Normálne a patologické formy ľudských erytrocytov (poikilocytóza). Erytrocyty: štruktúra, tvar a funkcia

1. Krv ako druh tkanív vnútorného prostredia. Erytrocyty: veľkosť, tvar, štruktúra, chemické zloženie, funkcia, životnosť. Vlastnosti štruktúry a chemického zloženia retikulocytov, ich percento.

KRV

Krv je jedným z tkanív vnútorného prostredia. Tekutá medzibunková látka (plazma) a bunky v nej suspendované sú dve hlavné zložky krvi. Zrazená krv pozostáva z trombu (zrazeniny), ktorý obsahuje krvinky a niektoré plazmatické bielkoviny, sérum - číra tekutina, podobný plazme, ale bez fibrinogénu. Dospelý má celkový objem krvi asi 5 litrov; asi 1 liter je v krvnom sklade, hlavne v slezine. Krv cirkuluje v uzavretom cievnom systéme a nesie plyny, živiny, hormóny, bielkoviny, ióny a metabolické produkty. Krv udržuje stálosť vnútorného prostredia tela, reguluje telesnú teplotu, osmotickú rovnováhu a acidobázickú rovnováhu. Bunky sa podieľajú na deštrukcii mikroorganizmov, zápalových a imunitných reakciách. Krv obsahuje krvné doštičky a plazmatické koagulačné faktory a keď je narušená celistvosť cievnej steny, vytvorí sa trombus, ktorý zabraňuje strate krvi.

Erytrocyty: veľkosť, tvar, štruktúra, chemické zloženie, funkcia, životnosť.

Erytrocyty,alebočervené krvinky, u ľudí a cicavcov sú bunky bez jadra, ktoré stratili svoje jadro a väčšinu organel v procese fylo- a ontogenézy. Erytrocyty sú vysoko diferencované postcelulárne štruktúry, ktoré sa nedokážu rozdeliť.

Rozmery

Červené krvinky v normálnej krvi sa tiež líšia. Väčšina červených krviniek (75%) má priemer asi 7,5 mikrónu a nazývajú sa normocyty. Zvyšok erytrocytov predstavujú mikrocyty (~ 12,5%) a makrocyty (~ 12,5%). Mikrocyty majú priemer< 7,5 мкм, а макроциты >7,5 mikrónov. Zmena veľkosti červených krviniek nastáva pri ochoreniach krvi a nazýva sa anizocytóza.

Forma a štruktúra.

Populácia červených krviniek má rôzny tvar a veľkosť. V. normálna krv U ľudí tvoria veľkú časť (80 - 90%) bikonkávne erytrocyty - diskocyty. Okrem toho existujú planocyty (s plochým povrchom) a senescentné formy erytrocytov-styloidné erytrocyty alebo echinocyty (~ 6%), kupolovité alebo stomatocyty (~ 1-3%) a sférické alebo sférocyty (~ 1%) (obr.). Proces starnutia erytrocytov prebieha dvoma spôsobmi - sklonom (tvorba zubov na plazmoléme) alebo invagináciou rezov plazmatickej membrány. Pri nakláňaní sa tvoria echinocyty s rôznym stupňom tvorby výrastkov plazmolemmy, ktoré následne zmiznú, pričom sa tvorí erytrocyt vo forme mikrosférocytu. S invagináciou plazmolémy erytrocytov sa tvoria stomatocyty, ktorých konečným štádiom je tiež mikrosferocyt. Jedným z prejavov procesu starnutia erytrocytov je ich hemolýza sprevádzaná uvoľňovaním hemoglobínu; súčasne sa v krvi nachádzajú „tiene“ (membrány) erytrocytov.

Pri chorobách sa môžu objaviť abnormálne formy červených krviniek, ktoré sú najčastejšie dôsledkom zmeny štruktúry hemoglobínu (Hb). Výmena čo i len jednej aminokyseliny v molekule Hb môže spôsobiť zmenu tvaru červených krviniek. Ako príklad môžeme uviesť výskyt kosáčikovitých erytrocytov pri kosáčikovitej anémii, keď má pacient genetické poškodenie v p-reťazci hemoglobínu. Proces narušenia tvaru erytrocytov pri chorobách sa nazýva poikilocytóza.

Ryža. Erytrocyty rôznych tvarov v skenovacom elektrónovom mikroskope (podľa GN Nikitina).

1 - diskocyty -normocyty; 2 - diskocyt -makrocyt; 3,4 - echinocyty; 5 - stomatocyt; 6 - sférocyt.

Chemické zloženie

Plazmolemma. Plasmolemma erytrocytov pozostáva z dvojvrstvy lipidov a bielkovín, prítomných v približne rovnakých množstvách, ako aj z malého množstva uhľohydrátov, ktoré tvoria glykokalyx. Väčšina lipidových molekúl obsahujúcich cholín (fosfatidylcholín, sfin-gomyelín) je umiestnená vo vonkajšej vrstve plazmolemy a lipidy nesúce na konci aminoskupinu (fosfatidylserín, fosfatidyletanolamín) ležia vo vnútornej vrstve. Časť lipidov (~ 5%) vonkajšej vrstvy je kombinovaná s oligosacharidovými molekulami a nazývajú sa glykolipidy. Rozšírené sú membránové glykoproteíny - glykoforíny. Sú spojené s antigénnymi rozdielmi medzi krvnými skupinami ľudí.

