Normálne a patologické formy ľudských erytrocytov (poikilocytóza). Erytrocyt: štruktúra, forma a funkcia

1. Krv ako rozmanité tkanivá 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. Kvapalná medzibunková látka (plazma) a bunky v nej suspendované sú dve hlavné zložky krvi. Koagulovaná krv pozostáva z trombu (zrazeniny), vrátane vytvorených prvkov a niektorých plazmatických bielkovín, séra - číra tekutina podobné plazme, ale bez fibrinogénu. U dospelého človeka je celkový objem krvi asi 5 litrov; asi 1 liter je v krvnom depe, hlavne v slezine. Krv cirkuluje v uzavretom systéme ciev a prenáša plyny, živiny, hormóny, bielkoviny, ióny, metabolické produkty. Krv udržuje stálosť vnútorného prostredia organizmu, reguluje telesnú teplotu, osmotickú rovnováhu a acidobázickú rovnováhu. Bunky sa podieľajú na ničení mikroorganizmov, zápalových a imunitných reakciách. Krv obsahuje krvné doštičky a plazmatické koagulačné faktory, pri porušení celistvosti cievnej steny tvoria trombus, ktorý zabraňuje strate krvi.

Erytrocyty: veľkosť, tvar, štruktúra, chemické zloženie, funkcia, dĺžka života.

erytrocyty,alebočervené krvinky, u ľudí a cicavcov sú nejadrové bunky, ktoré stratili jadro a väčšinu organel počas fylo- a ontogenézy. Erytrocyty sú vysoko diferencované postcelulárne štruktúry neschopné delenia.

Rozmery

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

Forma a štruktúra.

Populácia erytrocytov je heterogénna v tvare a veľkosti. IN normálna krv u ľudí tvoria väčšinu (80 – 90 %) bikonkávne erytrocyty – diskocyty. Okrem toho existujú planocyty (s plochým povrchom) a starnúce formy erytrocytov - styloidné erytrocyty alebo echinocyty (~ 6%), kupolovité alebo stomatocyty (~ 1-3%) a sférické alebo sférocyty (~ 1 %) (obr. ). Proces starnutia erytrocytov prebieha dvoma spôsobmi - inklináciou (tvorba zubov na plazmatickej membráne) alebo invagináciou úsekov plazmatickej membrány. Pri sklone vznikajú echinocyty s rôznym stupňom tvorby výrastkov plazmolemy, ktoré následne odpadávajú, pričom vzniká erytrocyt vo forme mikrosférocytu. Pri invaginácii plazmolemy erytrocytov vznikajú stomatocyty, ktorých konečným štádiom je tiež mikrosférocyt. Jedným z prejavov procesu starnutia erytrocytov je ich hemolýza, sprevádzaná uvoľňovaním hemoglobínu; zároveň sa v krvi nachádzajú „tiene“ (škrupiny) erytrocytov.

Pri ochoreniach sa môžu objaviť abnormálne formy červených krviniek, čo je najčastejšie spôsobené zmenou štruktúry hemoglobínu (Hb). Substitúcia čo i len jednej aminokyseliny v molekule Hb môže spôsobiť zmeny tvaru erytrocytov. Príkladom je výskyt erytrocytov v tvare polmesiaca pri kosáčikovej anémii, keď má pacient genetické poškodenie p-reťazca hemoglobínu. Proces porušovania tvaru červených krviniek pri chorobách sa nazýva poikilocytóza.

Ryža. Erytrocyty rôznych tvarov v rastrovom elektrónovom mikroskope (podľa G.N. Nikitina).

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

Chemické zloženie

Plazmatická membrána. Plazmalema erytrocytov pozostáva z dvojvrstvy lipidov a proteínov, prítomných v približne rovnakých množstvách, ako aj z malého množstva uhľohydrátov, ktoré tvoria glykokalyx. Väčšina molekúl lipidov obsahujúcich cholín (fosfatidylcholín, sfingomyelín) sa nachádza vo vonkajšej vrstve plazmalemy a lipidy nesúce na konci aminoskupinu (fosfatidylserín, fosfatidyletanolamín) ležia vo vnútornej vrstve. Časť lipidov (~ 5 %) vonkajšej vrstvy je spojená s molekulami oligosacharidov a nazývajú sa glykolipidy. Rozšírené sú membránové glykoproteíny – glykoforíny. Sú spojené s antigénnymi rozdielmi medzi ľudskými krvnými skupinami.

