IV.Эритроциты

Эритроциты – красные кровяные клетки, имеют двояковогнутую форму, средний диаметр составляет 7,2-7,5 мкм, толщина находится в пределах 1,9-2,1 мкм. В 1 л крови в норме у мужчин содержится 4х10¹²-5х10¹² эритроцитов, у женщин 3,9х10¹² – 4,5х 10¹² (женские гормоны тормозят эритропоэз). В течение 1 часа костный мозг продуцирует 10¹⁰ эритроцитов. Эритроциты человека, циркулирующие в кровяном русле, не имеют ядра, митохондрий и не способны к синтезу нуклеиновых кислот.

Ретикулоциты – молодые безъядерные клетки, являются последней стадией, предшествующей эритроциту.

Продолжительность жизни эритроцитов 120 суток, затем они разрушаются в печени и селезенке («кладбище» эритроцитов).

Функции эритроцитов:

1) Транспортная

2) Защитная – связывание некоторых токсинов (тяжелых металлов), а также участие в процессе свертывания

3) Регуляторная – способность активно участвовать в поддержании кислотно-основного состояния организма (рН крови) с помощью гемоглобина, который может связывать СО₂, снижая, тем самым концентрацию Н₂СО₃ в крови.

Разрушение оболочки эритроцита и выход гемоглобина в плазму, называется гемолизом.

Виды гемолиза:

1) Механический гемолиз происходит при сильных механических воздействиях на кровь, например, при встряхивании пробирки с кровью;

2) Химический гемолиз может быть вызван веществами, способными разрушать оболочку эритроцитов, например, хлороформом или эфиром;

3) Осмотический гемолиз возникает, когда эритроцит оказывается в среде, осмотическое давление которой ниже осмотического давления внутри эритроцита (гипотонический раствор) (рис.2);

4) Биологический гемолиз встречается при старении эритроцитов, переливании несовместимой группы крови, укусах животных (например, гюрза), аутоиммунных заболеваниях (например, волчанка);

5) Температурный гемолиз возникает при замораживании и размораживании крови в результате разрушения оболочки эритроцитов микрокристаллами льда.

Важным диагностическим показателем является скорость оседания эритроцитов (СОЭ), которая определяется при помещении крови в вертикально поставленную тонкую стеклянную трубку. С течением времени в такой трубке эритроциты начинают опускаться вниз, и в верхней части кровяного столба образуется объем, свободный от клеток крови. У здоровых мужчин СОЭ составляет 1-10 мм/ч, у женщин – 2-15 мм/ч.

СОЭ зависит от многих факторов: количества, объема, формы и величины заряда эритроцитов, их способности к агрегации, белкового состава плазмы.

СОЭ увеличивается при беременности, стрессе, воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваниях, при уменьшении числа эритроцитов, при увеличении содержания фибриногена, действии многих стероидных гормонов (эстрогены, глюкокортикоиды), а также лекарственных веществ (салицилаты).

Каждый эритроцит содержит около 640 млн молекул гемоглобина (Hb), каждая из которых состоит из 4 полипептидных цепей. Гемоглобин – сложный белок, состоящий из двух частей: белка (глобина) и соединения железа (гема). Каждый гем содержит 1 атом двухвалентного железа, непрочно связывающий 1 молекулу кислорода.

В норме в крови здорового мужчины содержание гемоглобина составляет 140-160 г/л, у женщины – 120-140 г/л.

Соединения гемоглобина:

1) оксигемоглобин (НвО₂) – с кислородом;

2) карбогемоглобин (НвСО₂) – с углекислым газом;

Cильные окис-ли

3) карбоксигемоглобин (НвСО) – с угарным газом;

4) метгемоглобин – Fe²⁺ Fe³⁺

Карбоксигемоглобин – прочное соединение, в котором гемоглобин блокирован угарным газом и не способен осуществлять перенос кислорода. Сродство гемоглобина к угарному газу выше сродства к кислороду, поэтому даже небольшое количество угарного газа в воздухе является опасным для жизни. При некоторых патологических состояниях, например, при отравлении сильными окислителями (бертолетовой солью, перманганатом калия, нитратами и нитритами, лекарственными препаратами) образуется прочное соединение гемоглобина с кислородом – метгемоглобин, в котором происходит окисление железа, и оно становится трехвалентным. В результате этого гемоглобин теряет способность отдавать кислород тканям, что может привести к гибели человека.