Cytoplazma erytrocyt pozostáva z vody (60%) a suchých zvyškov (40%), obsahujúcich asi 95% hemoglobínu a 5% ďalších látok. Prítomnosť hemoglobínu spôsobuje v čerstvej krvi žlté zafarbenie jednotlivých červených krviniek a agregát červených krviniek spôsobuje červenú farbu krvi. Pri farbení krvného náteru azúrovým P-eozínom podľa Romanovského-Giemsa väčšina erytrocytov získa oranžovo-ružovú farbu (oxyfilnú), čo je spôsobené vysokým obsahom hemoglobínu v nich.

Ryža. Štruktúra cytoskeletu plazmolemmy a erytrocytov.

A - schéma: 1 - plazmolema; 2 - proteín pásu 3; 3 - glykoforín; 4- spektrín (a- a p-reťazce); 5 - ankyrín; 6 - proteín pásu 4,1; 7 - uzlový komplex, 8 - aktín;

B - plazmolemma a cytoskelet erytrocytov v skenovacom elektrónovom mikroskope, 1 - plazmolemma;

2 - spektrínová sieť,

Stredná dĺžka života a starnutie červených krviniek. Priemerná dĺžka života červených krviniek je asi 120 dní. V tele je denne zničených asi 200 miliónov červených krviniek. S ich starnutím dochádza k zmenám v plazmoleme erytrocytov: v glykokalyxe klesá najmä obsah kyselín sialových, ktoré určujú negatívny náboj membrány. Zaznamenávajú sa zmeny v spektre cytoskeletálneho proteínu, čo vedie k transformácii diskovitej formy erytrocytu na sférický. V plazmolemme sa objavujú špecifické receptory pre autológne protilátky, ktoré pri interakcii s týmito protilátkami vytvárajú komplexy, ktoré zaisťujú ich „rozpoznanie“ makrofágmi a následnou fagocytózou. V starnúcich erytrocytoch klesá intenzita glykolýzy a podľa toho aj obsah ATP. V dôsledku porušenia priepustnosti plazmolemmy klesá osmotická rezistencia, pozoruje sa uvoľňovanie K ^ iónov z erytrocytov do plazmy a zvýšenie obsahu Na + v nich. So starnutím erytrocytov je zaznamenané porušenie ich funkcie výmeny plynov.

Funkcie:

1. Respiračné - prenos kyslíka do tkanív a oxid uhličitý z tkanív do pľúc.

2. Regulačné a ochranné funkcie - prenos na povrch rôznych biologicky aktívnych, toxických látok, ochranných faktorov: aminokyselín, toxínov, antigénov, protilátok atď. Na povrchu erytrocytov môže často dôjsť k reakcii antigén - protilátka, preto pasívne sa zúčastňovať ochranných reakcií.

Erytrocyt sa nazýva erytrocyt, ktorý je schopný transportovať kyslík do tkanív a oxid uhličitý do pľúc v dôsledku hemoglobínu. Ide o jednoduchú štruktúru bunky, ktorá má veľký význam pre život cicavcov a iných zvierat. Červené krvinky sú v tele najpočetnejšie: asi štvrtina všetkých buniek v tele sú červené krvinky.

Všeobecné vzorce existencie erytrocytu

Erytrocyt je bunka, ktorá pochádza z červeného výhonku krvotvorby. Denne sa vyrobí asi 2,4 milióna týchto buniek, ktoré sa dostanú do krvného obehu a začnú vykonávať svoje funkcie. Počas experimentov sa zistilo, že u dospelých žijú erytrocyty, ktorých štruktúra je v porovnaní s inými bunkami tela, výrazne zjednodušená, 100-120 dní.

U všetkých stavovcov (až na zriedkavé výnimky) sa kyslík prenáša z dýchacích orgánov do tkanív pomocou erytrocytového hemoglobínu. Existujú aj výnimky: všetci zástupcovia rodiny rýb „citrónovej trávy“ existujú bez hemoglobínu, aj keď ho môžu syntetizovať. Pretože sa kyslík dobre rozpúšťa vo vode a krvnej plazme pri teplote ich biotopu, jeho masívnejšie nosiče, ktorými sú erytrocyty, nie sú pre tieto ryby potrebné.

Chordátové erytrocyty

V bunke, ako je erytrocyt, je štruktúra odlišná v závislosti od triedy chordátov. Napríklad u rýb, vtákov a obojživelníkov je morfológia týchto buniek podobná. Líšia sa iba veľkosťou. Tvar červených krviniek, objem, veľkosť a neprítomnosť niektorých organel odlišujú bunky cicavcov od ostatných, ktoré sa nachádzajú v iných chordátoch. Existuje aj vzor: erytrocyty cicavcov neobsahujú extra organely a sú oveľa menšie, aj keď majú veľkú kontaktnú plochu.

Vzhľadom na štruktúru a osobu je možné okamžite identifikovať spoločné črty. Obe bunky obsahujú hemoglobín a podieľajú sa na transporte kyslíka. Bunky človeka sú však menšie, sú oválne a majú dva konkávne povrchy. Erytrocyty žiab (rovnako ako vtákov, rýb a obojživelníkov, okrem mlokov) sú sférické, majú jadro a bunkové organely, ktoré je možné v prípade potreby aktivovať.

