Морфо-функциональные особенности эритроцита как клетки крови. Физиологический эритроцитоз, механизмы его развития.

Эритроциты – красные кровяные тельца, содержащие дыхательный пигмент – гемоглобин. Эти безъядерные клетки образуются в красном костном мозге, а разрушаются в селезенке. В зависимости от размеров делятся на нормоциты, микроциты и макроциты. Примерно 85 % всех клеток имеет форму двояковогнутого диска или линзы с диаметром 7,2–7,5 мкм. Такая структура обусловлена наличием в цитоскелете белка спектрина и оптимальным соотношением холестерина и лецитина. Благодаря данной форме эритроцит способен переносить дыхательные газы – кислород и углекислый газ.

Важнейшими функциями эритроцита являются:

1) дыхательная;2) питательная;3) ферментативная;4) защитная;5) буферная.

Гемоглобин участвует в иммунологических реакциях.

Дыхательная функция связана с наличием гемоглобина и бикарбоната калия, за счет которых осуществляется перенос дыхательных газов.

Питательная функция связана со способностью мембраны клеток адсорбировать аминокислоты и липиды, которые с током крови транспортируются от кишечника к тканям.

Ферментативная функция обусловлена присутствием на мембране карбоангидразы, метгемоглобинредуктазы, глютатионредуктазы, пероксидазы, истинной холинэстеразы и др.

Защитная функция осуществляется в результате оседания токсинов микробов и антител, а также за счет присутствия факторов свертывания крови и фибринолиза.

Поскольку эритроциты содержат антигены, то их используют в иммунологических реакциях для выявления антител в крови.

Эритроциты являются самыми многочисленными форменными элементами крови. Так, у мужчин в норме содержится 4,5–5,5 × 1012/л, а у женщин – 3,7–4,7 × 1012/л. Однако количество форменных элементов крови изменчиво (их увеличение называется эритроцитозом, а при уменьшение – эритропенией).

Эритроциты обладают физиологическими и физико-химическими свойствами:

1) пластичностью;2) осмотической стойкостью;3) наличием креаторных связей;

4) способностью к оседанию;5) агрегацие6) деструкцией.

Пластичность во многом обусловлена строением цитоскелета, в котором очень важным является соотношение фосфолипидов и холестерина. Это соотношение выражается в виде липолитического коэффициента и в норме составляет 0,9. Пластичность эритроцитов – способность к обратимой деформации при прохождении через узкие капилляры и микропоры. При снижении количества холестерина в мембране наблюдается снижение стойкости эритроцитов.

Осмотическое давление в клетках немного выше, чем в плазме, за счет внутриклеточной концентрации белков. Также на осмотическое давление оказывает влияние и минеральный состав (в эритроцитах преобладает калий и снижено содержание ионов Na). За счет наличия осмотического давления обеспечивается нормальный тургор.

В настоящее время установлено, что эритроциты являются идеальным переносчиками, поскольку обладают креаторными связями, транспортируют различные вещества и осуществляют межклеточное взаимодействие.

Способность к оседанию обусловлена удельным весом клеток, который выше, чем все плазмы крови. В норме она невысока и связана с наличием белков альбуминовой фракции, которые способны удерживать гидратную оболочку эритроцитов. Глобулины являются лиофобными коллоидами, которые препятствуют образованию гидратной оболочки. Соотношение альбуминовой и глобулиновой фракций крови (белковый коэффициент) определяет скорость оседания эритроцитов. В норме он составляет 1,5–1,7.

При уменьшении скорости кровотока и увеличении вязкости наблюдается агрегация. При быстрой агрегации образуются «монетные столбики» – ложные агрегаты, которые распадаются на полноценные клетки с сохраненной мембраной и внутриклеточной структурой. При длительном нарушении кровотока появляются истинные агреганты, вызывающие образование микротромба.

Деструкция (разрушение эритроцитов) происходит через 120 дней в результате физиологического старения. Оно характеризуется:

1) постепенным уменьшением содержания липидов и воды в мембране;

2) увеличенным выходом ионов K и Na;

3) преобладанием метаболических сдвигов;

4) ухудшением способности к восстановлению метгемоглобина в гемоглобин;

5) понижением осмотической стойкости, приводящей к гемолизу.

Стареющие эритроциты за счет понижения способности к деформации застревают в миллипоровых фильтрах селезенки, где поглощаются фагоцитами. Около 10 % клеток подвергаются разрушению в сосудистом русле.

Эритроцитоз -- это увеличение в крови количества эритроцитов свыше 6*10в12 в 1 л и концентрации гемоглобина свыше 170 г/л.

Эритроцитоз подразделяют на абсолютный и относительный.

