Физиология эритроцитов

Эритроциты, или красные кровяные тельца, имеют разную форму и величину. В связи с этим они носят соответствующее название:

· Нормоциты - диаметр - 7,5 мкм

· стоматоциты, дискоциты, эхиноциты, микроциты (их диаметр меньше 7,2 мкм);

· мегалоциты (диаметр больше 9,5 мкм);

Из красного костного мозга в кровь поступают преимущественно незрелые эритроциты — ретикулоциты. Они (в отличие от зрелых эритроцитов) содержат рибосомы, митохондрии и комплекс Гольджи. Окончательная дифференцировка в эритроциты происходит в течение 24–48 часов после выхода ретикулоцитов в кровоток. Количество поступающих в кровоток ретикулоцитов в норме равно количеству удаляемых эритроцитов. Ретикулоциты составляют около 1% всех циркулирующих красных клеток крови. Эритроциты — безъядерные клетки диаметром 7–8 мкм (нормоциты). Количество эритроцитов: у женщин — 3,9–4,9 ×10¹²/л, у мужчин — 4,0–5,2×10¹²/л. Более высокое содержание эритроцитов у мужчин обусловлено стимулирующим эритропоэз влиянием андрогенов. Продолжительность жизни (время циркуляции в крови) — 100–120 дней.

В крови взрослого человека находятся преимущественно нормоциты, они наиболее приспособлены для выполнения основной функции – транспорта кислорода и углекислого газа:

· Общее количество (во всей крови) около 25 триллионов

· Форма - двояковогнутый диск

· Толщина - 2 мкм

· Диаметр - 7,5 мкм.

· Площадь поверхности – 145 мкм²

· Объем - 86 мкм³

Рис. 3. Кривая нормального распределения эритроцитов по диаметру (Прайс-Джонса):

Сплошная линия – у здорового человека,

Пунктирная – у больного пернициозной анемией

Установлено, что в большинстве случаев в крови находятся эритроциты, имеющие диаметр 7,5 – 8,3 мкм. Значения их диаметров образуют кривую нормального распределения - кривую Прайс-Джонса (рис. 3), изменение формы которой позволяет установить наличие и количество эритроцитов с размерами, отличающимися от нормальных.

Эритроцит, как любая клетка, окружен плазматической мембраной, структура которой мало отличается от таковой других клеток. Наружный слой мембраны содержит набор антигенов, в том числе антигены АВО, резус и другие. Мембрана эритроцита проницаема для катионов Na⁺ и К⁺. Особен6но хорошо она пропускает О₂, СО₂, Cl^- и НСО₃^-.

Особенности эритроцитов

К важным свойствам эритроцита также относится большая способность к обратимой деформации. Проходя через узкие изогнутые капилляры, эритроциты деформируются, меняют ориентацию (рис. 4).

Рис. 4. Деформация эритроцитов в капилляре в случае, когда его диаметр меньше диаметра эритроцитов.

Вследствие пластичности эритроцитов относительная вязкость крови в мелких сосудах значительно меньше, чем в сосудах с диаметром более 7,5 мкм. Такая пластичность эритроцитов зависит, главным образом, от баланса фосфолипидов и холестерина мембраны, а также от отсутствия цитоскелета (трубочек и микрофиламентов) в эритроцитах.

По мере старения эритроцит становится более жестким. Кроме того, эластичность уменьшается при патологии форм (серповидные эритроциты, сфероциты) и изменении свойств гемоглобина (наследственные гемоглобинопатии).

В условиях патологии количество эритроцитов может увеличиваться (эритроцитоз) или уменьшаться (эритропении).

Основным фактором, стимулирующим направление роста кровеобразующих клеток по эритроидному пути, является гормон эритропоэтин. Этот гормон образуется в почках под действием кислородной недостаточности – гипоксии (рис.5).

Рис. 5 Факторы, стимулирующие эритропоэз

ГЕМОГЛОБИН

Основные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе гемоглобина (Hb).Молекула Hb — тетрамер, состоящий из 4 субъединиц — полипептидных цепей глобина, каждая из которых ковалентно связана с одной молекулой гема. Гем построен из 4 молекул пиррола, образующих порфириновое кольцо, в центре которого находится атом железа (Fe²⁺). Основная функция Hb — перенос O₂. Существует несколько типов Hb, образующихся на разных сроках развития организма, различающихся строением глобиновых цепей и сродством к кислороду.

Глобин у всех животных и человека разный. Он состоит из 4 цепей – доменов. Например, гемоглобин Fсостоит из двух α-цепей и двух γ- цепей, гемоглобин А из двух α-цепей и двух β-цепей, а гемоглобин А₂ – из двух α-цепей и двух σ-цепей. Каждая цепь отличается друг от друга количеством аминокислотных остатков. Всего глобин содержит 574 аминокислотных остатков.

В процессе онтогенеза характер цепей, образующих молекулу гемоглобина, меняется, это лежит в основе образования новых видов (форм) гемоглобина.

Виды гемоглобина

В крови взрослого человека содержится, главным образом, HbA (95 - 98%), незначительное количество HbA₂ (1 - 2%) и иногда HbF (до 1%). Особой формой является миоглобин, содержащийся в мышечной ткани.

Все виды гемоглобина обладают способностью образовывать соединения с О₂, СО_2, СО и сильными окислителями типа ферроционида, бертолетовой солью, перекисью водорода и др.