V ľudských erytrocytoch, rovnako ako v červených krvinkách vyšších cicavcov, nie sú žiadne jadrá a organely. Veľkosť erytrocytov kozy je 3-4 mikróny, osoba-6,2-8,2 mikrónov. Amphiuma má veľkosť buniek 70 mikrónov. Veľkosť tu očividne je dôležitý faktor... Ľudský erytrocyt, aj keď je menší, má vďaka dvom vydutinám veľký povrch.

Malá veľkosť buniek a ich veľké množstvo umožnilo znásobiť schopnosť krvi viazať kyslík, ktorá v súčasnosti závisí len málo od vonkajších podmienok. A také vlastnosti štruktúry ľudských erytrocytov sú veľmi dôležité, pretože vám umožňujú cítiť sa pohodlne v určitom prostredí. Toto je miera prispôsobenia sa životu na súši, ktorá sa začala rozvíjať dokonca aj u obojživelníkov a rýb (bohužiaľ nie všetky ryby v procese evolúcie dokázali osídliť pevninu) a dosiahli vrchol vývoja u vyšších cicavcov.

Štruktúra krviniek závisí od funkcií, ktoré sú im priradené. Je popísaný z troch uhlov pohľadu:

Vlastnosti vonkajšej štruktúry.
Zloženie erytrocytov.
Vnútorná morfológia.

Navonok v profile vyzerá erytrocyt ako bikonkávny disk a pri pohľade spredu vyzerá ako okrúhla bunka. Priemer je bežne 6,2-8,2 mikrónov.

V krvnom sére sú častejšie prítomné bunky s malými rozdielmi vo veľkosti. Pri nedostatku železa sa predohrev zníži a v krvnom nátere (mnoho buniek rôznej veľkosti a priemeru) sa rozpozná anizocytóza. S deficitom kyselina listová alebo vitamín B 12, erytrocyt sa zvýši na megaloblast. Jeho veľkosť je približne 10-12 mikrónov. Objem normálnej bunky (normocytu) je 76-110 metrov kubických. mikrónov.

Štruktúra červených krviniek v krvi nie je jediným znakom týchto buniek. Ich počet je oveľa dôležitejší. Malé veľkosti umožnili zvýšiť ich počet a v dôsledku toho aj plochu kontaktného povrchu. Kyslík je aktívnejšie zachytávaný ľudskými erytrocytmi ako žaby. A najľahšie sa podáva v tkanivách z ľudských erytrocytov.

Množstvo je skutočne dôležité. Najmä u dospelého človeka je 4,5-5,5 milióna buniek v kubickom milimetri. Koza má asi 13 miliónov erytrocytov na mililiter, zatiaľ čo plazy iba 0,5-1,6 milióna a ryby 0,09-0,13 milióna na mililiter. U novorodenca je počet červených krviniek asi 6 miliónov na mililiter, zatiaľ čo u staršieho dieťaťa je to menej ako 4 milióny na mililiter.

Funkcia erytrocytov

Červené krvinky - erytrocyty, ktorých počet, štruktúra, funkcie a vývojové vlastnosti sú popísané v tejto publikácii, sú pre človeka veľmi dôležité. Implementujú niektoré veľmi dôležité funkcie:

transport kyslíka do tkanív;
prenášať oxid uhličitý z tkanív do pľúc;
viazať toxické látky (glykovaný hemoglobín);
podieľať sa na imunitných reakciách (imúnne voči vírusom a kvôli aktívne formy kyslík môže mať škodlivý účinok na krvné infekcie);
schopný tolerovať niektoré liečivé látky;
podieľať sa na implementácii hemostázy.

Pokračujme v zvážení takej bunky ako erytrocytu, jej štruktúra je čo najviac optimalizovaná na implementáciu vyššie uvedených funkcií. Je čo najľahší a najpohyblivejší, má veľkú kontaktnú plochu na difúziu plynu a chemické reakcie s hemoglobínom a tiež rýchlo rozdeľuje a dopĺňa straty v periférnej krvi. Jedná sa o vysoko špecializovanú bunku, ktorej funkcie zatiaľ nemožno nahradiť.

Membrána erytrocytov

V bunke, ako je erytrocyt, je štruktúra veľmi jednoduchá, čo neplatí pre jej membránu. Je 3-vrstvový. Hmotnostný podiel membrány je 10% bunkovej membrány. Obsahuje 90% bielkovín a iba 10% lipidov. To robí z erytrocytov špeciálne bunky tela, pretože takmer vo všetkých ostatných membránach lipidy prevažujú nad proteínmi.

Objemový tvar erytrocytov sa môže meniť v dôsledku tekutosti cytoplazmatickej membrány. Mimo samotnej membrány sa nachádza vrstva povrchových bielkovín s veľkým množstvom sacharidových zvyškov. Ide o glykopeptidy, pod ktorými sa nachádza lipidová dvojvrstva s hydrofóbnymi koncami smerujúcimi dovnútra a von z erytrocytu. Pod membránou, na vnútornom povrchu, je opäť vrstva bielkovín, ktoré nemajú sacharidové zvyšky.

