1Дек

Что такое эритроциты у человека: Эритроциты в анализе крови. Что это?

Содержание

ЭРИТРОЦИТЫ | Энциклопедия Кругосвет

ЭРИТРОЦИТЫ – красные кровяные клетки, или эритроциты, представляют собой круглые диски диаметром 7,2–7,9 мкм и средней толщиной 2 мкм (мкм = микрон = 1/106 м). В 1 мм3 крови содержится 5–6 млн. эритроцитов. Они составляют 44–48% общего объема крови.

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, т.е. плоские стороны диска как бы сжаты, что делает его похожим на пончик без дырки. В зрелых эритроцитах нет ядер. Они содержат главным образом гемоглобин, концентрация которого во внутриклеточной водной среде ок. 34%. [В пересчете на сухой вес содержание гемоглобина в эритроцитах – 95%; в расчете на 100 мл крови содержание гемоглобина составляет в норме 12–16 г (12–16 г%), причем у мужчин оно несколько выше, чем у женщин.] Кроме гемоглобина эритроциты содержат растворенные неорганические ионы (преимущественно К+) и различные ферменты. Две вогнутые стороны обеспечивают эритроциту оптимальную площадь поверхности, через которую может происходить обмен газами: диоксидом углерода и кислородом. Таким образом, форма клеток во многом определяет эффективность протекания физиологических процессов. У человека площадь поверхностей, через которые совершается газообмен, составляет в среднем 3820 м

2, что в 2000 раз превышает поверхность тела.

В организме плода примитивные красные кровяные клетки вначале образуются в печени, селезенке и тимусе. С пятого месяца внутриутробного развития в костном мозге постепенно начинается эритропоэз – образование полноценных эритроцитов. В исключительных обстоятельствах (например, при замещении нормального костного мозга раковой тканью) взрослый организм может вновь переключиться на образование эритроцитов в печени и селезенке. Однако в нормальных условиях эритропоэз у взрослого человека идет лишь в плоских костях (ребрах, грудине, костях таза, черепа и позвоночника).

Эритроциты развиваются из клеток-предшественников, источником которых служат т.н. стволовые клетки. На ранних стадиях формирования эритроцитов (в клетках, еще находящихся в костном мозге) четко выявляется клеточное ядро. По мере созревания в клетке накапливается гемоглобин, образующийся в ходе ферментативных реакций. Перед тем как попасть в кровоток, клетка утрачивает ядро – за счет экструзии (выдавливания) или разрушения клеточными ферментами. При значительных кровопотерях эритроциты образуются быстрее, чем в норме, и в этом случае в кровоток могут попадать незрелые формы, содержащие ядро; очевидно, это происходит из-за того, что клетки слишком быстро покидают костный мозг. Срок созревания эритроцитов в костном мозге – от момента появления самой юной клетки, узнаваемой как предшественник эритроцита, и до ее полного созревания – составляет 4–5 дней. Срок жизни зрелого эритроцита в периферической крови – в среднем 120 дней. Однако при некоторых аномалиях самих этих клеток, целом ряде болезней или под воздействием определенных лекарственных препаратов время жизни эритроцитов может сократиться.

Бóльшая часть эритроцитов разрушается в печени и селезенке; при этом гемоглобин высвобождается и распадается на составляющие его гем и глобин. Дальнейшая судьба глобина не прослеживалась; что же касается гема, то из него высвобождаются (и возвращаются в костный мозг) ионы железа. Утрачивая железо, гем превращается в билирубин – красно-коричневый желчный пигмент. После незначительных модификаций, происходящих в печени, билирубин в составе желчи выводится через желчный пузырь в пищеварительный тракт. По содержанию в кале конечного продукта его превращений можно рассчитать скорость разрушения эритроцитов. В среднем во взрослом организме ежедневно разрушается и вновь образуется 200 млрд. эритроцитов, что составляет примерно 0,8% общего их числа (25 трлн.).

Проверь себя!
Ответь на вопросы викторины «Животные»

У какого наземного животного самый большой рот?

строение и функции его мембраны – тема научной статьи по биологическим наукам читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Н. А. Трошкина, профессор В. И. Циркин, профессор С. А. Дворянский ЭРИТРОЦИТ: СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ЕГО МЕМБРАНЫ

Кировская государственная медицинская академия

Введение

Кровь состоит из жидкой части плазмы и взвешенныхв ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. На долю всех форменных

элементов приходится 40 — 45% от объема крови, при этом суммарный объем эритроцитов в 50 раз больше объема лейкоцитов и тромбоцитов [21], а масса эритроцитов в 750 раз превышает массу лейкоцитов [28]. Таким образом, именно эритроциты определяют реологическое поведение кровив сосудах [28,33].

Основные функции эритроцитов. Кроме определения вязкости крови эритроциты выполняют другие витальные функции:

1) Эритроциты осуществляют газотранспортную функцию. Перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким реализуется с участием гемоглобина и карбоангид-разы. Эригроцит переносит кислород, не потребляя его и не расходуя при этом энергию, являясь в этом отношении уникальной клеткой [8,9,15,21,43].

2) Эритроциты участвуют в гомеостазировании pH, т.е. выполняют буферную функцию. Это осуществляется за счет гемоглобина — одного из самых мощных компонентов буферной системы крови [8,9,21,43,49].

3) Эритроциты осуществляют питательную функцию — переносят на своей поверхности аминокислоты, холестерин, глюкозу, витамины (В,, В2, В6, С) от органов пищеварения к клеткам организма [12,38,43].

4) Эритроциты выполняют защитную функцию. Она реализуется за счет адсорбции на поверхности эритроцитов токсических веществ, ряда вирусов и микробов [12,43]; разрушения медиаторов типа ацетилхолинахолинэстеразой эритроцитов [43]. Кроме того эритроциты содержат компоненты системы антиоксидантной защиты [9,26,34].

5) Эритроциты участвуют в осуществлении гуморальной регуляции адаптационных процессов в норме, в том числе при беременности, а также при патологии [9,43,37].

6) Эритроциты несут в себе групповые признаки крови и детерминанты Rh [29,56].

7) Участвуют в гемостазе [1,3,13,68,76].

8) Эритроциты активно участвуют в метаболизме катехоламинов, ацетилхолина, иммунных комплексов и ряда лекарственных веществ [11,47,62].

9) Эритроциты являются регуляторами сосудистого тонуса [49].

Многие из указанных функций реализуются за счет того, что на мембране эритроцита содержатся рецепторы инсулина, соматотропного гормона, ацетилхолина, катехоламинов, простагландинов, иммуноглобулинов (Fc- и С- рецепторы), компонентов комплимента СЗв и С4в (CR1-рецепторы), катехоламинам а также рецепторы к лектинам и другим биологически активным веществам. Взаимодействие с указанными веществами приводит к метаболическим изменениям в эритроците, к дефосфолирированию клеточных белков, к трансформации эритроцита, что в конечном итоге влияет на функции эритроцита [9,17,18,40,43,].

Состав и морфология эритроцитов

Эритроцит состоит из воды (70%), гемоглобина (25%), а также липидов, сахаров, солей, ферментных белков, в целом, на долю которых приходится остальные 5% [21]. Содержимое эритроцитов -это жидкость с вязкостью около 7xj 10~3Па/с [21], представляющая собой идеальную ньютоновскую жидкость, вязкость которой зависит от концентрации гемоглобина [16,28].

Нормальный зрелый эритроцит (нормоцит) оксифилен, не содержит ядра и клеточных органелл [8,26,32], не обладает подвижностью, хотя и не полностью инертен в механическом отношении [21,33].

Известно [39], что в норме популяция эритроцитов стабильна:и при физиологических условиях 85- 97% эритроцитов человека [19,32] имеют форму двояковогнутого диска с утолщениями по краям и центральной впадиной (пеллор), на которую приходиться 35-55% его поверхности [32]. Поддержание дискоидной формы обусловлено отрицательным осмотическим давлением внутри клетки [41], состоянием мембраны и стромы эритроцита и работой №*-помпы [21,33]. Дискообразная форма эритроцитов интересна тем, что на ее поверхности нет ни одной точки, удаленной от центра более чем на 0,5 мкм; кроме того, при данной форме площадь поверхности на 20% больше, чем при сферической (минимальной для данного объема). Она характеризуется высоким отношением площади поверхности к объему. В таких условиях молекула гемоглобина находится близко к поверхности, что обеспечивает максимальную скорость газообмена [21, 43]. Примерно 3% эритроцитов в норме имеют неправильную форму: эхиноцитарную, стоматоцитарную, сфероцитарную (без изменения объема клетки), куполообразную и другие варианты, что обусловлено нарушением внутриклеточного обмена или наличием физикохимических воздействий на эритроцит [19,21]. Обратимая трансформация формы эритроцита может идти по эхиноцитарному и стоматоцитарному путям [19], которые могут накладываться друг на друга [21]. Эхиноцитарными агентами являются неполярные или анионные амфифильные соединения (лизофосфати-дилхолин, желчные кислоты, салицилаты, дипиридамол, барбутураты), кальций, нитропруссид натрия, перекись водорода, а также такая процедура как длительная инкубация в собственной плазме [4,19,79]. Стоматоцитоз вызывают снижение pH и воздействие катионных амфифилов или непроникающих анионов, преинкубация в среде с кальцием или с веществами типа папаверина, ацетилхолина и аминазина. Стоматоцитогенные агенты могут ингибировать кальциевый насос, при этом происходит локальное накопление кальция или меняется взаимодействие мембраны с кальцием, что приводит к локальному эффекту сокращения-расслабления мембраны эритроцита, вызывает трансформацию дискоцита в стоматоцит [19,21,43]. Трансформация в сфероцит,

который рассматривается как предгемолитическая форма эритроцита, возможна при инкубации в собственной плазме в течении 16 часов при 37°С, при 24-часовом старении эритроцита, при инкубации эртитроцитов с 5% альбумином или в раствре фибриногена, при добавлении в среду желчи и таких липофильных веществ как жирные кислоты и лизофосфатидилхолин [4,21]. Необратимое изменение морфологии эритроцита происходит при снижении содержания АТФ (длительное хранение крови) и накоплении внутриклеточного кальция [19,43], при изменении липидного состава мембраны или при нарушении структуры стеариновой сети, приводящем к гемолизу эритроцитов [33].

