Место образования эритроцитов. строение эритроцитов

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:

1. Обратную транспортировку углекислого газа к легким из тканей.
2. Перенос на своей поверхности полезных аминокислот.
3. Доставку воды от тканей к легким. Она выделяется в виде пара.
4. Выделение эритроцитарных факторов свертывания крови.
5. Регуляция вязкости крови, которая благодаря участию красных телец меньше в мелких сосудах по сравнению с крупными.

Дыхательная функция эритроцитов

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:

1. Вдыхаемый кислород попадает в легкие. Туда через узкие сосуды и крохотные капилляры протискиваются кровяные тельца.
2. Железо гемоглобина захватывает кислород, при этом пигмент меняет свой цвет от синего к красному. И эритроциты разносят собранный кислород по всему телу.
3. Водород окисляется клетками тела, и вместе с этим образуется углекислый газ. Большая часть возвращается назад через легкие, но некоторые молекулы остаются на эритроцитах.

Питательная функция эритроцитов

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.

Гранулярная клетка мозжечка — лидер рейтинга

Если рассматривать с точки зрения размера, какая клетка будет самой маленькой, то лидером станут гранулярные клетки мозжечка. Они имеют длину от 4 до 4,5 микрометров. Гранулярные клетки мозжечка образуют толстый зернистый слой коры мозжечка и являются одними из самых маленьких нейронов в мозге. Этот термин используется для нескольких несвязанных типов мелких нейронов в различных частях мозга.

Гранулярные клетки мозжечка также являются наиболее многочисленными нейронами в мозге: у людей их общее количество в среднем составляет около 50 миллиардов, что означает что они составляют около 3/4 всех нейронов мозга. Они получают все свои входные данные из мшистых волокон, при этом их соотношение находится в пропорции 200:1. Таким образом, информация в состоянии активности популяции гранулярных клеток такая же, как информация в мшистых волокнах, но перекодирована гораздо более массовым образом.

Поскольку структуры настолько малы и настолько плотно «упакованы» в своем хранилище, было очень трудно зафиксировать их пиковую активность, поэтому данных для формирования сколько-нибудь определенной теории относительно их функций немного. Наиболее популярная концепция их назначения была предложена Дэвидом Марром, который предположил, что они могут кодировать комбинации мшистых волокон. Идея состоит в том, что гранулярная клетка, находящаяся во взаимодействии с 4-5 мшистыми волокнами, не будет отвечать, если активен только один из ее входов, но будет реагировать, если активны более одного. Эта схема «комбинаторного кодирования» потенциально позволила бы мозжечку проводить более тонкие различия между входными паттернами, чем при использовании одних лишь мшистых волокон.

Красные кровяные клетки

Эритроциты – это безъядерные кровяные тельца, которые не имеют органелл. Это неотъемлемая часть крови наряду с лейкоцитами, тромбоцитами и плазмой. Клетки содержат белок, называемый гемоглобином, который переносит кислород из легких во все части тела. Гемоглобин – то вещество, которое делает нашу кровь красной.

У людей, как и у всех млекопитающих, в зрелых эритроцитах отсутствует ядро. Это дает клетке больше места для хранения гемоглобина, связывающего кислород, что позволяет красным кровяным тельцам транспортировать больше кислорода. Клетки имеют двояковогнутую форму, она увеличивает площадь их поверхности для диффузии кислорода. Если у человека низкий уровень гемоглобина, состояние, называемое анемией, они могут выглядеть бледными, потому что гемоглобин окрашивает кровь в красный цвет.

Важно!

Каждую секунду в костном мозге образуется красные кровяные тельца в количестве 2-3 миллионов, которые попадают в кровоток. Каждый кубический миллиметр крови содержит 4-6 миллионов клеток крови.

Строение эритроцитов

Это маленькие клетки размером 7-8 микрометров (мкм). Как правило, имеют форму пончика, без отверстия в середине. Это важная адаптация, которая позволяет клетке эффективно переносить молекулы кислорода. Было также доказано, что эритроциты способны возвращаться к двояковогнутой форме в виде диска после воздействия внешних сил, которые вызывали их деформацию.

