Червоні кров'яні клітини (еритроцити) під час дозрівання втрачають ядро і стають просто інертними мішечками, наповненими гемоглобіном. Еритроцити мають мінімальним обміном речовин і живуть вкрай недовго, в середньому тривалість життя еритроцитів коливається від 1 до 3 місяців. Старі еритроцити поступово руйнуються і відповідно до цього утворюються нові, причому щомиті з'являється до 10 мільйонів молодих еритроцитів.
Життєвий цикл еритроцитів. Еритроцити утворюються в червоному кістковому мозку. Певні великі клітини, розташовані уздовж стінок капілярів або кровоносних синусів кісткового мозку, безперервно діляться, утворюючи клітини менших розмірів, що мають ядро і не містять гемоглобіну. Ці маленькі клітки протягом подальшого розвитку втрачають ядро, в них з'являється гемоглобін, і, врешті-решт, в кровоносне русло надходять нові дископодібні еритроцити. Еритроцит циркулює в кровоносній руслі, поки в ньому не починаються процеси старіння і розпаду. Потім відбувається наступне: еритроцит або залишає кровоносне русло, або, проходячи повільно через синуси печінки і селезінки, він (або його залишки) прикріплюється до однієї з ендотеліальних клітин, що вистилають посудину. Ці особливі клітини, часто звані ретикуло-ендотеліальними, зустрічаються в невеликих кількостях у всіх органах, але переважають вони в печінці і селезінці. Подібно лейкоцитам, плаваючим в крові, ретикуло-ендотеліальні клітини здатні давати вирости протоплазми - псевдоподии, які оточують і в кінці кінців поглинають частинки, що лежать на їх поверхні (рис. XV).
Цей процес поїдання, або фагоцитоз, має місце і щодо еритроцитів (ми не знаємо поки, чому тільки старі червоні кров'яні клітини здатні приклеюватися). Еритроцит повністю заковтується ретикуло-ендотеліальної клітиною і потім нею перетравлюється. Що ж відбувається при цьому з гемоглобіном? Складна молекула гемоглобіну складається з білка - глобіну і барвника - гема. Гем - особлива молекула, що складається з великого числа розташованих кільцями атомів вуглецю і азоту, причому в центрі всієї молекули знаходиться атом заліза. При перетравленні еритроцита білкова частина молекули гемоглобіну легко розщеплюється на розчинні амінокислоти, які або використовуються фагоцитом, або дифундують в плазму крові. Однак не так просто йде справа з молекулою гема. Атом заліза отщепляется від гема у вигляді нерозчинної окису заліза, і тому фагоцитуючими ретикуло-ендотеліальними клітина буває протягом деякого часу наповнена шматочками іржі. Пігментна частина молекули перетворюється в близькі за структурою червоні, зелені, жовті та коричневі
пігменти, що виділяються, в кінці кінців, клітинами печінки в дуже тонкі жовчні протоки.
Таким чином, жовч зобов'язана своїм кольором пігментів, що утворюється при розпаді гемоглобіну. Ці пігменти надходять по більшим жовчних протоках в жовчний міхур, де затримуються на деякий час і потім вже переходять в кишечник. Деякі з цих пігментів знову адсорбуються кров'ю і потім виводяться з організму з сечею, надаючи їй характерний жовтий колір. Однак більша частина жовчних пігментів залишається в кишечнику, зазнає подальші хімічні перетворення, утворюючи коричневий пігмент, що забарвлює калові маси. Знаючи кількість жовчних пігментів, що виділилися з печінки, можна визначити швидкість руйнування гемоглобіну в організмі і тим самим встановити число еритроцитів, що гинуть щодня.
Кожен з нас неодноразово бачив перетворення гемоглобіну в жовчні пігменти. При розриві маленького кровоносної судини еритроцити потрапляють в тканини, наприклад під шкіру, в результаті чого з'являється синець або синяк. Такі еритроцити не можуть потрапити назад в кровоносне русло, вони поступово руйнуються ретикуло-ендотеліальними клітинами, які або перебували в даній тканини, або надійшли в неї з крові. Потім протягом тижня розігрується «барвисте» видовище, коли забите «чорне» місце робиться яркокрасного, темнокрасним, зеленим, коричневим і жовтим, поки, нарешті, не знайде нормального забарвлення.
