Эритроциты

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%).

Гемоглобин

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.

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.

Референтные значения (норма) концентрации гемоглобина у женщин и мужчин представлены в следующей таблице.

Таблица норм гемоглобина в крови:
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

Гемоглобин

Изменение концентрации гемоглобина в крови
Повышенный гемоглобин фиксируется при: эритремии, эритроцитозах, обезвоживании, чрезмерных физических нагрузках, курении;
Пониженный гемоглобин фиксируется при: анемии, гипергидратации.

Образование, жизненный цикл и разрушение красных клеток

Образуются эритроциты от предшествующих клеток, которые происходят от стволовых. Зарождаются красные тельца в костном мозге плоских костей – черепе, позвоночнике, грудине, ребрах и костях таза. В случае, когда по причине болезни костный мозг не в состоянии синтезировать красные кровяные тельца, они начинают вырабатываться другими органами, которые отвечали за их синтез во внутриутробном развитии (печень и селезенка).

Заметим, что, получив результаты общего анализа крови, вы можете столкнуться с обозначением RBC – это английская аббревиатура red blood cell count – количество красных кровяных телец.

Справочно.

Эритроциты (RBC) производятся (эритропоэз) в костном мозге под контролем гормона эритропоэтина (ЭПО). Клетки в почках производят ЭПО в ответной реакции на уменьшение доставки кислорода (как при анемии и гипоксии), а также при повышении уровня андрогенов

Здесь важно, что в дополнение к ЭПО, для производства эритроцитов требуется поставка составляющих, главным образом железа, витамина B 12 и фолиевой кислоты, которые поставляются либо с пищей, либо в качестве добавок

Живут эритроциты около 3-3,5 месяцев. Каждую секунду в теле человека их распадается от 2 до 10 миллионов. Старение клеток сопровождается изменением их формы. Разрушаются эритроциты чаще всего в печени и селезенке, образуя при этом продукты распада – билирубин и железо.

Кроме естественного старения и смерти, распад красных кровяных телец (гемолиз) может происходить и по другим причинам:

из-за внутренних дефектов – к примеру, при наследственном сфероцитозе.
под воздействием различных неблагоприятных факторов (например, токсинов).

При разрушении содержимое красной клетки уходит в плазму. Обширный гемолиз может привести к снижению общего числа перемещающихся в крови эритроцитов. Это называется гемолитической анемией.

Какую функцию выполняют эритроциты крови?

Кровяные тельца играют важную роль в организме человека.

Помимо переноса кислорода к тканям из легких, функции эритроцитов в крови включают:

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

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:

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

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.

За что отвечают эритроциты

В организме эритроциты нужны для обеспечения его нормальной жизнедеятельности. Эти кровяные клетки отвечают за транспортировку кислорода от легких ко всем тканям организма и делают перенос углекислого газа в обратном направлении. Но это не полный перечень функций.

Эритроциты нужны для:

перенесения органических кислот в ткани;
регуляции обменных процессов и водно-солевого баланса;
питания тканей (обеспечивается за счет поглощения и переноса аминокислот, витаминов В, С, глюкозы, холестерина от пищеварительных органов);
защиты от свободных радикалов;
подавления повышенной иммунореактивности;
синтеза новых клеток (эритропоэза);
поддержания кислотно-щелочного баланса и осмотического давления.

Эритроциты влияют на функционирование свертывающей системы крови, они принимают непосредственное участие в этом процессе. Нельзя переоценить влияние красных телец на работу иммунитета: они всасывают вредные вещества и транспортируют иммуноглобулины.

Перенос кислорода возможен благодаря тому, что цитоплазма эритроцитов богата гемоглобином. Кислород обратимо связывается с красным пигментом и высвобождается в тех тканях, которые в нем нуждаются. А транспортировка углекислого газа обеспечивается карбоангидразой.

Как выглядят

Человеческие эритроцитарные клетки выглядят как двояковогнутые диски. Они отличаются небольшим диаметром и высокой степенью эластичности. Размеры эритроцитов варьируются от 7 до 10 мкм.