В отличие от других клеток в организме красные кровяные состоят из известных пигментов и гемоглобина. Он состоит из четырех белковых нитей, к каждой прикреплен один гем, который содержит атом железа и способен удерживать одну молекулу кислорода. Четыре гема присоединяются к одному белку, образуя полипептидную цепь. Именно эта особая структура позволяет клетке переносить кислород и транспортировать его в органы и мышцы. Эритроциты не имеют ядра, следовательно, не размножаются делением.

Функции эритроцитов

Красные кровяные клетки осуществляют следующие функции:

1. газотранспортная. Перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа;
2. участвуют в гомеостазировании pH(поддерживают в норме кислотно-щелочной баланс);
3. являются регуляторами сосудистого тонуса;
4. оберегают организм от ядовитых веществ и выводят их из организма;
5. участвуют в осуществлении гуморальной регуляции адаптационных процессов;
6. поддерживают функцию гемостаза;
7. участвуют в передвижении NH3 (аммиак, нитрид водорода), пуринов и холестерина из печени в другие органы и иммунные комплексы.

Важно!

Хоть эритроциты участвуют в переносе кислорода, они не используют его при транспортировке для дыхания. Отсутствие ядра снижает общий вес клетки, что позволяет им двигаться быстрее, когда они переносят кислород.

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.

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.

Тромбоциты — клетки, защищающие организм от фатальной кровопотери

Тромбоциты — форменные кровяные элементы, которые участвуют в обеспечении гемостаза. Представлены мелкими клетками двояковыпуклой формы, не имеющие ядра. Диаметр тромбоцита варьируется в пределах 2-10 мкм.

Тромбоциты Находясь в кровотоке, тромбоциты имеют форму диска, но при активации тромбоцит приобретает форму сферы, на которой образуются псевдоподии — специальные выросты, с помощью которых тромбоциты соединяются между собой и прилипают к поврежденной поверхности сосуда.

В человеческом организме тромбоциты выполняют 3 основные функции:

Создают «пробки» на поверхности поврежденного кровеносного сосуда, способствуя остановке кровотечения (первичный тромб);
Участвуют в свертывании крови, что также важно для остановки кровотечения;
Тромбоциты предоставляют питание клеткам сосудов.

Тромбоциты классифицируют на:

• Микроформы – тромбоцит диаметром до 1,5 мкм;
• Нормоформы — тромбоцит диаметром от 2 до 4 мкм;
• Макроформы — тромбоцит диаметром 5 мкм;
• Мегалоформы — тромбоцит диаметром до 6-10 мкм.

Место в организме

Форма двояковогнутого диска обеспечивает прохождение эритроцитов через узкие просветы капилляров. В капиллярах они движутся со скоростью 2 см/мин, что даёт им время передать кислород от гемоглобина к миоглобину. Миоглобин действует как посредник, принимая кислород у гемоглобина в крови и передавая его цитохромам в мышечных клетках.

Количество эритроцитов в крови в норме поддерживается на постоянном уровне. У человека в 1 мм³ крови содержится 4,5—5 млн эритроцитов, у некоторых копытных — значительно больше (у лам — 15,4 млн, у коз — 13 млн), у пресмыкающихся — от 500 тыс. до 1,65 млн, у хрящевых рыб — 90—130 тыс. Общее число эритроцитов снижается при анемиях, повышается при истинной полицитемии.

Средняя продолжительность жизни эритроцита человека — 125 суток (ежесекундно образуется около 2,5 млн эритроцитов и такое же их количество разрушается), у собак — 107 дней, у домашних кроликов и кошек — 68.

Жизненный цикл красных клеток крови

Рождаются эритроциты в костном мозге. Ежесекундно костный мозг производит около 2,4 миллионов новых эритроцитов.

Время жизни красных клеток крови — примерно 120 дней. К этому времени они постепенно «стареют», меняют свою форму. Во время гибели из этих клеток в плазму крови выделяется гемоглобин. Это явление называют гемолизом.

Старые клетки красной крови разрушаются, главным образом, в селезенке. Частично — в печени и красном костном мозге. Здесь их «поедают» специальные клетки — макрофаги. При этом гемоглобин распадается на составные части, которые впоследствии используются организмом для синтеза новых нормальных эритроцитов.