При воздействии сдвиговых напряжений на эритроцит или при его прохождении через капилляр, диаметр которого меньше диаметра эритроцита, он может принимать форму чаши, груши, колокольчика, песочных часов, а после снятия воздействия он возвращаться в дискоцит [15,21,43].

Размеры нормального эритроцита изменчивы и зависят от методов определения и возраста клетки [8]. По данным различных авторов, диаметр зрелого эритроцита составляет 6,5-9,2 мкм [6,8,19,21,32]. Обнаруживаются в небольшом количестве и эритроциты диаметром от 5,5 до 6,5 мкм (микроциты), а также 8,5-9,0 мкм (макроциты) [6,19,32]. Толщина эритроцита составляет 2,1 мкм [8], на утолщенном крае (высота тора) -1,7-2,4 мкм, в центре -0,9-1,2 мкм [21]. Объем эритроцита, по данным различных авторов, составляет 70-100 мкм! [8,21,43], площадь поверхности эритроцита — 136-163 мкм2 [8,43], а общая поверхность всех эритроцитов у человека -3000 м2 [21]. Среднее содержание гемоглобина в эритроците (МСН) составляет 26-34 пг/эритроцит; средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах (МСНС) -31-37 г/дл; показатель распределения эритроцитов по величине, отражающий степень анизоцитоза эритроцитов, (ШУ№) достигает в норме 11-13% [8].

Появление в крови микроцитов происходит под влиянием неблагоприятных факторов (дефицит железа, белка, микроэлементов, витаминов, солнечного света). Увеличение диаметра эритроцитов происходит при так называемом стрессовом эритропоэзе, когда вызревание эритроцитов происходит, минуя несколько этапов деления эритроидных клеток костного мозга для быстрого пополнения периферической крови эритроцитами и улучшения снабжения тканей кислородом при неблагоприятных условиях. Неблагоприятные факторы могут приводить к истощению компенсаторных систем, в связи с чем в кровотоке появляются одновременно микро- и макроциты [6].

В норме размеры эритроцитов человека и содержание в них гемоглобина различаются в зависимости от возраста, иола, климатогеографических условий проживания, времени суток, а также от места забора крови для анализа [2,6,8,9,32].

Так, установлено, что у новорожденных средний диаметр эритроцита составляет 7,8 мкм, к концу 1 года жизни он снижается до 6,8 мкм и только к 7-10 годам он приближается к величинам, характерным для взрослох о человека [6].

У женщин размеры и количество эритроцитов несколько меньше, чем у мужчин [2,6,8,9,42]. Кровь мужчин содержит больше клеток в единице объема, в ней больше гемоглобина, более высокий гематокрит и объем эритроцита [8,32]. У мужчин выше индекс деформируемости и агрегации эритроцитов [2]. Стандартное отклонение объема эритроцитов у мужчин отчетливо коррелирует с гемоглобином, гематокритом, содержанием эритроцитов и размахом варьирования объема, тогда как у женщин эти связи не обнаруживаются [24].

При сравнении северных и южных регионов Земли в направлении от экватора к полюсам отмечена тенденция к увеличению как числа эритроцитов, так и насыщения их гемоглобином [6,32]. Суточные вариации содержания гемоглобина в эритроцитах составляет 15%, с максимум в утренние часы [32].

Морфологические и биохимические характеристики эритроцитов человека и животных зависят от места их получения для исследования, что, в частности, определяется феноменом мозговой асимметрии [25]. Согласно данным этого автора, уровень гемоглобина, количество эритроцитов, их гемолитическая резистентность, интенсивность свертывания крови у животных и здоровых людей более выражены справа у правшей и слева у левшей. Этот феномен объясняется различиями в гемопоэтической активности костного мозга справа и слева, а также неодинаковой активностью процессов ПОЛ и АОС (СДУ, каталазы) в симметричных органах [25].

Структурная организация и функции

мембраны эритроцита

Мембрана эритроцитов составляет всего 1% от веса эритроцита [8], но именно она определяет гомеостаз и функциональное состояние эритроцита. От нее зависят процессы взаимодействия эритроцита с окружающей средой, активность мембранассоции-рованных ферментов, транспорта ионов и газообмена [43,63], а также длительность нахождения эритроцита в периферическом кровотоке [8,26,43]. Мембрана эритроцитов содержит набор ферментов гликолиза, пентозофосфатного цикла, системы глутатиона, адениловой системы и других реакций обмена для реализации анаэробного пути усвоения энергии и являются важнейшим компонентом антиоксидантной системы организма [9,26,34].

Структура клеточной мембраны типичного дискоцита одинакова на всей поверхности эритроцита. Хотя впадины и выпуклости могут возникать на различных участках мембраны, однако изменение внутри- или внеклеточного давления с разбросом в ± 15% не вызывает сморщивание клетки, т.е. существует

значительный запас деформабильности эритроцита [32]. Структура мембран эритроцитов лабильна, и под воздействием ряда факторов возможна ее деструкция [43].

Установлены типичные деструктивные изменения эритроцитарной мембраны, не зависящие от этиологии травмирующего агента. Они заключаются в дестабилизации молекулярной организации липидного биослоя, нарушении белок-липидных взаимодействий, модификации цитоскелета эритроцита, изменении функционирования ионтранспортных мембранных систем, мембранно-рецепторного комплекса, процессов энергообеспечения клетки и интенсификации ПОЛ. [35].

Нормальное функционирование эритроцитарной мембраны зависит от ее микровязкости, которая определяется в основном, биолипидным слоем [10,43] и зависит от степени интенсификации ПОЛ, накопления насыщенных жирных кислот [5,34,35], холестерола [43,69], ионов Са2+ и Mg2+, так как при увеличении их внутриэритроцитарной концентрации уменьшается электростатический заряд [20,36], АТФ и воды внутри клеток [23].

В мембране эритроцита выделяют три структурных элемента [8,44,60]:

1. Двойной слой липидов. Он обеспечивает барьер между окружающей средой и цитоплазмой эритроцита. На его долю приходится 50-60% от массы эритроцитарной мембраны. При этом следует учесть, что синтез фосфолипидов и холестерина в зрелых эритроцитах не возможен. 2.Белки мембраны. Они пронизывают двойной слой липидов и выполняют разнообразные функции. 3. Цитоскелет эритроцита. Он обеспечивает форму эритроцита.

Известно, что белковая и липидная фазы являются взаимостабилизирующими в поддержании асимметрии эритроцитарной мембраны [32,35,43,51,70].

Несмотря на видовую специфичность эритроцитов, мембране эритроцитов человека и животных присущи общие принципы молекулярной организации [8,43]. Цитоскелет эритроцита представляет собой устойчивое к действию детергентов соединение белков друг с другом и с мембраной. Это соединение образует своеобразную сеть вдоль внутренней (т.е. обращенной к цитоплазме) поверхности плазматической мембраны. Его называют скелетом мембраны потому, что он делает прочной основную мембрану, обеспечивая единство ее липидного слоя и в то же время придавая ей внутреннюю подвижнос ть и гибкость [8,26].

Мембрана эритроцита выглядит следующим образом: на внешней поверхности расположены липиды, сиаловая кислота, антигенные олигосахариды, адсорбированные белки; внутренняя поверхность представлена гликолитическими ферментами, натрием, кальцием, АТФ-азой, гликопротеинами и гемоглобином [32].

Липиды мембран эритроцитов делят на 3 класса: нейтральные, гликолипиды и фосфолипиды [43].

Нейтральные липиды, составляют до 30% массы всех липидов и представлены глицеридами, холестерином и его эфирами. Гликолипиды составляют около 10% мембранных липидов и являются гликосфинголи-пидами (нейтральными и кислыми). Фосфолипиды -это наиболее широко представленй класс липидов в эритроцитарной мембране (около 60%). Они являются производными либо сфингозалина либо глицерина. Соответственно их делят на сфинголипиды (основной -сфингомиелин) и глицерофосфолипиды: фосфати-дилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, фосфатидная кислота и 35 видов жирных кислот [43].

Распределение липидов в эритроцитарной мембране ассиметрично: на ее внешней стороне концентрируются сфингомиелин (26% от всех липидов) и фосфатидилхолин (28%), на внутренней -фосфатидилсерин (13%), фосфатидилэтаноламин (27%) и аминофосфолипиды. В состав мембраны также входят свободные жирные кислоты, триглицериды, лизофосфатидилэтаноламин, фосфатидилинозит (6%) [8,78]. Установлены возрастные особенности липидного состава мембран эритроцитов у здоровых людей [14].

Липиды в мембране эритроцита находятся в жидком состоянии с вязкостью в 10-100 раз больше, чем вязкость воды. Липидный биослой образуется амфифильными (гидрофильная полярная «головка» и гидрофобный хвост из неполярных углеводородных цепей) молекулами фосфолипидов и сфингомиелина [32]. Между слоями происходит обмен, при везикуляции, трансформации и разрушении эритроцитов возможен избирательный гидролиз фосфолипидов с образованием небислойных фаз [8,57,70].