Komplexy receptorov erytrocytov

Funkciou membrány je zaistiť deformovateľnosť erytrocytov, ktorá je potrebná pre kapilárny priechod. Štruktúra ľudských erytrocytov zároveň poskytuje ďalšie príležitosti - bunkovú interakciu a prúd elektrolytov. Bielkoviny so sacharidovými zvyškami sú receptorové molekuly, vďaka ktorým nie sú erytrocyty „lovené“ CD8-leukocytmi a makrofágmi imunitného systému.

Červené krvinky existujú vďaka receptorom a nie sú zničené vlastnou imunitou. A kedy, kvôli opakovanému tlačeniu cez kapiláry alebo kvôli mechanické poškodenie erytrocyty strácajú niektoré receptory, slezinové makrofágy ich „extrahujú“ z krvného obehu a ničia.

Vnútorná štruktúra erytrocytov

Čo je červená krvinka? Jeho štruktúra nie je o nič menej zaujímavá ako jeho funkcie. Táto bunka vyzerá ako vrecko hemoglobínu, ohraničené membránou, na ktorej sú exprimované receptory: zhluky diferenciácie a rôzne krvné skupiny (podľa Landsteinera, podľa Rh, podľa Duffyho a ďalších). Bunka vo vnútri je však zvláštna a veľmi sa líši od ostatných buniek v tele.

Rozdiely sú nasledujúce: erytrocyty u žien a mužov neobsahujú jadro, nemajú ribozómy a endoplazmatické retikulum. Všetky tieto organely boli odstránené po naplnení hemoglobínom. Potom sa organely ukázali ako zbytočné, pretože na pretláčanie kapilárami bola bunka s minimálne rozmery... Preto vo vnútri obsahuje iba hemoglobín a niektoré pomocné proteíny. Ich úloha zatiaľ nie je objasnená. Ale kvôli absencii endoplazmatického retikula, ribozómov a jadra sa stal ľahký a kompaktný, a čo je najdôležitejšie, môže sa ľahko deformovať spolu s tekutou membránou. A toto je najviac dôležité vlastnostištruktúra erytrocytov.

Životný cyklus erytrocytov

Hlavnými črtami erytrocytov je ich krátky život. Vďaka jadru odstránenému z bunky nedokážu rozdeliť a syntetizovať bielkoviny, a preto sa hromadí štrukturálne poškodenie ich buniek. V dôsledku toho je starnutie charakteristické pre červené krvinky. Hemoglobín, ktorý je absorbovaný makrofágmi sleziny v čase smrti erytrocytov, bude však vždy odoslaný k tvorbe nových nosičov kyslíka.

Životný cyklus erytrocytu začína v kostnej dreni. Tento orgán je prítomný v lamelárnej látke: v hrudnej kosti, v krídlach bedrové kosti, v kostiach spodnej časti lebky, ako aj v dutine stehennej kosti... Tu sa prekurzor myelopoézy s kódom (CFU-GEMM) tvorí z krvnej kmeňovej bunky pôsobením cytokínov. Po rozdelení poskytne predchodcu krvotvorby označený kódom (BFU-E). Z neho sa tvorí prekurzor erytropoézy, ktorý je označený kódom (CFU-E).

Tá istá bunka sa nazýva kolónia tvoriaca červená krvinka. Je citlivá na erytropoetín, hormonálnu látku vylučovanú obličkami. Zvýšenie množstva erytropoetínu (podľa princípu pozitívnej spätnej väzby vo funkčných systémoch) urýchľuje procesy delenia a produkcie červených krviniek.

Tvorba červených krviniek

Sekvencia transformácií bunkovej kostnej drene CFU-E je nasledovná: vytvorí sa z nej erytroblast a z neho pronormocyt, čím vznikne bazofilný normoblast. Keď sa proteín hromadí, stáva sa polychromatofilným normoblastom a potom oxyfilným normoblastom. Po odstránení jadra sa stane retikulocytom. Ten vstupuje do krvného obehu a diferencuje (dozrieva) na normálny erytrocyt.

Zničenie červených krviniek

Bunka cirkuluje v krvi asi 100-125 dní, neustále prenáša kyslík a odstraňuje z tkanív metabolické produkty. Transportuje oxid uhličitý naviazaný na hemoglobín a posiela ho späť do pľúc, pričom cestou plní svoje molekuly bielkovín kyslíkom. A keďže je poškodený, stráca molekuly fosfatidylserínu a molekuly receptorov. Z tohto dôvodu sa erytrocyt dostane „pod dohľad“ makrofága a zničí ho. A hem získaný zo všetkého natráveného hemoglobínu je opäť odoslaný na syntézu nových červených krviniek.

Krv pozostáva z plazmy (priehľadná kvapalina svetlo žltej farby) a suspenduje v nej bunkové alebo tvarované prvky - erytrocyty, leukocyty a krvné doštičky - krvné doštičky.

Väčšina červených krviniek v krvi. Žena má štvorec 1 mm. krv obsahuje asi 4,5 milióna týchto krviniek a muž ich má asi 5 miliónov.Vo všeobecnosti krv, ktorá koluje v ľudskom tele, obsahuje 25 biliónov erytrocytov - to je nepredstaviteľné množstvo!

