Функции эритроцитов
Красные кровяные тельца, или эритроцита, являются наиболее многочисленными клетками кровотока и содержат гемоглобин, соединение, которое переносит кислород через тело. В организме человека эритроцит содержится в клетке — эритроците, поэтому любое нарушение эритроцитов, их количества, формы, размера, структуры или жизненного цикла может повлиять на способность крови переносить кислород.
Помимо переноса кислорода, который является основной функцией красных кровяных телец, они также могут выполнять следующие функции — высвободить фермент карбоангидразу, который позволяет воде из крови переносить углекислый газ в легкие, откуда он выводится. Контролирует pH крови, действуя как кислотно-щелочной буфер.
Форма и размер эритроцита
Эритроцит представляет собой двояковыпуклый диск. Просто это круглый шар, который сжимается с двух противоположных концов. Красные клетки крови измеряет приблизительно от 6 до 8 мкм в диаметре ( в среднем = 7,8 мкм) со средней толщиной 2 мкм (2,5 мкм в толстом месте и меньше , чем 1 мкм в центре).
Хотя эритроцит шире некоторых капилляров, его гибкость позволяет ему проникать через узкие проходы капилляров, а затем восстанавливать свою первоначальную форму.
Количество эритроцитов в организме человека
Средний взрослый мужчина имеет около 5 миллионов эритроцитов на кубический миллиметр крови, в то время как средняя взрослая женщина имеет около 4,5 миллионов эритроцитов на кубический миллилитр крови.
Это может варьироваться от 300 000 до 500 000 эритроцитов . Количество эритроцитов может варьироваться в зависимости от места жительства — у человека, живущего в горах, будет больше эритроцитов .
Медицинский термин, обозначающий слишком мало эритроцитов или низкое количество эритроцитов, — анемия . Этот термин также объясняется низким содержанием гемоглобина в крови. Слишком много эритроцитов или высокое количество эритроцитов называется полицитемией .
Существуют разные типы анемии и полицитемии, которые могут быть вызваны разными причинами. В зависимости от типа, могут быть и другие изменения красных кровяных телец в организме, такие как их форма, размер, кислородная способность отдельных клеток и даже их цвет.
Кровь примерно в три раза по вязкости (толщине) воды, и это в основном связано с концентрацией эритроцитов. Слишком много эритроцитов сделает кровь более вязкой (густой), а слишком мало эритроцитов сделает кровь менее вязкой (более жидкой).
Слишком мало эритроцитов в крови
Дефицит эритроцитов влияет на способность крови переносить кислород, а также на вязкость крови. Поскольку кровь «тоньше», кровь может двигаться «быстрее» из-за меньшего сопротивления кровеносных сосудов тела. Это означает, что за минуту через сердце проходит больше крови, чем обычно — сердечный выброс увеличивается .
В то же время кровь несет меньше кислорода, что вызывает расширение кровеносных сосудов. Это дополнительно снижает сопротивление периферического кровообращения, что означает, что кровь может перемещаться еще «быстрее».
Это один из способов приспособления организма к низкой способности крови переносить кислород: меньшее количество крови, достигающее тканей быстрее, почти эквивалентно большому количеству кислорода, достигающему тканей с меньшей скоростью.
Однако в период повышенной потребности, например, физических упражнений, организм не может справиться с этим из-за низкого количества эритроцитов. Сердце пытается биться быстрее, и даже частота дыхания увеличивается в попытке снабдить ткани большим количеством кислорода.
Однако этого часто бывает недостаточно при интенсивных упражнениях или длительной активности. В конце концов ткани становятся гипоксичными, и наступает ишемия (повреждение тканей). Сердце, в свою очередь, не может бесконечно справляться с большей нагрузкой, и наступает острая сердечная недостаточность .
Слишком много эритроцитов в крови
Избыток эритроцитов влияет на вязкость крови и, в конечном итоге, на скорость кровотока. Поскольку кровь «гуще», то кровь течет медленнее . Это может увеличить вероятность образования сгустка в случае повреждения стенки кровеносного сосуда или турбулентного кровотока.