Липиды эритроцитарной мембраны регулируют подвижность внутримембранных белков, обеспечивая нормальное функционирование мембранассоции-рованных ферментов и рецепторов, а также чувствительность рецепторов к лигандам [10,32], регулируют трансмембранный транспорт веществ [7,32,71], иммунный ответ эритроцита [52] и функционирование вторичных мессенджеров межклеточного и внутриклеточного взаимодействия, в том числе инозитол-1,4,5-трифосфата и диацилглицерола, который активирует Са2+-фосфолипидзависимую протеинкиназу С и регулирует работу Са2+-АТФ-азы [5,46].

Двухслойная структура липидов мембраны — это условие стабилизации трансмембранных белков [32]. Эритроцитарная мембрана характеризуется строгой порядочностью расположения белковых макромолекул. Они не только занимают определенное положение относительно биослоя, но и имеют, в большинстве случаев, ориентацию в направлении, перпендикулярном плоскости бислоя [43].

Белки мембраны условно разделяют на интегральные (встроены в липидный слой) и периферические (цитоплазматические). Интегральные белки в основном представлены белком полосы 3,

гликофоринами А, В, С. Периферические белки представлены а- и [3-спектринами, анкирином, белками полосы 4.1, 4.2, 4.9, 7, 8, актином, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой, тропомиозином, белком р55, аддуцином и др. [8,42]. По функциональному значению белки эритроцитарной мембраны делят на формирующие мембранный скелет (спектрины, анкирин, белки полосы 4.1, 4.2, 4.9, актин и др.) и на белки, обеспечивающие метаболизм и ионный гомеостаз клетки (белок полосы 3, или анионный канал, гликофорины, аддуцин, ацетилхолинэстераза, белок полосы 4,5 и фракции 6, Иа+, К+-АТФ-аза, Са2т-АТФ-аза, карбоангидраза [5,8,35,39,43,54]. Регуляторная функция белков осуществляется путем их фосфорилирования и дефосфорилирования [32]. Таким образом, белки обеспечивают поддержание формы эритроцита, определяют его механические свойства, осуществляют связь между скелетом мембраны и липидным слоем [8,27,32,35,42], осуществляют трансмембранный транспорт молекул [27,32,35,36], реализуют процесс рецепции и ферментативную активность [20,35,36], содержат группоспецифические А-, В-, О-антигенные детерминанты, детерминанты Шг, антигены узнавания для аутологических антител к стареющим и аномальным эритроцитам, ответственны за анионный транспорт в эритроците, участвуют в газообмене [26,32,56].

Белок спектрин состоит из двух фракций (а- и [3-спектрины), является основным белком, составляющим структуру цитоскелета; кроме того, он регулирует подвижность белков и удерживает в равновесии двойной слой липидов [8]. Молекулы спектрина имеют вид палочек диаметром 2 нм и длиной около 100 нм [27], а- и (3-спектрины переплетаются между собой и связываются с белком анкирином, образуя своего рода сетку, придающей мембране эритроцита эластичность и упругость [8,27].

Белок анкирин является крупным белком, молекула его состоит из 1881 аминокислоты, участвует в укреплении нескольких интегральных белков на определенном месте, удерживая их как якорь [8].

Гликофорин А является основным сиалоглико-протеидом мембраны эритроцита (75% от всех сиалогликопротеидов), содержит большинство сиаловых кислот, обладает МИ-антигенной активностью, несет рецепторы к вирусу гриппа и фитогемагглютинину [27,43].

Среди белков, обеспечивающих ионный гомеостаз эритроцита, наиболее важными являются белок, образующий анионный канал. Плазмолемма каждого эритроцита содержит около 600000 анионных каналов, на которые приходится 10% поверхности мембраны и 15% всех белков плазмолеммы [27]. По сути, анионный канал — это интегральный гликопротеин, содержащий не менее двух субъединиц. Собственно канал — это пора между субъединицами, выстланная гидрофобными радикалами аминокислот. Через данный канал в обе

стороны (по градиенту концентрации) проходят анионы (С1‘, НС03′, ОН’) и глюкоза. Благодаря анионным каналам реализуется эффект Гиббса-Доннана: отрицательно заряженный гемоглобин выталкивает анионы из клетки, отчего их концентрация в эритроцитах значительно ниже, чем в плазме, а pH содержимого эритроцита (7,22) меньше pH плазмы (7,40). Кроме того анионные каналы связывают плазменный пул бикарбонатных ионов НС03‘ с внутриэритронитарной карбоангидразой, создавая тем самым единую систему переноса С02 от тканей к легким, где основной транспортной системой являются ионы НС03′ [27].

Катионы (Иа+, К+) не проходят через мембрану эритроцита по градиенту концентрации, так как мембрана эритроцита не содержит катионные каналы, т.е. она не имеет специальных систем, предназначенных для пассивного транспорта катионов [27,43]. В то же время, мембрана эритроцита содержит систему белков, выполняющих функцию катионных насосов, т.е. переносящих катионы (Ыа+, К4, Н+, Са2+) против градиента концентрации [27]. В частности, №+, К-АТФ-аза, используя энергию АТФ, переносит Ка* и К* против градиента концентрации: ионы Ка* из эритроцита, а ионы К+- в эритроцит. Отсутствие К+-каналов (выход К+из клетки по градиенту концентрации) способствует сохранению отрицательного заряда на внешней поверхности мембраны, что принципиально отличает эритроциты от клеток возбудимых тканей — нейронов, миокардиоцигов, миоцитов и мышечных волокон [27].

Особенности обмена ионов

кальция в эритроците

Вопрос о механизмах транспорта ионов Са2+ в эритроцитах заслуживает особого внимания, так как от их концентрации в эригроците зависит структура (морфология) и функциональные свойства эритроцитов [10,39,43]. Концентрация ионов Са2+в плазме крови равна 1-1,5 ммоль/л, а в цитоплазме эритроцитов она намного ниже — 0,016 ммоль/л или 16 мкм/л; при этом значительная часть ионов Са2+связана с мембранной или внутриклеточными компонентами и только 1 мкмоль/л находиться в ионизированной форме [43]. Поддержание трансмембранного градиента концентрации ионов Са2+ в эритроцитах обеспечивается очень низкой кальциевой проницаемостью эритроцитарных мембран и наличием в эритроцитах Са2+-насоса, способного активно выкачивать эти ионы против большого градиента их концентрации [22,43,79].

До настоящего времени Са2+-каналы в эритроцитах человека не выявлены [27,30]. Возможно, что поток Са2+ в эритроцит обеспечивают Са2+, 2С1-котранспорт и смешанный Са2+/(К+,Ка+) проти-вотранспорт [30,31]. Выход Са2+ из клетки осуществляется Са2+-насосом, роль которого выполняет Са2+ М§-АТФ-аза, имеющая молекулярную массу, равную 140 кД [22,43,66]. Установлено, что в

мембране одного эритроцита содержится около 700 молекул Са2+М§-АТФ-азы, а частота конформацион-ных перестроек фермента, лежащих в основе функционирования Са2+-насоса, достигает 3000 минуту1 [43]. Известно, что активность Са-насоса эритроцитов изменяется с возрастом и при ряде заболеваний [72].

Активность Са-насоса зависит от уровня его фосфорилирования [22,43,71] и определяется активностью кальмодулинов [22,43,65,72,79], кислых фосфолипидов, ненасыщенных жирных кислот, лизофосфолипидов, цАМФ-зависимой протеинки-назы, протеинкиназа С, ограниченного протеолиза, процесса олигомеризации [5,48,50,72,73,81]. Са2+, М£-АТФаза является зависимым от липидов ферментом [10,77], однако избирательность ее к липидам очень низка. Фермент активируется фосфотидилхолином, фосфатидилэтаноамином, фосфатидилсерином [43].

Увеличение концентрации свободного Са2+ в клетке активирует Са2+-АТФазу эритроцитов двумя путями: за счет взаимодействия Са2+с участком каталитического центра, вовлеченного в перенос этого катиона, и при связывании комплекса кальмодулин -Са2+ с регуляторным белком. В результате последнего взаимодействия увеличивается как максимальная скорость кальциевого транспорта (в 3 раза), так и сродство фермента к переносимому катиону (в 20 раз) [22].2* в цитоплазме эритроцитов [43], а также при увеличении pH [58].

Установлено, что скорость активного транспорта ионов Са2+ в эритроците не зависит от концентрации ионов Са2+ в плазме; на нее не влияют одновалентные ионы [43].

Гардош-эффект

Показано, что повышение концентрации ионов Са2+внутри эритроцита приводит к открытию Са-активируемых калиевых каналов (Гардош-каналов) и

выходу ионов К’ из эритроцита, что получило название Гардош-эффекта [39,43,59,61]. Скорость выхода К+при 37° С составляет 1,19 ±0.40 ммоль/л/ мин [61 ]. В одном эритроците содержится 100-200 кальций-зависимых калиевых каналов [59]. Установлено, что эти каналы при физиологических концентрациях внутриклеточного Са2+(-20-50 нМ) инактивированы [75]. В интактных эритроцитах человека уровень Са2+, при котором эти каналы активируются, составляет-150 нМ [75]. Такие высокие концентрации Са2+ возникают при ряд экспериментальных условиях — в частности, при повышении pH среды [58]. Известно так же, что адреналин (через альфа 1- и бета2-АР) стимулирует Са2+-АТФазу [72], а пропранолол индуцирует Гардош-эффект [79].

