Эритроциты, строение, количество функций. Гемоглобин, количество, его виды, соединения и их физиологическое значение.

Норма содержания красных кровяных телец

Важно отметить, что нормы содержания данных клеток определяются сразу же несколькими факторами – возрастом пациента, его полом и местом проживания. Определить уровень данных клеток помогает клинический (общий) анализ крови. У женщин - от 3.7 до 4.7 триллионов в 1 л; У мужчин - от 4 до 5.1 триллионов в 1 л; У детей старше 13 лет - от 3.6 до 5.1 триллионов в 1 л; У детей в возрасте от 1 года до 12 лет - от 3.5 до 4.7 триллионов в 1 л; У детей в первый день их жизни - от 4.3 до 7.6 триллионов в 1 л. Высокий уровень клеток в крови новорожденных обусловлен тем, что во время внутриутробного развития их организм нуждается в большем количестве красных кровяных телец. Только так плод может получать необходимое ему количество кислорода в условиях относительно низкой его концентрации в крови матери.

Строение

Данным кровяным тельцам присуща двояковогнутая форма и красный окрас, обусловленный наличием в клетке большого количества гемоглобина. Именно гемоглобин составляет основную часть данных клеток. Их диаметр варьирует в пределах от 7 до 8 мкм, а вот толщина достигает 2 - 2,5 мкм. Ядро в созревших клетках отсутствует, что значительно увеличивает их поверхность. Помимо этого отсутствие ядра обеспечивает быстрое и равномерное проникновение внутрь тельца кислорода. Продолжительность жизни данных клеток составляет около 120 дней. Общая поверхность красных кровяных клеток человека превышает 3000 квадратных метров. Данная поверхность в 1500 раз больше поверхности всего человеческого тела. Если разместить все красные клетки человека в один ряд, то Вы сможете получить цепочку, длина которой будет составлять около 150000 км. Разрушение данных телец происходит преимущественно в селезенке и частично в печени.

Функции

1. Питательная: осуществляют перенос аминокислот от органов пищеварительной системы к клеткам организма;

2. Ферментативная: являются носителями различных ферментов (специфических белковых катализаторов);

3. Дыхательная: данная функция осуществляется гемоглобином, который способен присоединять к себе и отдавать как кислород, так и углекислый газ;

4. Защитная: связывают токсины за счет присутствия на их поверхности специальных веществ белкового происхождения.

Термины, применяемые для описания данных клеток:

Микроцитоз – средний размер красных кровяных клеток меньше нормального; Макроцитоз – средний размер красных кровяных клеток больше нормального; Нормоцитоз – средний размер красных кровяных клеток нормальный; Анизоцитоз – размеры красных кровяных клеток значительно отличаются, одни чересчур маленькие, другие очень большие; Пойкилоцитоз – форма клеток варьирует от правильной до овальной, серповидной; Нормохромия – красные кровяные тельца окрашены нормально, что является признаком нормального уровня в них гемоглобина; Гипохромия – красные кровяные клетки окрашены слабо, что указывает на то, что гемоглобина в них меньше нормы.

Гемоглобин

Основные функции эритроцитов связаны с наличием в их составе особого белка хромопротеида, получившего наименование гемоглобин. Молекулярная масса гемоглобина человека равна 68800 Да. Состоит гемоглобин из белковой (глобин) и железосодержащей (гемм) частей. На одну молекулу глобина приходится 4 молекулы гемма.

В крови здорового человека содержание гемоглобина колеблется несколько ниже (до 150 г/литр), чем у мужчин (до 160 г/литр). У беременных женщин содержание гемоглобина может падать до 110 г/литр, и это не является патологией.

Основное назначение гемоглобина – транспорт кислорода и углекислого газа. Кроме того, гемоглобин обладает буферными свойствами, а также способностью связывать некоторые токсические вещества, благодаря чему поддерживается постоянство внутренней среды – гомеостаз.

Гем состоит из молекулы порфирина, в центре которой расположен атом железа со степенью окисления +2, способный присоединять кислород. Белковая часть гемоглобина человека неоднородна по своей структуре, благодаря чему разделяется на ряд фракций. Большая часть гемоглобина взрослого человека (до 95-98 %) состоит из фракции А (от слова adultus – взрослый). От 2 до 3 % всего гемоглобина приходится на фракцию А2. Наконец, в эритроцитах взрослого человека находится так называемый фетальный гемоглобин (от лат. foetus – плод), или гемоглобин F,содержание его в норме подвержено значительным колебаниям, хотя редко превышает 1-2 %. Гемоглобины А и А2 обнаруживаются практически во всех эритроцитах, тогда как гемоглобин F присутствует в них не всегда.

Гемоглобин F содержится преимущественно у плода. К моменту рождения ребенка на его долю приходится до 70-90 %. Гемоглобин F имеет большее сродство к кислороду, чем гемоглобин А, что позволяет тканям плода не испытывать гипоксии, несмотря на относительно низкое напряжение кислорода в его крови.

Кроме так называемых «нормальных» гемоглобинов, существуют еще аномальные, встречающиеся при различных заболеваниях системы крови. В настоящее время насчитывается более 300 аномальных гемоглобинов. Все они отличаются друг от друга строением глобина.

Первичными структурными элементами молекулы гемоглобина являются полипептидные цепи, носящие наименование протомеров и состоящие из аминокислот. Свойства гемоглобина, наличие нормальных и патологических гемоглобинов зависит от того порядка, в котором расположены аминокислоты, а также от того, находятся цепи в виде спиралей или в простом виде, т.е. от вторичной, третичной и четвертичной его структуры.

Соединения ГБ. Внутри гемоглобина молекулы находятся в тесном взаимодействии. Гемоглобин обладает способностью образовывать соединения с О2, СО2 и СО. Гемоглобин, присоединивший О2, носит наименование оксигемоглобина (ННbО2); гемоглобин, отдавший О2, называется восстановленным, или редуцированным гемоглобином (ННb). В артериальной крови преобладает содержание оксигемоглобина, от чего ее цвет приобретает алую окраску. Венозной крови до 35 % всего гемоглобина приходится на ННb. Кроме того, часть гемоглобина через аминную группу связывается с СО2, образуя карбогемоглобин (ННbСО2), благодаря чему переносится от 10до 20 % всего транспортируемого кровью СО2.

Гемоглобин способен образовывать довольно прочную связь с СО. Это соединение называется карбоксигемоглобин (ННbСО). Сродство гемоглобина к СО значительно выше, чем к О2, поэтому гемоглобин, присоединивший СО, не способен связаться с О2. Однако при вдыхании чистого О2 резко возрастает скорость распада карбоксигемоглобина, чем на практике пользуются при отравлении СО.

Сильные окислители (ферроцианид, бертолетова соль, перекись водорода и др.)изменяют заряд от Fe2+ до Fe3+, в результате чего возникает окисленный гемоглобин – прочное соединение гемоглобина с О2, носящее наименование метгемоглобин. При этом нарушается транспорт О2, что может привести к тяжелейшим последствиям и даже смерти.