Cytoplazma Erytrocyt pozostáva z vody (60 %) a suchého zvyšku (40 %), ktorý obsahuje asi 95 % hemoglobínu a 5 % iných látok. Prítomnosť hemoglobínu spôsobuje žltú farbu jednotlivých erytrocytov čerstvej krvi a celkovo erytrocytov - červenú farbu krvi. Pri farbení krvného náteru azúrovým P-eozínom podľa Romanovského-Giemsa väčšina erytrocytov získa oranžovo-ružovú farbu (oxyfilnú) v dôsledku vysokého obsahu hemoglobínu v nich.

Ryža. Štruktúra plazmolemy a cytoskeletu erytrocytu.

A - schéma: 1 - plazmalema; 2 - proteínový pás 3; 3 - glykoforín; 4 - spektrín (a- a p-reťazce); 5 - ankyrín; 6 - proteínový pás 4,1; 7 - nodálny komplex, 8 - aktín;

B - plazmolema a cytoskelet erytrocytov v rastrovom elektrónovom mikroskope, 1 - plazmolema;

2 - spektrínová sieť,

Životnosť a starnutie erytrocytov. Priemerná dĺžka života červených krviniek je asi 120 dní. Denne sa v tele zničí asi 200 miliónov červených krviniek. S ich starnutím dochádza k zmenám v plazmoleme erytrocytov: najmä v glykokalyxe klesá obsah sialových kyselín, ktoré určujú negatívny náboj membrány. Zaznamenávajú sa zmeny v spektríne cytoskeletálneho proteínu, čo vedie k premene diskovitej formy erytrocytu na sférickú. V plazmaléme sa objavujú špecifické receptory pre autológne protilátky, ktoré pri interakcii s týmito protilátkami vytvárajú komplexy, ktoré zabezpečujú ich „rozpoznanie“ makrofágmi a následnú fagocytózu. Pri starnúcich erytrocytoch klesá intenzita glykolýzy a tým aj obsah ATP. V dôsledku porušenia permeability plazmolemy sa osmotická rezistencia znižuje, pozoruje sa uvoľňovanie iónov K2 z erytrocytov do plazmy a zvýšenie obsahu Na + v nich. So starnutím erytrocytov je zaznamenané porušenie ich funkcie výmeny plynov.

Funkcie:

1. Respiračná – 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 a pod.. Na povrchu erytrocytov môže často dôjsť k reakcii antigén-protilátka, takže pasívne podieľať sa na ochranných reakciách.

Erytrocyt sa nazýva schopný transportovať kyslík do tkanív vďaka hemoglobínu a oxid uhličitý do pľúc. Ide o bunku jednoduchej štruktúry, ktorá má veľký význam pre život cicavcov a iných živočíchov. Erytrocyt je najpočetnejší organizmus: asi štvrtinu všetkých telesných buniek tvoria červené krvinky.

Všeobecné vzorce existencie erytrocytov

Erytrocyt je bunka, ktorá vznikla z červeného zárodku krvotvorby. Denne sa vyprodukuje asi 2,4 milióna týchto buniek, dostanú sa do krvného obehu a začnú plniť svoje funkcie. Počas experimentov sa zistilo, že u dospelého človeka žijú erytrocyty, ktorých štruktúra je v porovnaní s inými bunkami tela výrazne zjednodušená, 100-120 dní.

U všetkých stavovcov (až na zriedkavé výnimky) je kyslík transportovaný z dýchacích orgánov do tkanív cez hemoglobín erytrocytov. Existujú výnimky: všetci členovia rodiny bielokrvných rýb existujú bez hemoglobínu, hoci ho môžu syntetizovať. Keďže pri teplote ich biotopu sa kyslík dobre rozpúšťa vo vode a krvnej plazme, nepotrebujú tieto ryby jeho masívnejších nosičov, ktorými sú erytrocyty.

Erytrocyty strunatcov

Bunka ako erytrocyt má odlišnú štruktúru v závislosti od triedy strunatcov. Napríklad u rýb, vtákov a obojživelníkov je morfológia týchto buniek podobná. Líšia sa len veľkosťou. Tvar červených krviniek, objem, veľkosť a absencia niektorých organel odlišuje bunky cicavcov od iných, ktoré sa nachádzajú v iných strunatcoch. Existuje aj vzorec: erytrocyty cicavcov neobsahujú extra organely a sú oveľa menšie, hoci majú veľkú kontaktnú plochu.

