Эритроциты. Размеры, форма
– красные кровяные клетки – разносят по всему организму кислород и выносят углекислый газ. Перенос кислорода осуществляется при помощи дыхательного фермента гемоглобина.
Форма эритроцитов
У низших позвоночных эритроциты овальной формы , содержат ядро и во взрослом состоянии, но к делению не способны. Эритроциты ядра не содержат и имеют округлую форму (за исключением верблюда и ламы). У человека эритроциты имеют вид двояковогнутого диска. Такая форма эритроцитов человека более чем в 1,5 раза увеличивает его поверхность по сравнению с округлыми.Однако форма эритроцитов довольно изменчива. В кровеносном русле встречаются плоские клетки или вогнутые с одной стороны. Вследствие эластичности они могут растягиваться: проходя по капиллярам, просветы которых меньше диаметра эритроцита, они растягиваются, а, попадая в более крупные сосуды, принимают свою обычную форму. Величина эритроцитов от массы тела животного не зависит, например, у протея их диаметр равен 58 мкм, у курицы 12 мкм, у слона 8–10 мкм, у козы 4 мкм, у овцы 4,3 мкм и т.д. Диаметр эритроцита человека равен 7,5 мкм, а поверхность 125 мкм2. В 1 мм3 крови у мужчин в норме содержится 5–5,5 млн., а у женщин – 4,5–5,5 млн. эритроцитов.
Количество эритроцитов
В организме человека насчитывается примерно 25 триллионов эритроцитов с общей поверхностью 3200 м2. Такое количество эритроцитов содержит суммарно около 800 г гемоглобина. Количество эритроцитов может изменяться в зависимости от климатических условий, физического состояния организма и возраста. При подъеме в горы число эритроцитов увеличивается. То же наблюдается и при увеличении физических нагрузок. У новорожденных и пожилых людей число эритроцитов повышено до 6–7 млн. в 1 мм3.
Эритроциты весьма чувствительны к изменению условий среды. Особенно сильно они реагируют на изменение осмотического давления. В изотонических растворах они остаются неизменными, при повышении концентрации раствора они отдают воду и сморщиваются. В растворе с концентрацией соли 0,9% они набухают. При длительном воздействии таких растворов набухшие эритроциты лопаются, и гемоглобин выходит наружу, то есть происходит гемолиз. Такой имеет ярко алую окраску и называется лаковой. Гемолиз можно вызвать воздействием на эритроциты и другими факторами: хлороформом, спиртом, замораживанием и последующим оттаиванием.
Гемоглобин эритроцитов
Гемоглобин эритроцитов представляет собой сложное белковое соединение, в состав которого входит железо. В легочных капиллярах он легко присоединяет кислород и образует нестойкое соединение – оксигемоглобин. С током крови эритроциты разносятся по всему организму, где в тканях при слабом парциальном давлении кислорода оксигемоглобин распадается на гемоглобин и кислород. Последний диффундирует в клетку и потребляется на окислительные процессы. Там же гемоглобин присоединяет углекислый газ и образуется карбогемоглобин, который переносится в легкие и выделяется во внешнюю среду. Продолжительность жизни эритроцитов около 3–4 месяцев, в среднем 110 дней. Полный обмен крови у человека происходит примерно в течение 200 дней.Введение
Кровь - важнейшая часть внутренней среды организма, выполняющая многообразные физиологические функции. Она состоит из двух частей: плазмы и форменных элементов - эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Самые многочисленные из них - красные кровяные тельца - эритроциты. У мужчин в 1 мкл крови содержится в среднем 5,1 млн., а у женщин - 4,6 млн. эритроцитов. В детском возрасте число эритроцитов постепенно меняется. У новорожденных оно довольно высоко (5,5 млн./мкл. крови), что обусловлено перемещением крови из плаценты в кровоток ребенка во время родов и значительной потерей воды в дальнейшем. В последующие месяцы организм ребенка растет, но новые эритроциты не образуются; этим обусловлен «спад третьего месяца» (к третьему месяцу жизни число эритроцитов снижается до 3,5 млн./мкл. крови). У детей дошкольного и школьного возраста число эритроцитов несколько меньше, чем у женщин.
Эритроциты у человека и млекопитающих представляют собой безъядерные клетки, утратившие в процессе фило- и онтогенеза ядро и большинство органелл. Эритроциты являются высокодифференцированными постклеточными структурами, неспособными к делению. Основная функция эритроцитов -- дыхательная -- транспортировка кислорода и углекислоты. Эта функция обеспечивается дыхательным пигментом -- гемоглобином - сложным белком, имеющим в своем составе железо. Кроме того, эритроциты участвуют в транспорте аминокислот, антител, токсинов и ряда лекарственных веществ, адсорбируя их на поверхности плазмолеммы.
Форма и строение эритроцитов
Популяция эритроцитов неоднородна по форме и размерам. В нормальной крови человека основную массу составляют эритроциты двояковогнутой формы -- дискоциты (80--90%). Кроме того, имеются планоциты (с плоской поверхностью) и стареющие формы эритроцитов -- шиповидные эритроциты, или эхиноциты , куполообразные, или стоматоциты , и шаровидные, или сфероциты . Процесс старения эритроцитов идет двумя путями -- кренированием (т.е. образованием зубцов на плазмолемме) или путем инвагинации участков плазмолеммы (рис. 1).
