Строение и функции эритроцитов

Образование 11 июня 2015

Эритроцитом называется форменный элемент крови, способный за счет гемоглобина транспортировать кислород к тканям, а углекислый газ — к легким.

Это простая по структуре клетка, имеющая огромное значение для жизнедеятельности млекопитающих и других животных.

Эритроцит является наиболее многочисленным типом клеток организма: примерно четверть всех клеток тела — это красные кровяные тельца.

Общие закономерности существования эритроцита

Эритроцит — клетка, произошедшая из красного ростка кроветворения. В сутки таких клеток вырабатывается порядка 2,4 миллиона, они попадают в кровоток и начинают выполнять свои функции. В ходе экспериментов определено, что у взрослого человека эритроциты, строение которых существенно упрощено по сравнению с другими клетками тела, живут 100-120 суток.

У всех позвоночных (за редким исключением) от органов дыхания к тканям кислород переносится посредством гемоглобина эритроцитов.

Поскольку при температуре их обитания кислород хорошо растворяется в воде и плазме крови, то более массивные его переносчики, которыми являются эритроциты, этим рыбам не требуются.

Эритроциты хордовых

У такой клетки, как эритроцит, строение различное в зависимости от класса хордовых. К примеру, у рыб, птиц и земноводных морфология этих клеток похожа. Они различаются только размерами.

Форма эритроцитов, объем, размер и отсутствие некоторых органелл отличают клетки млекопитающих от других, которые есть у остальных хордовых. Существует и своя закономерность: эритроциты млекопитающих не содержат лишних органелл и клеточного ядра.

Они намного мельче, хотя имеют большую поверхность соприкосновения.

Рассматривая строение эритроцитов лягушки и человека, общие особенности можно выявить сразу. Обе клетки содержат гемоглобин и участвуют в кислородном транспорте.

Но клетки человека мельче, они овальные и имеют две вогнутые поверхности.

Эритроциты лягушки (а также птиц, рыб и земноводных, кроме саламандры) шарообразные, они имеют ядро и клеточные органеллы, которые могут активироваться при необходимости.

В человеческих эритроцитах, как и в красных кровяных клетках высших млекопитающих, нет ядер и органелл. Размер эритроцитов козы — 3-4 мкм, человека — 6,2-8,2 мкм. У амфиумы (хвостатое земноводное) размер клеток составляет 70 мкм. Очевидно, что размер здесь является важным фактором. Человеческий эритроцит хоть и меньше, но имеет большую поверхность за счет двух вогнутостей.

Небольшой размер клеток и их большое количество позволили многократно увеличить способность крови связывать кислород, которая теперь мало зависит от внешних условий.

И такие особенности строения эритроцитов человека очень важны, потому как они позволяют комфортно чувствовать себя в определенном ареале обитания.

Это мера приспособления к жизни на суше, которая начала развиваться еще у земноводных и рыб (к сожалению, не все рыбы в процессе эволюции получили возможность заселить сушу), и достигла пика развития у высших млекопитающих.

Строение эритроцитов человека

Строение кровяных телец зависит от функций, которые возложены на них. Оно описывается с трех ракурсов:

1. Особенности внешнего строения.
2. Компонентный состав эритроцита.
3. Внутренняя морфология.

Внешне, в профиль, эритроцит выглядит как двояковогнутый диск, а в анфас — как круглая клетка. Диаметр в норме 6,2-8,2 мкм.

Чаще в сыворотке крови присутствуют клетки с небольшими различиями в размерах. При недостатке железа разбег уменьшается, и в мазке крови распознается анизоцитоз (много клеток с разными размерами и диаметром). При дефиците фолиевой кислоты или витамина В12 эритроцит увеличивается до мегалобласта. Его размер составляет примерно 10-12 мкм. Объем нормальной клетки (нормоцита) 76-110 куб. мкм.

Строение эритроцитов в крови — это не единственная особенность данных клеток. Куда важнее их количество. Маленькие размеры позволили увеличить их число и, следовательно, площадь контактной поверхности. Кислород активнее захватывается эритроцитами человека, нежели лягушки. И наиболее легко он в тканях отдается из человеческих эритроцитов.

Количество действительно важно. В частности, у взрослого человека в кубическом миллиметре содержится 4,5-5,5 миллиона клеток. У козы около 13 млн эритроцитов в миллилитре, а у пресмыкающихся — всего 0,5-1,6 млн, у рыб 0,09-0,13 миллиона в миллилитре. У новорожденного ребенка количество эритроцитов составляет около 6 миллионов в миллилитре, а у пожилого — меньше 4 млн на миллилитр.

Функции эритроцитов

Красные кровяные тельца — эритроциты, количество, строение, функции и особенности развития которых описаны в данной публикации, очень важны для человека. Они реализуют некоторые очень важные функции:

• транспортируют кислород к тканям;
• переносят углекислый газ от тканей к легким;
• связывают токсические вещества (гликированный гемоглобин);
• участвуют в иммунных реакциях (невосприимчивы к вирусам и за счет активных форм кислорода способны губительно влиять на инфекции крови);
• способны переносить некоторые лекарственные вещества;
• участвуют в реализации гемостаза.

Продолжим рассмотрение такой клетки, как эритроцит, строение ее максимально оптимизировано для реализации вышеизложенных функций.

Она максимально легкая и подвижная, имеет большую контактную поверхность для газовой диффузии и протекания химических реакций с гемоглобином, а также быстро делится и восполняет потери в периферической крови.

Это узкоспециализированная клетка, заменить функции которой пока невозможно.

Эритроцитарная мембрана

У такой клетки, как эритроцит, строение весьма простое, что не относится к ее мембране. Она 3-слойная. Массовая доля мембраны составляет 10% от клеточной. В ее составе 90% белков и только 10% липидов. Это делает эритроциты особенными клетками организма, так как почти во всех остальных мембранах липиды преобладают над белками.

