины лучше справляются с тяжелыми физическими нагрузками. Для обеспечения работы мышц тканям требуется много кислорода.
О количестве эритроцитов свидетельствует показатель RBC в анализе крови. Он обозначает красные кровяные тельца (Red Blood Cells).
Как формируются кровяные тельца?
Эритропоэз (процесс синтеза красных клеток) осуществляется в костном мозге плоских костей (черепе, позвоночнике и ребрах). В детском возрасте источником эритроцитов являются трубчатые кости рук и ног. Продолжительность их жизни составляет около 3 месяцев. После этого клетки погибают в печени и селезенке.
Существуют разные виды эритроцитов. Прежде чем попасть в кровоток, клетки проходят несколько стадий развития. Родоначальниками эритроцитов являются универсальные стволовые клетки. Через несколько делений они теряют универсальность и становятся полипотентными. Из них могут образоваться разные кровяные частицы. Еще через несколько делений клетки приобретают специфичность (унипотентные клетки). На последних этапах образования молодых эритроцитов начинается синтез гемоглобина и происходит удаление ядра. Весь процесс формирования тельца занимает 1 или 2 дня.
Молодые клетки покидают место образования эритроцитов и попадают в кровеносные сосуды. На этом этапе своего развития они называются ретикулоцитами. Они уже не имеют ядра, но еще содержат остатки рибонуклеиновых кислот. У них розовая окраска с синими вкраплениями.
Ретикулоциты составляют 1% от всех циркулирующих в кровотоке эритроцитов. Через 1-3 дня молодые клетки созревают и превращаются в зрелые. Количество ретикулоцитов характеризует регенеративную функцию костного мозга. Число ретикулоцитов обозначают RTC.
Процесс эритропоэза контролируется гормоном эритропоэтином, который вырабатывается почками. В случае увеличенного синтеза гормона повышается выработка телец.
Число RBC в анализе крови зависит от витамина В12. Он является катализатором эритропоэза. При недостатке витамина В12 возникают нарушения созревания телец.
На процесс кроветворения также оказывает огромное влияние фолиевая кислота. Она принимает участие в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов в качестве кофермента (вещество, необходимое для функционирования фермента).
Функции эритроцитов
Основная функция эритроцитов — это транспортировка гемоглобина к клеткам организма и обратная транспортировка углекислоты. Гемоглобин представляет собой белок, способный связываться с кислородом.
Гемоглобин соединяется с кислородом в капиллярах легочных альвеол, где концентрация его наиболее высокая. После перемещения эритроцитов к метаболически активным тканям кислород поглощается их клетками.
Освободившись от кислорода, гемоглобин связывается с углекислым газом и переносит его к легким. Соединение с кислородом и углекислым газом возникает в зависимости от напряжения соответствующего газа в окружающих тканях.
В легких наблюдается высокое давление кислорода. Оно заставляет гемоглобин связываться с кислородом. В тканях тела скапливается большое количество углекислого газа, который вытесняет кислород.
Газ с более сильным давлением замещает другой газ.
Гемоглобин транспортирует углекислый газ в виде иона бикарбоната (НСО3). Он в легких превращается в углекислый газ и улетучивается в атмосферу как конечный продукт обмена веществ. Характерная форма эритроцитов обеспечивает повышенное отношение их поверхности к объему. Это позволяет им лучше выполнять газообменные функции.
Кроме транспортировки кислорода и углекислого газа имеются и другие функции эритроцитов. В красных тельцах есть большое количество угольной ангидразы (карбоангидраза 1).
Этот фермент ускоряет реакцию между углекислым газом и водой с выделением угольной кислоты (Н2СО3).
Эритроциты помогают поддерживать кислотно-щелочной баланс в организме, предупреждая сдвиг реакции крови в кислую сторону (ацидоз).
Повышенное количество эритроцитов характеризует ионное равновесие плазмы. Тельца влияют на ионный баланс благодаря свой оболочке, которая является проницаемой для ионов и непроницаемой для катионов и гемоглобина.