Vzhľadom na štruktúru a osobu je možné okamžite identifikovať spoločné znaky. Obe bunky obsahujú hemoglobín a podieľajú sa na transporte kyslíka. Ale ľudské bunky sú menšie, sú oválne a majú dva konkávne povrchy. Erytrocyty žaby (ako aj vtákov, rýb a obojživelníkov okrem mloka) sú guľovité, 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 u kozy je 3-4 mikrónov, u ľudí - 6,2-8,2 mikrónov. V amfiu je veľkosť bunky 70 mikrónov. Je zrejmé, že veľkosť je tu dôležitým faktorom. Ľudský erytrocyt, aj keď je menší, má veľký povrch vďaka dvom konkávnym útvarom.

Malá veľkosť buniek a ich veľké množstvo umožnil znásobiť schopnosť krvi viazať kyslík, ktorá dnes už len málo závisí od vonkajších podmienok. A také štrukturálne vlastnosti 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 (žiaľ, nie všetky ryby v procese evolúcie boli schopné osídliť krajinu) a dosiahli svoj vrchol u vyšších cicavcov.

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

Vlastnosti vonkajšej štruktúry.
Komponentné zloženie erytrocytu.
Vnútorná morfológia.

Navonok, z profilu, erytrocyt vyzerá ako bikonkávny disk a na celej tvári - ako okrúhla bunka. Priemer je normálne 6,2-8,2 mikrónov.

Častejšie v krvnom sére sú bunky s malými rozdielmi vo veľkosti. Pri nedostatku železa sa nábeh znižuje, v krvnom nátere sa rozpozná anizocytóza (veľa buniek rôznych veľkostí a priemerov). S deficitom kyselina listová alebo vitamín B 12 erytrocyt sa zvyšuje na megaloblast. Jeho veľkosť je približne 10-12 mikrónov. Objem normálnej bunky (normocytu) je 76-110 metrov kubických. um.

Štruktúra červených krviniek v krvi nie je jediným znakom týchto buniek. Oveľa dôležitejší je ich počet. Malá veľkosť umožnila zvýšiť ich počet a následne aj plochu kontaktnej plochy. Ľudské erytrocyty zachytávajú kyslík aktívnejšie ako žaby. A najľahšie sa podáva v tkanivách z ľudských erytrocytov.

Na množstve skutočne záleží. Najmä dospelý človek má 4,5-5,5 milióna buniek na kubický milimeter. Koza má asi 13 miliónov červených krviniek na mililiter, zatiaľ čo plazy majú 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.

Funkcie červených krviniek

Červené krvinky – erytrocyty, ktorých počet, štruktúra, funkcie a vývojové znaky 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 (imunitných voči vírusom a v dôsledku aktívne formy kyslík môže mať škodlivý účinok na infekcie krvi);
schopný tolerovať určité lieky;
podieľať sa na realizácii hemostázy.

Pokračujme v úvahe o takejto bunke ako o erytrocyte, jej štruktúra je maximálne optimalizovaná na realizáciu vyššie uvedených funkcií. Je maximálne ľahký a pohyblivý, má veľkú kontaktnú plochu pre difúziu plynov a chemické reakcie s hemoglobínom a tiež rýchlo delí a dopĺňa straty v periférnej krvi. Ide o vysoko špecializovanú bunku, ktorej funkcie sa zatiaľ nedajú nahradiť.

membrána erytrocytov

Bunka ako erytrocyt má veľmi jednoduchú štruktúru, ktorá sa nevzťahuje na jej membránu. Ide o 3 vrstvy. Hmotnostný podiel membrány je 10 % bunky. Obsahuje 90% bielkovín a len 10% lipidov. To robí erytrocyty špeciálnymi bunkami v tele, pretože takmer vo všetkých ostatných membránach prevládajú lipidy nad proteínmi.

Objemový tvar erytrocytov sa môže meniť v dôsledku tekutosti cytoplazmatickej membrány. Mimo samotnej membrány je vrstva povrchových bielkovín s veľkým počtom sacharidových zvyškov. Sú to glykopeptidy, pod ktorými je dvojvrstva lipidov, ktorých hydrofóbne konce smerujú dovnútra a von z erytrocytu. Pod membránou na vnútornom povrchu je opäť vrstva bielkovín, ktoré nemajú sacharidové zvyšky.

Receptorové komplexy erytrocytov

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

Červené krvinky existujú vďaka receptorom a neničia ich vlastná imunita. A keď kvôli opakovanému pretláčaniu cez kapiláry alebo kvôli mechanickému poškodeniu erytrocyty strácajú niektoré receptory, makrofágy sleziny ich „vyťahujú“ z krvného obehu a ničia.