Объемная форма эритроцитов за счет текучести цитоплазматической мембраны может меняться. Снаружи самой мембраны располагается слой поверхностных белков, имеющих большое количество углеводных остатков.

Это гликопептиды, под которыми расположен бислой липидов, обращенных гидрофобными концами внутрь и наружу эритроцита.

Под мембраной, на внутренней поверхности снова располагается слой белков, не имеющих углеводных остатков.

Рецепторные комплексы эритроцита

Функцией мембраны является обеспечение деформируемости эритроцита, что необходимо при капиллярном прохождении.

При этом строение эритроцитов человека обеспечивает дополнительные возможности — клеточное взаимодействие и электролитный ток.

Белки с углеводными остатками — это молекулы рецепторов, благодаря которым на эритроциты не «ведется охота» CD8-лейкоцитов и макрофагов иммунной системы.

Эритроциты существуют благодаря рецепторам и не уничтожаются собственным иммунитетом. А когда вследствие многократного проталкивания по капиллярам или из-за механических повреждений эритроциты теряют некоторые рецепторы, макрофаги селезенки «извлекают» их из кровотока и уничтожают.

Внутренняя структура эритроцита

Что же представляет собой эритроцит? Строение его представляет не меньший интерес, нежели функции. Эта клетка похожа на мешочек с гемоглобином, ограниченный мембраной, на которой экспрессированы рецепторы: кластеры дифференцировки и разнообразные группы крови (по Ландштейнеру, по резусу, по Даффи и другим). Но внутри клетка особенная и очень отличается от других клеток организма.

Отличия таковы: эритроциты у женщин и мужчин не содержат ядра, у них нет рибосом и эндоплазматической сети. Все эти органеллы были удалены после наполнения цитоплазмы клетки гемоглобином. Затем органеллы оказались ненужными, ведь для проталкивания по капиллярам требовалась клетка с минимальными размерами.

Потому внутри она содержит только гемоглобин и некоторые вспомогательные белки. Их роль пока не выяснена. Зато из-за отсутствия эндоплазматической сети, рибосом и ядра она стала легкой и компактной, а главное, может легко деформироваться вместе с текучей мембраной.

И это самые важные особенности строения эритроцитов.

Эритроцитарный жизненный цикл

Главные особенности эритроцитов заключаются в их непродолжительной жизни.

Они не могут делиться и синтезировать белок из-за удаленного из клетки ядра, а потому структурные повреждения их клеток накапливаются. В результате, эритроциту свойственно старение.

Однако гемоглобин, который захвачен макрофагами селезенки во время смерти эритроцита, всегда будет отправлен на образование новых переносчиков кислорода.

Жизненный цикл эритроцита начинается в костном мозге. Этот орган присутствует в пластинчатом веществе: в грудине, в крыльях подвздошных костей, в костях основания черепа, а также в полости бедренной кости.

Здесь из стволовой клетки крови под действием цитокинов образуется предшественница миелопоэза с кодом (КОЕ-ГЭММ). Она после деления даст родоначальницу гемопоэза, обозначаемую кодом (БОЕ-Э).

Из нее образуется предшественница эритропоэза, которая обозначена кодом (КОЕ-Э).

Эту же клетку называют колониеобразующей клеткой красного кровяного ростка. Она чувствительна к эритропоэтину — веществу гормональной природы, выделяемому почками. Повышение количества эритропоэтина (по принципу положительной обратной связи в функциональных системах) ускоряет процессы деления и производства эритроцитов.

Образование эритроцитов

Последовательность клеточных костномозговых превращений КОЕ-Э такова: из нее образуется эритробласт, а из него — пронормоцит, дающий начало базофильному нормобласту.

По мере накопления белка он становится полихроматофильным нормобластом, а затем оксифильным нормобластом. После удаления ядра он становится ретикулоцитом.

Последний попадает в кровь и дифференцируется (созревает) до нормального эритроцита.

Уничтожение эритроцитов

Примерно 100-125 дней клетка циркулирует в крови, постоянно переносит кислород и удаляет продукты метаболизма из тканей. Она транспортирует связанный с гемоглобином углекислый газ и отправляет его обратно в легкие, попутно заполняя свои молекулы белка кислородом.

И по мере получения повреждений теряет молекулы фосфатидилсерина и рецепторные молекулы. Из-за этого эритроцит попадает «под прицел» макрофага и уничтожается им. А гем, полученный со всего переваренного гемоглобина, снова направляется для синтеза новых эритроцитов.

Источник: fb.ru

Источник: https://monateka.com/article/186220/

Эритроциты: количество, методы подсчета, функции. Понятие об эритроне. Нервная и гуморальная регуляция эритропоза

Клетки крови,иначе называемые форменными элементами крови представлены тремя типами, различающимися как по внешнему виду, так и по выполняемой функции.

Они подразделяются на красные кровяные тельца – эритроциты; белые кровяные тельца – лейкоциты; кровяные пластинки – тромбоциты.

Рис. 1. Мазок крови. 1- эритроциты, 2-3 -нейтрофильные лейкоциты, 4 — эозинофил, 5 — базофил, 6 — лимфоцит, 7 — моноцит.

Количество эритроцитов в крови . Одним из наиболее употребимых гематологических показателей является количество эритроцитов в 1л крови (концентрация эритроцитов). В крови человека оно равно 4-5*10 12 /л. Физиологические колебания не превышают 20%.

Камерный метод счета эритроцитов под микроскопом в последние годы все чаще вытесняется автоматическими счетными устройствами и другими методами (фотоколориметрическими и т.п.). Общее количество эритроцитов в животном организме определяется их концентрацией и объемом крови.

Последний показатель зависит от веса и поверхности тела. Для человека массой около 70 кг общее количество эритроцитов в циркулирующей крови выражается величиной 24*10 12 . Количество эритроцитов в костном мозге составляет 3,5*10 11 степени.