Благодаря небольшому размеру и эластичности они могут передвигаться даже по самым мелким капиллярам. Дискообразные клетки скручиваются, чтобы проникнуть в микрососуды.

Из чего состоят

Каждый эритроцит на 65-70% состоит из воды. Оставшиеся 30-35% распределяются следующим образом:

25-30% — гемоглобин;
5-10% — ферментные белки, липиды, сахара, соли.

Хромосомы, ядро не входят в состав красных телец крови. Кровяные тельца становятся безъядерными в процессе преобразований, происходящих на протяжении их жизненного цикла. Из-за отсутствия жестких элементов в структуре эритроциты при размере до 10 мкм могут проходить сквозь капилляры диаметром 2 мкм.

Если бы указанные элементы крови были круглыми, то площадь их поверхности была бы меньше на 20%.

Чем выше содержание эритроцитов в организме, тем больше гемоглобина они могут транспортировать. Но превышение их количества установленной нормы свидетельствует о развитии патологических процессов в организме.

Патология

Эритроциты человека:

нормальные — двояковогнутые;
нормальные, вид с ребра;
в гипотоническом растворе, разбухшие (сфероциты);
в гипертоническом растворе, съёжившиеся (эхиноциты)

При различных заболеваниях крови возможно изменение цвета эритроцитов, их размеров, количества, а также формы; они могут принимать, например, серповидную, овальную, сферическую или мишеневидную форму.

Изменение формы эритроцитов называется . Сфероцитоз (сферическая форма эритроцитов) наблюдается при некоторых формах наследственной анемии. Эллиптоциты (эритроциты овальной формы) встречаются при мегалобластной и железодефицитной анемии, талассемиях и других заболеваниях. Акантоциты и эхиноциты (эритроциты шиповатой формы) встречаются при поражениях печени, наследственных дефектах пируваткиназы и др. Мишеневидные эритроциты (кодоциты) — это клетки с бледной тонкой периферией и центральным утолщением, содержащем скопление гемоглобина. Встречаются при талассемиях и других гемоглобинопатиях, интоксикации свинцом и др. Серповидные эритроциты — признак серповидноклеточной анемии. Встречаются и другие формы эритроцитов.

При изменении кислотно-щелочного баланса крови в сторону закисления (от 7,43 до 7,33) происходит склеивание эритроцитов в виде монетных столбиков, либо их агрегация.

Среднее содержание гемоглобина для мужчин — 13,3—18 г% (или 4,0—5,0·1012 единиц), для женщин — 11,7—15,8 г% (или 3,9—4,7·1012 единиц). Единица измерения уровня гемоглобина представляет собой процент содержания гемоглобина в 1 грамме эритроцитарной массы.

Клиническая картина эритремии

Симптомы эритремии проявляются постепенно. Из-за увеличения количества эритроцитов, которые не могут в полной мере выполнять собственные функции, у пациентов наблюдается:

покраснение кожных покровов, в особенности лица;
пациенты жалуются на типичные симптомы гипоксии: головную боль, повышенную утомляемость, головокружения;
значительно увеличена в размере печень – гепатомегалия;
размеры селезенки значительно превышают нормальные значения;
после продолжительного контакта с водой возникает нестерпимый зуд;
длительность кровотечений значительно увеличивается;
снижение зрительной, слуховой чувствительности;
краснота конъюнктивы глаз из-за увеличения количества красных кровяных телец;
варикоз глубоких вен нижних конечностей;
нарушение функционирования иммунной системы, учащение инфекционных, вирусных заболеваний;
возможно появление некротических изменений пальцев ног, рук;
из-за увеличения вязкости крови формируются тромбы, последствиями которых может стать инфаркт миокарда;
возможно усугубления воспалительного процесса в желудочно-кишечном тракте, часто проявляются прободающие язвы желудка или двенадцатиперстной кишки.