Тельца выполняют питательную функцию, транспортируя аминокислоты и липиды от пищеварительного тракта к тканям организма. Защитная функция клеток заключается в способности связывать токсины за счет наличия на их поверхности антител. Благодаря свойству изменять свою деформируемость эритроциты участвуют в процессе тромбообразования.
Функции ретикулоцитов такие же, как и у зрелых клеток. Но выполняют они их менее эффективно. Повышенный уровень эритроцитов определяется путем сравнения показателя с нормальным значением.
Загрузка…
Эритроциты, их структура, свойства и функции
Эритроцитарная система — физиологическая система, включающая эритроциты циркулирующей крови, органов их образования и разрушения, объединенных в систему аппаратом нейрогуморальной регуляции.
У человека и млекопитающих эритроциты не содержат ядра. Отсутствие ядра обеспечивает то, что эритроциты потребляют на собственные нужды кислорода в 200 раз меньше, чем ядерные представители (эритробласты, нормобласты).
Размеры эритроцита: диаметр -7,7мкм, толщина — 2,2мкм. Объем эритроцита — 76 — 96 фемтолитров (фемто=1/биллиардная).
Одной и важных особенностей эритроцитов является их форма двояковогнутых дисков.
Двояковогнутая форма эритроцитов:
· увеличивает на 20% общую поверхность по сравнению с формой шара. Общая поверхность всех эритроцитов достигает 3800м2 , что в 1500 раз превышает поверхность тела.
· способствует выполнению их одной из основных функций — переносу О2 и СО2, т.к. диффузионная поверхность увеличивается, а диффузионное расстояние уменьшается.
· увеличивает способность к обратимой деформации (пластичность) при прохождении через узкие и изогнутые капилляры. Пластичность эритроцитов снижается по мере их старения и зависит от их формы. Так, эритроциты, имеющие патологически измененную их форму (сфероциты, серповидные), обладают меньшей пластичностью.
При некоторых видах патологии (анемия) встречаются эритроциты различной формы (серповидные, вид груши, гири и др.), что получило название пойкилоцитоз, а также различной величины (микроциты, макроциты, мегалоциты) — анизоцитоз.
В структуре эритроцита различают остов клетки — строму и поверхностный слой — мембрану. Толщина мембраны равна 10нм.
- Мембрана эритроцита состоит из 4 слоев:
- · Наружный — образован гликопротеинами.
- · Средние 2 слоя — двойной липидный слой.
- · Внутренний — белки.
- Мембрана обладает свойством избирательной проницаемости:
- · Пропускает газы, Н2О, Н+, анионы ОН-, Cl-, НСО3-, спирт.
- · Малопроницаема для глюкозы, мочевины, ионов К+, Na+
- · Почти не проходит через нее большинство катионов.
- · Совершенно непроницаема для белков.
Химический состав эритроцита: 60% — Н2О, 40% — сухой остаток (почти 90% его приходится на долю гемоглобина). Остальное — это липиды, углеводы, соли. В эритроцитах содержится ряд ферментов: цитохромоксидаза, пептидаза, каталаза, карбоангидраза и др.
К+ в эритроцитах больше (95 — 110ммоль/л), чем Na+ (10 — 25ммоль/л). В плазме, наоборот, больше натрия, чем калия.
В эритроцитах отсутствуют ядро, хромосомы и вакуоли.
- Функции эритроцитов:
- · Перенос О2 (участие гемоглобина)
- · Перенос СО2 (участие гемоглобина, карбоангидразы и ионообменника CI- /НСО3).
- · Защитная (адсорбция вредных веществ, перенос на поверхности иммуноглобулинов, компонентов системы комплемента, иммунных комплексов, выделяют антибиотик эритрин).
- · Регуляция водного и солевого обмена.
- · Перенос питательных веществ (адсорбция и перенос аминокислот).
· Креаторная. Состоит в переносе макромолекул, осуществляющих в организме информационные связи (см. «Основные функции крови»).
· Участие в регуляции кислотно-щелочного состояния (гемоглобиновый буфер).
