Чем можно объяснить отсутствие ядра у эритроцитов человека
23. Форменные элементы крови
1. Ключевые вопросы.
1. Как функции эритроцитов связаны с их строением?
Основная функция эритроцитов — перенос кислорода и углекислого газа. Имея двояковогнутую форму, эритроциты увеличивают общую поверхность, приближают внутреннее содержимое клетки ближе к поверхности, а значит способны как можно больше связать и переправить кислорода или углекислого газа.
2. Что вам известно о лейкоцитах?
Лейкоциты — белые клетки крови. Функция лейкоцитов состоит в формировании иммунитета — невосприимчивости организма к возбудителям инфекционных заболеваний и защите от генетически чужеродных клеток.
Лейкоциты способны к самостоятельному движению. Одни из них образуют и выделяют антитела — защитные вещества, обладающие антибактериальными и антитоксическими свойствами. Другие с помощью ложноножек захватывают и переваривают болезнетворные микроорганизмы. Один лейкоцит может поглотить 15—20 бактерий. Как правило, сам он при этом погибает. Образующийся при воспалительных процессах гной представляет собой сгусток распавшихся лейкоцитов и обезвреженных ими бактерий.
Количество лейкоцитов существенно колеблется даже в течение суток. В утренние часы их число минимально. А вот после приема пищи, при физической нагрузке содержание белых клеток крови резко возрастает.
3. Какое строение имеют тромбоциты? Какие функции они выполняют?
Несмотря на отсутствие ядра, эти клетки устроены весьма сложно. Тромбоциты имеют трехслойные клеточные мембраны, в которые встроены рецепторы, энзимы, белки цитоскелета. В мембранах имеется система канальцев для поглощения или выделения веществ.
Тромбоциты — важнейшие участники процесса свертывания крови.
2. Сложные вопросы.
1. Дайте объяснение выражению: «Кровь — это река жизни».
От количества и качества крови зависит состояние организма человека и его жизнь.
2. Преступник, скрывая следы злодеяния, сжег свою одежду. Однако судебномедицинская экспертиза на основании анализа пепла установила наличие на одежде следов крови и доказала его виновность. Как это было сделано?
В крови есть гемоглобин. В составе гемоглобина входит Fe2. При сгорании крови сгорают органические вещества, а неорганические не сгорают. В пепле были обнаружены атомы железа(2), которые содержатся в небелковой части гемоглобина.
3. На первом году жизни ребенка в его крови повышено содержание лейкоцитов. Почему в ходе взросления их число постепенно снижается?
Лейкоциты необходимы для защиты организма ребенка от агрессивной внешней среды.
4. Почему после приема пищи повышается содержание лейкоцитов в крови? Почему содержание лейкоцитов в крови растет при мышечной работе, беременности, крике у детей?
Через 2-3 часа после приема пищи лейкоциты выбрасываются в кровь, а она приливает к органам ЖКТ для лучшего переваривания. Иммунные клетки необходимы подслизистому слою желудка и кишечника для защиты, так как с пищей в организм попадают микроорганизмы, содержащиеся в воздухе, воде и на продуктах.
Интенсивная мышечная работа запускает каскад реакций, стимулируя работу всех органов, тканей и клеток.
Повышенные лейкоциты при беременности – это необходимая мера защиты организма матери от попадания в кровь инфекции. Кроме того, лейкоциты участвуют в стимуляции сокращения матки во время родов.
Эмоциональные всплески вызывают изменения в сосудах, гормональные скачки, повышение артериального давления. В ответ на это в крови повышается количество лейкоцитов, как при болевом раздражении.
5. Чем можно объяснить повышенное содержание эритроцитов и гемоглобина в крови мужчин по сравнению с женщинами?
Мужской организм имеет особенности, которые влияют на нормальное количество гемоглобина. И одной из них можно назвать выработку гормона тестостерона, который в том числе обусловливает быстрый рост мышечной массы. Для этого процесса необходим кислород, а значит, количество эритроцитов и гемоглобина в крови мужчины больше. К тому же, в отличие от женщин, физиология мужчины не предполагает ежемесячных кровопотерь, что и позволяет организму поддерживать гемоглобин на более высоком уровне.
Функции эритроцитов – транспортировка кислорода и еще 5 важных предназначений красных кровяных телец
Что такое эритроциты?