При хронической эритремии все подобные признаки проявляются относительно медленно и выражены в меньшей степени, чем при острой форме патологии. Однако изменения в организме требуется немедленно описать лечащему врачу для того, чтобы избежать серьезных осложнений, способных привести к летальному исходу.

Эритремия у детей часто бывает вызвана другим заболеванием и является симптомом, относительной или ложной патологией органов кроветворения. Такую форму течения называют вторичной эритремией, симптомы и лечение будут зависеть от основной болезни.

Состав клетки

Продолжительность жизни эритроцитов составляет около трех месяцев. Клетка не продуцирует собственных белков. Питается за счет энергии, получаемой из кислорода. Около 70 процентов от массы эритроцитарной клетки составляет вода, 10% мембранная оболочка. В остальную массу входит сухой остаток, который состоит из:

липидов,
ферментов,
углеводов,
солей,
белков.

Для образования новых эритроцитарных клеток необходима команда. После того как эритроциты подверглись разрушению, выделяются эритропоетические факторы, в результате чего вырабатываются новые элементы. Так у человека происходит разрушение эритроцитов и замена их свежими клетками.

Гормон эритропоетин контролирует процесс формирования и распада красных кровяных клеток. Гормон продуцируется почками. Процесс не постоянный. Лишь тогда, когда внутри органа анемия или гипоксия, что говорит о нехватке кислорода, либо повышается уровень андрогенов, стимулируется выработка гормона.

Хотя эритроциты живут мало и размер клетки невероятно мал, ее мембрана имеет удивительную структуру. Оболочка состоит из гликопротеидов. Однако она проницаема. Мембрана эритроцита способна пропускать через себя такие вещества:

воду,
кислород,
углекислый газ,
натрий и калий в электролитном виде.

До 90% от массы во время жизни эритроцитов составляет гемоглобин, переносимый клетками. Гемоглобин формируется из соединения железа и белка.

Зная, сколько живет эритроцит, важно понять, какие функции он выполняет. И как контролировать процесс их образования, не позволив разрушению начаться раньше срока

Более подробно о функциях этих клеток, особенностях строения и процессах, в которых они участвуют, описано в видео:

Формирование эритроцитов

Формирование эритроцитов (эритропоэз) происходит в красном костном мозге тазовых костей, 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 эритробластов, 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 нормоцит. 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 нормоцит. Отличительные признаки: диаметр 9—12 мкм, в ядре начинаются пикнотические (деструктивные) изменения, однако колесовидность сохраняется. Цитоплазма приобретает оксифильность вследствие высокой концентрации гемоглобина.
Оксифильный нормоцит. 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 ретикулум. 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 и ДНК (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 .

Возможные причины повышения и понижения эритроцитов

Незначительно отклонение от нормы редко будет следствием определенного патологического процесса. К такому состоянию могут привести погрешности в питании, стрессы, длительное заболевание, вызвавшее ослабление иммунной системы.

Существенное понижение красных телец в крови может быть следствием таких патологических процессов:

недостаток или плохое усвоение витамина В12;
железодефицитная анемия;
чрезмерное количество употребляемой жидкости;
острая или хроническая кровопотеря.

Повышение количества красных кровяных телец может быть обусловлено такими провокаторами:

заболевания сердечно-сосудистой системы;
обезвоживание организма;
нахождение на большой высоте длительное время;
нарушение процесса образования телец из-за онкологических процессов;
заболевания легких;
курение;
недостаточное количество кислорода в тканях.

Определить причину того или иного патологического процесса может только врач. При плохом самочувствии следует обращаться за медицинской помощью, а не проводить лечение на свое усмотрение. Эритроциты в организме должны содержаться в оптимальном количестве.

Структура и состав

Размеры и форма эритроцитов широко варьируют среди позвоночных. Лишенные ядра эритроциты млекопитающих имеют наименьшие размеры. Почти столь же малы имеющие ядро эритроциты птиц. У остальных групп позвоночных они заметно крупнее.

Зрелые эритроциты птиц имеют ядро, однако в крови взрослых самок папуанского пингвина с очень низкой частотой встречаются и безъядерные красные кровяные тельца (B).