Абсолютный эритроцитоз -- это повышение содержания эритроцитов и гемоглобина в единице объема крови вследствие усиления эритропоэза. По этиологии выделяют приобретенный и наследственный абсолютный эритроцитоз.

Приобретенный абсолютный эритроцитоз возникает в результате увеличения продукции эритропоэтина преимущественно в почках. Это может быть вызвано следующими причинами:

1) нарушениями нейрогуморальной регуляции -- возбуждением симпатической части нервной системы, гиперфункцией ряда эндокринных желез.

2) гипоксической, дыхательной, циркуляторной гипоксией -- в случае горной болезни, недостаточности внешнего дыхания и кровообращения

3) местной гипоксией почек вследствие их ишемии (гидронефроз, стеноз почечных артерий);

4) гиперпродукцией эритропоэтинов некоторыми опухолями (гипернефрома, рак печени и др.).

Кроме того, абсолютный эритроцитоз развивается при истинной полицитемии (эритремия, или болезнь Вакеза), которая является разновидностью хронического лейкоза.

Причиной возникновения наследственного абсолютного эритроцитоза может быть генетически обусловленный дефект глобина в молекуле гемоглобина или дефицит в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата, являющегося регулятором оксигенации и дезоксигенации гемоглобина. При этом повышается сродство гемоглобина к кислороду и уменьшается его отдача тканям (кривая диссоциации оксигемоглобина сдвинута влево). Развивается гипоксия, стимулируется продукция эритропоэтинов, под влиянием которых усиливается эритропоэз.

5. Гемоглобин, строение и свойства. Количество и метод определения. Виды и соединения гемоглобина. Цветовой показатель, его определение.

Основные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе особого белка хромопротеида — гемоглобина. Молеку­лярная масса гемоглобина человека равна 68 800. Гемоглобин состоит из белковой (глобин) и железосодержащей (гем) частей. На 1 мо­лекулу глобина приходится 4 молекулы гема.

В крови здорового человека содержание гемоглобина составляет 120—165 г/л (120—150 г/л для женщин и 130—160 г/л для мужчин). У беременных содержание гемоглобина может понижаться до 110 г/л, что не является патологией.

Основное назначение гемоглобина — транспорт О₂ и СО₂. Кроме того, гемоглобин обладает буферными свойствами, а также способ­ностью связывать некоторые токсичные вещества.

Гемоглобин человека и различных животных имеет разное стро­ение. Это касается белковой части — глобина, так как гем у всех представителей животного мира имеет одну и ту же структуру. Гем состоит из молекулы порфирина, в центре которой расположен ион Fe²⁺, способный присоединять О₂. Структура белковой части гемо­глобина человека неоднородна, благодаря чему белковая часть раз­деляется на ряд фракций. Большая часть гемоглобина взрослого человека (95—98%) состоит из фракции А (от лат. adultus — взрослый); от 2 до 3% всего гемоглобина приходится на фракцию А₂; наконец, в эритроцитах взрослого человека находится так на­зываемый фетальный гемоглобин (от лат. fetus — плод), или гемоглобин F, содержание которого 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 70—90%. Гемоглобин F имеет большее сродство к О₂, чем гемоглобин А, что позволяет тканям плода не испытывать гипоксии, несмотря на относительно низкое напряжение О₂ в его крови. Эта приспособительная реакция объясняется тем, что гемоглобин F труднее вступает в связь с 2,3-дифосфоглицернновой кислотой, которая уменьшает способность гемоглобина переходить в оксигемоглобин, а следовательно, и обес­печивать легкую отдачу О₂ тканям.

Гемоглобин обладает способностью образовывать соединения с О₂, СО₂ и СО. Гемоглобин, присоединивший О₂, носит наименование оксигемоглобина (ННbО2); гемоглобин, отдавший О₂, называется восстановленным, или редуцированным (ННb). В артериальной кро­ви преобладает содержание оксигемоглобина, от чего ее цвет при­обретает алую окраску. В 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 10 до 20% всего транспортируемого кровью СО₂.

Гемоглобин способен образовывать довольно прочную связь с СО. Это соединение называется карбоксигемоглобином (ННЬСО). Сродство гемоглобина к СО значительно выше, чем к О₂, поэтому гемоглобин, присоединивший СО, неспособен связываться с О₂. Од­нако при вдыхании чистого О₂ резко возрастает скорость распада карбоксигемоглобина, чем пользуются на практике для лечения отравлений СО.

Сильные окислители (ферроцианид, бертолетова соль, пероксид, или перекись, водорода и др.) изменяют заряд от Fe²⁺ до Fe³⁺, в результате чего возникает окисленный гемоглобин — прочное сое­динение гемоглобина с О₂, носящее наименование метгемоглобина. При этом нарушается транспорт О₂, что приводит к тяжелейшим последствиям для человека и даже смерти.

