Еритроцитом називається формений елемент крові, здатний за рахунок гемоглобіну транспортувати кисень до тканин, а вуглекислий газ - до легким. Це проста за структурою клітина, що має величезне значення для життєдіяльності ссавців і інших тварин. Еритроцит є найбільш численним типом клітин організму: приблизно чверть всіх клітин тіла - це червоні кров'яні тільця.
Загальні закономірності існування еритроцита
Еритроцити - клітина, що сталася з червоного паростка кровотворення. В добу таких клітин виробляється близько 2,4 мільйона, вони потрапляють в кровотік і починають виконувати свої функції. В ході експериментів визначено, що у дорослої людини еритроцити, будова яких істотно спрощено порівняно з іншими клітинами тіла, живуть 100-120 діб.
У всіх хребетних (за рідкісним винятком) від органів дихання до тканин кисень переноситься за допомогою гемоглобіну еритроцитів. Є й винятки: все представники сімейства "білокровних" риб існують без гемоглобіну, хоча вони можуть його синтезувати. Оскільки при температурі їх проживання кисень добре розчиняється в воді і плазмі крові, то більше масивні його переносники, якими є еритроцити, цим рибам не потрібні.
еритроцити хордових
У такий клітини, як еритроцит, будова різне в залежності від класу хордових. Наприклад, у риб, птахів і земноводних морфологія цих клітин схожа. Вони розрізняються тільки розмірами. Форма еритроцитів, обсяг, розмір і відсутність деяких органел відрізняють клітини ссавців від інших, які є у інших хордових. Існує і своя закономірність: еритроцити ссавців не містять зайвих органел і клітинного ядра. Вони набагато дрібніше, хоча мають велику поверхню зіткнення.
Розглядаючи будову еритроцитів жаби і людини, загальні особливості можна виявити відразу. Обидві клітини містять гемоглобін і беруть участь в кисневому транспорті. Але клітини людини дрібніше, вони овальні і мають дві увігнуті поверхні. Еритроцити жаби (а також птахів, риб і земноводних, крім саламандри) кулясті, вони мають ядро і клітинні органели, які можуть використовуватися в разі необхідності.
В людських еритроцитах, як і в червоних кров'яних клітинах вищих ссавців, немає ядер і органел. Розмір еритроцитів кози - 3-4 мкм, людини - 6,2-8,2 мкм. У амфіуми (хвостате земноводне) розмір клітин становить 70 мкм. Очевидно, що розмір тут є важливим фактором. Людський еритроцит хоч і менше, але має велику поверхню за рахунок двох вогнутостей.
Невеликий розмір клітин і їх велика кількість дозволили багаторазово збільшити здатність крові зв'язувати кисень, яка тепер мало залежить від зовнішніх умов. І такі особливості будови еритроцитів людини дуже важливі, тому що вони дозволяють комфортно почувати себе в певному ареалі проживання. Це міра пристосування до життя на суші, яка почала розвиватися ще у земноводних і риб (на жаль, не всі риби в процесі еволюції отримали можливість заселити сушу), і досягла піку розвитку у вищих ссавців.
Будова еритроцитів людини
Будова кров'яних тілець залежить від функцій, які покладені на них. Воно описується з трьох ракурсів:
- Особливості зовнішньої будови.
- Компонентний склад еритроцита.
- Внутрішня морфологія.
Зовні, в профіль, еритроцит виглядає як двоввігнутий диск, а в анфас - як кругла клітка. Діаметр в нормі 6,2-8,2 мкм.
Найчастіше в сироватці крові присутні клітини з невеликими відмінностями в розмірах. При нестачі заліза розбіг зменшується, і в мазку крові розпізнається анизоцитоз (багато клітин з різними розмірами і діаметром). При дефіциті фолієвої кислоти або вітаміну В12 еритроцит збільшується до Мегалобластов. Його розмір становить приблизно 10-12 мкм. Обсяг нормальної клітини (нормоцити) 76-110 куб. мкм.
Будова еритроцитів в крові - це не єдина особливість даних клітин. Куди важливіше їх кількість. Маленькі розміри дозволили збільшити їх число і, отже, площа контактної поверхні. Кисень активніше захоплюється еритроцитами людини, ніж жаби. І найбільш легко він в тканинах віддається з людських еритроцитів.
Кількість дійсно важливо. Зокрема, у дорослої людини в кубічному міліметрі міститься 4,5-5,5 мільйона клітин. У кози близько 13 млн еритроцитів в мілілітрі, а у плазунів - всього 0,5-1,6 млн, у риб 0,09-0,13 мільйона в мілілітрі. У новонародженої дитини кількість еритроцитів становить близько 6 мільйонів в мілілітрі, а у літньої - менше 4 млн на мілілітр.
функції еритроцитів
- транспортують кисень до тканин;
- переносять вуглекислий газ від тканин до легким;
- пов'язують токсичні речовини (глікірованний гемоглобін);
- беруть участь в імунних реакціях (несприйнятливі до вірусів і за рахунок активних форм кисню здатні згубно впливати на інфекції крові);
- здатні переносити деякі лікарські речовини;
- беруть участь в реалізації гемостазу.