При кренировании образуются эхиноциты с различной степенью формирования выростов плазмолеммы, которые впоследствии отпадают. При этом формируется эритроцит в виде микросфероцита. При инвагинации плазмолеммы эритроцита образуются стоматоциты, конечной стадией которых также является микросфероцит.
Одним из проявлений процессов старения эритроцитов является их гемолиз , сопровождающийся выхождением гемоглобина; при этом в крови обнаруживаются т.н. «тени» эритроцитов - их оболочки (рис. 2).
Обязательной составной частью популяции эритроцитов являются их молодые формы, называемые ретикулоцитами или полихроматофильными эритроцитами. В норме их от 1 до 5% от количества всех эритроцитов. В них сохраняются рибосомы и эндоплазматическая сеть, формирующие зернистые и сетчатые структуры, которые выявляются при специальной суправитальной окраске. При обычной гематологической окраске (азур II - эозином) они проявляют полихроматофилию и окрашиваются в серо-голубой цвет.
При заболеваниях могут появляться аномальные формы эритроцитов, что чаще всего обусловлено изменением структуры гемоглобина (Нb). Замена даже одной аминокислоты в молекуле Нb может быть причиной изменения формы эритроцитов. В качестве примера можно привести появление эритроцитов серповидной формы при серповидно-клеточной анемии, когда у больного имеет место генетическое повреждение в?-цепи гемоглобина. Процесс нарушения формы эритроцитов при заболеваниях получил название пойкилоцитоз . Как было сказано выше, в норме количество эритроцитов измененной формы может быть около 15% - это т.н. физиологический пойкилоцитоз .
Размеры эритроцитов в нормальной крови также варьируют. Большинство эритроцитов имеют диаметр около 7,5 мкм и называются нормоцитами. Остальная часть эритроцитов представлена микроцитами и макроцитами. Микроциты имеют диаметр <7, а макроциты >8 мкм. Изменение размеров эритроцитов называется анизоцитозом .
Плазмолемма эритроцита состоит из бислоя липидов и белков, представленных приблизительно в равных количествах, а также небольшого количества углеводов, формирующих гликокаликс. Наружная поверхность мембраны эритроцита несет отрицательный заряд. В плазмолемме эритроцита идентифицировано 15 главных белков. Более 60% всех белков составляют: примембранный белок спектрин и мембранные белки -- гликофорин и т.н. полоса 3 .
Спектрин является белком цитоскелета, связанным с внутренней стороной плазмолеммы, участвует в поддержании двояковогнутой формы эритроцита. Молекулы спектрина имеют вид палочек, концы которых связаны с короткими актиновыми филаментами цитоплазмы, образуя т.н. «узловой комплекс». Цитоскелетный белок, связывающий спектрин и актин, одновременно соединяется с белком гликофорином. На внутренней цитоплазматической поверхности плазмолеммы образуется гибкая сетевидная структура, которая поддерживает форму эритроцита и противостоит давлению при прохождении его через тонкий капилляр. При наследственной аномалии спектрина эритроциты имеют сферическую форму. При недостаточности спектрина в условиях анемии эритроциты также принимают сферическую форму. Соединение спектринового цитоскелета с плазмолеммой обеспечивает внутриклеточный белок анкерин . Анкирин связывает спектрин с трансмембранным белком плазмолеммы (полоса 3).
Гликофорин -- трансмембранный белок, который пронизывает плазмолемму в виде одиночной спирали, и его большая часть выступает на наружной поверхности эритроцита, где к нему присоединены 15 отдельных цепей олигосахаридов, которые несут отрицательные заряды. Гликофорины относятся к классу мембранных гликопротеинов, которые выполняют рецепторные функции. Гликофорины обнаружены только в эритроцитах .
Полоса 3 представляет собой трансмембранный гликопротеид, полипептидная цепь которого много раз пересекает бислой липидов. Этот гликопротеид участвует в обмене кислорода и углекислоты, которые связывает гемоглобин -- основной белок цитоплазмы эритроцита.
Олигосахариды гликолипидов и гликопротеидов образуют гликокаликс. Они определяют антигенный состав эритроцитов . При связывании этих антигенов соответствующими антителами происходит склеивание эритроцитов - агглютинация . Антигены эритроцитов получили название агглютиногены , а соответствующие им антитела плазмы крови - агглютинины . В норме в плазме крови нет агглютининов к собственным эритроцитам, в противном случае возникает аутоиммунное разрушение эритроцитов.
По содержанию агглютиногенов и агглютининов различают 4 группы крови: в крови 0(I) группы отсутствуют агглютиногены А и В, но имеются б- и в-агглютинины; в крови А(II) группы имеются агглютиноген А и в-агглютинин; в крови В(III) группы содержатся В-агглютиноген и б-агглютинин; в крови АВ(IV) группы имеются агглютиногены А и В и нет агглютининов. При переливании крови для предотвращения гемолиза (разрушения эритроцитов) нельзя допускать вливания реципиентам эритроцитов с агглютиногенами А и В, имеющим б- и в-агглютинины. Поэтому лица с 0(I) группой крови являются универсальными донорами, т.е. их кровь может быть перелита всем людям с другими группами крови. Соответственно лица с АВ(IV) группой крови являются унивесальными реципиентами, т.е. им можно перелить любую группу крови.