Hlavnou funkciou červených krviniek je prenos kyslíka z dýchacieho systému do všetkých buniek v tele. Súčasne sa zúčastňujú na odstraňovaní oxidu uhličitého (metabolický produkt) z tkanív. Tieto krvné bunky transportujú oxid uhličitý do pľúc, kde je v dôsledku výmeny plynu nahradený kyslíkom.

Na rozdiel od iných buniek v tele, červené krvinky nemajú jadro, to znamená, že sa nemôžu množiť. Od okamihu, keď sa objavia nové erytrocyty, až do ich smrti, to trvá asi 4 mesiace. Bunky erytrocytov majú formu oválnych kotúčov v strede stlačených, približne 0,007-0,008 mm veľkých a 0,0025 mm širokých. Je ich veľa - erytrocyty jednej osoby by zaberali plochu 2500 metrov štvorcových.

Hemoglobín

Hemoglobín je červený krvný pigment, ktorý sa nachádza v červených krvinkách. Hlavnou funkciou tejto proteínovej látky je prenos kyslíka a čiastočne oxidu uhličitého. Okrem toho sa na membránach erytrocytov nachádzajú antigény - markery krvnej skupiny. Hemoglobín sa skladá z dvoch častí: veľkej molekuly proteínu - globínu a do nej zabudovanej nebielkovinovej štruktúry - hemu, v ktorého jadre je ión železa. V pľúcach sa železo viaže na kyslík a je to práve kombinácia kyslíka so železom, ktorá zafarbí krv do červena. Kombinácia hemoglobínu s kyslíkom je nestabilná. Keď sa rozpadne, opäť sa vytvorí hemoglobín a voľný kyslík, ktorý sa dostane do tkanivových buniek. Počas tohto procesu sa zmení farba hemoglobínu: arteriálna (okysličená) krv má jasne červenú farbu a „použitá“ žilová krv (nasýtená oxidom uhličitým) je tmavočervená.

Ako a kde sa tieto bunky vyrábajú?

V ľudskom tele sa denne vytvorí viac ako 200 miliárd nových červených krviniek. Za hodinu sa ich teda vyrobí viac ako 8 miliárd, 144 miliónov za minútu a 2,4 milióna za sekundu! Všetku túto skvelú prácu vykonáva Kostná dreň s hmotnosťou asi 1500 g, lokalizovaný v rôznych kostiach. K tvorbe červených krviniek dochádza v kostnej dreni lebečnej a panvové kosti, kmeňové kosti, hrudná kosť, rebrá, ako aj v telách stavcových platničiek. Do 30 rokov sa tieto krvinky produkujú aj v stehnách a ramennej kosti. Červená kostná dreň obsahuje bunky, ktoré neustále produkujú nové červené krvinky. Len čo dozrejú, prenikajú cez steny kapilár do obehového systému.

V ľudskom tele dochádza k rozpadu a vylučovaniu červených krviniek rovnako rýchlo ako k ich tvorbe. K deleniu buniek dochádza v pečeni a slezine. Po rozpade hemu zostanú určité pigmenty, ktoré sa vylúčia obličkami, čím získajú moč charakteristickú farbu.

Erytrocyt, ktorého štruktúru a funkciu zvážime v našom článku, je najdôležitejšou zložkou krvi. Tieto bunky vykonávajú výmenu plynov a poskytujú dýchanie na bunkovej a tkanivovej úrovni.

Erytrocyty: štruktúra a funkcia

Obehový systém ľudí a cicavcov sa v porovnaní s inými organizmami vyznačuje najdokonalejšou štruktúrou. Skladá sa zo štvorkomorového srdca a uzavretého systému ciev, ktorými krv nepretržite cirkuluje. Toto tkanivo pozostáva z kvapalnej zložky - plazmy a niekoľkých buniek: erytrocytov, leukocytov a krvných doštičiek. Každá bunka hrá svoju rolu. Štruktúra ľudského erytrocytu je určená vykonávanými funkciami. Týka sa to veľkosti, tvaru a množstva týchto krviniek.

Vlastnosti štruktúry erytrocytov

Erytrocyty majú tvar bikonkávneho disku. Nie sú schopné nezávisle sa pohybovať v krvnom obehu, ako leukocyty. K tkaninám a vnútorné orgány prichádzajú cez prácu srdca. Erytrocyty sú prokaryotické bunky. To znamená, že neobsahujú overené jadro. V opačnom prípade by neboli schopné prenášať kyslík a oxid uhličitý. Táto funkcia sa vykonáva kvôli prítomnosti špeciálnej látky vo vnútri buniek - hemoglobínu, ktorý tiež určuje červenú farbu ľudskej krvi.

Štruktúra hemoglobínu

Štruktúra a funkcie erytrocytov sú do značnej miery spôsobené charakteristikami tejto konkrétnej látky. Hemoglobín obsahuje dve zložky. Je to zložka obsahujúca železo nazývaná hem a bielkovina nazývaná globin. Ako prvý rozlúštil priestorovú štruktúru tejto chemickej zlúčeniny anglický biochemik Max Ferdinand Perutz. Za tento objav bol v roku 1962 ocenený Nobelovou cenou. Hemoglobín je členom chromoproteínovej skupiny. Patria sem komplexné proteíny pozostávajúce z jednoduchého biopolyméru a protetickej skupiny. Pre hemoglobín je táto skupina hem. Do tejto skupiny patrí aj rastlinný chlorofyl, ktorý zaisťuje priebeh procesu fotosyntézy.