Даже те, кто далек от медицины, иногда задаются вопросами: что такое эритроциты в крови? Для чего они нужны? Наравне с тромбоцитами и лейкоцитами эти кровяные клетки образуются в красном костном мозге позвоночных животных и в том числе человека. Они являются самыми многочисленными и участвуют в жизнедеятельности всех систем, способствуя перемещению кислорода по тканям и органам. Из-за своей формы и уникальной пластичности эритроциты могут легко двигаться по капиллярам, облегчая газообмен.
Строение эритроцитов
Строение и функции эритроцитов делают их пластичными, легко деформирующимися. Жидкое содержимое клеток – цитоплазма – богата гемоглобином, который содержит двухвалентный атом железа, связывающий кислород. Этот же пигмент придает тельцам красный цвет. Эритроцитарные клетки имеют дисковидную форму и не имеют ядра, которое в процессе созревания утрачивается. Состав красных телец следующий:
Строение эритроцитов человека упрощенное: внутри находится мембрана, напоминающая сетку, тогда как плазматические оболочки лейкоцитов и тромбоцитов более сложные. Мембрана красных телец особенная – она непроницаема для катионов (за исключением калия), но хорошо пропускает анионы хлора, молекулы кислорода и углекислого газа.
Как образуются эритроциты в крови
Как образуются эритроциты? Происходит разрастание ткани путем размножения одной клетки, называемое пролиферацией. После этого стволовые клетки, как родоначальницы кроветворения, образуют крупное тельце с ядром, которое по мере роста эритроцита утрачивается. Попадая в кровяное русло, тельце трансформируется в готовый эритроцит. Процесс занимает до 3 часов, и красные клетки формируются в организме без перерыва.
Каждую секунду образуется более 2 млн эритроцитов в костном мозге позвоночника, черепа и ребер, кроме этого – в окончаниях рук и ног (у детей). Циркулируя в крови 3-4 месяца (около 110 дней), эритроциты поглощаются макрофагами и разрушаются в селезенке и печени. Небольшая часть их подвергается фагоцитозу – захватыванию твердыми частицами клеток – в сосудистом русле. Перенос кислорода по организму и участие в переносе углекислого газа – центральные функции эритроцитов. Производство клеток начинается на пятом месяце внутриутробного развития.
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:
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.
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:
Как выглядят эритроциты?
Строение эритроцитов связано с выполняемой ими функцией, и внешне они отличаются от других кровяных клеток, циркулирующих в организме. Они имеют другую – особенную – форму и размеры. По природе кровяные тельца наделены своеобразными чертами – крохотный размер, форма приплюснутого диска, отсутствие ядра. Это необходимо для того, чтобы быстрее справляться с транспортировкой газа в крови.
Форма эритроцитов
Красные кровяные тельца представляют собой сплюснутый двояковыгнутый диск (дискоцит). Внутриклеточное пространство увеличено за счет неимения мембранных перегородок и ядра, которого лишены зрелые эритроциты всех млекопитающих. Форма эритроцитов человека увеличивает и суммарную площадь их поверхности. Внутри телец присутствует повышенный объем белкового пигмента гемоглобина, связывающего молекулы кислорода и углекислого газа.
Специфическая форма повышает эффективность основной функции всех эритроцитов. Однако вся масса кровяных телец неоднородна. Вместе с клетками правильной формы двояковыгнутого диска встречаются и другие, процент их из общего числа невелик (менее 10%). Это:
Эритроциты – размеры
Диаметр кровяных телец варьируется от 6 до 8,2 микрометров (мкм). Максимальная толщина – всего 2 мкм. Крохотный размер позволяет легко перемещаться по микроскопическим капиллярным сосудам. Явления, когда нормальные размеры эритроцитов увеличиваются в ту или иную сторону современная медицина называет макроцитоз и микроцитоз. Диаметр здоровых телец – 7-9 микрон, они именуются нормоциты. Все, что ниже – это микроциты, а выше – макроциты.
Строение эритроцитов лягушки
Ученые давно установили, что красные кровяные клетки человека обладают чертами строения, которые обеспечивают наиболее эффективный газообмен. Это касается и формы, и количества, и внутреннего содержимого. Это особенно очевидно, когда сравнивают строение эритроцитов крови человека и лягушки. У последних красные кровяные клетки имеют овальную форму и содержат ядро. Это значительно уменьшает содержание дыхательных пигментов. Эритроциты лягушки значительно крупнее человеческих, поэтому и концентрация их не так высока. Для сравнения: если у человека в кубическом мм их более 5 млн., то у земноводных эта цифра достигает 0,38.