Методы исследования эритроцитов

Подсчет числа эритроцитов крови производят различными способами. Общее количество эритроцитов подсчитывают в 1 мкл крови в счетной камере под микроскопом (см. Камеры счетные), колориметрическим методом, с помощью автоматических счетчиков. Общий объем циркулирующих эритроцитов определяют исходя из объема циркулирующей крови и гематокритного числа (см.). Объем циркулирующей крови чаще устанавливают радиоизотопными методами путем введения в кровь радиоактивного фосфора (32P), хрома (51Cr), альбумина, меченного 131I, и др. Показатели объема циркулирующей крови и объема циркулирующих эритроцитов имеют большое диагностическое значение при различного рода кровопотерях и нарушении кровообращения.

Оценка состояния красной крови может быть дана на основании комплекса исследований: установления количества гемоглобина, числа эритроцитов, их морфологии и интенсивности окраски. В связи с этим определяют среднее содержание гемоглобина в одном эритроците и цветной показатель (см. Гемограмма). Морфологию изучают в окрашенных мазках крови с помощью светооптических и электронных микроскопов. Наиболее распространенными являются методы окраски по Романовскому — Гимзе (см. Романовского — Гимзы метод) и по Нохту. Большое значение в клин, практике имеет определение РОЭ (см. Оседание эритроцитов) и резистентности эритроцитов к гипотоническим растворам, химическим и физическим воздействиям (см. Гемолиз). Цитохимические, биохимические и иммунологические исследования эритроцитов проводят для выявления патологии красного кроветворения и определения ее характера (см. Костный мозг, Кровь).

Увеличение количества эритроцитов

Увеличение количества эритроцитов называется эритроцитозом.

Повышение количества эритроцитов наблюдается при следующих состояниях и заболеваниях:

1. Эритремии (полицитемия, болезнь Вакеза)

2. Компенсаторных эритроцитозах, когда организм компенсаторно увеличивает образование эритроцитов в крови. Наиболее частыми причинами являются:

а) хронические обструктивные заболевания легких (хронический обструктивный бронхит, бронхиальная астма, обструктивная эмфизема легких), сопровождающиеся выраженной дыхательной и сердечно-легочной недостаточностью;

б) врожденные или приобретенные пороки сердца с признаками нарушения периферического кровообращения и гипоксией органов;

в) первичная легочная гипертензия (болезнь Аэрза);

г) синдром Пиквика (ожирение, сочетающееся с артериальной гипертензией и легочной недостаточностью);

д) пребывание в высокогорных районах;

е) стеноз почечных артерий;

ж) поликистоз почек;

з) гидронефроз;

и) некоторые злокачественные новообразования: гипернефроидный рак почек, первичный рак печени, гормонально-активные опухоли (рак надпочечников, аденома гипофиза);
к) болезнь и синдром Кушинга;

л) лечение стероидами.

Физиологический эритроцитоз отмечается у:

• новорожденных в первые дни жизни
• при стрессовом состоянии
• повышенной физической нагрузке, усиленном потоотделении, голодании.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)

Поскольку скорость оседания эритроцитов (СОЭ) зависит в основном от белковых сдвигов в крови, то увеличение скорости оседания эритроцитов (СОЭ) наблюдается при всех состояниях, сопровождающихся воспалением, деструкцией тканей, иммунизацией и связанными с ними увеличением концентрации фибриногена и глобулинов (ревматоидный артрит, болезнь Бехтерева и т.д.). Снижается скорость оседания эритроцитов (СОЭ) при эритроцитозах.

Факторы, влияющие на изменение показателя (уровня) скорости оседания эритроцитов (СОЭ):

Анализ крови и патологии

Количество эритроцитов в крови определяется во время лабораторного анализа и подсчитывается в 1 мм3 крови.

Нормальная величина гемоглобина:

• У мужчин – 130-160 единиц;
• У женщин – 120-140.

Наличие красного пигмента сверх нормы может говорить о:

1. Большой физической активности;
2. Повышение вязкости крови;
3. Потери влаги.

Количество безъядерных дисков:

• У мужчин (4,4 х 5,0 х 1012/л) — выше, чем у женщин;
• У женщин (3,8 – 4,5 х 1012/л.);
• У детей свои нормы, которые определяются возрастом.

На уровень кровяных клеток влияют многие факторы:

• Возраст;
• Пол;
• Особенности питания;
• Способ жизни;
• Климатические условия и др.