Vnútorná štruktúra erytrocytu

Čo je to erytrocyt? Jeho štruktúra nie je o nič menej zaujímavá ako jeho funkcie. Táto bunka je podobná vaku hemoglobínu ohraničenému membránou, na ktorej sú exprimované receptory: zhluky diferenciácie a rôzne krvné skupiny (podľa Landsteinera, rhesus, Duffy a iných). Ale vnútri bunky je špeciálna a veľmi odlišná od ostatných buniek v tele.

Rozdiely sú nasledovné: 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 pretlačiť cez kapiláry, bunka s minimálne rozmery. Preto vo vnútri obsahuje iba hemoglobín a niektoré pomocné proteíny. Ich úloha zatiaľ nebola objasnená. Ale kvôli nedostatku endoplazmatického retikula, ribozómov a jadra sa stal ľahkým a kompaktným, a čo je najdôležitejšie, môže sa ľahko deformovať spolu s tekutou membránou. A tieto sú najviac dôležité vlastnostištruktúra erytrocytov.

životný cyklus erytrocytov

Hlavnými znakmi erytrocytov sú ich krátka životnosť. Nemôžu sa deliť a syntetizovať proteín kvôli jadru odstránenému z bunky, a preto sa hromadí štrukturálne poškodenie ich buniek. V dôsledku toho majú erytrocyty tendenciu starnúť. Avšak hemoglobín, ktorý je zachytený makrofágmi sleziny v čase smrti červených krviniek, bude vždy odoslaný na vytvorenie nových nosičov kyslíka.

Životný cyklus erytrocytu začína v kostnej dreni. Tento orgán je prítomný v lamelárnej látke: v hrudnej kosti, v krídlach ilium, v kostiach spodnej časti lebky, ako aj v dutine stehenná kosť. Tu sa z krvnej kmeňovej bunky pôsobením cytokínov vytvára prekurzor myelopoézy s kódom (CFU-GEMM). Po rozdelení uvedie predchodcu krvotvorby označeného kódom (BOE-E). Z nej sa vytvára prekurzor erytropoézy, ktorý je označený kódom (CFU-E).

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

Tvorba RBC

Postupnosť transformácií bunkovej kostnej drene CFU-E je nasledovná: z nej sa vytvorí erytroblast a z nej - pronormocyt, ktorý vedie k bazofilnému normoblastu. Keď sa proteín hromadí, stáva sa polychromatofilným normoblastom a potom oxyfilným normoblastom. Po odstránení jadra sa z neho stane retikulocyt. Ten vstupuje do krvného obehu a diferencuje sa (dozrieva) na normálny erytrocyt.

Zničenie červených krviniek

Približne 100-125 dní bunka cirkuluje v krvi, neustále prenáša kyslík a odstraňuje produkty metabolizmu z tkanív. Transportuje oxid uhličitý naviazaný na hemoglobín a posiela ho späť do pľúc, pričom cestou napĺňa svoje proteínové molekuly kyslíkom. A keď sa poškodí, stráca molekuly fosfatidylserínu a receptorové molekuly. Z tohto dôvodu sa erytrocyt dostane „pod zrak“ makrofágu a je ním zničený. A hem získaný zo všetkého natráveného hemoglobínu sa opäť posiela na syntézu nových červených krviniek.

Krv sa skladá z plazmy (číra kvapalina svetložltej farby) a v nej suspendovaných bunkových alebo tvarovaných prvkov - erytrocytov, leukocytov a krvných doštičiek - krvných doštičiek.

Najviac v krvi erytrocytov. Žena má štvorec 1 mm. krv obsahuje asi 4,5 milióna týchto krviniek a muž asi 5 miliónov.Vo všeobecnosti krv kolujúca v ľudskom tele obsahuje 25 biliónov červených krviniek – to je nepredstaviteľne veľké množstvo!

Hlavnou funkciou červených krviniek je prenášať kyslík z dýchacieho systému do všetkých buniek v tele. Zároveň sa podieľajú aj na odstraňovaní oxidu uhličitého (produkt látkovej premeny) z tkanív. Tieto krvinky transportujú oxid uhličitý do pľúc, kde je v dôsledku výmeny plynov nahradený kyslíkom.