Каждую секунду образуется и разрушается 2 миллиона эритроцитов.

Строение и функция эритроцитов. По форме эритроцит — двояковогнутый диск, диаметром 4,5 мк. толщиной в центре 1 мк, по краям — 2,4 мк. Эта форма стойко сохраняется не только целым эритроцитом, но и его стромой после выходя Нв при гемолизе.

Оказалось, что в крови человека и животных циркулируют эритроциты разных диаметров. Это явление получило название анизоцитоз. Анизоцитоз зависит от разных размеров нормобластов., из которых вызревает эритроцит, и от разницы в размерах эритроцитов разного возраста. Прайс-Джонс в 1928 г.

вывел на 100 здоровых людях кривую распределения эритроцитов крови по диаметру. Распределение оказалось близким к нормальному. Вычисленная из распределения средняя величина называется средним диаметром . эритроцита, ее среднее квадратичное отклонение — амплитудой физиологического анизоцитоза.

Средний диаметр эритроцитов человека около 7,5 мк. Клетки более 9,0 мк называют макроцитами, менее 6,0 мк — микроцитами.

Форма эритроцита тоже может меняться. Так, в процессе старения эритроцита уменьшается его толщина и увеличивается диаметр. Форма и размеры эритроцитов зависят также от состава плазмы крови.

Все воздействия, ведущие к разрушению эритроцита, приводят к увеличению его сферичности в прегемолитической стадии.

Изменения размера и формы эритроцитов встречается при приобретенных и врожденных заболеваниях системы крови, особенно связанных с нарушением синтеза Нв. К таким заболеваниям относятся микросфероцитоз (маленькие шарики) и овалоцитоз(овальная форма). Другую группу наследственной патологии формы эритроцита составляют заболевания, связанные с аномалиями Нв. Патологические Нв из-за отличий в физико-химических свойствах вызывают резкие изменения формы эритроцита. Так, при серповидно-клеточной анемии эритроциты больного принимают форму серпа (полумесяца) , при талассемии — форму мишени или бублика.. При недостатке витаминов В12 и фолиевой кислоты в кровь поступают огромные (до 10-12 мк в диаметре) — мегалоциты. В мазке крови при патологии кроветворения эритроциты могут принимать причудливые формы. Это явление называют пойкилоцитозом.

Эритроцит не обладает способностью к движению. Однако при рассматривании его в фазово-контрастный микроскоп можно заметить слабые изменения интенсивности центральной зоны, связанные с ритмическими (3-4 / в сек) изменениями ее толщины. Неокрашенный эритроцит при микроскопии имеет вид желтого диска с не резко выраженной центральной зоной просветления.

Нв воспринимает только кислые красители, поэтому эритроциты хорошо окрашиваются эозином. В зависимости от насыщения Нв и от толщины эритроциты в мазке крови окрашены более или менее ярко (гипо- и гиперхромия). При повышенной регенерации в крови появляются полихроматофильные эритроциты, воспринимающие как кислые, так и основные красители.

Полихроматофилия определяется остатками в клетке РНК.

Общая характеристика эритроцитов.. Это высокоспециализированные клетки, основная функция которых заключается в обеспечении транспорта газов О2 и СО2. Эритроциты являются безъядерными клетками, имеющими форму двояковогнутых дисков (Рис. 3).

Рис. 3. Микрофото эритроцитов и лейкоцитов крови человека, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа

Средний диаметр зрелого эритроцита или нормоцита составляет у взрослого человека 7,5 мкм. При этом в крови одновременно циркулируют эритроциты разного размера и возраста.

В норме распределения эритроцитов по диаметру подчиняется статистическому закону нормального распределения. Поэтому соответствующая графическая зависимость (кривая Прайс-Джонса) симметрична относительна центра.

При нарушении нормального воспроизводства эритроцитов кривая может характерно изменять вид, поэтому анализ распределения эритроцитов по размеру имеет практическое значение.

Благодаря специфической двояковогнутой форме поверхность нормоцита больше, по сравнению с той, которая была бы, если бы его форма была шарообразной. Суммарная поверхность всех эритроцитов взрослого человека достигает 3800 м2.

Такая большая площадь поверхности эритроцитов и особая форма имеют функциональное значение для переноса газов, так как, увеличивая диффузионную поверхность, одновременно уменьшает диффузионное расстояние, которое требуется преодолеть молекуле газа.

Кроме того, при такой форме возрастает способность эритроцита к обратимой деформации, что важно при прохождении клеток через узкие изогнутые капилляры .

В норме в 1 мкл крови содержится 5,1 млн эритроцитов у мужчин и 4,6 млн у женщин. Эти показатели изменяются при различных функциональных состояниях и заболеваниях, поэтому подсчет концентрации эритроцитов в крови является рутинным клиническим анализом и имеет важное диагностическое значение.

Метаболизм эритроцитов. Особенность метаболических процессов в эритроците состоит в том, что они направлены на обеспечение главной функции – транспорта кислорода и углекислого газа. В силу этого он заметно отличается от метаболизма других клеток.

Прежде всего, метаболизм эритроцитов поддерживает способность к обратимому связыванию кислорода. Для того, чтобы железо, находящееся в геме, могло связывать О2, его атомы должны находится в форме Fe2+.

Однако вследствие спонтанного окисления Fe2+ способен перейти в Fe3+, но это окисление предотвращается специальной системой, восстанавливающей Fe3+ в Fe2+.

Из-за отсутствия митохондрий эритроциты не способны к окислительному извлечению энергии, и энергетический обмен этих клеток базируется только на анаэробном гликолизе и глюкозе в качестве основного энергетического субстрата. Источником энергии как и в других клетках служит АТФ.