Имеется несколько форм гемоглобина, отличающиеся строением белковой части – глобина. У плода содержится гемоглобин F – фетальный гемоглобин. В эритроцитах взрослого человека преобладает гемоглобин А (90%). Различия в строении белковой части определяют сродство гемоглобина к кислороду. У фетального гемоглобина оно намного больше, чем у гемоглобина А. Это помогает плоду не испытывать гипоксии при относительно низком парциальном давлении кислорода в его крови.

Ряд заболеваний связан с появлением в крови патологических форм гемоглобина. Наиболее известной наследственной патологией гемоглобина является серповидно-клеточная анемия, при которой форма эритроцитов напоминает серп.

В клинических условиях принято вычислять степень насыщенности эритроцитов гемоглобином – цветовой показатель (ЦП). В норме он равен 0,85-1,05.

Для расчета цветового показателя утроенное содержание гемоглобина (в г/л) делят на три первые цифры содержания эритроцитов (запятую не учитывают, как будто ее вообще нету).

ЦП = 3 х Hb (г/л) / [три первые цифры содержания эритроцитов без учета запятой]

Пример расчета цветового показателя, если гемоглобин 151 г/л, эритроциты 5,1 х 10¹²/л:

ЦП = 3 х 151 / 510 = 0.8882 = 0.89 (округляют до 2 знаков после запятой).

По величине ЦП все анемии делятся на 3 группы:

• гипохромные (от греч. хрома – цвет): при ЦП меньше 0,8.
• нормохромные: при ЦП 0,8 –1,05.
• гиперхромные анемии: при ЦП выше 1,05.

Принцип здесь простой:

• если нарушается синтез гемоглобина (например, не хватает железа), то эритроцитов будет достаточно, но они будут «пустые»;
• если нарушается деление кроветворных клеток (например, не хватает витаминов B₉ и B₁₂), то эритроцитов будет мало, зато они будут крупнее обычных и переполнены гемоглобином.

Анемия – это состояние, характеризующееся низким содержанием гемоглобина или красных кровяных клеток в крови.

Виды анемии:

1. Анемия, связанная с потерей крови. После острой кровопотери организм возмещает жидкую часть плазмы в течение 1-3 суток, но при этом концентрация эритроцитов остается низкой и восстанавливается до нормы в течение 3-6 недель, если не происходит повторного кровотечения.

2. Апластическая анемия. Аплазия означает потерю функционирующего костного мозга. Например, у человека, подвергшегося облучению γ – лучами при взрыве атомной бомбы, может произойти полное разрушение костного мозга с последующим развитием в течение нескольких недель летальной анемии.

Тот же эффект могут вызвать избыточная рентгенотерапия, некоторые промышленные химикаты и даже лекарства, к которым у человека может быть повышена чувствительность.

3. Мегабластическая анемия возникает в результате недостатка витамина В₁₂ (внешний фактор Касла), В₉ и внутреннего фактора Касла, секретируемого слизистой желудка. При этом формируются слишком крупные эритроциты разнообразной формы, которые называют мегалобластами.

К мегабластической анемии приводит атрофия слизистой желудка или потеря всего желудка, у больных с кишечными заболеваниями, при которых плохо всасывается фолиевая кислота, витамин В₁₂ и другие соединения витаминов группы В.

Поскольку при этих состояниях эритробласты не могут пролиферировать достаточно быстро, чтобы формировать нормальное количество красных клеток крови, те эритроциты, которые формируются по большей части увеличены в размерах, имеют неправильную форму и ломкие мембраны. Эти клетки легко рвутся, оставляя человека без необходимого количества красных клеток крови.