Ako prebieha výmena plynu?

U ľudí a iných strunatcov sa hemoglobín nachádza vo vnútri erytrocytov a u bezstavovcov sa rozpúšťa priamo v krvnej plazme. V každom prípade chemické zloženie tohto komplexného proteínu umožňuje vytvárať nestabilné zlúčeniny s kyslíkom a oxidom uhličitým. Okysličená krv sa nazýva arteriálna krv. O tento plyn je v pľúcach obohatený.

Z aorty ide do tepien a potom do kapilár. Tieto najmenšie cievy sa zmestia do každej bunky tela. Tu erytrocyty uvoľňujú kyslík a prichytávajú hlavný produkt dýchania - oxid uhličitý. Prietokom krvi, ktorá je už žilová, sa opäť dostávajú do pľúc. V týchto orgánoch dochádza k výmene plynu v najmenších bublinách - alveolách. Tu hemoglobín oddelí oxid uhličitý, ktorý sa výdychom odstráni z tela a krv sa znova okysličí.

Taký chemické reakcie kvôli prítomnosti železného železa v heme. Kombináciou a rozkladom sa postupne tvorí oxy- a karbhemoglobín. Zložitý proteín erytrocytov však môže vytvárať aj stabilné zlúčeniny. Napríklad pri neúplnom spaľovaní paliva sa uvoľňuje oxid uhoľnatý, ktorý tvorí karboxyhemoglobín s hemoglobínom. Tento proces vedie k smrti červených krviniek a otrave tela, ktorá môže byť smrteľná.

Čo je anémia

Dýchavičnosť, citeľná slabosť, hučanie v ušiach, citeľná bledosť koža a sliznice môžu naznačovať nedostatočné množstvo hemoglobínu v krvi. Miera jeho obsahu kolíše v závislosti od pohlavia. U žien je tento údaj 120 - 140 g na 1 000 ml krvi a u mužov dosahuje 180 g / l. Obsah hemoglobínu v krvi novorodencov je najvyšší. U dospelých presahuje tento údaj a dosahuje 210 g / l.

Nedostatok hemoglobínu je vážny stav nazývaný anémia alebo anémia. Príčinou môže byť nedostatok vitamínov a solí železa v potravinách, závislosť od alkoholu, vplyv radiačného znečistenia na telo a ďalšie negatívne faktory životného prostredia.

Zníženie množstva hemoglobínu môže byť spôsobené prírodnými faktormi. Napríklad u žien môže byť anémia spôsobená menštruačný cyklus alebo tehotenstvo. Následne sa normalizuje množstvo hemoglobínu. Dočasný pokles tohto ukazovateľa je pozorovaný aj u aktívnych darcov, ktorí často darujú krv. Zvýšený počet červených krviniek je však pre telo tiež celkom nebezpečný a nežiaduci. Vedie k zvýšeniu hustoty krvi a tvorbe krvných zrazenín. Zvýšenie tohto indikátora sa často pozoruje u ľudí žijúcich vo vysokohorských oblastiach.

Normalizáciu hladín hemoglobínu je možné dosiahnuť konzumáciou potravín obsahujúcich železo. Patria sem pečeň, jazyk, dobytok, králik, ryby, čierny a červený kaviár. Produkty rastlinného pôvodu tiež obsahujú potrebný stopový prvok, ale železo v nich je oveľa ťažšie asimilovať. Patria sem strukoviny, pohánka, jablká, melasa, červená paprika a zelenina.

Tvar a veľkosť

Štruktúra červených krviniek je charakterizovaná predovšetkým ich tvarom, ktorý je celkom neobvyklý. Skutočne pripomína disk, konkávny na oboch stranách. Tento tvar červených krviniek nie je náhodný. Zvyšuje povrch červených krviniek a zaisťuje do nich najefektívnejší prienik kyslíka. Tento neobvyklý tvar tiež prispieva k zvýšeniu počtu týchto buniek. Normálne teda 1 kubický mm ľudskej krvi obsahuje asi 5 miliónov erytrocytov, čo tiež prispieva k najlepšej výmene plynu.

Štruktúra žabích erytrocytov

Vedci už dlho zistili, že ľudské červené krvinky majú štruktúrne vlastnosti, ktoré poskytujú najefektívnejšiu výmenu plynov. To platí aj pre formu, množstvo a vnútorný obsah. To je obzvlášť zrejmé pri porovnávaní štruktúry ľudských a žabích červených krviniek. V druhom z nich majú červené krvinky oválny tvar a obsahujú jadro. Tým sa výrazne zníži obsah respiračných pigmentov. Žabie erytrocyty sú oveľa väčšie ako ľudské erytrocyty, preto ich koncentrácia nie je taká vysoká. Na porovnanie: ak ich má človek viac ako 5 miliónov v kubických mm, potom u obojživelníkov tento údaj dosahuje 0,38.