На поверхности эритроцитов имеется также резус-фактор (Rh-фактор) - агглютиноген. Он присутствует у 86% людей; у 14 % отсутствует (резус-отрицательные). Переливание резус-положительной крови резус-отрицательному пациенту вызывает образование резус-антител и гемолиз эритроцитов. Агглютинация эритроцитов свойственна нормальной свежей крови, при этом образуется так называемые «монетные столбики». Это явление связано с потерей заряда плазмолеммы эритроцитов. Скорость оседания (агглютинации) эритроцитов (СОЭ ) в 1 ч у здорового человека составляет 4--8 мм у мужчин и 7--10 мм у женщин. СОЭ может значительно изменяться при заболеваниях, например при воспалительных процессах, и поэтому служит важным диагностическим признаком. В движущейся крови эритроциты отталкиваются из-за наличия на их плазмолемме одноименных отрицательных зарядов.
Цитоплазма эритроцита состоит из воды (60%) и сухого остатка (40%), содержащего, в основном, гемоглобин (95%). Наличие гемоглобина обуславливает желтую окраску отдельных эритроцитов свежей крови, а совокупность эритроцитов - красный цвет крови.
Гемоглобин - это сложный белок, состоящий из 4 полипептидных цепей глобина и гемма (железосодержащий порфирин), обладающей высокой способностью связывать кислород. В норме у человека содержится 2 типа гемоглобина - HbA и HbF. Эти гемоглобины различаются составом аминокислот в глобиновой (белковой) части. У взрослых людей в эритроцитах преобладает HbA, составляя 98%. Он содержит две б-глобиновые цепи и две в-глобиновые цепи, включающие 574 аминокислоты. HbF, или фетальный гемоглобин, составляет у взрослых около 2% и преобладает у плодов. К моменту рождения ребенка он составляет около 80%, а HbA только 20%. Эти гемоглобины отличаются составом аминокислот в глобиновой части. Железо в геме может присоединять кислород в легких (в таких случаях образуется оксигемоглобин) и отдавать его в тканях путем диссоциацииоксигемоглобина на кислород и Hb. При ряде заболеваний (гемоглобинозы, гемоглобинопатии) в эритроцитах появляются другие виды гемоглобинов, которые характеризуются изменением аминокислотного состава в белковой части гемоглобина.
Помимо того, что красные кровяные тельца придают крови ее цвет, функции эритроцитов гораздо шире.
В чем они заключаются и каковы особенности красных клеток крови – основные темы статьи. Вы узнаете, каковы строение и функции эритроцитов у различных живых существ.
В дословном переводе с древнегреческого эритроциты – это красные клетки, их русскоязычное определение в качестве красных кровяных телец достаточно близко к первоисточнику. Цитоплазма клеток пигментирована гемоглобином, что обеспечивает окраску.
Атом железа в составе гемоглобина способен соединяться с кислородом, что позволяет эритроцитам выполнять основную функцию – обеспечивать дыхание клеток.
Клетки насыщаются кислородом в легких и разносят его во все уголки тела, чему способствует незначительный размер. Повышенная гибкость позволяет им передвигаться по мельчайшим капиллярам.
Строение эритроцитов (вогнутый с двух сторон диск) увеличивает площадь их поверхности и повышает эффективность газообмена.
Особенности строения эритроцитов включают отсутствие клеточных ядер для увеличения количества гемоглобина и, следовательно, кислородной емкости клетки.
Ежесекундно костный мозг производит 2,4 миллиона эритроцитов, которые живут 100 – 120 дней.
После смерти их поглощают макрофаги – лейкоциты, выполняющие в организме санитарную роль. 25 % всех клеток в человеческом теле – это эритроциты.
Процесс развития новых эритроцитов называется термином эритропоэз, а смерть или разрушение – гемолиз.
Рождаются красные тельца в костном мозге, причем не только в позвоночнике, но и в черепе и ребрах, а у детей также в длинных костях конечностей. Кладбищем эритроцитов становятся печень и селезенка.
При формировании строение эритроцитов несколько раз изменяется, что похоже на прохождение нескольких этапов.
В процессе созревания красные тельца уменьшаются в размерах, ядра сначала становятся меньше, а затем исчезают (равно как и другие компоненты клетки, например рибосомы), увеличивается концентрация гемоглобина.
По мере развития и, соответственно, накопления гемоглобина, меняется и цвет эритроцитов. Так, эритробласты – начальная форма клеток – имеют синий цвет, затем они сереют, а красными становятся к окончанию формирования.
Сначала в кровоток попадают «дети» эритроцитов – ретикулоциты. Для окончательного созревания и трансформации в зрелые клетки (нормоциты) им требуется всего несколько часов, после чего начинается их миссия длиной в несколько месяцев.
Красные кровяные тельца живых существ
Эритроциты – неотъемлемая часть крови не только человека, но и всех позвоночных и ряда беспозвоночных существ.
Безъядерная конструкция делает эритроциты млекопитающих рекордсменами малых размеров, но и у птиц, несмотря на сохранившиеся ядра, красные кровяные тельца совсем ненамного больше.
У прочих позвоночных красные клетки крови более крупные за счет наличия ядра и других составляющих элементов клетки.
Папуанский пингвин – единственный представитель класса птиц, в крови которых встречаются безъядерные эритроциты, правда, в небольших количествах.
Нормоциты (полностью сформированные красные клетки млекопитающих) не имеют ядер, внутриклеточных мембран и большей части органоидов. После того как ядра в зачатках клеток выполняют свою роль, они вытесняются за их пределы.