4. Гемолитическая анемия. Различные аномалии клеток крови, многие из которых наследственные, делают клетки столь хрупкими, что они легко разрываются, проходя через капилляры, особенно в селезенке.

а) наследственный сфероцитоз – красные клетки крови очень мелкие и сферические, а не двояковогнутые диски. Эти клетки не могут выдерживать сдавливания и легко ломаются даже при небольшом сдавливании.

б) при серповидно-клеточной анемии, которой болеют 0,3-1% коренных жителей Западной Африки, красные клетки крови содержат аномальный гемоглобин – гемоглобин S с поврежденными β-цепочками в его молекуле. Под действием низких концентраций кислорода такой гемоглобин осаждается в виде длинных кристаллов внутри эритроцита.

Эти клетки удлиняют эритроцит и придают ему форму серпа. Кроме того, осажденный гемоглобин повреждает клеточную мембрану, в результате клетка становится очень хрупкой.

Такие больные хорошо себя чувствуют, находясь на равнине, но как только они попадают в условия низкого парциального давления (в горах, полеты на самолетах), они начинают ощущать все признаки анемии. Они часто переживают порочный круг событий, называемый кризисом серповидно-клеточной анемии, при котором низкое содержание кислорода в тканях вызывает образование серповидных форм эритроцитов, что ведет к разрушению красных клеток крови, а значит – к дальнейшему снижению напряжения кислорода, усилению образования серповидных форм и разрушению красных клеток крови. Сразу после начала процесс быстро прогрессирует, приводя к резкому снижению числа красных клеток крови и часто к смерти.

в) при гемолитической болезни новорожденных (эритробластозе) антитела от Rh^- матери атакуют Rh⁺ эритроциты плода. В результате Rh⁺ клетки становятся ломкими, что ведет к их быстрому разрушению, способствуя развитию у новорожденных тяжелой анемии.

Образование красных клеток крови (эритропоэз). В первые недели эмбриональной жизни примитивные ядерные эритроциты формируются в желточном мешке. Примерно с конца второго месяца беременности главным органом формирования красных клеток крови становится печень, но умеренное количество образуется в селезенке и лимфатических узлах. Затем во время примерно последнего месяца беременности и после рождения красные клетки крови формируются исключительно в красном костном мозге.

Вплоть до 5-летнего возраста эритроциты формируются костным мозгом практически всех костей человека. Постепенно костный мозг всех длинных костей, за исключением проксимальных частей плечевых и большеберцовых, замещается жировой тканью и примерно после 20 лет больше не формируют красные клетки крови. При этом большинство эритроцитов продолжает формироваться в костном мозге плоских костей (позвоночник, грудина, ребра и подвздошные кости). Но продуктивность костного мозга даже в этих костях с возрастом снижается.

Для образования эритроцитов требуется железо и ряд витаминов. Железо организм получает из гемоглобина разрушившихся эритроцитов и с пищей. Трехвалентное железо пищи с помощью вещества, находящегося в слизистой кишечника превращается в двухвалентное. С помощью белка трансферрина железо всосавшись, транспортируется плазмой в костный мозг, где оно включается в молекулу гемоглобина. Избыток железа депонируется в печени в виде соединения с белком – ферритина или с белком липоидом – гемосидерина.

Для образования эритроцитов требуются витамины В₁₂ (цианокобаламин) и В₉ (фолиевая кислота). Витамин В₁₂ поступает в организм с пищей и называется внешним фактором кроветворения. Для его всасывания необходимо вещество (гастромукопротеид), которое вырабатывается железами слизистой оболочки пилорического отдела желудка и носит название внутреннего фактора кроветворения Касла. Считается, что витамин В₁₂ способствует синтезу глобина. Витамин В₆ (пиридоксин) участвует в образовании гема. Витамин С стимулирует всасывание железа из кишечника, усиливает действие фолиевой кислоты. Витамин Е (токоферол) и витамин РР (пантотеновая кислота) укрепляют липидную оболочку эритроцитов, защищая их от гемолиза.