По данным 01азег Т. е1.а!. (1994) и Сторожок С. А. и соавт. (1997) увеличение внутриклеточного содержат« кальция приводит к каскаду ферментативных нарушений, активируемых кальцием, включая Са2′-зависимые протеазы и фосфолипазы, активизация которых ведет к агрегации белков мембраны (сиектрина, анкирина, белка полосы 3) [19,64] гидролизом части фосфолипидов, увеличением проницаемости мембраны, что и является причиной изменения морфологии и функционального состояния эритроцитов [5,35,36,39,79]. В частности установлено, что при повышении внутриклеточного Са2+ и концентрации Са2+ в среде увеличивается агрегация эритроцитов [66]. Рядомученых обнаружено, что при избытке Са2+ эритроциты приобретают форму эхиноцитов [39,79,80], при блокаде входа Са2+ в клетку К+ индуцируют стоматоцитоз [80].’-АТФ-азы и других ферментов, что приводит к уменьшению энергетического потенциала клетки, нарушению способности эритроцитов поддерживать градиент натрия и калия, к росту концентрация ионов Са2+ внутри эритроцита, к повышению содержания метгемогло-бина и окисленного глутатиона. Кроме того, при старении уменьшается содержание фосфолипидов и холестерина, меняется их соотношение при

неизменном сохранении содержания мембранных белков [8,9,21,43,54]. По мере старения эритроциты принимают сферическую форму, что препятствует их прохождению через внутриэндотелиальные синусы селезенки; это способствует их осмотическому лизису и фагоцитированию. Ежедневно в норме разрушается около 200,0×107л (0,8% или 1 столовая ложка) и столько же выходит в периферическую кровь [8,32].

Заключение

Представленные в обзоре современные представления о морфологии и физиологии эритроцитов является базисом для понимания реологических свойств эритроцитов, во многом определяющих процессы микро- и макроциркуляции. В частности, эти знания позволяют более глубже понять механизм агрегации эритроцитов и влияние на него различных факторов, включая адренергические средства, широко применяемые в клинической практике.

Список литературы:

1. Ашкинази И.Я. Эритроцит и внутреннее тромбопластинообразование. Л.: Наука, 1977.-155 с.

2. Баев В.М.Влияние пола на реологические свойства крови у взрослых людей // Клиническая лабораторная диагностика. -2001. — № 12. — С. 33-35

3. Балуда В.П., Балуда М.В., Деянов Н.И. с соавт. Физиология системы гемостаза М.: Медицина, 1995.-243 с.

4. Блохина Т.А., Назаров С.Б. Воздействие некоторых плазменных факторов на реологические характеристики эритроцитов человека // Мат. междунар. конф. «Гемореалогия в микро- и макроциркуляции». -Ярославль, 2005. — С. 197.

5.Болдырев А.Л. Введение в биомембрано-логию. М. : Изд-во МГУ, 1990. — 208 с.

6. Быкова И.А. Морфологические особенности эритроцитов периферической крови в норме и патологии (световая микроскопия) // Вопросы охраны материнства и детства. -1991. — Т 36, № 6. —С. 28-30.

7. Василенко И.Л., Боровягин ВЛ. Полиморфизм липидов модельных и биологических мембран // Биологические мембраны. — 1990. -№7. -С. 677-702.

8. Воробьев А.И. Руководство по гематологии. В 3 -х томах. Т. 3. М. : Ньюдиамед. — 2005. — 416 с.

9. Гаврилов O.K., Козинец Г.И., Черняк Н.Б. Клетки костного мозга и периферической крови. -М.: Медицина, 1985.-286 с.

10. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функция. М: Мир, 1997. — 624 с.

11. Гнеушев Е.Т., Мамедов Т.Ш., Гнеушева И.А. с соавт. Связь пропранолола с белками плазмы и эритроцитами // Фармакология и токсикология. — 1991. -Т.51,№1.-С. 55-57.

12. Горев P.A., Смагулова З.Ш., Макарушко С.Г. и др. Адсорбция белка, глюкозы и холестерина на эритроцитах при действии адаптивных гормонов // Научные труды I съезда физиологов СНГ. — Москва. —

2005.-С.15.

13. Григорьев Г.И. Свертывающая активность и кислотная резистентность поврежденных и неповрежденных эритроцитов при различных видах внутрисосудистого свертывания крови//Вопросы охраны материнстваи детства. -1991.-Т.36,№4.-С. 13-15.

14. Журавлева Т.Д., Долгов В.В., Суплотов С.Н., КиянюкН.С. Особенности липидного состава мембран эритроцитов у здоровых людей разного возраста // Клиническая лабораторная диагностика. — 2003. -№5. -С. 50-52

15. Зинчук В.В., Максимович H.A., Борисюк М.В. Функциональная система транспорта кислорода: фундаментальные и клинические аспекты. Гродно: ГГМУ, 2003.-236 с.

16. Катюхин JI.H. Реологические свойства эритроцитов. Современные методы исследования // Российиский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. -1995. — Т. 81, №6. — С 122-129.

17. Каральник Б.В. Эритроциты, их рецепторы и иммунитет // Успехи современной биологии. — 1992. -Т. 112,№1.-С. 52-61.

18. Киричук В.Ф., Россошанская С.И., Ребров А.П. Лектин-индуцированная агрегация эритроцитов у больных с хронической сердечной недостаточностью I функционального класса // Мат. междунар. конф. «Гемореалогия в микро- и макроциркуляции». -Ярославль.-2005.-С. 216.

19. Козинец Г.И. Клетки крови и костного мозга. М.: МИА, 2004.-203 с.

20. Конев С.В. Структурная лабильность биологических мембран и регуляторные процессы. Минск: Наука и техника, 1987.-240 с.

21. Левгов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. М.: Медицина, 1982.-270 с.

22. Левицкий Д.О. Биохимия мембран. Кальций и биологические мембраны: Учеб. Пособие .М.: Высшая школа, 1990. -124 с.

23. Максина А.Г., Тихомиров А.Н., Дайняк Б.А. Изменение структурного состояния мембран эритроцитов при деградации // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 1996. -Т. 122, №10.-С. 402-404.

24. Матюшечев В.Б., ШамратоваВ.Г., Музафарова Д.А., Гуцаева Д.Р. Качественное различие эритроцитов крови мужчин и женщин // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины,-1999,-Т 128,№ Î0.-C. 372-374.

25. Мищенко В.П., Гришко Ю.М., Коковская О.В. и др. Асимметрия крови // Науч. тр. I съезда физиологов СНГ.-2005.-С. 98.

26. Молчанова Т.П. Основы молекулярной организации белков мембраны эритроцитов и их дефекты, приводящие к гемолитическим анемиям // Гематология и трансфузиология,-1989. -№7.-С. 32-41.

27. Мушкамбаров H.H., Кузнецов С.Л.

Молекулярная биология. М.: Медицинское

информационное агентство, 2003.-544 с.

28. Мчедлешвили Г.И. Гемореология в системе микроциркуляции: ее специфика и практическое 38

значение // Тромбоз, гемостаз и реология. -2002. — №

4.-С. 18-24.

29. Оловникова Н.И., Николаева Т.Л. Антигены эритроцитов человека//Гематология и трансфузио-логия.-2001 .-№ 5.-С. 37-45

30. Орлов С.Н., Баранова И.А., Покудин Н.И. и др. Транспорт одновалентных ионов и кальция в эритроцитах больных бронхиальной астмой / /Вестник АМН СССР. -1991. — №3. — С. 43-49.

31. Орлов С.Н., Постнов И.Ю., Покудин Н.И., Кухаренко В.Ю. Транспорт катионов и индуцированных кальцием гемолиз в эритроцитах больных гипертонической болезнью и крыс со спонтанной гипертензией // Кардиология. -1989. — №7. — С.89-95.

32. Погорелов В.М., Козинец Г.И., Ковалева Л.Г. Лабораторно-клиническая диагностика анемий. М.: МИА, 2004.-173 с.

33. Ройтман Е.В. Биореалогия. Клиническая гемореалогия. Основные понятия, показатели, оборудование (лекция) // Клиническая лабораторная диагностика. — 2001. — № 5. — С. 25-32.

34. Ройтман Е.В., Дементьева И.И., Азизова О.А. и др. Изменение реологических свойств крови и осмотической резистентности эритроцитов при активации свободнорадикальных процессов// Клиническая лабораторная диагностика. — 2001. — №3. -С. 42-43.

35. Рязанцева Н.В. Новицкий В.В. Типовые нарушения молекулярной организации мембраны эритроцита при соматической и психической патологии //Успехи физиологических наук. -2004. — Т. 35, № 1.- С. 53-65.

36. РязанцеваН.В.. НовицкийВ.В., Степовая Е.А. с соавт. Эритроцит при патологии: размышления у электронного микроскопа //Архив патологии. — 2004. -№3 -С. 53-61.

37. Сидельникова В.М., Шмаков Р.Г. Механизмы адаптации и дизадаптации гемостаза при беременности,- М.: Триада-Х, 2004. -192 с.

38. Смирнов И.Ю., Чирикова O.A. Роль структурных элементов мембран эритроцитов в процессах адсорбции белков плазмы // Мат. междунар. конф. «Гемореалогия в микро- и макроциркуляции». —Ярославль. -2005. — С. 202.

39. Сторожок С.А., Санников А.Г., Захаров Ю.М. Молекулярная структура мембран эритроцитов и их механические свойства. Тюмень: Изд. ТГУ, 1997. -140 с.

40. Теппермен Д, Теппермен X. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. М., Мир, 1989. — 656 с.

41. Сынин В.В., Лычев В.Г., Аннлриенко A.B., Еауменко Е.Б. Различие кинетики кислотного и осмотического гемолиза эритроцитов при микро-реоскопии // Мат. междунар. конф. «Гемореалогия в микро- и макроциркуляции». — Ярославль, 2005. — С. 214.

42. Шандала А.М., Захаров С.Ф., Громов П.С. с соавт.. Белковый состав мембран эритроцитов человека, фракционированных в ступенчатом градиенте декстрана // Гематология и трансфузиология. — 1987.-Т. 32, №10. -С. 28-31.