Основной составляющих элемент эритроцитов всех живых существ – это гемоглобин. Природа сделала все возможное, чтобы красные кровяные тельца могли переносить максимальное количество кислорода.
У большинства живых существ эритроциты подобны круглым дискам, но из каждого правила есть исключения. У верблюдов и некоторых других животных красные тельца крови овальны.
Особая роль и у клеточных мембран эритроцитов – они отлично пропускают ионы натрия и калия, воду и, само собой, газы – кислород и углекислый газ.
Своей пропускной способностью эритроцитовые мембраны обязаны трансмембранным белкам гликофоринам, которые отрицательно заряжают их поверхность.
Снаружи мембраны находятся и так называемые агглютиногены – факторы групп крови, которых на сегодняшний день известно свыше 15. Наиболее известный из них – резус-фактор.
Выполнение функций эритроцитов зависит от их количества, а оно зависит от возраста. Сниженное число красных телец называется эритропенией, а повышенное – эритроцитозом.
Нормы эритроцитов крови в зависимости от возраста:
Коэффициент полезного действия гемоглобина напрямую зависит от площади соприкосновения эритроцита.
Чем меньше красные кровяные тельца в кровотоке, тем больше общая площадь всех эритроцитов в организме. Эритроциты низших позвоночных достаточно крупные по сравнению с высшими.
Например, диаметр красных кровяных телец у амфиум (разновидность земноводных) составляет 70 мкм, а у коз, которые относятся к млекопитающим, он равняется 4 мкм.
Эритроциты и донорство
Еще в XVII столетии английские и французские врачи начали эксперименты по переливанию крови – сначала от одной собаки другой, а затем от ягненка человеку, страдающему от лихорадки.
Пациент выжил, однако затем переливание крови привело к нескольким смертям подряд, и переливание людям крови животных было официально запрещено во Франции.
В XIX столетии переливания крови возобновились, на этот раз от человека человеку, реципиентами в основном становились женщины, потерявшие кровь во время родов.
Одни из них благополучно поправлялись, зато другие умирали по неизвестной в то время причине, которой была агглютинация и гемолиз эритроцитов – склеивание и разрушение красных клеток при контакте разных групп крови.
После того как на заре XX века были открыты группы крови, врачи заполучили мощный инструмент помощи своим пациентам.
В ряде ситуаций переливание – единственное условие выживания пациента. В современной медицине переливание цельной крови выходит из обихода – переливаются в основном компоненты и препараты крови.
Ученые постоянно разрабатывают искусственную кровь, чтобы выживание пациентов перестало зависеть от донорства крови, однако искусственная кровь, во-первых, все еще слишком дорога, а, во-вторых, токсична – ее переливание приводит к ряду серьезных побочных действий.
Другое направление в трансфузиологии – выращивание компонентов крови из стволовых клеток в пробирках. В 2011 году случилось первое успешное внедрение пациенту таких эритроцитов.
Основная функция эритроцитов, выращенных искусственно, выполняется, однако их выращивание по-прежнему слишком дорого для широкого использования.
За один раз у донора можно взять до 450 мл крови. 40 мл необходимо для основных анализов, чтобы исключить заражение реципиентов, а остальной объем на специальных центрифугах разделяется на составляющие компоненты: плазму и компоненты крови. Обычно пациентам нужна не вся кровь, а плазма (чаще всего), эритроциты или тромбоциты (относительно редкий тип вливаний).
Эритропения и эритроцитоз
Обычный клинический (общий) анализ крови выявляет количество красных кровяных телец в кровотоке.
Этот же анализ выявляет, сколько в среднем содержится гемоглобина в одной клетке крови, обеспечивающей дыхание клеток, за что отвечают эритроциты. Для этого количество гемоглобина в литре крови делят на число эритроцитов в этом же объеме.
Эритроцитоз – состояние, при котором количество красных телец крови и гемоглобин крови существенно превышает нормальный уровень. Эритроцитоз может быть относительным (т. е. относительно количества плазмы крови) и истинным.
При относительном эритроцитозе количество клеток на единицу объема крови возрастает, но само число красных кровяных телец остается неизменным.
Такое случается при обезвоживании, стрессах, гипертонических кризах, ожирении и других проблемах.
Истинная форма эритроцитоза отличается повышенным производством красных кровяных телец в костном мозге.
К этому состоянию ведут заболевания, приводящие к кислородному голоданию тканей – нарушения работы системы дыхания, при воздействии угарного газа (например, у курильщиков), болезни сердечно-сосудистой системы (порок сердца) и так далее.
В клинической картине ряда онкологических заболеваний и при некоторых болезнях почек присутствует усиленная выработка гормона почек, эритропоэтина, который необходим для образования эритроцитов.
Эритроцитоз дает основания для обследования с целью исключить эти заболевания.
Как и эритроцитоз, эритропения может быть относительной или истинной. Примером относительной служит беременность, когда число красных кровяных телец остается неизменным, но увеличивается общий объем крови за счет увеличения количества плазмы.
Может быть много причин истинной эритропении. При онкологических заболеваниях костного мозга поражаются его стволовые клетки, и новые кровяные тельца перестают создаваться.
Еще одна причина – недостаток минералов и аминокислот из-за длительного неполноценного питания или долгосрочного голодания.