Уменьшение количества красных телец или его увеличение (эритроцитоз) показывают, что в деятельности организма возможны нарушения.

Увеличенная цифра красных телец может обнаружиться во время приема некоторых лекарств, например кортикостероидов, мочегонных средств. Следствием незначительного эритроцитоза является ожог, диарея.

Эритроцитоз также происходит при таких состояниях, как:

• Синдром Иценко-Кушинга (гиперкортицизм);
• Раковые образования;
• Поликистоз почек;
• Водянка почечных лоханок (гидронефроз) и др.

Показателем сбоя в работе организма является и скорость оседания эритроцитов (СОЭ).

Безъядерные клетки человека

Их нельзя сравнивать с прокариотами, обладающими типичным строением. Что же это за безъядерные клетки? Ядра нет в клетках крови — эритроцитах. Вместо данной органеллы они содержат сложный химический комплекс веществ, позволяющий им выполнять важнейшие для организма функции. Кровяные пластинки — тромбоциты и лимфоциты — также безъядерные клетки. Ядра нет и в клетках, которые называют стволовыми. Все перечисленные структуры объединяет еще один признак. Поскольку в них отсутствует ядро, они не способны к размножению. Это значит, что безъядерные клетки, примеры которых были приведены, после выполнения своей функции гибнут, а новые образуются в специализированных органах.

Сперматозоид — на первом месте по объему

Самая маленькая клетка в организме человека встречается только у половины населения. Это сперматозоид, который есть лишь у мужчин. По мнению многих ученых, он получает такой статус, если рассматривать его с точки зрения объема. Головка сперматозоидов имеет длину 5,1 мкм и ширину 3,1 мкм, а хвост — 50 мкм. По иронии судьбы, сперматозоид — самая маленькая, а яйцеклетка — самая большая клетка человеческого тела.

Среднестатистический мужчина производит:

• около 1500 сперматозоидов каждую секунду;
• за всю жизнь около 500 миллиардов.

Также требуется около двух с половиной месяцев для роста и созревания сперматозоидов в яичках. Известно, что сперматозоиды выживают всего несколько минут вне тела мужчины, но могут жить до 5 дней в теле женщины. При правильном хранении и замораживании сперматозоиды могут жить несколько лет.

Эритроцитарные параметры крови

Уменьшение числа эритроцитов в крови (менее 4,0*1012/л у мужчин и менее 3,7 *1012/л у женщин) — эритроцитопения — является основным из лабораторных критериев анемии. Реже эритроцитопения наблюдается вследствие увеличения объема циркулирующей плазмы (беременность, гиперпротеинемия, гипергидратация).

Гемоглобин (HGB — hemoglobin)

Повышение концентрации гемоглобина (более 160 г/л у мужчин и более 140 г/л у женщин) может наблюдаться при эритремии и симптоматических эритроцитозах (см. выше), сопутствующих различным состояниям.

Снижение концентрации гемоглобина (менее 120 г/л у мужчин и менее 110 г/л у женщин) в крови является основным лабораторным симптомом анемии.

В зависимости от концентрации гемоглобина выделяют три степени тяжести анемии:

• легкая анемия (HGB >90 г/л)
• средняя анемия (HGB 70-90 г/л)
• тяжелая анемия (HGB

Средний объем эритроцита (MCV)

Повышается средний объем эритроцита (выше 100 фл, макроцитоз) при:

• мегалобластных анемиях (дефицит вит. В12 и/или фолиевой кислоты)
• анемии после острой кровопотери
• некоторых хронических гемолитических анемиях
• гипопластической анемии
• миелодиспластическом синдроме (МДС)
• гипотиреозе
• заболеваниях печени
• гемобластозах и диссеминации злокачественных новообразований
• алкоголизме
• приеме противосудорожных препаратов, оральных контрацептивов, цитостатиков

Снижается средний объем эритроцита (менее 80 фл, микроцитоз) при:

• железодефицитной анемии
• анемии хронических болезней
• талассемии
• МДС
• свинцовом отравлении
• нарушении синтеза порфиринов

Показатель анизоцитоза (гетерогенности) эритроцитов (RDW — red cell distribution width)

Показатель анизоцитоза (гетерогенности) эритроцитов (RDW) характеризует степень различий эритроцитов по объему (т.е. анизоцитоз), рассчитывается по стандартному отклонению объема эритроцита и MCV.