43. Черницкий Е.А., Воробей А.В. Структура и функции эритроцитарных мембран. Минск: Наука и техника, 1981.-216с.

44. Anstee D., Hemming N., Tamer M. Functional factors in the red cell membrane: Interaction between the membrane and its underlying skeleton // Transfusion Immunol. Invest. -1995.-Vol.24,№ 1-2.-P. 187-198.

45. Baskin G.S. Langton R.G. A spectrin-dependent ATPase of the human erythrocute membrane // J. Biol. Chem.-1981. -Vol. 256, №11. -P. 5428-5435.

46. Berridge M. Inositol triphosphate and calcium signaling // Nature. — 1993. — Vol. 361. — P. 315-325

47. Bouvier М., Farley L., de Champlein J. Red blood cell catecholamine levels in normotensive and DOCA salt hypertensive rat//Amer. J. Physiol. — 1987. — Vol. 253, № 2. -P.270-275.

48. Carafoli E., Stauffer T. The plasma membrane cacium pump: functional domains, regulation of the activity, and tissue specificity of isoform expression // J. Neurobiol. -1994. — Vol. 25, № 3.-P. 312-324.

49. Ellswort М., Forrester Т., Ellis C., Dietrich H. The erythrocyte as regulator of vascular tone //Amer. J. Physiol. -1995. -Vol. 269, №6. -Pt. 2. — P. 2155-2161.

50. Filomatori C.V., Rega A.F. On the mechanism of activation of the plasma membrane Ca2+-ATPase by ATP and acidic phospholipids //J. Biol. Chem. — 2003. — Vol. 278, №25. — P. 22265-22271.

51. Fujii J. Role of membrane lipids and proteins in discocyte — echinocyte and -stomatocyte transformation of erythrocytes //Acta Biol. Med. Germ. -1981. — Vol. 40. -P. 361-367.

52. Geldwerrh D., Kuypers F., Butikofer P. et al. Transbilayer mobility and distribution of red cell phospholipids during storage // J. Gin. Invest. — 1993. -Vol. 92.-P. 308-314.

53. George C., Thao Chan М., Weill D. et al. De la deformabilite erythrocytaire a l’oxygenation tissulaire // Med. Actuelle. -1983. — Vol. 10, №3. — P. 100-103.

54. Giuliani A., Marini S., Ferroni L. et al. A monoclonal antibody monitoring band 3 modifications in human red blood cells // Mol. Cell Biochem. — 1992. — Vol. 117,№1,-P. 43-51.

55. Glaser Т., Schwartz-Benmeir N., Bamoy S. et. al. Calpain (Ca 2+- dependent thiol protease) in erythrocyte of young and old individuals // Proc. Natl. Acad. Sci. -1994.-Vol. 91,№ 17.-P. 63-72.

56. Gloff D. Hot spots in the red cell membrane: Molecular aspects of some red cell antigens // Transfussion Immunol, and Med.: 12 th Int. Convocat. Immunol., Buffalo. N.Y. May 14-18, 1994.// Immunol. Invest.-1995.-Vol. 24, № 1-2.-P. 199-212.

57. Gudi S., Kumar A., Bhakuni V. et al. Membrane skeleton -bilayer interaction is not the major determinant of membrane phospholipid assyrnmetry in human erythrocytes//Вiochim. Biophys. Acta: Biomembranes. -1990.-Vol. 1023., № 1.-P. 63-72.

58. Hao L, Rigaud JL, Inesi G. Ca2+/H+ countertransport and electrogenicity in proteoliposomes

containing erythrocyte plasma membrane Ca-ATPase and exogenous lipids // J. Biol Chem. -1994. — Vol. 269, № 19. -P. 14268-1475.

59. Hoffman JF, Joiner W, Nehrke K, Potapova O, Foye K, Wickrema A. The hSK4 (KCNN4) isoform is the Ca2+-activated K+ channel (Gardos channel) in human red blood cells // Proc. Natl Acad Sci USA. — 2003 .-Vol. 100, №12.-P. 7366-7371.

60. Lecomte M., Galand C., Boivin P. Proteines hydrosolubles des membranes eruthrocytaires humaines. Differences de phosphorylation selon les conditions d’ extraction //Nouv. Rev. franc. Hematol. -1982. — Vol. 24, №

6.-P. 349-358.

61. Maher A.D., Chapman B.E., Kuchel P.W.. K nuclear magnetic resonance and a mathematical model of K(+) transport in human erythrocytes // Eur. Biophys. J. —

2006. — Vol. 35, № 4. — P. 293-301.

62. Masuda M., Tsunoda M., Yusa Y. et.al. Assay of catechol-O-methyltransferase activity in human erythrocytes using norepinephrine as a natural substrate //Ann. Clin. Biochem. — 2002. — Vol. 39, Pt 6. — P. 589-594.

63. McGough A., Josephs R. On the structure of erythrocyte spectrin in partially expanded membrane skeletons // Proc. Nat. Acad. Sci. UsA. — 1990. — Vol. 87, №

13.-P. 5208-5212.

64. Molinari M., Anagli J., Carafoli E. Ca2+ -activated neutral protease in erythrocyte membrane in its nonautolised 80-kDa from// J. Biol. Chem. -1994.-Vol. 269, №45. — P. 27992-27995.

65. Osborn K.D., Zaidi A., Urbauer R. J. et al. Singlemolecule characterization of the dynamics of calmodulin bound to oxidatively modified plasma-membrane Ca2+-ATPase //Biochemistry. — 2005. — Vol. 4, № 33. — P. 11074-11081.

66. Othmane A., Bitbol M., Snabre P. et al. Influence of altered phospholipid composition of the membrane outer layer on red blood cell aggregation: relation to shape changes and glycocalyx structure // Eur. Biophys. J. -1990. -Vol. 18,№2.-P. 93-99.

67. Oviedo N.J., Benaim G., Cervino V. et al. The plasma membrane Ca2+-ATPase protein from red blood cells is not modified in preeclampsia// Biochim. Biophys. Acta. — 2006. — Vol. 1762, № 3. — P. 381-385.

68. Reinhart W. Hemorheology: blood flow hematology // Schweiz Med. Wochenschr. — 1995. — Vol. 125,№9.-P. 387-395/

69. Rock E., Gueux E., Mazur A. et at. Anemia in copper-deficient rats: role of alterations in erythrocyte membrane fluidity and oxidative damage//Amer. J. Physiol. -1995. — Vol. 269. — P. 1245-1249.

70. Smith J. Erythrocyte membrane: structure, function and pathophysiology//Vet. Pathol. — 1987. — Vol.

24, N6.-P. 471-476.

71. Suju M., Davila M., Poleo G. et al. Phosphatidylethanol stimulates the plasma-membrane calcium pump from human erytbrocytes // Biochem. J. -1996. — Vol. 317, № 3. — P. 933-938/

72. Sundqiust J., Bias D., Hogan J.E. et al. The ±-adrenergic receptor in human erythrocyte membranes

mediates interaction in vitro of epinephrine and thyroid hormone at the membrane Ca2+-ATPase // Cell. Signal. -1992. -Vol. 4, № 6. — P. 795-799.

73. Tang D., Dean W.L., Borchman D. et al. The influence ofmembrane lipid structure on plasma membrane Ca2+ -ATPase activity //Cell Calcium. — 2006. — Vol. 39, № 3. -P. 209-216.

74. Tiffert T,, Lew V.L. Kinetics of inhibition of the plasma membrane calcium pump by vanadate in intact human red cells // Cell Calcium. — 2001. — Vol. 30, № 5. — P. 337-342.

75. Tiffert T., Spivak J.L., Lew V.L.. Magnitude of calcium influx required to induce dehydration of normal human red cells // Biochim. Biophys. Acta. — 1988. — Vol. 943, №2.-P. 157-165.

76. van-Gelder J., Nair C., Dhall D. Erythrocyte aggregation and erythrocyte deformability modify the permeability of erythrocyte enriched fibrin network // Throm. Res. -1996. — Vol. 82, №1. — P. 33-42.

77. Villamil Giraldo A.M., Castello P.R., Gonzalez Flecha F.L. et.al. Phospholipid distribution around the plasma membrane calcium pump: a hydrophobic photolabeling study // Cell Biochem. Biophys. — 2006. -Vol. 44, №3,-P. 431-437.

78. Wustner D., Pomorski T., Herrmann A. et al. Release of phospholipids from erythrocyte membranes by taurocholate is determined by their transbilayer orientation and hydrophobic backlone // Biochemistry. -1998. -Vol. 37, №48. — P. 17093-17104.

79. Wiley J.S., McCulloch K. E. Calcium ions, drug action and the red cell membrane // Pharmacol. Ther. -1982. -Vol. 18,K2 2.-P. 271-292.

80. Wong P.A. Basis of echinocytosis and stomatocytosis in the dis-sphere transformations of the erythrocyte//! Theor. Biol.-1999.-Vol. 196,№1.-P343-361/

81. Wright LC, Chen S, Roufogalis BD. Regulation of the activity and phosphorylation of the plasma membrane Ca2+-ATPase by protein kinase C in intact human erythrocytes//Arch. Biochem. Biophys. -1993.-Vol. 306, №l.-P.277-284.

Summary

HUMAN RED BLOOD CELLS

ULTRASTRUCTURE, FUNCTIONS

AND MOLECULAR MEMBRANE ORGANISATION (REVIEW).

N.A. Troshkina, V.I.Tsirkin, C.A. Dvoryansky Kirov State Medical Academy

The article presents general information on human red blood cells ultrastructure, their functions, special features and molecular membrane organization based on literature analysis.

Длительную жизнь в космосе связали с ускореннным разрушением эритроцитов — Наука

ТАСС, 14 января. Если человек проводит достаточно много времени в космосе, его красные кровяные клетки начинают разрушаться примерно на 50% быстрее. В результате у него может появиться малокровие. К таким выводам пришли ученые, статью которых опубликовал научный журнал Nature Medicine.