Na rozdiel od iných buniek v tele červené krvinky nemajú jadro, čo znamená, že sa nemôžu množiť. Od objavenia sa nových červených krviniek po ich smrť ubehnú približne 4 mesiace. Erytrocytové bunky majú tvar oválnych diskov prehĺbených v strede, veľkosti približne 0,007-0,008 mm a šírky 0,0025 mm. Je ich veľa - erytrocyty jedného človeka by pokryli plochu 2500 metrov štvorcových.

Hemoglobín

Hemoglobín je červené krvné farbivo nachádzajúce sa v červených krvinkách. Hlavnou funkciou tejto bielkovinovej látky je transport kyslíka a čiastočne oxidu uhličitého. Okrem toho sa na membránach erytrocytov nachádzajú antigény – markery krvných skupín. Hemoglobín sa skladá z dvoch častí: veľkej bielkovinovej molekuly – globínu a v nej zabudovanej neproteínovej štruktúry – hemu, v ktorej jadre je ión železa. V pľúcach sa železo viaže s kyslíkom a práve kombinácia kyslíka so železom sfarbuje krv do červena. Spojenie hemoglobínu s kyslíkom je nestabilné. Pri jeho rozpade sa opäť tvorí hemoglobín a voľný kyslík, ktorý sa dostáva do buniek tkaniva. Počas tohto procesu sa mení farba hemoglobínu: arteriálna (okysličená) krv je jasne červená a „použitá“ venózna (sýtená) krv je tmavo červená.

Ako a kde sa tieto bunky vyrábajú?

Každý deň sa v ľudskom tele vytvorí viac ako 200 miliárd nových červených krviniek. Za hodinu sa ich teda vyrobí viac ako 8 miliárd, za minútu 144 miliónov a za sekundu 2,4 milióna! Celá táto skvelá práca je vykonaná Kostná dreň s hmotnosťou asi 1500 g, nachádza sa v rôznych kostiach. Červené krvinky sa tvoria v kostnej dreni lebečných a panvových kostí, kosti trupu, hrudnej kosti, rebier, ako aj v telách platničiek stavcov. Do 30. roku života sa tieto krvinky tvoria aj v bedrových a ramenných kostiach. Červená kostná dreň obsahuje bunky, ktoré neustále produkujú nové červené krvinky. Len čo dozrejú, prenikajú cez steny vlásočníc do obehového systému.

V ľudskom tele dochádza k rozpadu a vylučovaniu červených krviniek rovnako rýchlo ako k ich tvorbe. K rozpadu buniek dochádza v pečeni a slezine. Po rozpade hemu zostávajú určité pigmenty, ktoré sa vylučujú obličkami, čím dodávajú moču charakteristickú farbu.

Erytrocyt, ktorého štruktúra a funkcie budeme uvažovať v našom článku, je najdôležitejšou zložkou krvi. Práve tieto bunky vykonávajú výmenu plynov a zabezpečujú dýchanie na bunkovej a tkanivovej úrovni.

Erytrocyt: štruktúra a funkcie

Obehový systém človeka a cicavcov sa vyznačuje najdokonalejšou stavbou v porovnaní s inými organizmami. Skladá sa zo štvorkomorového srdca a uzavretého systému krvných ciev, ktorými nepretržite cirkuluje krv. Toto tkanivo sa skladá z tekutej zložky - plazmy a množstva buniek: erytrocytov, leukocytov a krvných doštičiek. Každá bunka má svoju úlohu. Štruktúra ľudského erytrocytu je určená vykonávanými funkciami. Týka sa to veľkosti, tvaru a počtu týchto krviniek.

Vlastnosti štruktúry erytrocytov

Erytrocyty majú tvar bikonkávneho disku. Nie sú schopné samostatne sa pohybovať v krvnom obehu, ako leukocyty. do tkanív a vnútorné orgány konajú prácou srdca. Erytrocyty sú prokaryotické bunky. To znamená, že neobsahujú zdobené jadro. Inak by nemohli prenášať kyslík a oxid uhličitý. Táto funkcia sa vykonáva v dôsledku 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 má dve zložky. Ide o zložku obsahujúcu železo nazývanú hem a proteín nazývaný globín. Anglickému biochemikovi Maxovi Ferdinandovi Perutzovi sa po prvý raz podarilo rozlúštiť priestorovú štruktúru tejto chemickej zlúčeniny. Za tento objav mu bola v roku 1962 udelená Nobelova cena. Hemoglobín patrí do skupiny chromoproteínov. Patria sem komplexné proteíny pozostávajúce z jednoduchého biopolyméru a prostetickej skupiny. Pre hemoglobín je touto skupinou hem. Do tejto skupiny patrí aj rastlinný chlorofyl, ktorý zabezpečuje plynulosť procesu fotosyntézy.