· Участие в свертывании крови (содержат тромбопластин, освобождающийся при их разрушении. Появление в крови разрушенных эритроцитов способствуют гиперкоагуляции и тромбообразованию. Вместе с тем они являются носителями гепарина, являющегося антикоагулянтом).
· В 1990 году в институте клинической иммунологии Сибирского отделения АН СССР выявлено неизвестное раннее явление регуляции иммунитета клетками эритроидного ряда, признанное открытием. Его сущность: эритроциты тормозят рост клеток, способных бороться с вирусами и опухолями. Они подавляют антителогенез, т.е. ведут себя как клетки — супрессоры.
Путем регуляции подачи О2 в организм, и влияя таким образом на содержание эритроцитов, представляет возможным воздействовать на иммунологическую реактивность, что расширяет возможность борьбы с лейкозами, злокачественными образованиями и аутоиммунными заболеваниями.
· Участие в регуляции эритропоэза. При разрушении эритроцитов освобождаются содержащиеся в них эритропоэтические факторы, оказывающие стимулирующее влияние на образование эритроцитов в костном мозге.
- Количество эритроцитов в крови:
- у мужчин — 4,5 — 5,0 х 1012/л (Тера/литр);
- у женщин — 3,8 — 4,5 х 1012/л (Тера/литр).
Если бы можно было уложить их рядом друг с другом, то это было бы равно поясу, которым можно опоясать земной шар более 4 раз. Если сложить эритроциты монетным столбиком, то его высота равнялся бы 52 тыс. км.
Общее количество эритроцитов, циркулирующих в крови, находящихся в кровяном депо и костном мозге взрослого человека в обычных условиях, составляет 25 х 1012 /л — 30 х 1012 /л. Эта совокупность эритроцитов называется эритроном.
Увеличение количества эритроцитов (эритроцитоз). Он бывает перераспределительным и истинным.
Эритроцитоз перераспределительный отмечается при:
· Понижении барометрического давления (при подъеме на высоту, у жителей высокогорья. Компенсаторная реакция).
- · Физических нагрузках.
- · Эмоциональных состояниях (нагрузках).
- · Потере жидкости организмом (дегидратации).
Эритроцитоз истинный или абсолютный возникает в результате усиления эритропоэза при патологии, связанной с поражением клетки — предшественницы миелопоэза, которая неограниченно пролиферирует и дифференцируется в зрелые эритроциты. Такое заболевание называется эритремией или истинной полицитемией.
- Уменьшение количества эритроцитов (эритропения) отмечается в результате:
- · Кровопотери.
- · Снижения эритропоэза.
- · Разрушения эритроцитов (гемолиз).
- Эритропения отмечается при анемии (сочетание с низким содержанием Hb).
- Продолжительность жизни эритроцитов 130 дней.
- Образование эритроцитов происходит в красном костном мозге (в 1мин образуется 160 х 106 клеток), а разрушение — в селезенке, печени, красном костном мозге.
Строение и функции эритроцитов. Гемолиз
Эритроциты
– это высокоспециализированные
безъядерные клетки крови. Ядро у них
утрачивается в процессе созревания.
Эритроциты имеют форму двояковыпуклого
диска. В среднем их диаметр около 7,5 мкм,
а толщина на периферии 2,5 мкм.
Благодаря
такой форме увеличивается поверхность
эритроцитов для диффузии газов. Кроме
того, возрастает их пластичность. За
счет высокой пластичности, они
деформируются и легко проходят по
капиллярам. У старых и патологических
эритроцитов пластичность низкая.
Поэтому
они задерживаются в капиллярах
ретикулярной ткани селезенки и разрушаются
там.
Мембрана
эритроцитов и отсутствие ядра обеспечивает
их главную функцию – перенос кислорода
и участие в переносе углекислого газа.
Мембрана эритроцитов непроницаема для
катионов, кроме калия, а ее проницаемость
для анионов хлора, гидрокарбонат анионов
и гидроксил анионов в миллион раз больше.
Кроме того, она хорошо пропускает
молекулы кислорода и углекислого газа.