«Со времен первых полетов в космос у людей, вернувшихся на Землю, часто диагностируют малокровие, однако причины этого оставались загадкой. Мы выяснили, что с начала полета в космос скорость разрушения красных кровяных клеток резко возрастает и остается высокой до возврата на Землю», – рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Городской больницы Оттавы Ги Трюдель.

Уже много лет исследователи изучают, как жизнь в космосе влияет на здоровье и работу иммунной системы людей и животных. К примеру, недавно выяснилось, что долгие полеты в космос ослабляют мускулы спины и ведут к «округлению» сердца. Опыты на животных также показали, что полет к Марсу может негативно повлиять на психику и умственные способности астронавтов из-за того, как космические лучи воздействуют на клетки мозга.

В новой работе Трюдель и его коллеги выяснили причины появления так называемой «космической анемии», которая возникает у некоторых космонавтов и астронавтов после длительного пребывания в невесомости. Они совершили это открытие в ходе анализа образцов выдыхаемого воздуха и крови 14 членов экипажа МКС, которые были собраны на борту станции.

При разрушении эритроцитов, красных кровяных клеток, выделяются молекулы угарного газа. В окружающую среду они попадают вместе с выдыхаемым воздухом, благодаря чему можно достаточно точно измерить, с какой скоростью разрушаются эритроциты в организме того или иного человека.

Используя эту методику, ученые собрали образцы выдыхаемого воздуха у 14 членов экипажа МКС до их полета в космос, во время работы на борту станции и после возвращения на Землю. После этого ученые вычислили доли угарного газа в этих образцах, сравнили их между собой, а также измерили количество эритроцитов в образцах крови членов экипажа МКС.

Оказалось, что скорость разрушения красных кровяных клеток резко выросла после того, как астронавты отправились в космос. В среднем она увеличилась на 50%, в результате чего у 5 из 14 астронавтов диагностировали анемию. Что интересно, через год после посадки скорость разрушения эритроцитов несколько снизилась, но все равно оставалась на 30% выше нормы.

Трюдель и его коллеги считают, что космическим медикам нужно учитывать этот фактор при отборе кандидатов на роль космонавтов и астронавтов, а также при допуске космических туристов к полетам за пределы атмосферы Земли. Кроме того, эту реакцию следует учитывать при подготовке полетов на Марс и другие планеты, подытожили ученые.

ВЛИЯНИЕ СЕРОВОДОРОДА НА СА2+-ЗАВИСИМУЮ КАЛИЕВУЮ ПРОНИЦАЕМОСТЬ МЕМБРАНЫ ЭРИТРОЦИТОВ ЧЕЛОВЕКА | Петрова

1. Gardos G. Effect of ethylendiaminetetracetatate on permeability of human erythrocytes // Acta Physiol. Acad. Sci. Hung. 1958. V. 14. P. 1–5.

2. Lew V.L. On the ATP dependence of the Ca2+- induced increase in K — permeability observed in human red cells // Biochim. et biophys. acta. 1971. V. 233. P. 827–830.

3. Jensen B.S., Strobaek D., Olesen S.P., Christophersen P. The Ca2+-activated K+channel of intermediate conductance: a molecular target for novel treatments? // Curr. Drug. Targets. 2001 Dec. V. 2, № 4. P. 401–422.

4. Lang, F., Lang K.S., Lang P.A., Huber S.M, Wieder T. Mechanisms and significance of eryptosis // Antioxid Redox Signal. 2006. V. 8, № 8. P. 1183–1192.

5. Begenisich T., Nakamoto T., Ovitt C.E., Nehrke K., Brugnara C, Alper S.L., Melvin J.E. Physiological roles of the intermediate conductance, Ca2+-activated potassium channel Kcnn4 // J. Biol. Chem. 2004. V. 279, № 46. P. 47681–47687.

6. Петрова И.В., Трубачева О.А., Гусакова С.В. Роль окси- да азота в регуляции Са2+-зависимой К+-проницаемости мембраны ýритроцитов // Вестник Томского государственного университета. 2011. № 346. С. 165–168. Petrova I.V., Trubacheva O.A., Gusakova S.V. Rol oksida azota v regulyatsii Sa2 -zavisimoy K -pronitsaemosti membranyi eritrotsitov [Role of nitric oxide regulation of Ca2+-dependent K +- permeability erythrocyte membranes] // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta, 2011. no. 346, S. 165–168 (in Russian).

7. Dodson R.A., Hinds T.R., Vincenzi F.F. Effects of calcium and A23187 on deformability and volume of human red blood cells. // Blood Cells. 1987. V. 3, № 12. P. 555–564.

8. Орлов С.Н., Петрова И.В., Покудин Н.И., Баскаков М.Б., Медведев М.А. Са2+-активируемые калиевые каналы ýритроцитов, исследованные методом регистрации Са2+-индуцированных изменений мембранного потенциала // Биологические мембраны. 1992. Т. 9, № 9. С. 885–903. Orlov S.N., Petrova I.V., Pokudin N.I., Baskakov M.B., Medvedev M.A. Sa2 -aktiviruemyie kalievyie kanalyi eritrotsitov, issledovannyie metodom registratsii Ka2 -indutsirovannyih izmeneniy membrannogo potentsiala [Ca2+activated potassium channel of erythrocytes investigated by recording Ca2+-induced changes in membrane potential]. Biologicheskie membranyi: Zhurnal membrannoy i kletochnoy biologii, 1992, vol. 9, no. 9, P. 885–903. (in Russian).

9. Петрова И.В., Колосова М.В., Соколова И.Б., Новиц- кий В.В., Баскаков М.Б., Медведев М.А. Роль внутри- клеточных сигнальных систем в регуляции Са2+-активируемых калиевых каналов ýритроцитов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1997. Т. 123, № 6. С. 653–655. Petrova I.V., Kolosova M.V., Sokolova I.B., Novitskiy V.V., Baskakov M.B., Medvedev M.A. Rol vnutrikletochnyih signalnyih sistem v regulyatsii Sa2 -aktiviruemyih kalievyih kanalov eritrotsitov [The role of intracellular signaling systems in the regulation of Ca2+-activated potassium channel of erythrocytes]. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsinyi, 1997, vol. 123, no. 6. P. 653–655. (in Russian).

10. Del Carlo B., Pellegrini M., Pellegrino M. Modulation of Ca2+-activated K+ channels of human erythrocytes by endogenous protein kinase C // Biochim Biophys Acta. 2003. V. 1612, № 1. P. 107–116.

11. Кремено С.В., Петрова И.В., Ситожевский А.В., Про- копьева В.Д., Коваленко Н.С., Новицкий В.В. Изучение объем-зависимой регуляции Са2+-активируемых калиевых каналов ýритроцитов в норме и у больных сахарным диабетом 2 типа в сочетании с артериальной гипертензией // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2004. Т. 137, № 1. С. 24–26. Kremeno S.V., Petrova I.V., Sitozhevskiy A.V., Prokopeva V.D., Kovalenko N.S., Novitskiy V.V. Izuchenie ob’em – zavisimoy regulyatsii Sa2 – aktiviruemyih kalievyih kanalov eritrotsitov v norme i u bolnyih saharnyim diabetom 2 tipa v sochetanii s arterialnoy gipertenziey. [Volume-dependent regulation of Ca2+-activated potassium channels in erythrocytes from healthy donors and patients with type II diabetes mellitus aggravated by arterial hypertension] Bull Exp Biol Med, 2004, vol. 137, no. 1. P. 24–26 (in Russian).

12. Alvarez J., Garcia-Sancho J., Herreros B. Effect of electron donors on Ca2+- dependent K+- transport in one — step inside — out vesicles from human erythrocyte membrane // Biochim. et biophys. acta. 1984. V. 771. P. 23–27.

13. Kennett E.C., KuchelI P.W. Redox reactions and electron transfer across the red cell membrane // IUBMB Life. 2003. V. 55, № 7. P. 375–385.

14. Wang R. Two’s company, three’s a crowd: can h3S be the third endogenous gaseous transmitter? // FASEB J. 2002. V.16, № 13. P. 1792–1798.

15. Jones D.P. Radical-free biology of oxidative stress // Am J. Physiol Cell Physiol. 2008. V. 295, № 4. P. C849–C868.

16. Benavides G.A. et al. Hydrogen sulfide mediates the vasoactivity of garlic // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2007. V. 104, № 46. P. 17977–17982.

17. Гюльханданян А.В., Геокчакян Г.М. Са2+- зависимый выход К+ из ýритроцитов, индуцированный окислительными процессами. // Биофизика. 1991. Т. 36, № 1. C. 169–171. Gyulhandanyan A.V., Geokchakyan G.M. Sa2 -zavisimyiy vyihod K iz eritrotsitov, indutsirovannyiy okislitelnyimi protsessami [Ca2+-dependent K+output of the red blood cells induced by oxidative processes]. Biofizika, 1991, T. 36, no. 1. P. 169–171 (in Russian).

18. Ситожевский А.В., Петрова И.В., Кремено С.В., Коваленко Н.В., Карпов Р.С. Изучение природы гиперполяризационного ответа ýритроцитов, индуцированного системой аскорбат – феназинметосульфат // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2006. Т. 92, № 4. С. 461–470. Sitozhevskiy A.V., Petrova I.V., Kremeno S.V., Kovalenko N.V., Karpov R.S. Izuchenie prirodyi giperpolyarizatsionnogo otveta eritrotsitov, indutsirovannogo sistemoy askorbat – fenazinmetosulfat [Phenazine methosulfate system-induced membrane hyperpolarization in the human erythrocytes]. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. I.M. Sechenova, 2006, vol. 92, no. 4. P. 461–470 (in Russian).