Дефицит эритроцитов может развиться из-за их повышенного разрушения. Это происходит при некоторых аутоиммунных состояниях (вырабатываются антитела к собственным клеткам, включая эритроциты), гемолитической анемии и других заболеваниях.
Среди них инфекционные болезни – коклюш и дифтерия, при которых кровь насыщается токсинами, поражающими эритроциты.
Эритропения развивается при массивных кровотечениях и вследствие генетических патологий. Последние могут менять форму и размер красных кровяных телец, снижать срок их жизни, что приводит к возникновению эритропении и анемии.
Ответ на вопрос, какую функцию выполняют эритроциты, не может быть слишком высокопарным, ведь без красных кровяных телец невозможно дыхание клеток.
Любые настораживающие результаты анализов, равно как и ухудшившееся самочувствие, – повод для дополнительного обследования.
Кровь состоит из плазмы (прозрачной жидкости бледно-желтого цвета) и взвешенных в ней клеточных, или форменных, элементов - эритроцитов, лейкоцитов и кровяных пластинок - тромбоцитов.
Больше всего в крови эритроцитов. У женщины в 1 мм кв. крови содержится около 4,5 млн этих кровяных клеток, а у мужчины - около 5 млн. В целом в крови, циркулирующей в организме человека, содержится 25 триллионов эритроцитов - это невообразимо много!
Основная функция эритроцитов заключается в переносе кислорода от органов дыхания ко всем клеткам тела. Вместе с тем они принимают участие и в удалении из тканей углекислого газа (продукта обмена веществ). Эти кровяные клетки транспортируют углекислый газ в легкие, где в результате газообмена он замещается кислородом.
В отличие от других клеток организма, эритроциты не имеют ядра, то есть они не могут размножаться. От момента появления новых эритроцитов до их гибели проходит около 4 месяцев. Клетки эритроцитов имеют форму вдавленных посередине овальных дисков размером примерно 0,007-0,008 мм, шириной - 0,0025 мм. Их очень много - эритроциты одного человека покрыли бы участок площадью 2500 м. кв.
Гемоглобин
Гемоглобин - это красный кровяной пигмент, входящий в состав эритроцитов. Основная функция этого белкового вещества - перенос кислорода и частично углекислого газа. Кроме того, на мембранах эритроцитов располагаются антигены - маркеры группы крови. Гемоглобин состоит из двух частей: крупной белковой молекулы - глобина и встроенной в нее небелковой структуры - гема, в сердцевине которого находится ион железа. В легких железо вступает в связь с кислородом, и именно соединение кислорода с железом окрашивает кровь в красный цвет. Соединение гемоглобина с кислородом является нестойким. При его распаде вновь образуются гемоглобин и свободный кислород, который поступает в клетки тканей. Во время данного процесса изменяется цвет гемоглобина: артериальная (насыщенная кислородом) кровь имеет ярко-красный цвет, а «использованная» венозная (насыщенная углекислым газом) - темно-красный.
Как и где вырабатываются эти клетки?
Ежедневно в организме человека образуется более 200 миллиардов новых эритроцитов. Таким образом, в час их вырабатывается более 8 миллиардов, в минуту - 144 миллиона, а в секунду - 2,4 миллиона! Всю эту огромную работу выполняет костный мозг весом около 1500 г, находящийся в различных костях. Образование эритроцитов происходит в костном мозге черепных и тазовых костей, костей туловища, грудине, ребрах, а также в телах позвоночных дисков . До 30 лет эти кровяные клетки вырабатываются также в бедренных и плечевых костях. В красном костном мозге имеются клетки, постоянно вырабатывающие новые эритроциты. Как только они созревают, они через стенки капилляров проникают в кровеносную систему.
В организме человека расщепление и выведение эритроцитов происходит так же быстро, как и их образование. Расщепление клеток происходит в печени и селезенке. После распада гемы остаются определенные пигменты, которые выводятся через почки, придавая моче характерный для нее цвет.
Эритроциты («красные кровяные тельца») это самый многочисленный форменный элемент крови, состоящий из гемоглобина.
Эритроциты образуются из плюрипотентных стволовых клеток красного костным мозга, которые в результате гемопоэза (это процесс формирования, развития и созревания клеток крови) последовательно проходят цепочку превращения (упрощенно можно сказать, что эритроциты вырабатываются в костном мозге):
- пронормобласты
- нормобласты
- ретикулоциты
- эритроциты
Цепочка превращения эритроцитов
При этом стволовые клетки уменьшаются в размере и лишаются ядра.
Превращение большинства ретикулоцитов в эритроциты происходит в костном мозге, но существует небольшой процент (1-2%) ретикулоцитов, созревающих непосредственно в крови.
Средняя продолжительность существования эритроцита равна 120 дням, поэтому в костном мозге происходит постоянное формирование новых клеток, созревающих в эритроциты. Это процесс упрощенно можно описать так: при снижении количества эритроцитов в крови снижается количество кислорода в крови (функция эритроцитов – перенос кислорода), снижение кислорода в крови заставляет почки синтезировать гормон эритропоэтин, который доставляется в костный мозг через кровь и стимулирует его на формирование новых стволовых клеток.