В мембране содержится до 52% белка. В
частности, гликопротеины определяют
групповую принадлежность крови и
обеспечивают ее отрицательный заряд.
В нее встроен Na–К–АТФ–аза, удаляющая
из цитоплазмы натрий и закачивающая
ионы калия. Основную массу эритроцитов
составляет хемопротеин гемоглобин.
Кроме того, в цитоплазме содержатся
ферменты карбоангидраза, фосфатазы,
холинестераза и другие ферменты.
Функции
эритроцитов:
1. Перенос
кислорода от легких к тканям.
2. Участие
в транспорте СО2
от тканей к легким.
3. Транспорт
воды от тканей к легким, где она выделяется
в виде пара.
4. Участие
в свертывании крови, выделяя эритроцитарные
факторы свертывания.
5. Перенос
аминокислот на своей поверхности.
6. Участвуют
в регуляции вязкости крови вследствие
пластичности. В результате их способности
к деформации, вязкость крови в мелких
сосудах меньше, чем крупных.
В
одном микролитре крови мужчины содержится
4,5-5,0 млн. эритроцитов (4,5-5,0*1012/л).
Женщин 3,7-4,7 млн. (3,7-4,7*1012/л).
Подсчет
количества эритроцитов производится
в камере
Горяева.
Для этого кровь в специальном капилляре
меланжере (смеситель) для эритроцитов
смешивают с 3% раствором хлорида натрия
в соотношении 1:100 или 1:200. Затем капелька
этой смеси помещается в сетчатую камеру.
Она создается средним выступом камеры
и покровным стеклом. Высота камеры 0,1
мм. На среднем выступе нанесена сетка,
образующая большие квадраты. Часть этих
квадратов разделена на 16 маленьких.
Каждая сторона малого квадрата имеет
величину 0,05 мм.
Следовательно, объем
смеси над малым квадратом будет составлять
1/10 мм*1/20мм*1/20мм = 1/4000мм3.
После
заполнения камеры, под микроскопом
считают количество эритроцитов в 5-ти
тех больших квадратах, которые разделены
на маленькие, т.е. в 80 маленьких. Затем
рассчитывают количество эритроцитов
в одном микролитре крови по формуле:
Х
= 4000*а*в/б.
Где
а – общее количество эритроцитов,
полученное при подсчете; б – число малых
квадратов в которых производился подсчет
(б = 80); в – разведение крови (1:100, 1:200);
4000 – величина, обратная объему жидкости
над малым квадратом.
Для
быстрого подсчета при большом количестве
анализов используют фотоэлектрические
эритрогемометры.
Принцип их действия основан на определении
прозрачности взвеси эритроцитов с
помощью пучка света, проходящего от
источника к светочувствительному
датчику.
Фотоэлектрокалориметры.
Увеличение содержания эритроцитов в
крови называется эритроцитозом
или эритремией;
уменьшение – эритропенией
или анемией.
Эти изменения могут быть относительными
и абсолютными.
Например, относительное
уменьшение их количества возникает при
задержке воды в организме, а увеличение
– при обезвоживании. Абсолютное
уменьшение содержания эритроцитов,
т.е.
анемия, наблюдается при кровопотере,
нарушениях кроветворения, разрушении
эритроцитов гемолитическими ядами или
при переливании несовместимой крови.
Гемолиз
– это разрушение мембраны эритроцитов
и выход гемоглобина в плазму. В результате
кровь становится прозрачной.
Различают
следующие виды гемолиза:
1. По
месту возникновения:
· Эндогенный,
т.е. в организме.
· Экзогенный,
вне его. Например, во флаконе с кровью,
аппарате искусственного кровообращения.
2. По
характеру:
· Физиологический.
Он обеспечивает разрушение старых и
патологических форм эритроцитов. Имеется
два механизма. Внутриклеточный
гемолиз
происходит в макрофагах селезенки,
костного мозга, клетках печени.
Внутрисосудистый
– в мелких сосудах, из которых гемоглобин
с помощью белка плазмы гаптоглобина
переносится к клеткам печени. Там гем
гемоглобина превращается в билирубин.