Осмотические свойства. Содержание белков в эритроцитах выше, а низкомолекулярных веществ меньше, чем в плазме. Суммарное осмотическое давление внутри эритроцита только не намного выше осмотического давления плазмы – его величина как раз достаточна для обеспечения тургора этих клеток.

Поскольку белки не могут выйти наружу, то если ионный состав внешней среды (плазмы) становится гипотоничным, то для выравнивания разности давлений вода поступает в эритроциты. Они набухают, превращаясь в сфероциты, их мембрана обратимо разрывается, гемоглобин выходит наружу – так происходит осмотический гемолиз.

В случае гипертоничной среды эритроциты наоборот теряют воду и сморщиваются.

При заболеваниях системы крови, нарушающих процессы созревания эритроцитов, в них выявляются включения и зернистость, представляющие собой или остатки ядерной субстанции, или продукты патологического обмена веществ.

Эритроцит является монофазной клеткой, т.е. не имеет эндоплазматических мембран. Снаружи эритроцит окружен белково-липоидной мембраной.

Плотность упаковки молекул Нв в эритроците такова, что даже в центральных частях его подвижность каждой молекулы ограничена пространством в 10 ангстрем. В одном эритроците сдержится около 270 млн. молекул Нв.

Мембрана эритроцита состоит из двух слов липидных молекул, которые расположены перпендикулярно плоскости мембраны. Их гидрофобные группы направлены друг к другу. Снаружи и изнутри бимолекулярный листок липидов покрыт мономолекулярными слоем белка. Наружный отличается от внутреннего большим содержанием углеводов. Толщина мембраны эритроцита — несколько сот ангстрем.

Поверхность эритроцита при изучении ее в электронном микроскопе представляется неровной; на ней видны отдельные углубления — кратеры. Строгая пространственная ориентация липидных молекул в оболочке эритроцита определяет его заряд.

В физиологических границах рН крови эритроцит заряжен отрицательно. Электрофоретическая подвижность эритроцитов разных групп крови различна. Строма составляет 10% объема эритроцита. По весу эритроцит состоит из 70% воды.

Следовательно, это сравнительно сухая клетка, так как содержание воды в большей части клеток тела человека выше 80%. Ферменты представлены холинэстеразой, фосфатазой, нуклеозидфосфорилазой, пептидазой, аргиназой, _угольной ангидразой ., гликолитическими ферментами.

Эритроцит содержит цитохромоксидазу и каталазу. Важный фермент эритроцитов метгемоглобин-редуктаза — поддерживает гемоглобин в восстановленном состоянии.

Доказано, что с прекращением обмена веществ в эритроците его циркуляция в крови ограничивается 24 часами.

По мере старения эритроцитов в кровяном русле уменьшается активность их ферментов и интенсивность метаболизма.

Электролитный состав эритроцитов аналогичен электролитному составу других клеток человеческого тела. Концентрация Na ++ составляет 13.9 мэкв/л, К + 143 мэкв/л. Градиент концентрации клетка/плазма поддерживается работой специальных систем транспорта катионов — натриевым и калиевым насосами. Производительность калиевого насоса эритроцитов 1,6-2,1, натриевого — 3,0 мэкв/л в час.

Проницаемость оболочки эритроцита для воды и ионов Сl велика. Считается вероятным, что в оболочке эритроцита существуют поры (кратеры ?), через которые и происходит передвижение воды и ионов.

Радиус поры оболочки эритроцита определяется равен 3,5 ангстрем, следовательно он намного больше радиуса гидратированных ионов К (1,98) и Na (2,56). Проницаемость эритроцита для кислорода также велика.

Так, реакция захвата кислорода — во взвеси клеток протекает лишь 20 раз медленнее, чем в растворе Нв.

При суправитальной окраске в отдельных эритроцитах (ретикулоцитах ) выявляется т.н. сетчато-нитчатая субстанция . Она обнаруживается и в эритробластах. По мере старения клетки число зерен субстанции быстро убывает. Ретикулоцит является предстадией зрелого эритроцита. Сетчато-нитчатая субстанция состоит из РНК, порфиринов и липидов.

По степени зрелости — в зависимости от содержания сетчато- нитчатой субстанции — ретикулоциты делятся на 4 класса. Они больше зрелых эритроцитов и обладают способностью к амебоидному движению. Обмен веществ ретикулоцитов отличается от обмена взрослых клеток способностью к аэробному гликолизу. Кроме того, в ретикулоцитах продолжается синтез Нв, белков и липидов.

Наконец, ретикулоциты содержат больше ферментов.

При оценке увеличения количества ретикулоцитов необходимо учитывать их зрелость. Преобладание молодых ретикулоцитов является показателем усиленной регенерации красной крови. В организме ретикулоциты за 20 часов превращаются в зрелый эритроцит.

Время созревания ретикулоцитов является косвенным показателем интенсивности кроветворения.

Изнашивание оболочки эритроцита приводит к увеличению ее проницаемости, а уменьшение выработки эритроцитом энергии ведет к нарушению работы катионных насосов; поэтому старый эритроцит более чувствителен к изменениям состава внешней среды и легко разрушается.

В связи с этим было предложено использовать кривую распределения эритроцитов по скорости разрушения в кислой среде как метод изучения возрастного состава эритроцитов периферической крови ( метод кислотных эритрограмм).

Изменения в форме кривой распределения с известными оговорками могут рассматриваться как результат омоложения или постарения крови.

Принципиально аналогичные результаты могут быть получены и при использовании других методов определения резистентности эритроцитов (осмотический гемолиз, иммунный гемолиз и др.).

Средний срок жизни эритроцита в крови — около 60 суток , однако максимальной возможный срок переживания эритроцита в благоприятных условиях достигает 120 дней.

Индивидуальные отличия состава красной крови.

Внутри отдельного вида количество эритроцитов и концентрация Нв постоянны, однако существуют половые и возрастные отличия этих показателей.