У большинства групп позвоночных эритроциты имеют ядро и другие органоиды.

У млекопитающих зрелые эритроциты лишены ядер, внутренних мембран и большинства органоидов. Ядра выбрасываются из клеток-предшественников в ходе эритропоэза. Обычно эритроциты млекопитающих имеют форму двояковогнутого диска и содержат в основном дыхательный пигмент гемоглобин. У некоторых животных (например, верблюдов) эритроциты имеют овальную форму.

Содержимое эритроцита представлено главным образом дыхательным пигментом гемоглобином, обусловливающим красный цвет крови. Однако на ранних стадиях количество гемоглобина в них мало, и на стадии эритробластов цвет клетки синий; позже клетка становится серой и, лишь полностью созрев, приобретает красную окраску.

Эритроциты (красные кровяные тельца) человека

Важную роль в эритроците выполняет клеточная (плазматическая) мембрана, пропускающая газы (кислород, углекислый газ), ионы (Na, K) и воду. Мембрану пронизывают трансмембранные белки — гликофорины, которые благодаря большому количеству остатков N-ацетилнейраминовой (сиаловой) кислоты ответственны примерно за 60 % отрицательного заряда на поверхности эритроцитов.

На поверхности липопротеидной мембраны находятся специфические антигены гликопротеиновой природы — агглютиногены — факторы систем групп крови (на данный момент изучено более 15 систем групп крови: AB0, резус-фактор, антиген Даффи (англ.)русск., антиген Келл, антиген Кидд (англ.)русск.), обусловливающие агглютинацию эритроцитов при действии специфических агглютининов.

Эффективность функционирования гемоглобина зависит от величины поверхности соприкосновения эритроцита со средой. Суммарная поверхность всех эритроцитов крови в организме тем больше, чем меньше их размеры. У низших позвоночных эритроциты крупные (например, у хвостатого земноводного амфиумы — 70 мкм в диаметре), эритроциты высших позвоночных мельче (например, у козы — 4 мкм в диаметре). У человека диаметр эритроцита составляет 6,2—8,2 мкм, толщина — 2 мкм, объём — 76—110 мкм³.

Содержание эритроцитов в крови:[источник не указан 858 дней]

у мужчин — 3,9—5,5 × 1012 на литр (3,9—5,5 млн в 1 мм³),
у женщин — 3,9—4,7 × 1012 на литр (3,9—4,7 млн в 1 мм³),
у новорождённых — до 6,0 × 1012 на литр (до 6 млн в 1 мм³),
у пожилых людей — 4,0 × 1012 на литр (менее 4 млн в 1 мм³).

Гемолиз крови

Красные тельца живут не дольше отмеренного им срока – 110-120 суток – и разрушаются в крови непрерывно, высвобождая гемоглобин. Процесс носит название гемолиз, и его виды различаются по характеру, механизму и месту возникновения. Так эндогенный гемолиз происходит в организме, а экзогенный – вне него, например, в аппарате искусственного кровообращения. Кроме этого, разрушение эритроцитов бывает:

Внутриклеточным – в селезенке, печени, костном мозге.
Внутрисосудистым – в плазме крови.

По характеру различают физиологический и патологический распад кровяных телец. Эритроциты выполняют функцию транспортеров, возложенную на них, и гибнут в плазме крови или тканях. В последнем случае разрушение телец провоцируют негативные факторы и патологические состояния, такие как:

анемия;
ревматические болезни;
патологии почек.

Можно назвать несколько разновидностей гемолиза:

Температурный, возникающий из-за воздействия холода.
Химический, которому способствует воздействие спиртов, эфира, щелочи, кислоты, растворяющих липиды в мембране.
Биологический, виной которому такие природные факторы, как яды насекомых, змей, бактерий или переливание человеку несовместимой крови.
Механический – возникает при разрыве мембран.
Осмотический, который наблюдается тогда, когда эритроциты попадают в среду, где осмотическое давление ниже, чем кровяное. В тельца входит вода, они набухают и разрываются.