Физиологическим регуляторами эритропоэза являются эритропоэтины, образующиеся главным образом в почках, а также в печени, селезенке. Продукция эритропоэтинов стимулируется при гипоксиях различного генеза: пребывании человека в горах, кровопотерях, анемиях, заболеваниях сердца и легких. Эритропоэз стимулируется и мужскими половыми гормонами, тормозится – женскими, что обусловливает большее содержание эритроцитов в крови у мужчин, чем у женщин. Стимуляторами эритропоэза являются соматотропный гормон, тироксин, катехоламины, интерлейкины. Симпатическая НС активирует эритропоэз, парасимпатическая – тормозит.

Рис. 4. Пути влияния гипоксии на образование эритропоэтина в почках (Агаджанян, Смирнов, 2009)

Проявление анемии как результата плохого питания и дефицита железа в организме описывает Габриэль Гарсия Маркес у героини романа «Сто лет одиночества» Ребекки.

«Ее зеленоватая кожа и вздувшийся как барабан живот свидетельствовали о плохом здоровье и постоянном недоедании…Ребекке по вкусу только влажная земля да куски извести, которые она отдирала от стен…Землю в избытке она ела тайком, с сознанием вины, и старалась делать запасы, чтобы полакомиться на свободе, когда никого не будет рядом».

Перед вами удивительно точное с медицинской точки зрения описание больной, страдающей тяжелой железодефицитной анемией.

Другим примером проявления дефицита железа может служить описание состояния здоровья подростка и его «пищевых» пристрастий в период трудного военного детства в воспоминаниях смоленского прозаика Александра Власенкова «Моя деревня»:…Особенно соблазнял и приятно дурманил меня аромат глины. Из необожженных глиняных кирпичей делали печи, на одной из которых прошло мое детство … И запах сухой глины, исходивший от хорошо прогретой печки, за долгие годы стал родным, может быть, самым родным запахом из всех запахов земных… Прежде бывало, что, наголодавшись, я начинал лизать, а то и грызть кирпич, на котором лежал, или на углу, где поудобнее. Вкус хорошо просушенной глины был сладостно приятным. На печке появились кирпичи, изрядно отмеченные моими зубами. Мать вскоре заметила мое пристрастие к кирпичному хлебу и, всегда склонная к рассуждениям, весьма оригинально отреагировала на такое занятие:

- Чего-то не хватает в твоем организме. А в глине это есть. Может быть так и надо, раз тело требует.

С возрастом привычка сосать кирпич, лежа на печи, пропала. Видать, организм напитался тем, чем ему надо.

Порфирия («болезнь вампира»). Порфирия (порфириновая болезнь) характеризуется нарушением пигментного обмена и, как следствие, повышение содержания порфиринов в крови и тканях больного. Варианты заболевания связаны с основными местами нарушения синтеза гемма. Врожденную эритропоэтическую порфирию называют также болезнью Гюнтера. В крови и тканях больного при этом заболевании нарушается пигментный обмен, что приводит к незащищенности гемоглобина крови, который начинает распадаться под действием ультрафиолетового излучения (солнечного света).

Первые проявления заболевания характеризуются упадком сил, светобоязнью, побледнением кожи, которая в последующем истончается, становится сухой, приобретает коричневый оттенок. По мере развития заболевания вследствие распада гемоглобина и образования высокотоксичного гемма происходит повреждение кожи, подкожной клетчатки с формированием обезображивающих язв, нагноений и рубцов. Деформирование сухожилий приводит к скрючиванию пальцев. Опающаяся слизистая десен и внутренней части губ кровоточит и обнажает корни зубов (особенно резцов) с формированием своеобразного оскала. Кроме того, откладывающийся в зубной эмали порфирин придает зубам зловещий коричнево-красный оттенок, формирующий вместе с оскалом и язвами на коже жуткое выражение лица.