19. Abe K., Kimura H. The possible role of hydrogen sulfide as an endogenous neuromodulator // J. Neurosci. 1996. V. 16, № 3. P. 1066–1071.

20. Jennings M.L. Transport of h3 S and HS- across the human red blood cell membrane: rapid diffusion and AE1-mediated Cl-/HS-exchange // Am.J. Phisiol Cell Phisiol. 2013. V. 305, № 9. P. C941–C950. DOI 10.1152/ ajpcell.00178.2013.

21. Баскаков М.Б., Гусакова С.В., Желудева А.С., Смаглий Л.В., Ковалев И.В., Вторушина Т.А., Носов Д.С., Еременко К.В., Медведев М.А., Орлов С.Н. Влияние сероводорода на сократительную активность гладкомышечных клеток аорты крысы // Бюллетень сибирской медицины. 2010. Т. 9, № 6. С. 12–17. Baskakov M.B., Gusakova S.V., Zheludeva A.S., Smagliy L.V., Kovalev I.V., Vtorushina T.A., Nosov d.S., Eremenko K.V., Medvedev M.A., Orlov S.N. Vliyanie serovodoroda na sokratitelnuyu aktivnost gladkomyishechnyih kletok aortyi kryisyi [Effect of hydrogen sulfide on the contractile activity of smooth muscle cells from the rat aorta] // Byulleten sibirskoy meditsinyi, 2010, vol. 9, no. 6. P. 12–17 (in Russian).

22. Смаглий Л.В., Гусакова С.В., Бирулина Ю.Г., Ковалев И.В, Орлов С.Н. Роль сероводорода в объем-зависимых механизмах регуляции сократительной активности гладкомышечных клеток сосудов // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2015. Т. 101, № 4. С. 441–450. Smagliy L.V., Gusakova S.V., Birulina Yu.G., Kovalev I.V, Orlov S.N. Rol serovodoroda v ob’em-zavisimyih mehanizmah regulyatsii sokratitelnoy aktivnosti gladkomyishechnyih kletok sosudov [The role of hydrogen sulfide in the volume-dependent mechanisms of regulation of contractile activity of vascular smooth muscle cells] // Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. I.M. Sechenova, 2015. T. 101, no. 4. P. 441–450. (in Russian).

Набор для лизиса эритроцитов человека WL1000: R&D Systems

Краткое описание набора для лизиса эритроцитов человека

Обзор набора

Для удаления эритроцитов (красных кровяных телец) из цельной крови.

Ключевые преимущества
  • нежно лизы эритроциты
  • стабилизирует лейкоциты для анализа по текучему цитометрии
  • поддерживает естественное рассеяние света и флуоресцентные окрашивания лейкоцитов
  • поддерживает лейкоцитов.
  • .

    Лизис эритроцитов из цельной крови является важным начальным этапом выделения и анализа препаратов, обогащенных лейкоцитами.Восстановленные иммунные клетки можно точно охарактеризовать после удаления эритроцитов. Лизис эритроцитов в условиях, которые не разрушают лимфоциты или миелоидные клетки, имеет решающее значение для последующего применения с использованием лейкоцитов, собранных из цельной крови.

    Поставляемые реагенты

    Набор для лизиса эритроцитов человека содержит следующие реагенты для контролируемого лизиса эритроцитов в цельной крови.

    • Концентрат буфера H-Lyse (10X)
    • Концентрат промывочного буфера (10X)
    • Концентрат фиксатора (10X)

    *Этот набор содержит достаточно реагентов для обработки 250 мл цельной крови.

    Стабильность и хранение

    Храните все реагенты при температуре от 20 °C до 25 °C.

     

    Примеры данных

    Лизис эритроцитов в цельной крови. Точечные гистограммы прямого рассеяния света (FSC-H) и бокового рассеяния света (SSC-H) крови человека до (A) и после (B) обработки набором для лизиса эритроцитов человека. (C) Точечная гистограмма цельной крови, окрашенной PE-конъюгированным мышиным моноклональным антителом против CD14 человека (каталожный номер FAB3832P) и APC-конъюгированным мышиным моноклональным антителом против человеческого CD3-эпсилон (каталожный номер FAB100A) с последующим лизисом эритроцитов с использованием эритроцита человека Лизирующий комплект.Окрашенные клетки хранили в течение 24 часов при температуре от 2°C до 8°C перед проточным цитометрическим анализом.

    Условия доставки

    Продукт поставляется при температуре окружающей среды.После получения немедленно храните его при температуре, рекомендованной ниже.

    Хранение

    Хранить невскрытый продукт при комнатной температуре. Не используйте просроченный срок годности.

    ⚠ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Этот продукт может подвергать вас воздействию химических веществ, включая формальдегид и метанол, которые, как известно в штате Калифорния, вызывают рак и репродуктивную токсичность с последствиями для развития.Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт www.P65Warnings.ca.gov.

    Процедура анализа

    Полную информацию о продукте см. в техническом описании продукта.

    Вкратце, эритроциты можно лизировать в цельной крови, используя следующую процедуру:

    • Окрашивание цельной крови или препарата обогащенных мононуклеарных клеток антителами
    • Добавление буфера H-Lyse
    • Ситочная цитометрия с фиксатором

Reagents Ambized

Набор лизинга человека человека содержит следующие реагенты для контролируемого лизиса эритроцитов в цельной крови:

  • H-Lyse буферный концентрат (10x)
  • Концентрат буфера (10X)
  • Концентрат фиксатора (10X)

Этот набор содержит достаточное количество реагентов для обработки 250 мл цельной крови.

Другие поставки Требуются

  • FICOLL-HYPAQUE ™
  • Стерильная дистиллированная или деионизированная вода
  • стерильные центрифуги
  • STORILY CENTRIFUGUGUGUGUGUGUGE
  • Pirettop Centrifuluge
  • Pipettes и STORILE Pipertte Tips

Процедура Обзор

R & D Systems Протокол для Лизис эритроцитов с использованием набора для лизиса эритроцитов мыши
 
  1. Окрашивание 100 мкл цельной крови антителом или антителами (при проведении проточной цитометрии).
  2.  


  3. Энергично встряхивайте осадок клеток Vortex .
  4. Добавьте 2 мл 1X H-Lyse Buffer.
  5. Вортекс энергично.
  6. Инкубируйте клеток в течение 5-10 минут при комнатной температуре.
  7. Осадок лейкоцитов с помощью центрифугирования.
  8.  


  9. Промойте осажденные лейкоциты 2 мл промывочного буфера 1X.
  10. Ресуспендируйте клетки в 1 мл промывочного буфера 1X.
  11.  


  12. Зафиксируйте клетки с помощью 100 мкл 10-кратного фиксирующего концентрата, если анализ проточной цитометрии будет отложен более чем на один час.
  13. Или
  14. Используйте лейкоциты для альтернативных последующих применений.
  15. Приготовьте одноклеточную суспензию мононуклеарных клеток.
  16. Промыть клетки избытком стерильного PBS.
  17.  

Технические советы

  • Если проточный цитометрический анализ клеток будет отложен более чем на 1 час после лизиса эритроцитов, клетки можно зафиксировать в это время, чтобы стабилизировать их для последующего анализа.Этот шаг следует исключить, если клетки будут использоваться для культивирования клеток.
  • Фиксированные клетки следует хранить при температуре от 2 °C до 8 °C до проведения проточного цитометрического анализа. Хотя окрашенные клетки будут стабильны до 48 часов, мы рекомендуем провести проточный цитометрический анализ как можно скорее.

Citations for Набор для лизиса эритроцитов человека

Персонал R&D Systems вручную курирует базу данных, содержащую ссылки на продукты R&D Systems.Собранные данные включают не только ссылки на публикации в PubMed, но также предоставляет информацию о типах образцов, видах и экспериментальных условиях.

4 Цитаты: показаны 1–4
Отфильтруйте результаты:

Фильтровать по:

Все виды Человек Гуманизированная мышь

Все типы образцов ЦСЖ Цельная кровь Целые клетки

  1. Благоприятное влияние кателицидина на лечение гиперчувствительного пневмонита — исследования in vivo
    Авторы: М.К. Лемешек, К. Сава-Вейкс, М. Голец, Дж. Дуткевич, Дж. Зволиски, Дж. Милановский
    PLoS ONE, 2021;16(5):e0251237.2021
  2. Эндотелиальная резистентность к инсулину свежевыделенных артериальных эндотелиальных клеток из радиальных оболочек у пациентов с подозрением на ишемическую болезнь сердца
    Авторы: Н. Масаки, Ю. Идо, Т. Ямада, Ю. Ямасита, Т. Тойя, Б. Такасе, Н. М. Гамбург, Т. Адачи
    J Am Heart Assoc, 2019;8(6):e010816.2019
  3. Вирусная инфекция Зика и нейтрализующий ответ человеческих антител в модели гуманизированных мышей BLT
    Авторы: К. Шмитт, П. Чарлинс, М. Веселинови, Л. Киннер-Биб, С. Ху, Дж. Керлин, Л. Ремлинг-Му, К. Е. Олсон, Т. Абуэллай, Р. Аккина
    Virology, 2018;515(0):235-242.2018
  4. Хемокины CXCL10 и CXCL11 в спинномозговой жидкости больных клещевым энцефалитом.
    Авторы: Лепей С.З., Мисик-Мажерус Л., Джерен Т., Роде О.Д., Ременар А., Спорец В., Винс А.
    Acta Neurol.Scand., 2007;115(2):109-14. 2007

Клетки крови — Часть вторая — Эритроциты

В этой статье, второй в нашей серии статей о клетках крови, описываются эритроциты, также известные как эритроциты или эритроциты и обычно называемые эритроцитами.