Vývoj erytrocytov

Štruktúra ľudských a žabích erytrocytov umožňuje vyvodiť závery o evolučných transformáciách týchto štruktúr. Respiračné pigmenty sa nachádzajú aj v najjednoduchších nálevníkoch. V krvi bezstavovcov sú obsiahnuté priamo v plazme. To však výrazne zvyšuje hustotu krvi, čo môže viesť k tvorbe krvných zrazenín vo vnútri ciev. Preto postupom času evolučné transformácie smerovali k vzhľadu špecializovaných buniek, k tvorbe ich bikonkávneho tvaru, k zániku jadra, zmenšeniu ich veľkosti a zvýšeniu koncentrácie.

Ontogenéza červených krviniek

Erytrocyt, ktorého štruktúra má množstvo charakteristických vlastností, zostáva životaschopný 120 dní. Nasleduje ich zničenie v pečeni a slezine. Hlavný hematopoetický orgánčlovek je červená kostná dreň. V ňom sa z kmeňových buniek kontinuálne tvoria nové erytrocyty. Spočiatku obsahujú jadro, ktoré keď dozrieva, je zničené a nahradené hemoglobínom.

Vlastnosti transfúzie krvi

V živote človeka často vznikajú situácie, v ktorých je potrebná krvná transfúzia. Takéto operácie dlho viedli k smrti pacientov a skutočné dôvody toho zostali záhadou. Až na začiatku 20. storočia sa zistilo, že na vine sú erytrocyty. Štruktúra týchto buniek určuje krvné skupiny človeka. Existujú štyri z nich a líšia sa systémom AB0.

Každý z nich sa vyznačuje špeciálnym typom proteínových látok obsiahnutých v červených krvinkách. Hovorí sa im aglutinogény. Chýbajú u ľudí s prvou krvnou skupinou. Z druhého - majú aglutinogény A, z tretieho - B, zo štvrtého - AB. Krvná plazma súčasne obsahuje proteíny aglutinínu: alfa, beta alebo obidva súčasne. Kombinácia týchto látok určuje kompatibilitu krvných skupín. To znamená, že súčasná prítomnosť aglutinogénu A a aglutinínu alfa v krvi je nemožná. V tomto prípade sa červené krvinky zlepia, čo môže viesť k smrti tela.

Čo je Rh faktor

Štruktúra ľudského erytrocytu určuje výkon ďalšej funkcie - stanovenie Rh faktora. Tento príznak je potrebné vziať do úvahy aj pri transfúzii krvi. U Rh-pozitívnych ľudí je na membráne erytrocytov umiestnený špeciálny proteín. Väčšina takýchto ľudí na svete je viac ako 80%. Rhesus - negatívni ľudia taký proteín nemajú.

Aké je nebezpečenstvo miešania krvi s červenými krvinkami odlišné typy? Keď je Rh negatívna žena tehotná, môžu sa do jej krvného obehu dostať fetálne proteíny. V reakcii na to telo matky začne vytvárať ochranné protilátky, ktoré ich neutralizujú. Počas tohto procesu sú červené krvinky Rh-pozitívneho plodu zničené. Moderná medicína vytvorila špeciálne lieky, ktoré majú tomuto konfliktu zabrániť.

Červené krvinky sú červené krvinky, ktorých hlavnou funkciou je prenos kyslíka z pľúc do buniek a tkanív a oxid uhličitý v opačnom smere. Splnenie tejto úlohy je možné vďaka bikonkávnemu tvaru, malým rozmerom, vysokej koncentrácii a prítomnosti hemoglobínu v bunke.

Červené krvinky sú vysoko špecializované nejadrové krvinky. Ich jadro sa stráca v procese dozrievania. Erytrocyty majú tvar bikonvexného disku. V priemere je ich priemer asi 7,5 mikrónu a hrúbka na okraji je 2,5 mikrónu. Vďaka tomuto tvaru sa povrch erytrocytov zvyšuje pre difúziu plynu. Navyše sa zvyšuje ich plasticita. Vďaka svojej vysokej plasticite sa deformujú a ľahko prechádzajú kapilárami. V starých a patologických erytrocytoch je plasticita nízka. Preto sú zadržané v kapilárach retikulárneho tkaniva sleziny a sú tam zničené.

Poskytuje ich membrána erytrocytov a absencia jadra hlavná funkcia- prenos kyslíka a účasť na prenose oxidu uhličitého. Membrána erytrocytov je nepriepustná pre iné katióny ako draslík a jej priepustnosť pre chlórové anióny, anióny bikarbonátu a hydroxylové anióny je miliónkrát väčšia. Okrem toho umožňuje dobrým prechodom molekuly kyslíka a oxidu uhličitého. Membrána obsahuje až 52% bielkovín. Glykoproteíny určujú predovšetkým krvnú skupinu a poskytujú jej negatívny náboj. Má vstavaný Na-K-ATP-ase, ktorý odstraňuje sodík z cytoplazmy a pumpuje draselné ióny. Väčšina erytrocytov je chemoproteín hemoglobín... Cytoplazma navyše obsahuje enzýmy karboanhydrázu, fosfatázu, cholínesterázu a ďalšie enzýmy.

Funkcia erytrocytov:

1. Prenos kyslíka z pľúc do tkanív.

2. Účasť na transporte CO2 z tkanív do pľúc.

3. Transport vody z tkanív do pľúc, kde sa vylučuje vo forme pary.

4. Účasť na zrážaní krvi, uvoľnenie koagulačných faktorov erytrocytov.