Эритроциты человека в норме представляют собой форменные элементы в виде двояковогнутого диска (сферы) диаметром 7-8 микрон. За счет своей уникальной формы и гибкости мембраны эритроцит способен проходить по всем сосудам тела (даже по микрососудам легких, диаметр которых меньше диаметра эритроцита). Основной функцией эритроцитов является процесс переноса кислорода за счет имеющегося в составе белка гемоглобина от легких к тканям органов и углекислого газа обратно.
На созревание эритроцитов может оказывать влияние наличие различных патологий, при этом форма и размер эритроцитов меняются. В процессе исследования крови анализируют размер эритроцитов, их форму, наличие посторонних включений, а также характер распределения в них гемоглобина. Например, измененные эритроциты по размеру делят на микроциты, нормоциты, макроциты и мегалоциты. Процесс изменения размеров эритроцитов называется анизоцитозом и именно он определяет то, какие эритроциты встречаются в крови. Кстати, анизоцитоз характеризует течение гемолитической анемии при уменьшении размера и фолиеводефицитной анемии и малярии при увеличении размера эритроцитов крови.
Количество эритроцитов в крови (RBC)
В процессе проведения общего анализа крови определяют количество эритроцитов (RBC) в крови. Референтные значение количества эритроцитов в крови можно определить по таблице.
| Возраст | Женщины | Мужчины |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 3,9−5,5 | 3,9−5,5 |
| 1−3 дня | 4,0−6,6 | 4,0−6,6 |
| 1 неделя | 3,9−6,3 | 3,9−6,3 |
| 2 неделя | 3,6−6,2 | 3,6−6,2 |
| 1 месяц | 3,0−5,4 | 3,0−5,4 |
| 2 месяца | 2,7−4,9 | 2,7−4,9 |
| 3−6 месяца | 3,1−4,5 | 3,1−4,5 |
| 6 месяцев−2 года | 3,7−5,2 | 3,4−5 |
| 3−12 лет | 3,5−5 | 3,9−5 |
| 13−16 лет | 3,5−5 | 4,1−5,5 |
| 17−19 лет | 3,5−5 | 3,9−5,6 |
| 20−29 лет | 3,5−5 | 4,2−5,6 |
| 30−39 лет | 3,5−5 | 4,2−5,6 |
| 40−49 лет | 3,6−5,1 | 4,0−5,6 |
| 50−59 лет | 3,6−5,1 | 3,9−5,6 |
| 60−65 лет | 3,5−5,2 | 3,9−5,3 |
| Более 65 лет | 3,4−5,2 | 3,1−5,7 |
Изменение количества эритроцитов в крови
Увеличение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом. Эритроцитоз делят на абсолютный, когда происходит увеличение количества эритроцитов и относительный, когда объем крови в организме уменьшается. Абсолютные эритроцитозы бывают первичными (при этом в крови эритроциты повышены на фоне эритремии) и вторичными при ожирении, патологии легких, сердца, активных физических нагрузках, поликистозе почек, опухолях почек и печени. Относительный эритроцитоз наблюдается при дегидратации, эмоциональном перенапряжении, курении и приеме наркотических средств. Уменьшение количества эритроцитов в крови также представляет диагностическую ценность: эритроциты понижены при анемии, во время беременности и гипергидратации.
Средний объем эритроцита (MCV)
Говоря об эритроцитах, нельзя не упомянуть такой показатель как средний объем эритроцита (MCV). Его измеряют в кубических микрометрах или фемтолитрах (фл). Вычислить этот показатель можно разделив сумму всех клеточных объемов на количество найденных эритроцитов. Именно средний объем эритроцита позволяет оценить эритроцит как нормоцит если средний объем эритроцита в норме (то есть лежит в пределах 80-100 фл), если же средний объем эритроцита понижен — как микроцит. Эритроцит является макроцитом в случае, когда средний объем эритроциты повышен. Но вообще надо отметить, что достоверно средний объем эритроцита можно установить только при отсутствии эритроцитов с неправильной формой (серповидных эритроцитов).
| Возраст | Женщины, фл | Мужчины, фл |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 98−118 | 98−118 |
| 1−3 дня | 95−121 | 95−121 |
| 1 неделя | 88−126 | 88−126 |
| 2 неделя | 86−124 | 86−124 |
| 1 месяц | 85−123 | 85−123 |
| 2 месяца | 77−115 | 77−115 |
| 3−6 месяца | 77−108 | 77−108 |
| 0,5−2 года | 72−89 | 70−99 |
| 3−6 лет | 76−90 | 76−89 |
| 7−12 лет | 76−90 | 76−89 |
| 7−12 лет | 76−91 | 76−89 |
| 13−19 лет | 80−96 | 79−92 |
| 20−29 лет | 82−96 | 81−93 |
| 30−39 лет | 81−98 | 80−93 |
| 40−49 лет | 80−100 | 81−94 |
| 50−59 лет | 82−99 | 82−94 |
| 60−65 лет | 80−99 | 81−100 |
| Более 65 лет | 80−100 | 78−103 |
В основном значение среднего объема эритроцита используют для определения типа анемии.
- Микроцитарные анемии(средний объем эритроцита менее 80 фл): железодефицитные талассемии сидеробластические, анемии, которые могут сопровождаться макроцитозом: гемоглобинопатии, нарушение синтезапорфиринов, отравление свинцом;
- Нормоцитарные анемии (средний объем эритроцита в диапазоне 80−100): апластические, гемолитические гемоглобинопатии после кровотечений, анемии, которые могут сопровождаться нормоцитозом: регенераторная фаза железодефицитной анемии;
- Макроцитарные и мегалобластные анемии (средний объем эритроцита более 100 фл): дефицит витамина В12, дефицит фолиевой кислоты. Анемии, которые могут сопровождаться микроцитозом: миелодиспластические синдромы гемолитические анемии, болезни печени.