Ako prebieha výmena plynu

U ľudí a iných strunatcov sa hemoglobín nachádza vo vnútri červených krviniek, zatiaľ čo u bezstavovcov je rozpustený priamo v krvnej plazme. V každom prípade chemické zloženie tohto komplexného proteínu umožňuje tvorbu nestabilných zlúčenín s kyslíkom a oxidom uhličitým. Okysličená krv sa nazýva arteriálna krv. O tento plyn je obohatený v pľúcach.

Z aorty ide do tepien a potom do kapilár. Tieto najmenšie cievy sú vhodné pre každú bunku tela. Tu červené krvinky vydávajú kyslík a pripájajú hlavný produkt dýchania - oxid uhličitý. S prietokom krvi, ktorý je už žilový, sa opäť dostávajú do pľúc. V týchto orgánoch dochádza k výmene plynov v najmenších bublinách - alveolách. Tu hemoglobín odoberá oxid uhličitý, ktorý sa vydychovaním z tela odvádza a krv je opäť nasýtená kyslíkom.

Takéto chemické reakcie v dôsledku prítomnosti železnatého železa v heme. V dôsledku spojenia a rozkladu sa postupne tvoria oxy- a karbhemoglobín. Ale komplexný proteín erytrocytov môže tiež vytvárať stabilné zlúčeniny. Napríklad pri nedokonalom spaľovaní paliva sa uvoľňuje oxid uhoľnatý, ktorý tvorí karboxyhemoglobín s hemoglobínom. Tento proces vedie k smrti červených krviniek a otrave tela, čo môže viesť k smrti.

Čo je anémia

Dýchavičnosť, hmatateľná slabosť, hučanie v ušiach, výrazná bledosť koža a sliznice môžu naznačovať nedostatočné množstvo hemoglobínu v krvi. Norma jeho obsahu sa líši v závislosti od pohlavia. U žien je toto číslo 120 - 140 g na 1 000 ml krvi a u mužov dosahuje 180 g / l. Obsah hemoglobínu v krvi novorodencov je najvyšší. Presahuje toto číslo u dospelých 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 organizmus a ďalšie negatívne faktory životného prostredia.

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

Je možné normalizovať hladinu hemoglobínu konzumáciou potravín obsahujúcich železo. Patria sem pečeň, jazyk, mäso z dobytka, králik, ryby, čierny a červený kaviár. Produkty rastlinného pôvodu obsahujú aj potrebný stopový prvok, ale železo v nich sa vstrebáva oveľa ťažšie. Patria sem strukoviny, pohánka, jablká, melasa, červená paprika a bylinky.

Tvar a veľkosť

Štruktúra krvných erytrocytov je charakteristická predovšetkým ich tvarom, ktorý je dosť neobvyklý. Naozaj pripomína disk konkávny na oboch stranách. Táto forma červených krviniek nie je náhodná. Zväčšuje povrch červených krviniek a zabezpečuje čo najefektívnejší prienik kyslíka do nich. Tento neobvyklý tvar tiež prispieva k zvýšeniu počtu týchto buniek. Normálne teda 1 kubický mm ľudskej krvi obsahuje asi 5 miliónov červených krviniek, čo tiež prispieva k najlepšej výmene plynov.

Štruktúra žabích erytrocytov

Vedci už dlho zistili, že ľudské červené krvinky majú štrukturálne vlastnosti, ktoré poskytujú najefektívnejšiu výmenu plynov. Týka sa to formy, množstva a vnútorného obsahu. To je zrejmé najmä pri porovnaní štruktúry ľudských a žabích erytrocytov. V druhom z nich sú červené krvinky oválneho tvaru a obsahujú jadro. Tým sa výrazne znižuje obsah dýchacích pigmentov. Žabie erytrocyty sú oveľa väčšie ako ľudské, a preto ich koncentrácia nie je taká vysoká. Pre porovnanie: ak ich má človek viac ako 5 miliónov v kubickom mm, potom u obojživelníkov toto číslo dosahuje 0,38.

