Где образуются эритроциты и какие функции выполняют?

Что представляют собой эритроциты?

Что такое эритроциты, знают «в общих чертах» много людей. И, хотя все люди в течение жизни неоднократно сталкиваются с необходимостью исследования крови, расшифровать результаты анализов без специального образования им трудно.

Эритроцитами называют красные кровяные клетки, которые вырабатываются в организме и играют важную роль в кроветворении. Их доля в общем количестве всех клеток человеческого тела достигает 25%. Их функция — обеспечивать клеточное дыхание, переносить кислород в органы и ткани из легких и забирать из них углекислый газ. Эритроциты — основа тканевого газообмена. Число эритроцитов огромно, вот некоторые данные:

• если соединить все эритроциты в один, то общая поверхность этой клетки займет площадь в 3800 квадратных метров (квадрат со стороной 61,5 метров). Именно такая поверхность каждую секунду занимается в нашем организме газообменом — в 1500 раз больше, чем площадь поверхности тела человека;
• в одном кубическом миллиметре крови содержится 5 миллионов эритроцитов, а в одном кубическом сантиметре — 5 миллиардов, почти столько же человек живет на нашей планете;
• если положить все эритроциты одного человека в столбик, один на другой, то он займет расстояние более 60000 километров — 1/6 расстояния до Луны.

Название частиц крови образовано от 2 слов греческого происхождения: erythros (красный) и kytos (вместилище). Хотя их называют красными клетками, такой цвет они имеют не всегда. На этапе созревания они окрашены в синий цвет, поскольку содержат мало железа. Позднее кровяные клетки сереют. Когда в них начинает преобладать гемоглобин, они становятся розовыми. Созревшие эритроциты в норме красные. Сухое вещество зрелого эритроцита содержит 95% гемоглобина, а на остальные вещества (белки и липиды) приходится не более 4% объема. После передачи кислорода клеткам и тканям тельца попадают в венозную кровь, меняя свою окраску на темную.

Зрелые эритроциты человека представляют собой пластичные безъядерные клетки. Молодые эритроциты — ретикулоциты — имеют ядро, но затем они от него освобождаются, чтобы высвободившийся объем использовать для улучшения своей функции — газообмена. Это говорит о том, насколько высока специализация эритроцитов. Так, они имеют форму двояковогнутой гибкой линзы. Эта форма позволяет увеличить их площадь, и при этом уменьшить объем, относительно простого диска.

Их диаметр колеблется в пределах 7,2-7,5 мкм. Толщина клеток составляет 2,5 мкм (в центре не более 1 мкм), а объем 90 кубических мкм. Внешне они напоминают лепешку с толстыми краями. Тельца могут проникать в самые тонкие капилляры, благодаря способности закручиваться в спираль.

Гибкость эритроцитов может изменяться. Эритроцитарная мембрана окружена белками, которые влияют на свойства кровяной клетки. Они могут вызвать склеивание клеток в столбики или заставить их разорваться на части.

Ежесекундно в кровь эритроциты выделяются в огромном количестве. Образованный за день объем кровяных клеток весит 140 г. Приблизительно столько же клеток гибнет. У здорового человека количество эритроцитов в крови изменяется незначительно.

Количество красных телец у женщин меньше, чем у мужчин. Поэтому мужчины лучше справляются с тяжелыми физическими нагрузками. Для обеспечения работы мышц тканям требуется много кислорода.

О количестве эритроцитов свидетельствует показатель RBC в анализе крови. Он обозначает красные кровяные тельца (Red Blood Cells).

Как формируются кровяные тельца?

Эритропоэз (процесс синтеза красных клеток) осуществляется в костном мозге плоских костей (черепе, позвоночнике и ребрах). В детском возрасте источником эритроцитов являются трубчатые кости рук и ног. Продолжительность их жизни составляет около 3 месяцев. После этого клетки погибают в печени и селезенке.