Определение типа анемии
Ретикулоциты
Как уже было сказано выше эритроциты образуются из ретикулоцитов, поэтому в крови можно обнаружить и их. Норма ретикулоцитов в крови должна составлять около 1% от количества эритроцитов. Наблюдая за динамикой изменения количества ретикулоцитов, можно характеризовать регенерирующую способность костного мозга при анемии.
Состояние при котором в анализе крови фиксируются повышенные ретикулоциты называется ретикулоцитозом. Ретикулоцитоз может являться как хорошим, так и плохим признаком, например, зафиксированный ретикулоцитоз при лечении B12-дефицитной анемии говорить о начале выздоровления, но в случае отсутствия анемии появление ретикулицитоза может свидетельствовать о развитии раковой опухоли костного мозга. Снижение количества ретикулоцитов при анемии говорит о снижении регенерирующей способности костного мозга.
Концентрация гемоглобина в крови
Гемоглобин (обозначается как Hb) это сложное соединение, молекула которого образуется из гема и глобина. Гемоглобин имеет в своем составе 4 цепи аминокислот с присоединенными к каждой из них группами гема, имеющим в центре атом железа (Fe).
Гемоглобин содержится в эритроцитах, является основной их составляющей и отвечает за выполнение функции переноса кислорода кровью (эритроцитами). Различают 4 вида глобиновых субъединиц гемоглобина — альфа, бета, гамма, дельта.
Гемоглобин в свою очередь делят на три типа, различающихся по физическим свойствам и аминокислотному составу белка: HbA1 (который состоит из альфа и бета глобиновых цепей — на долю HbA1 приходится 96-98% всего гемоглобина), HbA2 (который состоит из альфа и дельта глобиновых цепей, его в крови около 2-3%), HbF (состоящий из альфа и гамма глобиновых цепей, 1-2%). Интересен тот факт, что в крови новорожденного доминирует гемоглобин HbF, к 3-х месячному возрасту в крови появляется HbA и уже к 6 месяцам концентрация HbF плавно снижается до 10%, уступая первенство HbA (у взрослых людей HbF находится в концентрации не более 2%).
При обнаружении у взрослых концентрации гемоглобина HbF 10% и HbA2 (4-10%) у пациента подозревают лейкемию, мегалобластную анемию. Высокий гемоглобин HbF (60 – 100%) характеризует β-талассемию.
При гемоглобинопатии фиксируются случаи изменения форм гемоглобина, которая появляется из-за нарушения механизма синтеза цепей белка глобина, например талассемия и S-гемоглобинопатия – серповидно-клеточная анемия.
Норма гемоглобина в крови определяется полом человека и находится в пределах 130 – 160 г/л у мужчин и 120-140 г/л у женщин соответственно.
Низкий гемоглобин это довольно серьезный симптом, это состояние называемся анемией. К развитию анемии приходят множество различных факторов, среди которых дефицит витамина B, недостаток железа, фолиевой кислоты. Также к анемии приводят кровопотери в острой и хронической формах. Снижение концентрации гемоглобина приводит к недостатку снабжения кислородом органов тела из-за нарушения функции переноса кислорода эритроцитами. Тяжелая анемия характеризуется снижением концентрации гемоглобина ниже 50 г/л и требует оперативного переливания крови пациенту.
Повышенный гемоглобин свидетельствует о возникновении заболевании крови – лейкозе.
Референтные значения (норма) концентрации гемоглобина у женщин и мужчин представлены в следующей таблице.
| Возраст | Женщины, г/л | Мужчины, г/л |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 135-200 | 135-200 |
| 1−3 дня | 145-225 | 145-225 |
| 1 неделя | 135-215 | 135-215 |
| 2 неделя | 125-205 | 125-205 |
| 1 месяц | 100-180 | 100-180 |
| 2 месяца | 90-140 | 90-140 |
| 3−6 месяца | 95-135 | 95-135 |
| 0,5−2 года | 106-148 | 114-144 |
| 3−6 лет | 102-142 | 104-140 |
| 7−12 лет | 112-146 | 110-146 |
| 13−16 лет | 112-152 | 118-164 |
| 17−19 лет | 112-148 | 120-168 |
| 20−29 лет | 110-152 | 130-172 |
| 30−39 лет | 112-150 | 126-172 |
| 40−49 лет | 112-152 | 128-172 |
| 50−59 лет | 112-152 | 124-172 |
| 60−65 лет | 114-154 | 122-168 |
| Более 65 лет | 110-156 | 122-168 |
- Повышенный гемоглобин фиксируется при: эритремии, эритроцитозах, обезвоживании, чрезмерных физических нагрузках, курении;
- Пониженный гемоглобин фиксируется при: анемии, гипергидратации.
Изменение концентрации гемоглобина в крови
Среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH)
Среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH) характеризует содержание гемоглобина в эритроците (отношение количества гемоглобина в крови к количеству эритроцитов в крови (RBC). Этот показатель используют вместе со средним объемом эритроцита (MCV) и цветовым показателем для определение типа анемии. Среднее содержание гемоглобина в эритроците понижено при гипохромной анемии, микроцитозе, железодефицитной анемии, талассемии, отравлении свинцом.