В сутки разрушается около 6-7 г гемоглобина.
· Патологический.
3. По
механизму возникновения:
· Химический.
Возникает при воздействии на эритроциты
веществ, растворяющих липиды мембраны.
Это спирты, эфир, хлороформ, щелочи
кислоты и т.д. В частности, при отравлении
большой дозой уксусной кислоты возникает
выраженный гемолиз.
· Температурный.
При низких температурах в эритроцитах
образуются кристаллики льда, разрушающие
их оболочку.
· Механический.
Наблюдается при механических разрывах
мембран. Например, при встряхивании
флакона с кровью или ее перекачивание
аппаратом искусственного кровообращения.
· Биологический.
Происходит при действии биологических
факторов. Эти гемолитические яды
бактерий, насекомых, змей. В результате
переливания несовместимой крови.
· Осмотический.
Возникает в том случае, если эритроциты
попали в среду с осмотическим давлением
ниже, чем у крови. Вода входит в эритроциты,
они набухают и лопаются.
Концентрация
хлорида натрия, при которой происходит
гемолиз 50% всех эритроцитов, является
мерой их осмотической стойкости. Ее
определяют в клинике для диагностики
заболеваний печени, анемий.
Осмотическая
стойкость должна быть не ниже 0,46% NaCl.
При
помещении эритроцитов в среду с большим,
чем у крови, осмотическим давлением,
происходит плазмолиз. Это сморщивание
эритроцитов. Его используют для подсчета
эритроцитов.
ЭРИТРОЦИТЫ, свойства и функции. — Студопедия
Э Р И Т Р О Ц И Т
(греч. erythoros – красный, cytus -клетка) – безъядерный форменный элемент крови, содержащий гемоглобин. Имеет форму двояковогнутого диска диаметром 7-8 мкм, толщиной 1-2,5 мкм. Они очень гибки и эластичны, легко деформируются и проходят через кровеносные капилляры с диаметром меньшим, чем диаметр эритроцита.
Образуются в красном костном мозге, разрушаются в печени и селезенке. Продолжительность жизни эритроцитов составляет 100-120 дней. В начальных фазах своего развития эритроциты имеют ядро и называются ретикулоцитами.
По мере созревания ядро замещается дыхательным пигментом – гемоглобином, составляющим 90% сухого вещества эритроцитов.
В норме в крови у мужчин 4 – 5 · 1012 /л, у женщин 3,7 – 5 · 1012 /л, у новорожденных до 6 · 1012 /л. Увеличение количества эритроцитов в единице объема крови называется эритроцитозом (полиглобулией, полицитемией), уменьшение – эритропенией. Общая площадь поверхности всех эритроцитов взрослого человека составляет 3000-3800 м2, что в 1500-1900 раз превышает поверхность тела.
- Функции эритроцитов:
- 1) дыхательная – за счет гемоглобина, присоединяющего к себе О2 и СО2;
- 2) питательная – адсорбирование на своей поверхности аминокислот и доставка их к клеткам организма;
- 3) защитная – связывание токсинов находящимися на их поверхности антитоксинами и участие в свертывании крови;
- 4) ферментативная – перенос различных ферментов: угольной ангидразы (карбоангидразы), истинной холинэстеразы и др.;
5) буферная – поддержание с помощью гемоглобина рН крови в пределах 7,36-7,42;
6) креаторная – переносят вещества, осуществляющие межклеточные взаимодействия, обеспечивающие сохранность структуры органов и тканей. Например, при повреждении печени у животных эритроциты начинают транспортировать из костного мозга в печень нуклеотиды, пептиды, аминокислоты, восстанавливающие структуру этого органа.
- Гемоглобин является основной составной частью эритроцитов и обеспечивает:
- 1) дыхательную функцию крови за счет переноса О2 от легких тканям и СО2 от клеток к легким;
- 2) регуляцию активной реакции (рН) крови, обладая свойствами слабых кислот (75% буферной емкости крови).