Продовжимо розгляд такої клітини, як еритроцит, будова її максимально оптимізовано для реалізації вищевикладених функцій. Вона максимально легка і рухлива, має велику контактну поверхню для газової дифузії і протікання хімічних реакцій з гемоглобіном, а також швидко ділиться і заповнює втрати в периферичної крові. Це вузькоспеціалізована клітина, замінити функції якої поки неможливо.
еритроцитарна мембрана
У такий клітини, як еритроцит, будова досить просте, що не відноситься до її мембрані. Вона 3-шарова. Масова частка мембрани складає 10% від клітинної. В її складі 90% білків і лише 10% ліпідів. Це робить еритроцити особливими клітинами організму, так як майже у всіх інших мембранах ліпіди переважають над білками.
Об'ємна форма еритроцитів за рахунок плинності мембрани цитоплазми може змінюватися. Зовні самої мембрани розташовується шар поверхневих білків, що мають велику кількість вуглеводних залишків. Це глікопептиди, під якими розташований бислой ліпідів, звернених гідрофобними кінцями всередину і назовні еритроцита. Під мембраною, на внутрішній поверхні знову розташовується шар білків, які не мають вуглеводних залишків.
Рецепторні комплекси еритроцита
Функцією мембрани є забезпечення деформируемости еритроцита, що необхідно при капілярному проходженні. При цьому будова еритроцитів людини забезпечує додаткові можливості - клітинна взаємодія і електролітний струм. Білки з вуглеводними залишками - це молекули рецепторів, завдяки яким на еритроцити не «ведеться полювання" CD8-лейкоцитів і макрофагів імунної системи.
Еритроцити існують завдяки рецепторам і не знищуються власним імунітетом. А коли внаслідок багаторазового проштовхування по капілярах або через механічних пошкоджень еритроцити втрачають деякі рецептори, макрофаги селезінки "витягують" їх з кровотоку і знищують.
Внутрішня структура еритроцита
Що ж являє собою еритроцит? Будова його представляє не менший інтерес, ніж функції. Ця клітина схожа на мішечок з гемоглобіном, обмежений мембраною, на якій експресувати рецептори: кластери диференціювання і різноманітні групи крові (по Ландштейнеру, по резусу, по Даффі і іншим). Але всередині клітина особлива і дуже відрізняється від інших клітин організму.
Відмінності такі: еритроцити у жінок і чоловіків не містять ядра, у них немає рибосом і ендоплазматичної мережі. Всі ці органели були видалені після наповнення цитоплазми клітини гемоглобіном. Потім органели виявилися непотрібними, адже для проштовхування по капілярах потрібна клітка з мінімальними розмірами. Тому всередині вона містить тільки гемоглобін і деякі допоміжні білки. Їх роль поки не з'ясована. Зате через відсутність ендоплазматичноїмережі, рибосом і ядра вона стала легкою і компактною, а головне, може легко деформуватися разом з текучої мембраною. І це найважливіші особливості будови еритроцитів.
Еритроцитарний життєвий цикл
Головні особливості еритроцитів полягають в їх нетривалого життя. Вони не можуть ділитися і синтезувати білок через віддаленого з клітки ядра, а тому структурні пошкодження їх клітин накопичуються. В результаті, еритроцити властиво старіння. Однак гемоглобін, який захоплений макрофагами селезінки під час смерті еритроцита, завжди буде відправлений на утворення нових переносників кисню.
Життєвий цикл еритроцита починається в кістковому мозку. Цей орган є в пластинчастому речовині: в грудині, в крилах клубових кісток, в кістках основи черепа, а також в порожнині стегнової кістки. Тут зі стовбурної клітини крові під дією цитокінів утворюється попередниця мієлопоез з кодом (КУО-ГЕММ). Вона після поділу дасть родоначальницю гемопоезу, що позначається кодом (БОЮ-Е). З неї утворюється попередниця еритропоезу, яка позначена кодом (КУО-Е).
Цю ж клітку називають колонієутворюючих кліткою червоного кров'яного паростка. Вона чутлива до еритропоетину - речовини гормональної природи, що його виділяє нирками. Підвищення кількості еритропоетину (за принципом позитивного зворотного зв'язку в функціональних системах) прискорює процеси ділення і виробництва еритроцитів.
Освіта еритроцитів
Послідовність клітинних кістковомозкових перетворень КУО-Е така: з неї утворюється еритробласт, а з нього - пронормоціт, що дає початок базофільними нормобластов. У міру накопичення білка він стає поліхроматофільний нормобластов, а потім Оксифільні нормобластов. Після видалення ядра він стає ретикулоцитів. Останній потрапляє в кров і диференціюється (дозріває) до нормального еритроцита.
знищення еритроцитів
Приблизно 100-125 днів клітина циркулює в крові, постійно переносить кисень і видаляє продукти метаболізму з тканин. Вона транспортує пов'язаний з гемоглобіном вуглекислий газ і відправляє його назад в легені, попутно заповнюючи свої молекули білка киснем. І в міру отримання пошкоджень втрачає молекули фосфатидилсерина і рецепторні молекули. Через це еритроцит потрапляє "під приціл" макрофаги і знищується ім. А гем, отриманий з усього переваренного гемоглобіну, знову прямує для синтезу нових еритроцитів.