Цветовой показатель

О содержании в эритроцитах гемоглобина судят по так назы­ваемому цветовому показателю, или фарб-индексу (Fi, от farb — цвет, index — показатель) — относительной величине, характе­ризующей насыщение в среднем одного эритроцита гемоглобином. Fi — процентное соотношение гемоглобина и эритроцитов, при этом за 100% (или единиц) гемоглобина условно принимают величину, равную 166,7 г/л, а за 100% эритроцитов — 5*10 /л. Если у человека содержание гемоглобина и эритроцитов равно 100%, то цветовой показатель равен 1. В норме Fi колеблется в пределах 0,75—1,0 и очень редко может достигать 1,1. В этом случае эритроциты называются нормохромными. Если Fi менее 0,7, то такие эритроциты недонасыщены гемоглобином и называются гипохромными. При Fi более 1,1 эритроциты име­нуются гиперхромными. В этом случае» объем эритроцита значительно увеличивается, что позволяет ему содержать большую концентрацию гемоглобина. В результате создается ложное впе­чатление, будто эритроциты перенасыщены гемоглобином. Гипо- и гиперхромия встречаются лишь при анемиях. Определение цве­тового показателя важно для клинической практики, так как позволяет провести дифференциальный диагноз при анемиях раз­личной этиологии.

Важнейшие из методов определения концентрации гемоглобина — колориметрические. Они широко применяются на практике ввиду их простоты и доступности.

Определение уровня гемоглобина крови по гематиновому методу Сали основан на превращении гемоглобина при прибавлении к крови хлористоводородной кислоты в хлоргемин коричневого цвета, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию гемоглобина. Полученный раствор хлорида гематита разводят водой до цвета стандарта, соответствующего известной концентрации гемоглобина.

В градуированную пробирку наливают до деления, помеченного цифрой «2 грамм-процента» (нижняя круговая метка) 0,1 грамм-процента раствора хлористоводородной кислоты. Затем набирают кровь в капиллярную пипетку до метки «0,02 миллилитра», всасывая е ртом через резиновую трубку. Обтерев кончик пипетки снаружи ватой, опускают ее в пробирку с 0,1 грамм-процента раствором хлористоводородной кислоты и осторожно выдувают кровь. Повторными всасываниями и выдуваниями верхнего слоя жидкости пипетку ополаскивают. Пробирку несколько раз встряхивают и, заметив время, ставят в штатив. Для полного превращения гемоглобина в хлорид гематита требуется не менее 5 минут. Через 5 минут геометр поднимают до уровня глаз и сравнивают цвет испытуемой жидкости с цветом стандартов. Обычно , за исключением случаев крайне тяжелой анемии, он темнее, чем в стандартных пробирках. С помощью неградуированной пипетки к испытуемому раствору добавляют по каплям дистиллированную воду, перемешивают стеклянной палочкой и сравнивают со стандартами. Как только цвет исследуемой жидкости станет одинаков с цветом стандартов, отмечают, какому делению шкалы соответствует уровень жидкости (по нижнему мениску) в пробирке

Электролитный состав плазмы крови. Количество натрия, кальция, калия, хлора в плазме. Понятие об осмотической концентрации и осмотическом давлении, единицы измерения. Осмотическая резистентность эритроцитов, ее границы.

Известно, что общее содержание воды в организме человека составляет 60–65% от массы тела, т.е. приблизительно 40–45 л (если масса тела 70 кг); 2/3 общего количества воды приходится на внутриклеточную жидкость, 1/3 – нa внеклеточную. Часть внеклеточной воды находится в сосудистом русле (5% от массы тела), большая часть – вне сосудистого русла – это межуточная (интерстициальная), или тканевая, жидкость (15% от массы тела). Кроме того, различают «свободную воду», составляющую основу внутри- и внеклеточной жидкости, и воду, связанную с различными соединениями («связанная вода»).Распределение электролитов в жидких средах организма очень специфично по своему количественному и качественному составу.

Из катионов плазмынатрий занимает ведущее место и составляет 93% от всего их количества. Среди анионов следует выделить прежде всего хлор и бикарбонат. Сумма анионов и катионов практически одинакова, т.е. вся система электронейтральна.

Натрий. Это основной осмотически активный ион внеклеточного пространства. В плазме крови концентрация ионов Na+приблизительно в 8 раз выше (132–150 ммоль/л), чем в эритроцитах.

При гипернатриемии, как правило, развивается синдром, обусловленный гипергидратацией организма. Гипонатриемия сопровождается дегидратацией организма.