По химической структуре гемоглобин является сложным белком – хромопротеидом, состоящим из белка глобина и простетической группы гема (четырех молекул). Гем имеет в своем составе атом железа, способный присоединить и отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа не изменяется, т.е. оно остается двухвалентным.
В норме в крови человека должно содержатся в идеале 166,7 г/л гемоглобина. У мужчин в среднем нормальное содержание гемоглобина 130-160 г/л, у женщин 120-140 г/л. Снижение содержания гемоглобина в крови — анемия, цветовой показатель – это степень насыщения эритроцитов гемоглобином. В норме он составляет 0,86-1.
Снижение цветного показателя обычно бывает при дефиците железа в организме – железодефицитной анемии, повышение выше 1,0 – при дефиците витамина В12 и фолиевой кислоты. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода.
Разница в содержании эритроцитов и гемоглобина у мужчин и женщин объясняется стимулирующим действием на кроветворение мужских половых гормонов и тормозящим влиянием женских половых гормонов. Гемоглобин синтезируется эритробластами и нормобластами костного мозга. При разрушении эритроцитов гемоглобин после отщепления гема превращается в желчный пигмент – билирубин.
Последний с желчью поступает в кишечник, где превращается в стеркобилин и уробилин, выводимые с калом и мочой. За сутки разрушается и превращается в желчные пигменты около 8 г гемоглобина, т.е. около 1% гемоглобина, находящегося в крови.
В скелетных мышцах и миокарде находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином.
Его простетическая группа – гем идентична этой же группе молекулы гемоглобина крови, а белковая часть – глобин обладает меньшей молекулярной массой, чем белок гемоглобина.
Миоглобин связывает до 14% общего количества кислорода в организме. Его назначение – снабжение кислородом работающей мышцы в момент сокращения, когда кровоток в ней уменьшается или прекращается.
- В норме гемоглобин содержится в крови в виде трех физиологических соединений:
- 1) оксигемоглобин (HbO2) – гемоглобин, присоединивший O2; находится в артериальной крови, придавая ей ярко-алый цвет;
- 2) восстановленный, или редуцированный, гемоглобин, дезоксигемоглобин (Hb) – оксигемоглобин, отдавший O2; находится в венозной крови, которая имеет более темный цвет, чем артериальная;
- 3) карбгемоглобин (HbСO2) – соединение гемоглобина с углекислым газом; содержится в венозной крови.
- Гемоглобин способен образовывать и патологические соединения.
Сродство железа гемоглобина к угарному газу превышает его сродство к O2 , поэтому даже 0,1% угарного газа в воздухе ведет к превращению 80% гемоглобина в карбоксигемоглобин, который неспособен присоединить O2; что является опасным для жизни. Слабое отравление угарным газом – обратимый процесс. Вдыхание чистого кислорода увеличивает скорость расщепления карбоксигемоглобина в 20 раз.
Метгемоглобин (MetHb) – соединение, в котором под влиянием сильных окислителей (анилин, бертолетова соль, фенацетин и др.) железо гема из двухвалентного превращается в трехвалентное. При накоплении в крови большого количества метгемоглобина транспорт кислорода тканям нарушается, и может наступить смерть.
Л Е Й К О Ц И Т
(греч. leukos – белый, cytus – клетка), или белое кровяное тельце – это бесцветная ядерная клетка, не содержащая гемоглобина. Размер лейкоцитов – 8-20 мкм. Образуются в красном костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, лимфатических фолликулах.
В 1 л крови в норме содержится лейкоцитов 4 – 9 · 109 /л. увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом, уменьшение – лейкопенией. Продолжительность жизни лейкоцитов составляет в среднем 15-20 дней, лимфоцитов – 20 и более лет.
Некоторые лимфоциты живут на протяжении всей жизни человека.
Лейкоциты делят на две группы: гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые). В группу гранулоцитов входят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, а в группу агранулоцитов – лимфоциты и моноциты.
При оценке изменений числа лейкоцитов в клинике решающее значение придается не столько изменениями их количества, сколько изменениям взаимоотношений между различными видами клеток.
Процентное соотношение отдельных форм лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой, или лейкограммой.