Разница в составе крови мужчин и женщин появляется с началом менструальных кровотечений, достигает максимума в период наибольшей активности половых желез и исчезает к 70-75 годам.

У некоторых национальных групп (австралийские аборигены, бушмены) половые различия в составе крови практически отсутствуют, причем и менструальные кровотечения у женщин этих народов отличаются необыкновенной скудостью.

В течение жизни отдельного индивидуума состав крови постепенно изменяется. Так, у новорожденного наблюдается эритроцитоз (до 8,5*10 12 /л) и высокая концентрация Нв. Объем эритроцитов увеличен, много ретикулоцитов, полихроматофилов, выражены анизоцитоз и пойкилоцитоз. К 12-15 дням после рождения состав красной крови приближается к средним величинам для взрослых.

Эритроцитоз после рождения связывают с родовой гипоксией и резким сокращением объема циркуляции вследствие выключения плацентарного круга кровообращения. Показано, что эритроцитоз меняется в зависимости от времени перевязки пуповины. Падение количества эритроцитов после родов связано с их быстрым разрушением, сопровождающимся т.н.

физиологической желтухой новорожденного.

С 1-го по 6-1 месяц жизни количество эритроцитов и их насыщение Нв прогрессивно снижается. Уменьшается и диаметр эритроцитов. Считают. что причиной изменений состава красной крови у грудных детей является дефицит железа в молоке. Показано, что раннее прикармливание заметно уменьшает падение состава красной крови у детей.

Начиная с 1-го года жизни количество эритроцитов, концентрация Нв и диаметр клеток прогрессивно увеличиваются. Рост показателей красной крови у мальчиков продолжается до 18-22 лет, у девочек — до 13-15 лет.

После 60 лет у мужчин концентрация Нв и количество эритроцитов постепенно падают и к 70-75 годам состав крови мужчин и женщин сближаются. После 75-80 лет и особенно в глубокой старости кровь медленно беднеет эритроцитами.

В старости падает число ретикулоцитов, нарастает диаметр эритроцитов и физиологическая амплитуда анизоцитоза.

Эти изменения в составе крови стариков объясняют прогрессивным уменьшением массы кроветворящего костного мозга, которая у 80- летнего составляет всего 1/20 по сравнению с массой костного мозга в 20 лет. В старости снижается и эритролиз, благодаря возрастной инволюции селезенки.



Источник: https://infopedia.su/2×8857.html

Строение и функции эритроцитов

Эри­троциты (с гр. красный и клетка) — это мелкие клет­ки крови, которые в процессе дозревания теряют яд­ро и имеют форму двояковогнутых дисков (рис. 48-50), диаметром всего 7-8 мкм. Общая площадь всех эритроцитов достигает 3000 м2, что в 1500 раз пре­вышает площадь поверхности тела человека.

Особенность формы эритроцитов вызвана спе­цифической функцией — транспортировкой кисло­рода. В эритроците нет ни одной точки, которая бы находилась от поверхности более чем на 0,85 мкм. Если бы эритроциты имели шаровидную форму, то центр клетки находился бы от поверхности на рас­стоянии 2,5 мкм, а общая площадь эритроцитов бы­ла на 20% меньше.

Все эритроциты тела человека, сложенные в один «стол­бик», образовали бы цепь длиной 62 000 км! На оси такой длины могли бы вращать­ся несколько таких планет, как Земля.

Из-за отсутствия ядра эритроцит усваивает в 200 раз меньше кислорода для собственных потреб­ностей, чем его ядерные предшественники. Обеспе­чивая кислород для всего организма, он тратит на себя мизерную часть того кислорода, который пере­носит.

Однако в результате отсутствия процессов регенерации эритроциты имеют продолжитель­ность жизни приблизительно 120 суток. Они погибают в печени и селезёнке.

В одном литре крови здорового человека содержится 4-5 • 1012 эритроцитов, а всего человек имеет 25 трлн этих клеток.

Табачный дым, содержащий угарный газ, препятствует нор­мальному насыщению эритроцитов кислородом и вызывает кислородное голода­ние всех тканей организма. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 48. Схема превра­щения эритроцита из незрелой ядерной клет­ки в зрелую безъядер­ную: 1 — потеря ядра

Рис. 49. Микрофотогра­фия эритроцита

Рис. 50. Эритроцит

На этой странице материал по темам: Вопросы по этому материалу:

Источник: http://WorldOfSchool.ru/biologiya/stati/gistologiya/kletki/krovi/eritro/stroenie-i-funkcii-eritrocitov

Кровь. Часть 4. Эритроциты

В этой части речь идет о размере, количестве и форме эритроцитов, о гемоглобине: его строении и свойствах, о резистентности эритроцитов, о реакции оседания эритроцитов — РОЭ.

Эритроциты

Размер, количество и форма эритроцитов

Эритроциты — красные кровяные тельца — несут в организме дыхательную функцию. К ее выполнению хорошо приспособлены размер, количество и форма эритроцитов. Эритроциты человека — мелкие клетки, диаметр которых равен 7,5 мкм.

Количество их велико: всего в крови человека циркулирует около 25×1012 эритроцитов. Обычно определяют число эритроцитов в 1 мм3 крови. Оно составляет 5000000 у мужчин и 4500000 у женщин.

Общая поверхность эритроцитов — 3200 м2, что в 1500 раз превышает поверхность человеческого тела.

Эритроцит покрыт белково-липидной мембраной. Остов эритроцита называют стромой, которая составляет 10% его объема. Особенностью эритроцитов является отсутствие эндоплазматической сети, 71% эритроцита составляет вода. Ядро в эритроцитах человека отсутствует.

Эта возникшая в процессе эволюции особенность его (у рыб, амфибий, плиц эритроциты имеют ядро) также направлена на улучшение дыхательной функции: при отсутствии ядра эритроцит может содержать большее количество гемоглобина, переносящего кислород.