З усіх складових частин зруйнованого гемоглобіну тільки залізо залишається бездіяльним, як би похованим в своєму живому саркофазі-фагоціте. Кровотворні клітини кісткового мозку в процесі утворення еритроцитів створюють новий глобин і вуглецево-азотна кільце молекули гама. Однак жодна клітина не може побудувати з інших елементів атом заліза. Для утворення нової молекули гемоглобіну необхідно залізо; в звичайній же дієті міститься дуже незначна кількість цього елемента. Тому залізо, яке перебуває в клітинах печінки, має повернутися до кровообразующім клітинам кісткового мозку. Це не легке завдання, так як частинки окису заліза нерозчинні, і при попаданні в кровоносне русло вони викликали б закупорку судин. Виник утруднення вирішується в нашому організмі наступним чином (нелегко конкурувати в кмітливості з його «мудрими» рішеннями): коли ретикуло-ендотеліальна клітина досить наповнюється частинками заліза, вона відокремлюється від місця прикріплення (зазвичай шляхом клітинного поділу) і пливе по кровоносному руслу подібно баржі , важко навантаженої залізною рудою. Залізний вантаж прибуває до фабрики - кістковому мозку, і може бути використаний для побудови нових
молекул гемоглобіну, необхідних для нових еритроцитів.
Необхідно зупинитися ще на одну обставину, що стосується утворення еритроцитів. При порушенні його (або при збільшенні розпаду еритроцитів) розвивається анемія. Найбільш різкий приклад порушення утворення еритроцитів-захворювання, зване злоякісної анемією, при якій кількість еритроцитів у крові може знизитися до однієї чверті нормального. Минуло приблизно десятиліття після відкриття причин виникнення і способів лікування фатального до того часу захворювання. (Ще три Нобелівські премії присуджено за ці роботи.) Для нормального утворення червоних кров'яних клітин необхідно додаткове хімічна речовина. Воно виходить з білків їжі в шлунку в процесі травлення і потім нагромаджується в клітинах печінки. У хворих, які страждають злоякісної анемією, це антианемічна речовина не утворюється, тому що в шлунковому соку відсутні кислота і необхідні ензими. Тому можна підтримувати здоров'я людей, які страждають злоякісної анемією, даючи їм з їжею великі кількості печінкової тканини або речовини, приготованого з неї, і навіть просто покращуючи їх власне травлення введенням відсутніх кислоти і особливих ферментів.
Регуляція утворення еритроцитів. Яким же чином підтримується в організмі постійне число червоних кров'яних клітин? Очевидно, процеси утворення і руйнування еритроцитів повинні бути точно збалансовані. Якщо уявити собі, що швидкості обох процесів рівні, то як пояснити наступне: у людини вже через тиждень або два після сильної кровотечі, при якому втрачається третина і навіть більше загальної кількості крові, відновлюється зовсім нормальна кількість кров'яних клітин. З цього випливає, що в організмі існує регуляція утворення еритроцитів (можливо, що регулюється і руйнування їх, здійснюване шляхом розпаду окремих клітин), і цікаво з'ясувати, на- основі якого механізму вона здійснюється.
Основна функція червоних кров'яних клітин полягає в перенесенні кисню, тому у випадках, коли різко зменшується кількість еритроцитів або порушується їх нормальна діяльність, тканини організму (включаючи, звичайно, і клітини самого кісткового мозку) отримують недостатню кількість кисню. Отже, регуляція буде автоматичною і досконалою, якщо недостатнє постачання киснем клітин кісткового мозку призводить до посиленого утворення еритроцитів. В даному випадку гіпотеза дає в руки експериментатора провідну нитку, яка вказує, в якому напрямку слід проводити пошуки і які експерименти треба виконати.
Помістимо тварина в умови поганого постачання киснем, щоб кров його не могла повністю окислюватися, і будемо спостерігати, чи не станеться у нього збільшення числа еритроцитів. (Підрахунок еритроцитів зробити дуже просто, в будь-якій лікарні щодня виконуються сотні таких обчислень. Підрахунки показують, що в 1 мм 3 міститься приблизно 5 млн. Еритроцитів; відхилення від цієї цифри не перевищують 100 тис.) Експеримент підтверджує очікувані результати. Насправді, природа постійно проводить подібні експерименти, і ми можемо просто спостерігати за їх результатами. У жителів високогірних селищ число еритроцитів в крові завжди вище, ніж у людей, що живуть на рівні моря. Коли людина з Чикаго потрапляє в Денвер, кількість еритроцитів в його крові поступово збільшується і порівнюється, в кінці кінців, з числом еритроцитів, які спостерігаються у постійних мешканців даної місцевості.
Напрошується висновок, що організм до кінця послідовний у використанні скоєних регуляторних механізмів.
Схожі пости.
- Кров і перенесення газів
- регуляція дихання
- Механізм дихальних рухів
- Газообмін у легенях
- Дихальна система