Калий. Концентрация ионов К+ в плазме колеблется от 3,8 до 5.4 ммоль/л; в эритроцитах его приблизительно в 20 раз больше. Уровень калия в клетках значительно выше, чем во внеклеточном пространстве, поэтому при заболеваниях, сопровождающихся усиленным клеточным распадом или гемолизом, содержание калия в сыворотке крови увеличивается.

Гиперкалиемия наблюдается при острой почечной недостаточности и гипофункции коркового вещества надпочечников.

Развивающаяся гипокалиемия вызывает тяжелые нарушения в работе сердца, о чем свидетельствуют данные ЭКГ. Понижение содержания калия в сыворотке отмечается иногда при введении больших доз гормонов коркового вещества надпочечников с лечебной целью.

Кальций. В эритроцитах обнаруживаются следы кальция, в то время как в плазме содержание его составляет 2,25–2,80 ммоль/л.

Кальций принимает активное участие в процессах нервно-мышечной возбудимости (как антагонист ионов К+), мышечного сокращения, свертывания крови, образует структурную основу костного скелета, влияет на проницаемость клеточных мембран и т.д.

Отчетливое повышение уровня кальция в плазме крови наблюдается при развитии опухолей в костях, гиперплазии или аденоме паращитовидных желез. В таких случаях кальций поступает в плазму из костей, которые становятся ломкими.

Железо. В цельной крови железо содержится в основном в эритроцитах (около 18,5 ммоль/л), в плазме концентрация его составляет в среднем 0,02 ммоль/л

Недостаток железа в организме может вызвать нарушение последнего этапа синтеза гема – превращение протопорфирина IX в гем. Как результат этого развивается анемия, сопровождающаяся увеличением содержания порфиринов, в частности протопорфирина IX, в эритроцитах.

Осмотическая резистентность эритроцитов - метод оценки физико-химических свойств эритроцитов, заключающийся в исследовании стойкости (резистентности) к различным воздействиям. Исследование проводят в пробе крови пациента при подозрение на гемолитическую анемию. Понижение осмотической резистентности эритроцитов т.е. их разрушение (гемолиз), происходит при наследственных заболеваниях крови - сфероцитозе, аутоиммунной гемолитической анемии. Повышение характерно для талассемии (нарушение синтеза гемоглобина) и других гемоглобинопатий.

Осмотическая резистентность характеризует устойчивость эритроцитов к гемолизу при добавлении солевых растворов со снижающейся концентрацией. Чем ниже осмотическая резистентность эритроцитов, тем раньше происходит гемолиз.

В норме гемолиз начинает происходить при концентрации хлорида натрия 0,46 - 0,42% и полный гемолиз при 0,32 - 0,3%.

Нарушение осмотической резистентности эритроцитов происходит вследствии нарушения сруктурных и функциональных свойств мембран эритроцитов. Это может явиться следствием врожденых или приобретенных заболеваний, приводящих к измениеию структуры мембран - при наследственном дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах, наследственном микросфероцитозе, при заболеваниях печени и других органов и тканей, например, при активации перекисного окисления липидов (ПОЛ). Чаще метод применяется при подозрении на гемолитическую анемию.

Осмотическое давление. Осмос молекул воды через избирательно проницаемую мембрану может быть уравновешен силой, приложенной в направлении, обратном осмосу. Величину давления, необходимую для прекращения осмоса, называют осмотическим давлением. Таким образом, осмотическое давление является непрямой характеристикой содержания воды и концентрации веществ в растворе. Чем оно выше, тем меньше в растворе содержание воды и выше концентрация растворенного вещества.

Осмоти́ческая концентра́ция — суммарная концентрация всех растворённых частиц.

Осмо́ль — единица осмотической концентрации, равная осмоляльности, получаемой при растворении в одном кг растворителя одного моль неэлектролита. Соответственно, раствор неэлектролита с концентрацией 1 моль/л имеет осмолярность 1 осмоль/литр.

7. Лейкоциты, их виды и функции. Лейкоцитарная формула. Физиологический лейкоцитоз. Клиническое значение определения количества лейкоцитов.

Лейкоциты, или белые кровяные тельца, представляют собой образования различной формы и величины. По строению лейкоциты делят на две большие группы: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. К гранулоцитам относятся нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, к агранулоцитам — лимфоциты и моноциты. Свое наименование клетки зернистого ряда получили от способности окрашиваться красками: эозинофилы воспринимают кислую краску (эозин), базофилы — щелочную (гематоксилин), а нейтрофилы — и ту, и другую.

В норме количество лейкоцитов у взрослых людей колеблется от 4,5 до 8,5 тыс. в 1 мм³, или 4,5—8,5*10⁹/л.

Увеличение числа лейкоцитов носит название лейкоцитоза, уменьшение — лейкопении. Лейкоцитозы могут быть физиологиче­ские и патологические, тогда как лейкопении встречаются только при патологии.