При тяжелой форме порфирии солнечный свет, ведущий к распаду гемоглобина, доставляет больным невероятные мучения, заставляющие их находить убежища в полном упадке сил в самых темных местах и покидать их лишь в ночное время суток, после захода солнца, когда они способны вести подвижный образ жизни.

Порфирия оказывает негативное влияние на психику больного, формирует у них крайне неуравновешенный и скрытный характер, приводящий в ряде случаев к повреждению их рассудка и попаданию в психиатрическую клинику. Полагают, что сумасшествие Генриха III было связано с порфирией.

Дополняют и завершают внешний вид больного порфирией невероятно густые брови и волосы, растущие даже под бровями. Встреча такого больного, прогуливающимся в одиночестве ночью при лунном свете по парку, может вызвать панику и породить массу слухов.

Именно порфирия стала основанием для возникновения легенды о существовании ужасных вампиров, выходящих по ночам на охоту за своими жертвами. Эти легенды впервые возникли в Швеции в горных районах Восточной Европы. Изолированность населения этих районов от других народов приводила к появлению браков между родственниками и как следствие этого врожденных вариантов порфирии.

Сегодня больных порфирией часто лечат путем инъекций гемоглобина. В Средние века уколы были невозможны, поэтому потребление больших объемов крови явилось единственным способом, которым человек мог получить дополнительный гемоглобин.

По легенде вампиров отпугивает чеснок. Считается, что многие разрушающие гемоглобин вещества имеют сходные характеристики с содержащимся в чесноке диаллил дисульфидом. То указывает на то, что чеснок может осложнять приступы порфирии.

Зачем нам кладбище эритроцитов»? Найти исчерпывающую информацию об этом органе нелегко – в некоторых учебниках по общей физиологии человека селезенка даже не упоминается, как будто ее нет в организме.

Роль селезенки до конца не изучена. Известно, что во время внутриутробного развития селезенка – один из важнейших органов кроветворения в этот период – вырабатывает эритроциты и лейкоциты. В конце беременности она «перепоручает» это красному костному мозгу.

Необычным в селезенке является то, что ее капилляры не замкнуты, то есть кровь из них вытекает во внутреннюю ткань органа. Клетки крови, и в первую очередь эритроциты, вынуждены «протискиваться» в узкие щели между селезеночными тяжами. Происходить своеобразная проверка на «профпригодность» - поврежденные эритроциты не способны пройти через этот барьер, поэтому разрушаются. Высвободившийся из них при этом гемоглобин по воротной вене отправляется в печень на дальнейшую переработку. Миллионы красных кровяных клеток ежесекундно находят в селезенке последнее пристанище, за что она и получила мрачное прозвище «кладбище эритроцитов».

«Выжившие» эритроциты составляют в селезенке своеобразное депо крови. Ее запасы могут составлять 1 л (что составляет около 20% всей крови в организме). Когда при быстрой ходьбе, беге или другой физической нагрузке усиливается кровообращение и требуется дополнительный приток крови к мышцам, селезенка предоставляет свои резервы. Иногда выброс крови сопровождается болезненными ощущениями в левом подреберье – знайте, это ваша селезенка старается для вас!

Селезенка также следит за качеством произведенной красным костным мозгом продукции. Сам костный мозг не способен это делать. Селезенка выбраковывает неполноценные клетки, чтобы не допустить их попадания в кровяное русло.

Селезенка остается загадочным органом. С одной стороны, если она есть в нашем теле, значит, она нужна. С другой - удаление селезенка не приводит к каким-либо серьезным последствиям.

Иногда удаление селезенки позволяет человеку избавиться от некоторых заболеваний. Встречается заболевание, при котором в крови содержится очень мало тромбоцитов. Одной из причин может оказаться слишком жесткий контроль селезенки за поступающими из костного мозга тромбоцитами.