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. Есть и исключения: все представители семейства “белокровных” рыб существуют без гемоглобина, хотя они могут его синтезировать. 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.
От чего «умирают» эритроциты? ( по материалам статьи Arias С., Arias С., 2017)
Потребление кислорода организмом сильно варьируется вследствие таких факторов, как циркадные метаболические ритмы, интенсивность физической активности или даже колебания температуры окружающей среды. Следовательно, гомеостатические механизмы должны постоянно регулировать баланс между продукцией и разрушением эритроцитов, чтобы поддерживать соответствующее количество эритроцитов. Контроль производства эритроцитов с помощью Epo хорошо описан в литературе. Напротив, многие вопросы об уничтожении RBC остаются в основном без ответа. В частности, пока нет общепризнанного объяснения механизмов, лежащих в основе изменений в продолжительности жизни эритроцитов. Популяция эритроцитов (RBCs) в организме должна оставаться в определенных пределах для того, чтобы обеспечить оксигенацию тканей организма и поддерживать адекватные значения давления крови и вязкости.
Эритрофагоцитоз
Исследователи предложили концептуальную модель, которая объясняет продолжительность жизни эритроцитов как следствие динамики этих молекул. В частности, PS и CD47 определяют молекулярный алгоритм, который устанавливает время фагоцитоза эритроцитов.
Значительные изменения в продолжительности жизни эритроцитов, описанные в литературе, могут быть объяснены как альтернативные результаты этого алгоритма, когда он выполняется в различных условиях доступности кислорода. Представленная здесь теоретическая модель обеспечивает единую структуру для понимания различных эмпирических наблюдений, касающихся биологии эритроцитов. Это достигается с помощью гомеостатических механизмов, которые контролируют соотношение между выработкой и разрушением клеток и компенсируют любой дисбаланс между подачей и потреблением кислорода путем увеличения или уменьшения количества циркулирующих эритроцитов.
Имеющиеся эмпирические данные, касающиеся динамики экспрессии PS и CD47 в мембране эритроцитов, можно обобщить следующим образом:
(E2) И наоборот, антифагоцитарная активность CD47 выше при рождении эритроцита. Постепенно более низкая экспрессия белка или конформационные изменения в его пространственной структуре снижают его активность в качестве ингибитора фагоцитоза с возрастом клетки.
(E4) Также было отмечено, что эритроциты с достаточно низким уровнем CD47 также фагоцитируются независимо от количества PS, присутствующего на их поверхности. В этом случае молодые эритроциты не разрушаются из-за антифагоцитарного эффекта CD47 (доказательство E2). Из-за прогрессирующей потери активности CD47 в стареющих эритроцитах сигналы «не ешь-меня» в конечном итоге падают ниже определенного уровня, что вызывает фагоцитоз клетки.
Условия, которые запускают фагоцитоз эритроцитов (точки E3 и E4), по-видимому, одновременно выполняются старением эритроцитов. Однако, поскольку любой конкретный эритроцит может быть фагоцитирован только один раз, оба условия фактически являются взаимоисключающими. Только первый из порогов, которые должны быть достигнуты, определяет срок службы эритроцитов. С другой стороны, оба условия, по-видимому, выполняют одну и ту же цель, поскольку способствуют фагоцитозу старых эритроцитов и выживанию молодых клеток. Это поднимает вопрос о том, почему существуют два явно избыточных пути удаления эритроцитов.
Эритропоэтин
Окислительный стресс
Неоцитолиз и эриптоз
Избыток кислорода также влечет за собой увеличение скорости разрушения клеток, вызванного неоцитолизом, гомеостатическим механизмом, который влечет за собой избирательное удаление эритроцитов только в возрасте 10 или 11 дней и способствует быстрому уменьшению количества клеток. Переход от 120 дней к 11 дням в зависимости от факторов окружающей среды указывает на то, что продолжительность жизни не является фиксированной внутренней характеристикой эритроцитов. Это подтверждается тем фактом, что эритроциты живут примерно на 40 дней меньше у новорожденных, чем у взрослых.