Evolúcia erytrocytov

Štruktúra ľudských a žabích erytrocytov nám umožňuje vyvodiť závery o evolučných premenách takýchto štruktúr. Dýchacie pigmenty sa nachádzajú aj u najjednoduchších nálevníkov. V krvi bezstavovcov sa nachádzajú priamo v plazme. To však výrazne zvyšuje hustotu krvi, čo môže viesť k tvorbe krvných zrazenín vo vnútri ciev. Postupom času sa preto evolučné premeny uberali smerom k objaveniu sa špecializovaných buniek, vzniku ich bikonkávneho tvaru, zániku jadra, zmenšeniu ich veľkosti a zvýšeniu koncentrácie.

Ontogenéza červených krviniek

Erytrocyt, ktorého štruktúra má množstvo charakteristických znakov, zostáva životaschopný 120 dní. Nasleduje ich zničenie v pečeni a slezine. náčelník krvotvorný orgánčlovek je červená kostná dreň. Neustále produkuje nové červené krvinky z kmeňových buniek. Spočiatku obsahujú jadro, ktoré sa pri dozrievaní ničí a nahrádza hemoglobínom.

Vlastnosti transfúzie krvi

V živote človeka sa často vyskytujú situácie, v ktorých je potrebná transfúzia krvi. Takéto operácie po dlhú dobu viedli k smrti pacientov a skutočné dôvody toho zostali záhadou. Až začiatkom 20. storočia sa zistilo, že na vine je erytrocyt. Štruktúra týchto buniek určuje krvné skupiny človeka. Sú celkovo štyri a rozlišujú sa podľa systému AB0.

Každý z nich sa vyznačuje špeciálnym typom bielkovinových látok obsiahnutých v červených krvinkách. Nazývajú sa aglutinogény. Chýbajú u ľudí s prvou krvnou skupinou. Z druhého - majú aglutinogény A, z tretieho - B, zo štvrtého - AB. Súčasne sú v krvnej plazme obsiahnuté aglutinínové proteíny: alfa, beta alebo oboje 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 faktora Rh. Toto znamenie sa nevyhnutne berie do úvahy aj pri transfúzii krvi. U Rh-pozitívnych ľudí sa na membráne erytrocytov nachádza špeciálny proteín. Väčšina takýchto ľudí na svete - viac ako 80%. Rh-negatívni ľudia tento proteín nemajú.

Aké je nebezpečenstvo zmiešania krvi s červenými krvinkami odlišné typy? Počas tehotenstva Rh-negatívnej ženy sa do krvného obehu môžu dostať fetálne bielkoviny. V reakcii na to telo matky začne produkovať ochranné protilátky, ktoré ich neutralizujú. Počas tohto procesu sú červené krvinky Rh-pozitívneho plodu zničené. Moderná medicína vytvorila špeciálne lieky, ktoré zabraňujú tomuto konfliktu.

Erytrocyty sú červené krvinky, ktorých hlavnou funkciou je prenášať kyslík z pľúc do buniek a tkanív a oxid uhličitý v opačnom smere. Táto úloha je možná vďaka bikonkávnemu tvaru, malej veľkosti, vysokej koncentrácii a prítomnosti hemoglobínu v bunke.

Erytrocyty sú vysoko špecializované nenukleárne krvinky. Ich jadro sa počas dozrievania stráca. 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 zväčšuje povrch erytrocytov pre difúziu plynov. Okrem toho sa zvyšuje ich plasticita. Vďaka vysokej plasticite sa deformujú a ľahko prechádzajú cez kapiláry. Staré a patologické erytrocyty majú nízku plasticitu. Preto sa zdržiavajú v kapilárach retikulárneho tkaniva sleziny a tam sú zničené.

Poskytuje ich membrána erytrocytov a absencia jadra hlavná funkcia– transport kyslíka a účasť na transporte oxidu uhličitého. Membrána erytrocytov je nepriepustná pre iné katióny ako draslík a jej priepustnosť pre chloridové anióny, hydrogénuhličitanové anióny a hydroxylové anióny je miliónkrát väčšia. Okrem toho dobre prechádza molekulami kyslíka a oxidu uhličitého. Membrána obsahuje až 52 % bielkovín. Glykoproteíny určujú najmä krvnú skupinu a poskytujú jej negatívny náboj. Má zabudovanú Na-K-ATP-ázu, ktorá odstraňuje sodík z cytoplazmy a pumpuje draselné ióny. Hlavnou hmotou erytrocytov je chemoproteín hemoglobínu. Okrem toho cytoplazma obsahuje enzýmy karboanhydráza, fosfatáza, cholínesteráza a ďalšie enzýmy.

Funkcie červených krviniek:

1. Prenos kyslíka z pľúc do tkanív.

2. Účasť na transporte CO 2 z tkanív do pľúc.

