ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ. ЭРИТРОЦИТЫ

Различают 3 основные группы форменных элементов крови - красные кровяные клетки, или эритроциты., белые кровяные клетки или лейкоциты , и кровяные пластинки - тромбоциты .

1. Эритроциты являются высокоспециализированными клетками, основная функция которых - перенос гемоглобина (Нв).

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.). С этими методами вы познакомитесь на практических занятиях.

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.

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. При увеличении осмотического давления крови эритроциты уменьшаются в размерах, при снижении увеличиваются. Все воздействия, ведущие к разрушению эритроцита, приводят к увеличению его сферичности в прегемолитической стадии.

Изменение размера и формы эритроцитов встречается при приобретенных и врожденных заболеваниях системы крови. так, все заболевания, приводящие к уменьшению размеров эритроцита - микроцитозу как правило, связаны с нарушением синтеза Нв. 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.

Изменение формы и размеров эритроцитов может быть обусловлено врожденным дефектом. 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..

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.

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. Клетка наполнена гемоглобином (Нв), молекулы которого вблизи мембраны расположены упорядоченно, перпендикулярно к ней, а в более глубоких слоях - хаотично. 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. Ведущий обменный процесс в безъядерных эритроцитах - расщепление глюкозы до молочной кислоты, преимущественно анаэробно. Зрелые эритроциты млекопитающих не способы синтезировать гликоген, Нв, липиды и белки. 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.

Количество ретикулоцитов в крови выражают в процентах к общему числу эритроцитов. В норме у человека их около 1%. Увеличение количества ретикулоцитов указывает на повышенную регенерацию - омоложение красной крови, и может зависеть как от выброса костно-мозговых ретикулоцитов, так и от активизации эритропоэза. 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. Применение радиоактивных изотопов позволяет определить не только срок жизни эритроцитов, но и их суточную продукцию и суточное разрушение, что очень важно знать в клинической гематологии и при экспериментальных исследованиях системы крови.

Гемоглобин. Гемоглобин (Нв) - дыхательный пигмент крови человека и позвоночных - является одним из наиболее изученных белковых веществ. Он состоит из белковой молекулы - глобина , соединенной с четырьмя простетическими группами - гемом . Гемоглобиновая молекула образована из 600 аминокислот, ее молекулярный вес равен 66000. Видовые отличия Нв связаны со строением глобинов. Гем является одним из металлопорфиринов. Центральный ион гема - Fe (железо).

Концентрация.. Методы изучения концентрации Нв - колориметрия и спектрофотометрия при 540 нм. По Сали - просто, но недостаточно точно. Подробности - на занятиях. В норме у мужчин в крови содержится 140-160 г/л, у женщин - 130-150 г/л Нв.

Для определения степени насыщения эритроцитов Нв Гайем в 1905 году предложил вычислять т.н. цветовой показатель (ЦП), т.е. соотношение выраженных в процентах к норме Нв и эритроцитов в крови. Таким образом,

ЦП = (Нв 4 х 100/Нв 4n) : (Эр 4 х 100/Эр 4n),

где Нв 4х 0 и Эр 4х 0 - показатели больного, а Нв 4n 0и Эр 4n 0 - нормальные значения концентрации Нв и эритроцитов. У здорового человека ЦП должен быть близким к 1.

Кроме цветного (цветового) показателя в клинике для определения степени насыщения эритроцитов Нв вычисляют среднее содержание Нв в эритроците .

(Нв /л : Эр /л), которое в норме составляет 33 мкмкг, и среднюю концентрацию Нв в эритроците. - для ее вычисления концентрацию Нв в крови делят на показатель гематокрита и умножают на 100. В норме этот показатель равен 30-35%. Эти два показателя имеют разное значение. Среднее содержание Нв в эритроците зависит как от объема эритроцита, так и от насыщения его Нв. Между тем, концентрация Нв в эритроците определяется только процессом гемоглобинообразования. Поэтому первый показатель может возрастать при увеличении размера эритроцита, уменьшаться при микроцитозе и нарушениях процесса синтеза Нв. Второй - в норме близок к максимуму; всякое снижение концентрации Нв в эритроците указывает на нарушение гемоглобинообразования.

Катаболизм Нв. Разрушение молекулы Нв может происходить в любой клетке человеческого тела, но преимущественно осуществляется ретикулоэндотелиальной системой. Вследствие аутокаталитического окисления железо переходит в трехвалентную форму, гем - в оксипорфирин. Железо отщепляется от порфириновой молекулы. Гидролитическое расщепление порфиринового кольца приводит к образованию в печени билирубина, в моче уробилина и в кале - стеркобилина. Количество желчных пигментов, образующихся за сутки, используется как мерило разрушения Нв.

Виды Нв, его соединения и их значение. Нв плода отличается от Нв взрослого человека; он был назван фетальным Нв (НвF). Фетальный Нв составляет 70-80% Нв новорожденного. НвF имеет меньшее сродство к кислороду и легко отдает его тканям. Только к концу первого года жизни НвF полностью замещается взрослым - НвА. Оказалось, что и у взрослых Нв гетерогенен. Большую часть (90%) составляет НвА-1, НвА-2 составляет 3-3%, и НвА-3 - 4-12%. При патологии появляются различные аномальные виды Нв. Различия заключаются в необычной последовательности аминокислот в глобине, приводящей к изменениям в физико-химических свойствах и форме молекулы.

Основными соединениями Нв, имеющими физиологическое значение, являются:

1. Нв - восстановленный гемоглобин , не связанный ни с какими газами.

2. НвО₂ - оксигемоглобин - соединение с кислородом, непрочное, легко диссоциирует на Нв и кислород, особенно в кислой среде и в присутствии углекислого газа. Кислород присоединен ковалентными связями к молекуле железа.

3. НвСО₂ - карбогемоглобин - соединение с углекислым газом, нестойкое, легко отдает углекислоту при изменении концентрации кислорода в крови. Углекислота присоединена к карбоксильным группам глобина.

4. НвСО - карбоксигемоглобин - прочное соединение гемоглобина с угарным газом, котором СО соединяется с железом валентными связями и трудно разрушается.

5.МеtНв - метгемоглобин - прочное соединение Нв с кислородом, в котором железо трехвалентно и присоединяет кислород к основной валентности. В норме постоянно в небольших количествах образуется в крови и разрушается ферментом метгемоглобин-редуктазой эритроцитов.

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. У отдельных девушек начало менструаций сопровождается уменьшением количества эритроцитов и их насыщения Нв. В возрастном интервале 20-50 лет состав красной крови у здорового человека отличается стабильностью.

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.