5. Prenos aminokyselín na jeho povrchu.

6. Podieľajte sa na regulácii viskozity krvi v dôsledku plasticity. V dôsledku ich schopnosti deformovať je viskozita krvi v malých cievach nižšia ako vo veľkých.

Jeden mikroliter mužskej krvi obsahuje 4,5-5,0 milióna erytrocytov (4,5-5,0 * 10 12 / l). Ženy 3,7-4,7 milióna (3,7-4,7 * 10 12 / l).

Počítanie počtu erytrocytov sa vykonáva v Goryaevova komora... Za týmto účelom sa krv v špeciálnom kapilárnom melangeri (mixéri) pre erytrocyty zmieša s 3% roztokom chloridu sodného v pomere 1: 100 alebo 1: 200. Potom sa kvapka tejto zmesi umiestni do sieťovej komory. Vzniká stredným výčnelkom komory a krycím sklzom. Výška komory 0,1 mm. Na strednej rímse je mriežka, ktorá tvorí veľké štvorce. Niektoré z týchto štvorcov sú rozdelené na 16 malých. Každá strana malého štvorca je 0,05 mm. Preto bude objem zmesi nad malým štvorcom 1/10 mm * 1/20 mm * 1/20 mm = 1 /4000 mm 3.

Po naplnení komory sa pod mikroskopom spočíta počet erytrocytov na 5 z tých veľkých štvorcov, ktoré sú rozdelené na malé, t.j. u 80 malých. Potom sa počet erytrocytov v jednom mikrolitri krvi vypočíta podľa vzorca:

X = 4000 * a * b / b.

Kde a je celkový počet erytrocytov získaných počítaním; b - počet malých štvorcov, v ktorých sa počítal (b = 80); c - riedenie krvi (1: 100, 1: 200); 4000 je prevrátená hodnota objemu kvapaliny na malom námestí.

Na rýchle počítanie s veľkým počtom analýz použite fotovoltaické erytrohemometre... Ich princíp fungovania je založený na určení priehľadnosti suspenzie erytrocytov pomocou lúča svetla prechádzajúceho zo zdroja na svetlocitlivý senzor. Fotoelektrické kalorimetre. Zvýšenie obsahu červených krviniek v krvi sa nazýva erytrocytóza alebo erytémia ; znížiť - erytropénia alebo anemický ... Tieto zmeny môžu byť relatívne alebo absolútne. Relatívny pokles ich počtu napríklad nastáva pri zadržiavaní vody v tele a zvýšenie - pri dehydratácii. Absolútny pokles obsahu červených krviniek, t.j. anémia, pozorovaná so stratou krvi, poruchami krvotvorby, deštrukciou červených krviniek hemolytickými jedmi alebo s transfúziou nekompatibilnej krvi.

Hemolýza - Toto je deštrukcia membrány erytrocytov a uvoľnenie hemoglobínu do plazmy. V dôsledku toho sa krv stáva transparentnou.

Existujú nasledujúce typy hemolýzy:

1. V mieste pôvodu:

· Endogénne, t.j. v organizme.

· Exogénne mimo nej. Napríklad vo fľaši s krvou, prístroj srdce-pľúca.

2. Podľa povahy:

· Psychologické... Zaisťuje deštrukciu starých a patologických foriem červených krviniek. Existujú dva mechanizmy. Intracelulárna hemolýza sa vyskytuje v makrofágoch sleziny, kostnej drene, pečeňových bunkách. Intravaskulárne- v malých cievach, z ktorých je hemoglobín transportovaný do pečeňových buniek pomocou plazmatického proteínu haptoglobínu. Tam sa hemoglobín hemoglobín premieňa na bilirubín. Denne sa zničí asi 6-7 g hemoglobínu.

· Patologické.

3. Podľa mechanizmu výskytu:

· Chemický... K tomu dochádza vtedy, keď sú erytrocyty vystavené látkam, ktoré rozpúšťajú membránové lipidy. Ide o alkoholy, éter, chloroform, alkalické kyseliny atď. Najmä v prípade otravy veľkou dávkou kyseliny octovej dochádza k závažnej hemolýze.

· Teplota... O nízke teploty v erytrocytoch sa tvoria kryštály ľadu, ktoré ničia ich škrupinu.

· Mechanický... Pozoruje sa pri mechanickom pretrhnutí membrán. Napríklad pri trepaní fľaše krvi alebo jej čerpaní prístrojom srdce-pľúca.

· Biologický... Vyskytuje sa pod vplyvom biologických faktorov. Tieto hemolytické jedy baktérií, hmyzu, hadov. V dôsledku transfúzie nekompatibilnej krvi.

· Osmotický... Vyskytuje sa, keď erytrocyty vstupujú do prostredia s osmotickým tlakom nižším ako má krv. Voda vstupuje do červených krviniek, napučiavajú a praskajú. Koncentrácia chloridu sodného, pri ktorej je 50% všetkých erytrocytov hemolyzovaných, je mierou ich osmotickej rezistencie. Je určený na klinike na diagnostiku ochorení pečene, anémie. Osmotická rezistencia by mala byť najmenej 0,46% NaCl.

K plazmolýze dochádza vtedy, ak sú erytrocyty umiestnené v prostredí s osmotickým tlakom vyšším, ako je tlak krvi. Toto je zmenšovanie červených krviniek. Používa sa na počítanie červených krviniek.