С отсутствием ядра связана невозможность синтеза белка и других веществ в зрелых эритроцитах. В крови (около 1%) встречаются предшественники зрелых эритроцитов — ретикулоциты.

Они отличаются большим размером и наличием сетчато-нитчатой субстанции, в состав которой входят рибонуклеиновая кислота, жиры и некоторые другие соединения. В ретикулоцитах возможен синтез гемоглобина, белков и жиров.

Гемоглобин, его строение и свойства

Гемоглобин (Hb) — дыхательный пигмент крови человека — состоит из активной группы, включающей четыре молекулы гема, и белкового носителя — глобина. В состав гема входит двухвалентное железа, чем и обусловливается способность гемоглобина переносить кислород.

Один грамм гемоглобина содержит 3,2-3,3 мг железа. Глобин состоит из альфа- и бета- полипептидных цепей, включающих по 141 аминокислоте. Молекулы гемоглобина очень плотно упакованы в эритроците, благодаря чему общее количество гемоглобина в крови довольно велико: 700-800 г.

В 100 мл крови у мужчин содержится около 16% гемоглобина, у женщин — около 14%. Установлено, что в крови человека не все молекулы гемоглобина идентичны. Различают гемоглобин А1, на долю которого приходится до 90% от всего гемоглобина крови, гемоглобин А2 (2-3%) и А3.

При воздействии не гемоглобин различными реактивами глобин отцепляется и образуются различные производные гема. Под вилянием слабых минеральных кислот или щелочей гем гемоглобина превращается в гематин.

При воздействии на гем концентрированной уксусной кислоты в присутствии NaCl образуется кристаллическое вещество, называемое гемином.

В связи с тем, что кристаллы гемина имеют характерную форму, определение их имеет очень большое значение в практике судебной медицины для обнаружения кровяных пятен на любом предмете.

Чрезвычайно важным свойством гемоглобина, определяющим его значение в организме, является способность соединяться с кислородом. Соединение гемоглобина с кислородом получило название оксигемоглобина (HbO2). Одна молекула гемоглобина может связать 4 молекулы кислорода. Оксигемоглобин — соединение непрочное, легко диссоциирующее на гемоглобин и кислород.

Благодаря свойству гемоглобина легко соединяться с кислородом и также легко его отдавать осуществляется снабжение тканей кислородом. В капиллярах легких образуется оксигемоглобин, в капиллярах тканей он диссоциирует с образованием вновь гемоглобина и кислорода, который потребляется клетками.

В снабжении клеток кислородом заключается основное значение гемоглобина, а вместе с ним и эритроцитов.

Способность гемоглобина переходить в оксигемоглобин и наоборот имеет большое значение в поддержании постоянства pH крови. Система гемоглобин-оксигемоглобин является буферной системой крови.

Благодаря этому при наличии в воздухе угарного газа большая часть гемоглобина связывается с ним, теряя при этом способность к переносу кислорода. Это ведет к нарушению тканевого дыхания, что может вызвать смерть.

При воздействии на гемоглобин окислов азота и других окислителей образуется метгемоглобин, который, также как и карбоксигемоглобин, не может служить переносчиком кислорода.

Гемоглобин можно отличить от его производных карбокси- и метгемоглобина по разнице в спектрах поглощения. Спектр поглощения гемоглобина характеризуется одной широкой полосой.

У оксигемоглобина в спектре имеются две полосы поглощения, расположенные также в желто-зеленой части спектра.

Метгемоглобин дает 4 полосы поглощения: в красной части спектра, на границе красной и оранжевой, в желто-зеленой и сине-зеленой. Спектр карбоксигемоглобина имеет такие же полосы поглощения, как и спектр оксигемоглобина. Спектры поглощения гемоглобина и его соединений можно посмотреть в вернем правом углу (иллюстрация №2)

Резистентность эритроцитов

Эритроциты сохраняют свою функцию только в изотонических растворах. В гипертонических растворах воза из эритроцитов выходит в плазму, что ведет к сморщиванию их и потере ими их функции. В гипотонических растворах вода из плазмы устремляется в эритроциты, которые при этом набухают, лопаются, и гемоглобин выходит в плазму.

Разрушение эритроцитов в гипотонических растворах называют гемолизом, а гемолизированную кровь за ее характерный цвета называют лаковой. Интенсивность гемолиза зависит от резистентности эритроцитов.

У здоровых людей минимальная резистентность определяется концентрацией поваренной соли 0,30-0,32, максимальная — 0,42-0,50%. Резистентность эритроцитов неодинакова при различных функциональных состояниях организма.

Реакция оседания эритроцитов — РОЭ

Кровь представляет собой устойчивую суспензию форменных элементов. Это свойство крови связано с отрицательным зарядом эритроцитов, который мешает процессу их склеивания — агрегации. Этот процесс в движущейся крови очень слабо выражен. Скопления эритроцитов в виде монетных столбиков, которые можно видеть в свежевыпущенной крови, есть следствие этого процесса.

Если кровь, смешав с раствором, предупреждающим ее свертывание, поместить в градуированный капилляр, то эритроциты, подвергаясь агрегации, оседают на дно капилляра.

Верхний слой крови, лишаясь эритроцитов, становится прозрачным. Высотой этого неокрашенного столбика плазмы определяют реакцию оседания эритроцитов (РОЭ). Величина РОЭ у мужчин равна от 3 до 9 мм/ч, у женщин — от 7 до 12 мм/ч.

У беременных женщин РОЭ может увеличиваться до 50 мм/ч.

Процесс агрегации резко усиливается при изменении белкового состава плазмы. Увеличение количества глобулинов в крови при воспалительных заболеваниях сопровождается вследствие адсорбции их эритроцитами, снижением электрического заряда последних и изменением свойств их поверхности. Это усиливает процесс агрегации эритроцитов, что сопровождается увеличением РОЭ.