Увеличение значения RDW означает гетерогенность популяции эритроцитов, что встречается чаще всего при анемиях.

Формирование эритроцитов

Формирование эритроцитов (эритропоэз) происходит в костном мозге черепа, рёбер и позвоночника, а у детей — ещё и в костном мозге в окончаниях длинных костей рук и ног. Продолжительность жизни эритроцита — 3—4 месяца, разрушение (гемолиз) происходит в печени и селезёнке. Прежде чем выйти в кровь, эритроциты последовательно проходят несколько стадий пролиферации и дифференцировки в составе эритрона — красного ростка кроветворения.

Полипотентная стволовая клетка крови (СКК) даёт клетку-предшественницу миелопоэза (КОЕ-ГЭММ), которая в случае эритропоэза даёт клетку-родоначальницу миелопоэза (БОЕ-Э), которая уже даёт унипотентную клетку, чувствительную к эритропоэтину (КОЕ-Э).

Колониеобразующая единица эритроцитов (КОЕ-Э) даёт начало эритробласту, который через образование пронормобластов уже дают морфологически различимые клетки-потомки нормобласты (последовательно переходящие стадии):

• Эритробласт. Отличительные признаки его таковы: диаметр 20—25 мкм, крупное (более 2/3 всей клетки) ядро с 1—4 чётко оформленными ядрышками, ярко-базофильная цитоплазма с фиолетовым оттенком. Вокруг ядра имеется просветление цитоплазмы (т. н. «перинуклеарное просветление»), а на периферии могут формироваться выпячивания цитоплазмы (т. н. «ушки»). Последние 2 признака хотя и являются характерными для этитробластов, но не наблюдаются у них всех.
• Пронормоцит. Отличительные признаки: диаметр 10—20 мкм, ядро лишается ядрышек, хроматин грубеет. Цитоплазма начинает светлеть, перинуклеарное просветление увеличивается в размере.
• Базофильный нормобласт. Отличительные признаки: диаметр 10—18 мкм, лишённое нуклеол ядро. Хроматин начинает сегментироваться, что приводит к неравномерному восприятию красителей, формированию зон окси- и базохроматина (т. н. «колесовидное ядро»).
• Полихроматофильный нормобласт. Отличительные признаки: диаметр 9—12 мкм, в ядре начинаются пикнотические (деструктивные) изменения, однако колесовидность сохраняется. Цитоплазма приобретает оксифильность вследствие высокой концентрации гемоглобина.
• Оксифильный нормобласт. Отличительные признаки: диаметр 7—10 мкм, ядро подвержено пикнозу и смещено на периферию клетки. Цитоплазма явно розовая, вблизи ядра в ней обнаруживаются осколки хроматина (тельца Жоли).
• Ретикулоцит. Отличительные признаки: диаметр 9—11 мкм, при суправитальной окраске имеет жёлто-зелёную цитоплазму и сине-фиолетовый ретикулюм. При покраске по Романовскому-Гимзе никаких отличительных признаков по сравнению со зрелым эритроцитом не выявляется. При исследовании полноценности, скорости и адекватности эритропоэза проводится специальный анализ количества ретикулоцитов.
• Нормоцит. Зрелый эритроцит, с диаметром 7—8 мкм, не имеющий ядра (в центре — просветление), цитоплазма — розово-красная.

Гемоглобин начинает накапливаться уже на этапе КОЕ-Э, однако его концентрация становится достаточно высокой для изменения цвета клетки лишь на уровне полихроматофильного нормоцита. Так же происходит и угасание (а впоследствии и разрушение) ядра — с КОЕ, но вытесняется оно лишь на поздних стадиях. Не последнюю роль в этом процессе у человека играет гемоглобин (основной его тип — Hb-A), который в высокой концентрации токсичен для самой клетки.

У птиц, пресмыкающихся, земноводных и рыб ядро просто теряет активность, но сохраняет способность к реактивации. Одновременно с исчезновением ядра по мере взросления эритроцита из его цитоплазмы исчезают рибосомы и другие компоненты, участвующие в синтезе белка. Ретикулоциты попадают в кровеносную систему и через несколько часов становятся полноценными эритроцитами.

Гемопоэз (в данном случае эритропоэз) исследуется по методу селезёночных колоний, разработанному и .