Кровь содержит три разновидности клеток (рисунок 1): эритроциты (безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутого диска), лейкоциты (ядерные клетки шаровидной формы, содержащие различного типа гранулы) и тромбоциты (фрагменты цитоплазмы расположенных в костном мозге гигантских клеток—мегакариоцитов).
Эритроциты — безъядерные клетки, основной функцией которых является обеспечение газообмена.
Размеры эритроцитов: диаметр — 7–8 мкм, толщина — 2,1–2,4 мкм, объем — 85–90 мкм3. Вследствие отсутствия ядра эритроциты потребляют на собственные нужды кислорода в 200 раз меньше, чем ядерные представители (эритробласты, нормобласты).
Одной из важных особенностей эритроцитов является их форма двояковогнутых дисков.
Двояковогнутая форма эритроцитов:
· Увеличивает на 20% общую поверхность по сравнению с формой шара. Общая поверхность всех эритроцитов достигает 3800 м2, что в 1500 раз превышает поверхность тела.
· Способствует выполнению их одной из основных функций — переносу О2 и СО2, т.к. диффузионная поверхность увеличивается, а диффузионное расстояние уменьшается.
· Увеличивает способность к обратимой деформации (пластичность) при прохождении через узкие и изогнутые капилляры. Пластичность эритроцитов снижается по мере их старения и зависит от их формы. Так, эритроциты, имеющие патологически измененную их форму (сфероциты, серповидные), обладают меньшей пластичностью.
При некоторых патологических состояниях встречаются эритроциты различной формы (серповидные, мишеневидные, сфероциты и др.), что получило название пойкилоцитоз, а также различной величины (микроциты, макроциты, мегалоциты) — анизоцитоз.
В структуре эритроцита различают остов клетки — строму и поверхностный слой — мембрану. Плазмолемма эритроцитов имеет определенный заряд, а также обладает избирательной проницаемостью: свободно пропускает газы, воду, Сl- и HCO3-. хуже — глюкозу, мочевину, К+ и Na+; практически не пропускает белки. На поверхности эритроцитов присутствуют рецепторы, способные адсорбировать различные биологически активные, в том числе токсичные, вещества. Гликопротеины мембраны содержат антигенные детерминанты (например, агглютиногены А и В системы групп крови AB0).
Химический состав эритроцита: 60% — Н2О, 40% — сухой остаток (почти 90% его приходится на долю гемоглобина). В эритроцитах содержится ряд ферментов: цитохромоксидаза, пептидаза, каталаза, карбоангидраза и др. Содержание К+ в эритроцитах больше, чем Na+ (в плазме, наоборот, больше натрия, чем калия).
Основным источником энергии в эритроцитах является глюкоза, которая на 90 % окисляется в ходе анаэробного гликолиза. Энергия расходуется на восстановление текучести мембраны, работу ионных насосов, синтез глютатиона в реакциях восстановления, защищающих эритроциты от окислительной денатурации. Синтезируемый в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерат регулирует (уменьшает) сродство гемоглобина к кислороду, что ускоряет процесс отдачи кислорода.
Эритроцитам присущи три основные функции: транспортная, защитная, и регуляторная.
Транспортная функция включает:
· перенос О2 (участие гемоглобина);
· перенос СО2 (участие гемоглобина, карбоангидразы и ионообменника CI- /НСО3-);
· транспорт аминокислот, полипептидов, углеводов, жиров, ферментов, гормонов, различных биологически активных соединений (простагландины, лейкотриены и др.), микроэлементов.
Защитная функция:
· участие в специфическом и неспецифическом иммунитете (адсорбция вредных веществ, перенос на поверхности иммуноглобулинов, компонентов системы комплемента, иммунных комплексов),
· участие в свертывании крови (содержат фосфолипидный фактор, аналогичный 3 фактору тромбоцитов), появление в крови разрушенных эритроцитов способствуют гиперкоагуляции и тромбообразованию.
Регуляторная функция:
· участие в регуляции кислотно-основного состояния (гемоглобиновый буфер);
· участие в регуляции ионного состава плазмы и водного обмена;
· участие в регуляции эритропоэза, при разрушении эритроцитов освобождаются содержащиеся в них эритропоэтические факторы, оказывающие стимулирующее влияние на образование эритроцитов в костном мозге.
Количество эритроцитов в крови составляет:
у мужчин — (4,5–5,1) × 1012/л;
у женщин — (3,7–4,7) × 1012/л.
Более высокое содержание эритроцитов у мужчин обусловлено стимулирующим влиянием андрогенов на эритропоэз.
Общее количество эритроцитов, циркулирующих в крови, находящихся в кровяном депо и костном мозге взрослого человека в обычных условиях, составляет (25–30) × 1012/л. Эта совокупность эритроцитов называется эритроном.
Увеличение количества эритроцитов в крови выше верхней границы физиологической нормы называется эритроцитозом. Он бывает перераспределительным и истинным.
Перераспределительный эритроцитоз отмечается при:
· потере жидкости организмом (дегидратации);
· физических нагрузках;
· эмоциональных, стрессовых состояниях;
· понижении барометрического давления (компенсаторная реакция при подъеме на высоту).
При пребывании на больших высотах в первые часы эритроцитоз обусловлен поступлением в циркулирующую кровь эритроцитов из депо, а в дальнейшем — повышением продукции эритроцитов в костном мозге.
Абсолютные (истинные) эритроцитозы возникают вследствие усиления эритропоэза. Они бывают первичные и вторичные.
К первичным относят истинную полицитемию (эритремию) — злокачественное перерождение клетки-предшественницы миелопоэза, которое ведет к повышенной продукции эритоцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.
Вторичные эритроцитозы являются симптомами какого-либо заболевания (вследствие гипоксии при заболеваниях легких, повышенной продукции эритропоэтинов при патологии почек, печени, при избытке глюкокортикоидов).
Физиологический эритроцитоз наблюдается у новорожденных в первые 3-4 дня после рождения (до 6,0 × 1012 /л).
Уменьшение количества эритроцитов в крови ниже нижней границы физиологической нормы — эритропения — отмечается в результате:
· кровопотери;
· снижения эритропоэза;
· разрушения эритроцитов (гемолиз).
Эритропения отмечается при анемии (сочетание с низким содержанием Hb).
Образование эритроцитов происходит в красном костном мозге (в 1мин образуется 160 × 106 клеток). Из красного костного мозга в кровь поступают преимущественно незрелые эритроциты — ретикулоциты. Они (в отличие от зрелых эритроцитов) содержат рибосомы, митохондрии и комплекс Гольджи. Окончательная дифференцировка в эритроциты происходит в течение 24–48 часов после выхода ретикулоцитов в кровоток. Количество ретикулоцитов в периферической крови составляет около 1% всех циркулирующих красных клеток крови и отражает интенсивность продукции эритроцитов (возрастает при острой кровопотере, гемолизе эритроцитов, лечении некоторых анемий).
Продолжительность жизни эритроцитов (время циркуляции в крови) —90–120 дней. Основная масса эритроцитов (90%) разрушается путем фагоцитоза макрофагами селезенки, печени и красного костного мозга. Остальная часть эритроцитов (10%) распадается непосредственно в кровотоке. Освобожденный гемоглобин при этом связывается с белком плазмы — гаптоглобином, а затем этот комплекс разрушается макрофагами печени и селезенки.