Источник: http://www.psyworld.ru/for-students/lectures/anatomy-and-physiology-of-a-childrens-organism/792-2009-10-08-10-38-01.html

3. Эритроциты. Строение, функции, количество

Эритроциты возникли в процессе эволюции как клетки, содержащие дыхательные пигменты, которые осуществляют перенос кислорода и диоксида углерода. Зрелые эритроциты у рептилий, амфибий, рыб и птиц имеют ядра. Эритроциты млекопитающих — безъядерные; ядра исчезают на ранней стадии развития в костном мозге.

Эритроциты могут быть в форме двояковогнутого диска, круглые или овальные (овальные у лам и верблюдов), диаметр составляет 0,007 мм, толщина — 0,002 мм ,. В 1 мм3 крови человека содержится 4,5-5 млн эритроцитов.

Общая поверхность всех эритроцитов, через которую происходит поглощение и отдача О2 и СО2, составляет около 3000 м2, что в 1500 раз превышает поверхность всего тела.

Образуются эритроциты в красном костном мозге. Средняя продолжительность их существования составляет примерно 120 сут., разрушаются они в селезёнке и в печени, лишь небольшая их часть подвергается фагоцитозу в сосудистом русле.

Эритроциты, находящиеся в сосудистом русле, неоднородны. Они различаются по возрасту, форме, размеру, устойчивости к неблагоприятным факторам. В периферической крови одновременно находятся молодые, зрелые и старые эритроциты.

Молодые эритроциты в цитоплазме имеют включения — остатки ядерной субстанции и называются ретикулоцитами. В норме ретикулоциты составляют не более 1% от всех эритроцитов, повышенное их содержание указывает на усиление эритропоэза.

Двояковогнутая форма эритроцитов обеспечивает большую площадь поверхности, поэтому общая поверхность эритроцитов в 1,5-2,0 тысячи раз превышает поверхность тела животного. Часть эритроцитов имеют шарообразную форму с выступами(шипиками), такие эритроциты называются эхиноцитами. Некоторые эритроциты — куполообразной формы — стомациты.

Эритроцит состоит из тонкой сетчатой стромы, ячейки которой заполнены пигментом гемоглобином и более плотной оболочки.

Оболочка эритроцитов, как и всех клеток, состоит из двух молекулярных липидных слоёв, в которые встроены белковые молекулы. Одни молекулы образуют ионные каналы для транспорта веществ, другие являются рецепторами, или имеют антигенные свойства. В мембране эритроцитов высокий уровень холинэстеразы, что предохраняет их от плазменного(внесинаптического) ацетилхолина.

Через полупроницаемую мембрану эритроцитов хорошо проходят кислород и углекислый газ, вода, ионы хлора, бикарбонаты. Ионы калия и натрия проникают через мембрану медленно, а для ионов кальция, белковых и липидных молекул мембрана не проницаема.

Градиент концентраций указанных ионов сохраняется за счет работы натрий-калиевого насоса.

Функции эритроцитов:

1. перенос кислорода от лёгких к тканям и диоксида углерода от тканей к лёгким.

2. поддержание рН крови (гемоглобин и оксигемоглобин составляют одну из буферных систем крови)

3. поддержание ионного гомеостаза за счёт обмена ионами между плазмой и эритроцитами.

4. участие в водном и солевом обмене.

5. адсорбция токсинов, в том числе продуктов распада белка, что уменьшает их концентрацию в плазме крови и препятствует переходу в ткани

6. участие в ферментативных процессах, в транспорте питательных веществ — глюкозы, аминокислот.

Количество эритроцитов в крови:

В среднем у крупного рогатого скота в 1 л крови содержится (5-7)*1012 эритроцитов. коэффициент 1012 называется «тера», и общий вид записи следующий: 5-7 Т/л. У свиней в крови содержится 5-8 Т/л, у коз до 14 Т/л. У коз большое количество эритроцитов обусловлено тем, что они очень маленького размера, поэтому объём всех эритроцитов у коз такой же как и у других животных.

Содержание эритроцитов в крови у лошадей зависит от их породы и хозяйственного использования: у лошадей шаговых пород — 6-8 Т/л, у рысистых — 8-10, а у верховых до 11 Т/л.

У высокопродуктивных коров уровень эритроцитов соответствует верхней границе нормы, у низкомолочных — нижней.

У новорожденных животных количество эритроцитов в крови всегда больше , чем у взрослых. Так у телят 1-6-месячного возраста содержание эритроцитов доходит до 8-10 Т/л и стабилизируется на уровне свойственном взрослым к 5-6 годам. У самцов в крови содержится больше эритроцитов, чем у самок.

Уровень содержания эритроцитов в крови изменяется.

Уменьшение количества эритроцитов ниже нормы (эозинопения) у взрослых животных обычно наблюдается при заболеваниях, а повышение сверх нормы возможно и при заболеваниях и у здоровых животных.

Увеличение содержания эритроцитов в крови у здоровых животных называется физиологическим эритроцитозом. Различают 3 формы: перераспределительный, истинный и относительный.

Перераспределительный эритроцитоз возникает быстро и является механизмом срочной мобилизации эритроцитов при внезапной нагрузке — физической, или эмоциональной. При нагрузке возникает кислородное голодание тканей, в крови накапливаются недоокисленные продукты обмена. Раздражаются хеморецепторы сосудов, возбуждение передаётся в ЦНС.

Ответная реакция осуществляется при участии синаптической нервной системы. Происходит выброс крови из кровяных депо и синусов костного мозга. Таким образом механизмы перераспределительного эритроцитоза направлены на перераспределение имеющеголся запаса эритроцитов между депо и циркулирующей кровью.