Напротив среднее содержание гемоглобина в эритроците повышено при гиперхромной анемии, макроцитозе, гемолитической анемии, гипопластической анемии, патологиях печени, злокачественных образованиях, приеме пероральных контрацептивов, цитостатиков и противосудорожных лекарств.
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC)
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците характеризует степень насыщенности эритроцитов гемоглобином. Рассчитывается отношением количества гемоглобина в крови (Hb) к гематокритному числу (Ht) и измеряется в процентах. Значение средней концентрации гемоглобина в эритроците используется также для определения типа анемии. При снижении значения этого показателя определяется гипохромная анемия, при повышении – гиперхромная анемия.
Гематокрит
Гематокрит (гематокритное число), обозначается как Ht, это соотношение объема эритроцитов и плазмы в крови. Для анализа может использоваться либо венозная, либо капиллярная кровь.
| Возраст | Женщины, % | Мужчины, % |
|---|---|---|
| Кровь из пуповины | 42−60 | 42−60 |
| 1−3 дня | 45−67 | 45−67 |
| 1 неделя | 42−66 | 42−66 |
| 2 недели | 39−63 | 39−63 |
| 1 месяц | 31−55 | 31−55 |
| 2 месяца | 28−42 | 28−42 |
| 3−6 месяца | 29−41 | 29−41 |
| 0,5−2 года | 32,5−41 | 27,5−41 |
| 3−6 лет | 31−40,5 | 31−39,5 |
| 7−12 лет | 32,5−41,5 | 32,5−41,5 |
| 13−16 лет | 33−43,5 | 34,5−47,5 |
| 17−19 лет | 32−43,5 | 35,5−48,5 |
| 20−29 лет | 33−44,5 | 38−49 |
| 30−39 лет | 33−44,5 | 38−49 |
| 40−49 лет | 33−45 | 38−49 |
| 50−65 лет | 34−46 | 37,5−49,5 |
| Более 65 лет | 31,5−45 | 31,5−45 |
- Гематокрит повышен при эритроцитозах, сгущении крови, дегидратации, снижения объема плазмы крови, перитоните, гидронефрозе почек
- Гематокрит понижен при анемии, разжижении крови гипергидратации, увеличении объема крови, беременности
Изменение значений гематокрита
Цветовой показатель
Значение цветового показателя крови характеризует относительное содержание гемоглобина в эритроците (содержание в 1 эритроците). Значение этого показателя совместно с MCH используется для определения типа анемии.
Норма цветового показателя находится в пределах 0,85 – 1,05
Цветовой показатель крови понижен при состоянии, называемое гипохромией, которое может вызываться железодефицитной анемией.
Увеличение объема эритроцита ведет к гиперхромии (состояние, когда цветовой показатель повышен) и является следствием макроцитоза или B12-дефицитной анемии.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)
Кровь, помещенная в лабораторный капилляр, лишена способности к свертыванию и через определенное время в связи с тем, что плотность эритроцитов крови выше плотности плазмы крови, разделяется на 2 слоя: нижний образуют эритроциты, а верхний плазма крови.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) или реакция оседания эритроцитов (РОЭ), и даже иногда этот показатель называют скорость реакции эритроцитов, это и есть скорость, с которой происходит этот процесс (измеряется в мм/ч). Скорость оседания эритроцитов прямо пропорционально зависит от массы эритроцитов и обратно пропорционально от вязкости плазмы.
В процессе оседания эритроцитов, образуются так называемые «монетные столбики», которые увеличивают скорость оседания эритроцитов, из-за белкового состава плазмы крови. Дело в том, что молекулы белка (маркеры воспалительного процесса) в плазме уменьшают отрицательный заряд эритроцитов (дзета-потенциал), благодаря которому эритроциты сохраняют свой порядок. Находящиеся в крови молукелы иммуноглобулина, фибриногена и гаптоглобина также способствуют увеличению скорости оседания эритроцитов, поэтому при повышенной СОЭ до 60-70 мм/час зачастую выявляют воспалительный процесс или миеломную болезнь.
Также как и увеличенное , скорость оседания эритроцитов повышена при наличии воспалительных процессов в организме, так как при воспалительных процессах количество антител в крови увеличивается, что приводит к увеличению соотношения белка в крови и увеличению скорости оседания эритроцитов соответственно (при нормальной скорости оседания эритроцитов воспаления быть не может).
Повышение СОЭ делят на физиологическое (до 40 мм/ч, которое возникает после приема пищи и у женщин во время беременности) и патологическое.
- Причины повышенной СОЭ выше нормы: инфекционные и воспалительные процессы в организме (чем выше СОЭ тем сильнее воспаление), ревматоидный артрит, ангина, пневмония, опухоли, лейкоз, гломерулонефрит, парапротеинемия, гипопротеинемия, анемия, гиперфибриногенемия, прием лекарственных препаратов (морфин, аспирин, витамин А и Д).
- Причины пониженной СОЭ ниже нормы: эритремия, эритроцитозы, серповидноклеточная анемия, эпилепсия, гиперпротеинемия, вирусные гепатиты, механическая желтуха, гипофибриногенемия, прием хлорида кальция.
Причины, приводящие к изменению СОЭ:
Видео по теме