Существуют разные виды эритроцитов. Прежде чем попасть в кровоток, клетки проходят несколько стадий развития. Родоначальниками эритроцитов являются универсальные стволовые клетки. Через несколько делений они теряют универсальность и становятся полипотентными. Из них могут образоваться разные кровяные частицы. Еще через несколько делений клетки приобретают специфичность (унипотентные клетки). На последних этапах образования молодых эритроцитов начинается синтез гемоглобина и происходит удаление ядра. Весь процесс формирования тельца занимает 1 или 2 дня.

Молодые клетки покидают место образования эритроцитов и попадают в кровеносные сосуды. На этом этапе своего развития они называются ретикулоцитами. Они уже не имеют ядра, но еще содержат остатки рибонуклеиновых кислот. У них розовая окраска с синими вкраплениями.

Ретикулоциты составляют 1% от всех циркулирующих в кровотоке эритроцитов. Через 1-3 дня молодые клетки созревают и превращаются в зрелые. Количество ретикулоцитов характеризует регенеративную функцию костного мозга. Число ретикулоцитов обозначают RTC.

Процесс эритропоэза контролируется гормоном эритропоэтином, который вырабатывается почками. В случае увеличенного синтеза гормона повышается выработка телец.

Число RBC в анализе крови зависит от витамина В12. Он является катализатором эритропоэза. При недостатке витамина В12 возникают нарушения созревания телец.

На процесс кроветворения также оказывает огромное влияние фолиевая кислота. Она принимает участие в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов в качестве кофермента (вещество, необходимое для функционирования фермента).

Функции эритроцитов

Основная функция эритроцитов — это транспортировка гемоглобина к клеткам организма и обратная транспортировка углекислоты. Гемоглобин представляет собой белок, способный связываться с кислородом. Гемоглобин соединяется с кислородом в капиллярах легочных альвеол, где концентрация его наиболее высокая. После перемещения эритроцитов к метаболически активным тканям кислород поглощается их клетками.

Освободившись от кислорода, гемоглобин связывается с углекислым газом и переносит его к легким. Соединение с кислородом и углекислым газом возникает в зависимости от напряжения соответствующего газа в окружающих тканях. В легких наблюдается высокое давление кислорода. Оно заставляет гемоглобин связываться с кислородом. В тканях тела скапливается большое количество углекислого газа, который вытесняет кислород. Газ с более сильным давлением замещает другой газ.

Гемоглобин транспортирует углекислый газ в виде иона бикарбоната (НСО3). Он в легких превращается в углекислый газ и улетучивается в атмосферу как конечный продукт обмена веществ. Характерная форма эритроцитов обеспечивает повышенное отношение их поверхности к объему. Это позволяет им лучше выполнять газообменные функции.

Кроме транспортировки кислорода и углекислого газа имеются и другие функции эритроцитов. В красных тельцах есть большое количество угольной ангидразы (карбоангидраза 1). Этот фермент ускоряет реакцию между углекислым газом и водой с выделением угольной кислоты (Н2СО3). Эритроциты помогают поддерживать кислотно-щелочной баланс в организме, предупреждая сдвиг реакции крови в кислую сторону (ацидоз).

Повышенное количество эритроцитов характеризует ионное равновесие плазмы. Тельца влияют на ионный баланс благодаря свой оболочке, которая является проницаемой для ионов и непроницаемой для катионов и гемоглобина.

Тельца выполняют питательную функцию, транспортируя аминокислоты и липиды от пищеварительного тракта к тканям организма. Защитная функция клеток заключается в способности связывать токсины за счет наличия на их поверхности антител. Благодаря свойству изменять свою деформируемость эритроциты участвуют в процессе тромбообразования.

Функции ретикулоцитов такие же, как и у зрелых клеток. Но выполняют они их менее эффективно. Повышенный уровень эритроцитов определяется путем сравнения показателя с нормальным значением.