После прекращения нагрузки содержание эритроцитов в крови восстанавливается.

Истинный эритроцитоз характеризуется увеличением активности костномозгового кроветворения. Для развития его требуется более длительное время, а регуляторные процессы оказываются более сложными.

Истинный эритроцитоз обычно развивается при систематических тренировках, длительном содержании животных в условиях пониженного атмосферного давления.

Относительный эритроцитоз не связан ни с перераспределением крови, ни с выработкой новых эритроцитов. Относительный эритроцитоз наблюдается при обезвоживании животного, вследствие чего возрастает гематокрит

Источник: http://bio.bobrodobro.ru/13356

Структура и функции эритроцитов

Эритроциты (красные кровяные тельца) являются основным типом клеток крови, так как их в 500-1000 раз больше, чем лейкоцитов. В 1 мм3 крови около 5 млн. эритроцитов.

Образование эритроцитов происходит в красном костном мозге, под действием специального гормона почек – эритропоэтина. В процессе эритропоэза в красном костном мозге, где в процессе пролиферации и дифференцировки из стволовых гемопоэтических клеток образуется мегалобласт, из него образуется эритробласт, далее нормоцит.

Нормоцит после потери ядра превращается в непосредственный предшественник эритроцитов – ретикулоцит. Ретикулоцит, попадая из красного костного мозга в кровеносное русло, в течение нескольких часов превращается в эритроцит. Зрелые эритроциты, циркулирующие в крови не содержит ядра и органелл, и не могут синтезировать гемоглобин и нуклеиновые кислоты.

Для эритроцитов характерен низкий уровень обмена веществ, что обуславливает длительную продолжительность их жизни, в среднем 120 дней. В течение 120 дней с момента выхода эритроцитов из красного костного мозга в кровоток они постепенно изнашиваются. В конце этого срока «старые» эритроциты осаждаются и разрушаются в селезенке и печени.

Процесс образования новых эритроцитов в красном костном мозге идет постоянно, поэтому, несмотря на разрушение старых эритроцитов, общее количество эритроцитов в крови остается постоянным. Эритроциты состоят главным образом (на 2/3) из гемоглобина – особого белка содержащего железо, основной функцией которого является перенос кислорода и углекислого газа.

Гемоглобин имеет красный цвет, что определяет характерную окраску эритроцитов и крови.

Форма

Эритроцит человека имеет форму двояковогнутого диска. У других биологических видов эритроциты бывают иной формы. Такое строение эритроцита помогает ему максимально насыщаться кислородом и углекислым газом при прохождении через кровеносное русло человека. Встречаются заболевания, при которых форма эритроцитов меняется, поэтому ее определение имеет диагностическое значение.

Размер и объем

В нормальных условиях средний диаметр эритроцита — 7,2 мкм с отклонениями от среднего для большинства эритроцитов не более чем на 0,5 мкм. Взглянув на распределение эритроцитов по размерам (кривая Прайса-Джонса), можно увидеть любые отклонения. Эритроцит диаметром менее 6 мкм называется микроцитом.

Эритроциты, которые крупнее нормальных, т.е. диаметром 9-12 мкм, называют макроцитами. В некоторых случаях в крови присутствуют одновременно и микроциты и макроциты.

Сейчас с появлением в гематологических лабораториях электронных счетчиков обычно измеряют не диаметр, а объем эритроцитов, так как и он имеет диагностическое значение. В соответствии с этим микроцитом и макроцитом стали называть также эритроциты меньшего и большего объема.

Структура и состав

Форма эритроцитов зависит от определенных веществ их клеточной мембраны и коллоидного содержимого самих клеток. Они придают эритроцитам также пластичность и эластичность, что необходимо для их движения по сети мелких сосудов.

Более половины (66%) содержимого эритроцита — вода и около 33%-белок гемоглобин. Последний состоит из белковой части, глобина, и соединенного с ним пигмента тема. Хотя на гем в гемоглобине приходится всего 4%, все соединение окрашено, поэтому гемоглобин нередко называют пигментом. Кроме него, в эритроцитах имеется некоторое количество и других белков, в частности ферментов, а также липиды.

Кажется удивительным, что эритроциты, которые представляют собой мягкий гель, сохраняют свою двояковогнутую форму; важным фактором ее сохранения является молекулярный состав этого геля.

Известно, однако, что изменения гемоглобина могут быть ответственны за изменения формы клеток. Например, при таком заболевании, как серповидноклеточная анемия, эритроциты имеют форму серпа.

В 1949 г. Полинг и его сотрудники обнаружили, что гемоглобин эритроцитов при этом заболевании до некоторой степени отличается от нормального. Такого изменения достаточно для отклонения формы эритроцитов от двояковогнутого диска при дезоксигенировании гемоглобина.

Описанное заболевание обусловлено генетически; оно может служить примером того, как изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК, приводящее к замене глутаминовой кислоты в молекуле обычного гемоглобина другой аминокислотой (валином), становится причиной заболевания.

Каждый эритроцит окружен плазмалеммой, которая предотвращает выход коллоидного белкового содержимого из клетки в плазму. Она также отличается высокой степенью избирательности в отношении прохождения ионов.

Функции эритроцитов 1. Самой главной функцией эритроцитов, обусловленной содержащимся в них гемоглобина, является дыхательная, т.е. перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. 2. Питательная.

Осуществляется транспортировка аминокислот от органов пищеварения к тканям. 3. Ферментативная. Эритроциты принимают участие в ферментативных реакциях, так как к их поверхности прикрепляются многие ферменты. 4. Защитная.

Эритроциты способны адсорбировать на своей поверхности токсины и антигены, а также участвовать в иммунных и аутоиммунных реакциях.

5. Регуляторная. Эритроциты способствуют поддержанию кислотно-щелочного равновесия.



Источник: http://biofile.ru/bio/6956.html