Хотя кровоток медленный, но количество крови возвращается и выталкивается из сердца за минуту (сердечный выброс) одинаково, потому что объем крови больше. Однако значительно более «густая» кровь может означать, что сердцу придется сильнее перекачивать кровь для продвижения крови по сосудам из-за повышенного периферического сопротивления. Следовательно, артериальное давление может повыситься (гипертония).
Структура красных кровяных телец
Эритроциты имеют необычную структуру по сравнению с другими клетками человеческого тела. В нем отсутствует ядро, митохондрии или эндоплазматический ретикулум. Однако ферменты в красных кровяных тельцах позволяют им производить небольшое количество энергии (АТФ из глюкозы). Самая важная часть эритроцита — гемоглобин, который, по сути, является функциональным компонентом клетки.
Структура гемоглобина
Гемоглобин — это молекула, которая отвечает за способность красных кровяных телец переносить кислород . Он также придает этим клеткам красный цвет и представляет собой комбинацию гема и глобина.
Гем образуется, когда сукцинил-КоА связывается с глицином с образованием молекулы пиррола. Четыре из этих молекул пиррола объединяются с образованием протопорфирина IX, который связывается с железом с образованием молекулы гема. Глобин представляет собой длинную полипептидную цепь.
Когда молекула гема и молекула глобина объединяются, они образуют цепь гемоглобина. Могут быть небольшие вариации в цепях гемоглобина, обозначенных как альфа, бета, гамма и дельта цепи.
Четыре из этих цепей должны объединиться, чтобы сформировать окончательную молекулу гемоглобина, и наиболее распространенная комбинация в организме человека, называемая гемоглобином А, состоит из двух альфа и двух бета цепей.
Каждая молекула железа может связываться с одной молекулой кислорода, содержащей два атома кислорода. Поскольку каждая цепь гемоглобина имеет один атом железа, а каждая молекула гемоглобина имеет 4 цепи и, следовательно, 4 молекулы железа, каждая молекула гемоглобина может нести 8 атомов кислорода. В каждых 100 миллилитрах крови, содержащей различные компоненты крови, содержится около 15 граммов гемоглобина.
Жизненный цикл красных кровяных телец
Эритроциты производятся из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга. Эти клетки известны как эритропетические клетки костного мозга и частично дифференцированы. Когда красные кровяные клетки должны быть изготовлены, эти клетки проходят через различные фазы развития , пока не зрелый эритроцит может быть выпущено в кровоток.
На заключительном этапе созревания необходимы два важных витамина — витамин B12 и фолиевая кислота. Этот процесс превращения эритропоэтических клеток костного мозга в зрелые эритроциты занимает около 7 дней.
Советуем почитать: Во время менструации сгустки крови
Стимулом к выработке эритроцитов является гипоксия (низкое кислородное голодание). Однако одной гипоксии будет недостаточно для запуска производства новых красных кровяных телец, если гормон эритропоэтин не циркулирует в кровотоке. Этот гормон в основном вырабатывается почками. Процесс производства красных кровяных телец известен как эритропоэз .
Помимо своих функций, присутствие красных кровяных телец в крови человека имеет множество эффектов и влияет на действие и функционирование различных других компонентов сердечно-сосудистой системы.
Продолжительность жизни эритроцита составляет примерно 120 дней, но его можно удалить из обращения в любое время, если он серьезно поврежден и нефункционален. Большинство красных кровяных телец скорее самоуничтожаются, чем активно выводятся из кровообращения и уничтожаются. Основное место, где это происходит, находится в селезенке.
После разрыва эритроцита гемоглобин попадает в кровоток для обработки. Это в первую очередь осуществляется купферовскими клетками печени и макрофагами селезенки и костного мозга. Эти макрофаги выделяют железо, которое переносится трансферрином в костный мозг, где его можно повторно использовать для производства новых красных кровяных телец .
Оставшаяся порфириновая часть молекулы гемеглобина преобразуется в билирубин макрофагами. Клетки печени (гепатоциты) поглощают билирубин, конъюгируют его и выделяют с желчью . Основная функция красных кровяных телец — переносить кислород в кровоток.