Исследователи предлагают, чтобы неоцитолиз и эритрофагоцитоз рассматривались не как независимые механизмы, а как альтернативные результаты алгоритма определения продолжительности жизни эритроцитов. Конкретно, оба процесса могут быть объяснены как вызванные различными паттернами экспрессии PS и CD47 в мембране вновь образованных эритроцитов. RBC с большей разницей между экспрессией PS и CD47 является первым, достигшим порога молчаливого фагоцитоза, даже если он рождается позже. Кроме того, эта клетка уничтожается после короткого срока службы, в то время как другая пощадится и будет удалена только после достижения обычной продолжительности жизни RBC. Именно эти особенности и определяют неоцитолиз. Следовательно, согласно этой модели, неоцитолиз происходит, если эритроциты, образованные при более низких уровнях Epo, рождаются с большим количеством PS или меньшим количеством CD47 в их наружной мембране. Эмпирические данные указывают на последнее, поскольку молодые эритроциты показывают более низкие уровни CD47 и сходные уровни PS (по сравнению со старшими клетками) у людей, спускающихся к уровню моря после акклиматизации на большой высоте. Этот результат свидетельствует о том, что переход от эритрофагоцитоза к неоцитолизу не требует переключения между альтернативными механизмами разрушения эритроцитов. Вместо этого продолжительность жизни эритроцитов может варьироваться в континууме, который варьируется от 10 дней во время неоцитолиза до 80 дней у новорожденных и 120 дней у взрослых людей, в зависимости от уровня PS и / или CD47 при рождении клеток. Чтобы проиллюстрировать основной смысл этой работы и ради простоты, стоит продолжить обсуждение, предполагая, что Epo влияет только на экспрессию CD47 во вновь образованных эритроцитах. Аналогичные аргументы можно привести, если Epo также определит начальные уровни PS.
Окислительный стресс не следует рассматривать в качестве ключевого детерминанта продолжительности жизни эритроцитов, даже если это вызывает разрушение фракции циркулирующих клеток, и, безусловно, устанавливает верхнюю границу потенциальной продолжительности эритроцитов в крови. Можно предположить, что продолжительность жизни устанавливается с помощью молекулярного алгоритма, который контролирует межклеточные взаимодействия между эритроцитами и макрофагами MPS. Такой алгоритм может позволить настроить параметры жизни эритроцитов различными способами, обеспечивая гибкую систему для адаптации количества клеток к потреблению кислорода в тканях.
Можно сказать, что мы еще далеки от полного представления о биологии эритроцитов, понимания таких процессов, как эритрофагоцитоз, неоцитолиз и кажущееся парадоксальным присутствие аутоантител против эритроцитов-хозяев в организме. Однако, возможно, что эти явления возникают как альтернативные результаты одних и тех же механизмов, работающих в разных условиях доступности кислорода.
Аутоиммунные реакции в гомеостазе организма
Литература
Fossati-Jimack L, da Silveira SA, Moll T, Kina T, Kuypers FA, Oldenborg P-A, Reininger L, Izui S. 2002 Selective increase of autoimmune epitope expression on aged erythrocytes in mice: implications in anti-erythrocyte autoimmune responses. J. Autoimmun.18, 17–2
Lang E, Qadri SM, Lang F. 2012Killing me softly—suicidal erythrocyte death. Int. J. Biochem. Cell Biol. 44, 1236–1243.
Jelkmann W. 2011 Regulation of erythropoietin production. J. Physiol.589, 1251–1258.
Wynn TA, Chawla A, Pollard JW. 2013Macrophage biology in development, homeostasis and disease. Nature 496, 445–455
Эритроциты: что это, почему появляются
К самым многочисленным элементам крови относятся эритроциты. Красные кровяные тельца не является полноценными клетками, во время созревания происходит потеря части их структуры. В них нет ядер, в эритроцитах не вырабатываются белки. Образование элементов проходит в тканях костного мозга, они постоянно перемещаются по всему организму, занимаясь переносом кислорода к органам и удалением скопившегося углекислого газа.
Нормативное содержание эритроцитов
Показатели количества красных кровяных телец зависят от возраста пациента, его половой принадлежности и иных особенностей:
женщины – 3,7-4,7 млн/л;
беременные – 3-3,5 млн/л.
У малышей до первого года жизни число эритроцитов нестабильное, для определения нормы педиатры пользуются специальной таблицей. В подростковом периоде показатели близки ко взрослым значениям.