3. Transport vody z tkanív do pľúc, kde sa uvoľňuje ako para.

4. Účasť na zrážaní krvi vylučovaním koagulačných faktorov erytrocytov.

5. Prenos aminokyselín na jeho povrchu.

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

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

Počíta sa počet erytrocytov Gorjajevova cela. K tomu sa krv v špeciálnom kapilárnom melangeri (mixéri) na 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 výbežkom komory a krycím sklíčkom. Výška komory 0,1 mm. Na strednej rímse je aplikovaná mriežka, ktorá tvorí veľké štvorce. Niektoré z týchto štvorcov sú rozdelené na 16 malých. Každá strana malého štvorca má hodnotu 0,05 mm. Preto bude objem zmesi na malom štvorci 1/10 mm * 1/20 mm * 1/20 mm \u003d 1/4000 mm 3.

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

X \u003d 4000 * a * w / 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 nad malým štvorcom.

Pre rýchle počítanie s veľkým počtom analýz použite fotovoltaické erytrohemometre. Princíp ich činnosti je založený na stanovení priehľadnosti suspenzie erytrocytov pomocou lúča svetla prechádzajúceho zo zdroja na svetlocitlivý senzor. Fotoelektrokalorimetre. Zvýšenie počtu červených krviniek sa nazýva erytrocytóza alebo erytrémia ; znížiť - erytropénia alebo anémia . Tieto zmeny môžu byť relatívne alebo absolútne. Napríklad k relatívnemu zníženiu ich počtu dochádza pri zadržiavaní vody v tele a k zvýšeniu - pri dehydratácii. Absolútny pokles obsahu erytrocytov, t.j. anémia, pozorovaná pri strate krvi, poruchách krvotvorby, deštrukcii erytrocytov hemolytickými jedmi alebo transfúziou nekompatibilnej krvi.

Hemolýza - ide o deštrukciu membrány erytrocytov a uvoľnenie hemoglobínu do plazmy. V dôsledku toho sa krv stáva transparentnou.

Existujú nasledujúce typy hemolýzy:

1. Podľa miesta výskytu:

· Endogénne, t.j. v organizme.

· Exogénne, mimo neho. Napríklad vo fľaštičke s krvou, strojček srdce-pľúca.

2. Podľa povahy:

· Fyziologické. Zabezpečuje zničenie starých a patologických foriem červených krviniek. Existujú dva mechanizmy. intracelulárna hemolýza vyskytuje sa v makrofágoch sleziny, kostnej drene, pečeňových bunkách. intravaskulárne- v malých cievach, z ktorých sa hemoglobín prenáša pomocou plazmatického proteínu haptoglobínu do pečeňových buniek. Tam sa hem hemoglobínu premieňa na bilirubín. Za deň sa zničí asi 6-7 g hemoglobínu.

· Patologické.

3. Podľa mechanizmu výskytu:

· Chemický. Vyskytuje sa, keď sú erytrocyty vystavené látkam, ktoré rozpúšťajú membránové lipidy. Sú to alkoholy, éter, chloroform, alkalické kyseliny atď. Najmä v prípade otravy veľkou dávkou kyseliny octovej dochádza k výraznej hemolýze.

· Teplota. o nízke teploty v erytrocytoch sa tvoria ľadové kryštály, ktoré ničia ich membránu.

· Mechanický. Pozoruje sa pri mechanickom pretrhnutí membrán. Napríklad pri pretrepávaní liekovky s krvou alebo jej pumpovaní prístrojom srdce-pľúca.

· Biologické. Vzniká pôsobením biologických faktorov. Ide o hemolytické jedy baktérií, hmyzu, hadov. V dôsledku transfúzie nekompatibilnej krvi.

· Osmotický. Vyskytuje sa, keď červené krvinky vstupujú do prostredia s osmotickým tlakom nižším ako má krv. Voda sa dostáva do červených krviniek, tie napučiavajú a praskajú. Koncentrácia chloridu sodného, pri ktorej dochádza k hemolýze 50 % všetkých erytrocytov, je mierou ich osmotickej stability. Stanovuje sa v ambulancii na diagnostiku ochorení pečene, anémie. Osmotická rezistencia musí byť aspoň 0,46 % NaCl.

Keď sú erytrocyty umiestnené v prostredí s osmotickým tlakom vyšším ako má krv, dochádza k plazmolýze. Ide o zmršťovanie červených krviniek. Používa sa na počítanie červených krviniek.