Формы клеток
У здорового эритроцита классический внешний вид: гладкая и округлая поверхность, упругие стенки, сплюснутая центральная часть. Отклонения в структуре встречаются редко, основные разновидности представлены:
Сфероцитозом – у аномальных элементов сферическая форма, связанная с патологией мембраны клетки. Красные кровяные тельца отличаются повышенной хрупкостью, их разрушение фиксируется в селезенке, что приводит к формированию анемии. При удалении органа процессы уничтожения эритроцитов останавливаются.
Эллиптоцитозом – аналогичная предыдущей патология. У клеток нестандартный вид лепешки. Обе болезни связаны с генетической предрасположенностью.
Акантоцитозом – у элементов возникает звездочная структура. Отклонение связано с наследственными факторами, болезнями печени.
Серповидным эритроцитозом – формируется после малярии, образуется при разрывах оболочки эритроцита. В подобных клетках гемоглобин е выполняет свои основные функции из-за кристаллизации.
Повышенное количество
Большое число эритроцитов провоцируется обезвоживанием, хронической формой лейкоза и другими факторами. Эритроцитоз подразделяется:
на первичный – относится к генетическим патологиям с приступами головокружения, упадком сил, потемнением слизистого покрова;
вторичный – провоцируется отдельными патологиями, возникает при курении, посещении горных районов, вызывается стойким кислородным голоданием.
Источник повышенных эритроцитов представлен:
обезвоживанием – недостаточное поступление жидкости в организм приводит к искусственному увеличению форменных элементов крови в процентном соотношении;
недостаточным поступлением кислорода – дефицит компенсируется активной выработкой красных кровяных телец;
врожденными пороками сердца – при отсутствии эффективной перекачки крови происходит развитие гипоксии, элементы необходимы для ее компенсации;
генетическими предпосылками – у отдельных пациентов зафиксирована измененная чувствительность по отношению к кислороду, нарушения – при выделении гемоглобином газа;
истинной полицитемией – редко встречающаяся патология, связанная с постоянно большой выработкой эритроцитов.
Активное продуцирование красных телец угрожает последующим замедлением циркуляции крови, ее повышенной густотой возникновением сопутствующих симптомов: цефалгий, головокружения, снижения остроты зрения, ускоренной свертываемостью крови. Иногда отклонение возникает на фоне жары, сильного стресса, тяжелых нагрузок. Патологическая форма повышения числа эритроцитов встречается в исключительных случаях.
Пониженные показатели
Патологическое состояние проявляется:
утомляемостью, ощущением слабости;
Снижение уровня эритроцитов встречается чаще, получило название «анемии». При их малом возникает:
слабость, приступы головокружения;
сонливость, выпадение волос;
сухость и бледность дермы.
Существует легкие и сложные формы анемий, врожденные и приобретенные. Исследования доказали, что патология встречается у трети населения планеты. К источникам развития анемических состояний относят:
недостаточное поступление железа, фолиевой кислоты с пищей;
повреждения в области костного мозга и его заболевания, связанные с проведением химиотерапии, облучения, атак инфекционных патогенов, приемом отдельных лекарственных средств;
воспаление с хроническим течением;
кровотечения в ЖКТ, обильные месячные;
массивную потерю крови;
Высокий риск развития анемических состояний регистрируется:
у малышей до 2 лет, беременных женщин, молодых матерей;
сидящих на жесткой диете без восполнения полезных веществ поливитаминами;
больных, проходящих терапию препаратами, провоцирующими воспалительные процессы на слизистых;
пациентов с наследственной анемией, расстройствам кишечника;
людей после сильной кровопотери, с хроническими патологиями (злокачественными новообразованиями, сердечной недостаточностью, болезнями почек и пр.).
Изменения в показателях эритроцитов в большую или меньшую сторону не всегда являются признаком серьезного патологического процесса. Единичные отклонения не имеют реального медицинского значения, возникают на фоне:
тренировок, тяжелой физической работы;
перенесенных инфекционных болезней.
Изменения в уровне эритроцитов может быть связано с индивидуальными особенностями организма. У пациентов могут быть собственные нормы содержания форменных клеток крови. Точное определение нормы или патологии проводится при помощи дополнительного лабораторно-диагностического обследования и выявления сопутствующих заболеваний.
Все представленные на сайте материалы предназначены исключительно для образовательных целей и не предназначены для медицинских консультаций, диагностики или лечения. Администрация сайта, редакторы и авторы статей не несут ответственности за любые последствия и убытки, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.