Аннотация

ТОМ: 101, ВЫПУСК: 41, СТРАНИЦА №: 26

Кен Кэмпбелл, FIMBS, CertHMS, специалист по клинической информации, Фонд исследования лейкемии (написано от частного лица)

В этой статье, второй в нашей серии статей о клетках крови, описываются эритроциты, также известные как эритроциты или эритроциты и обычно называемые эритроцитами.

 

 

Структура
Эритроциты представляют собой двояковогнутые безъядерные диски диаметром 7–8 мкм (рис. 1). Их форма и отсутствие ядра позволяют эритроцитам деформироваться для прохождения через капилляры (рис. 2). Эта форма также обеспечивает максимальную площадь поверхности по отношению к объему для газообмена.

 

 

Эритроциты — это не просто «мешок» гемоглобина (Hb) — они имеют сложную мембранную структуру и множественные гликолитические пути для снабжения энергией и поддержания гемоглобина и мембранных белков в восстановленном состоянии (Kern, 2002a).

 

 

Компромиссом преимуществ потери ядра является то, что клетка больше не может синтезировать белок. В отличие от других клеток, эритроциты не имеют путей восстановления или предотвращения старения. Следовательно, клетки имеют короткую продолжительность жизни около 120 дней. Затем они разрушаются печенью и селезенкой, при этом большая часть железа из гемоглобина регенерируется.

 

 

Источник
Эритроциты образуются и созревают в костном мозге, как описано в первой статье этой серии (Campbell, 2005a).После изгнания ядра наступает стадия, во время которой незрелые эритроциты содержат остаточные механизмы синтеза белка и мРНК. Такие клетки называются ретикулоцитами и их можно увидеть с помощью специальных методов окрашивания. Ретикулоциты, как правило, крупнее эритроцитов и имеют голубоватый оттенок; повышенное количество таких клеток в мазке крови называют полихромазией.

 

 

Нормальный уровень ретикулоцитов составляет около 0,2–2% от общего числа эритроцитов. Современные счетчики клеток обычно дают абсолютное количество ретикулоцитов.Если их нет, это ненормально и указывает на заболевание.

 

 

Увеличение количества ретикулоцитов часто является первым признаком успешного лечения дефицитной анемии, особенно при дефиците витамина B12 или фолиевой кислоты.

 

 

Производство эритроцитов

регулируется уровнями фактора роста эритропоэтина (ЭПО). Он вырабатывается главным образом в почках в ответ на тканевую гипоксию (Kern, 2002b).

 

 

Роль почек в регуляции синтеза эритроцитов означает, что анемия является частым последствием почечной недостаточности; рекомбинантный ЭПО успешно используется для лечения анемии при почечной недостаточности, раке и других состояниях.При лечении почечных пациентов с сердечными заболеваниями необходимо тщательно выбирать целевые уровни гемоглобина, чтобы избежать повышения смертности (Strippoli et al, 2003).

 

 

Функция
Хотя эритроциты метаболически активны, единственной функцией эритроцитов является удержание и транспортировка дыхательного пигмента Hb, составляющего 95% содержимого зрелых эритроцитов. Чтобы рассмотреть функцию эритроцитов, необходимо рассмотреть структуру и функцию молекулы гемоглобина (Kern, 2002b).

 

 

Hb представляет собой комплекс из четырех белковых цепей (глобинов), каждая из которых находится в комплексе с гем-группой (рис. 3). Гем представляет собой железосодержащую кольцевую молекулу, которая может по-разному связывать и высвобождать кислород (O2) в зависимости от насыщения O2, pH и температуры.

 

 

Дифференциальная связывающая способность позволяет Hb связываться с O2 в легочных альвеолах, а затем высвобождать O2 в периферических сосудах. Вторичные функции гемоглобина включают транспорт углекислого газа из тканей в легкие для экскреции и буферный эффект, помогающий контролировать рН крови.

 

 

Цепи молекулы Hb взаимодействуют при связывании и высвобождении O2. Когда полностью дезоксигенированная молекула гемоглобина связывает одну молекулу О2, форма всей молекулы гемоглобина изменяется, чтобы способствовать связыванию второй молекулы О2. Аналогичный процесс происходит при связывании третьей и четвертой молекул О2.

 

 

В тканях этот процесс обратный, так что высвобождение каждой молекулы O2 вызывает более легкое высвобождение каждой последующей.Из-за этого кривая сродства гемоглобина к кислороду имеет характерную сигмовидную форму. Hb легко связывается с O2 при высоких концентрациях O2 (в легочных альвеолах), а высвобождение O2 эффективно при низких концентрациях O2 (в гипоксических тканях).

 

 

Сродство к кислороду определяется наличием глобиновых цепей и их конфигурацией. Наличие различных цепей глобина приводит к подтипам Hb. Все нормальные гемоглобины содержат две а-цепи и две не-а-цепи, которые могут быть b, d или g.

 

 

Наиболее распространенным вариантом гемоглобина у взрослых является HbA, который состоит из двух а-цепей и двух b-цепей и составляет более 95% нормального гемоглобина взрослого человека. Большую часть остального составляет HbA2, состоящий из двух а-цепей и двух d-цепей. Остальное составляет HbF, преобладающий гемоглобин во время внутриутробной жизни, который состоит из двух а-цепей и двух g-цепей.

 

 

Ряд наследственных гемолитических анемий связан с дефектным синтезом гемоглобина (гемоглобинопатия) или несбалансированной продукцией цепи глобина (талассемия).

 

 

Клиническое значение
Нормальные показатели анализа крови (таблица 1) варьируют в зависимости от возраста и пола у взрослых (Bain, 1996). Уменьшение количества эритроцитов называется анемией и может быть результатом многих основных процессов (Campbell, 2004). Избыток эритроцитов называется полицитемией — он может быть первичным, что является миелопролиферативным заболеванием (Campbell, 2005b), или вторичным по отношению к другой патологии (Provan and Weatherall, 2000).

 

 

В каждом конкретном случае необходимо сначала определить основные механизмы заболевания.Только при первичной полицитемии уместно или даже возможно лечить непосредственно болезнь крови. Если причиной железодефицитной анемии у пациента является кровотечение из желудочно-кишечного тракта или паразитемия анкилостомы, нет смысла давать таблетки железа, и даже переливание эритроцитов даст лишь временную передышку.

 

 

Если основная причина неизлечима, например, неоперабельное злокачественное новообразование, внимание должно быть сосредоточено на наилучшей возможной поддерживающей терапии.В случае почечной недостаточности добавки ЭПО могут способствовать адекватному эритропоэзу тогда и только тогда, когда у пациента имеется достаточный уровень веществ, необходимых для образования клеток крови, известных под общим названием кроветворные вещества.

 

 

Первичная диетическая анемия может иногда наблюдаться у пожилых людей, у тех, кто пренебрегает собой или у тех, кто принимает экстремальные диетические причуды. Железо плохо усваивается из вегетарианской диеты, а витамин B12 не может быть синтезирован человеком и в основном усваивается из мясных и молочных продуктов.Строгое вегетарианство, веганство и подобные диетические практики могут привести к анемии, если не принимать соответствующие добавки.

 

 

В норме ядросодержащие эритроциты (NRBC) обнаруживаются в крови только у плода и новорожденного. В любом другом случае наличие NRBC в крови является показателем патологии, либо повышением эритроидной активности, либо повреждением микроархитектоники костного мозга (Schaefer, Rowan, 2000). Многие автоматические счетчики клеток не могут надежно отличить NRBC от малых лимфоцитов — в случаях талассемии может присутствовать так много NRBC, что необходимо скорректировать определяемое машиной общее количество лейкоцитов.

 

 

— Эта статья прошла двойное слепое рецензирование.

 

 

Соответствующие статьи по этому вопросу и ссылки на соответствующие веб-сайты см. на сайте www.nursingtimes.net

Красные кровяные тельца – определение, биология и наблюдение под микроскопом

Делиться – значит заботиться!

Что такое эритроциты – обзор

Красные кровяные тельца ( эритроциты , также называемые эритроцитами ) являются наиболее распространенными клетками крови.Их функция заключается в переносе кислорода от легких ко всем частям тела.

В этой статье вы узнаете биологию и функции эритроцитов. Мы обсудим, почему эритроциты так эффективно переносят молекулы кислорода и откуда в нашем организме рождаются эритроциты. Я также покажу вам, как они выглядят под микроскопом. Давайте начнем.

Компоненты нашей системы кровообращения

Прежде чем мы изучим функцию эритроцитов, мы быстро рассмотрим, что такое система кровообращения (или система кровообращения).Для сложных многоклеточных организмов эффективная доставка кислорода и питательных веществ в каждую клетку является важнейшей задачей. В нашем организме эту важную работу берет на себя система кровообращения.

Вкратце, система кровообращения переносит питательные вещества и кислород к клеткам тела и от них для обеспечения питания. Он также помогает бороться с болезнями, стабилизирует температуру тела и поддерживает гомеостаз (имеется в виду постоянный баланс физических и химических условий в нашем организме).

[На этом изображении] Основные компоненты нашей системы кровообращения включают сердце (насос), кровеносные сосуды (трубы) и различные клетки крови (носители).


Основные компоненты системы кровообращения включают сердце, кровь и кровеносные сосуды. Сердце перекачивает насыщенную кислородом кровь в тело и перерабатывает деоксигенированную кровь в легкие. Кровь переносится по телу через кровеносных сосудов .

Состав человеческой крови

Кровь — это жидкость организма, которая переносит питательные вещества, кислород и метаболические отходы в нашем организме. У среднего взрослого человека объем крови составляет примерно 5 литров.

Кровь состоит из клеток крови, взвешенных в плазме крови. Плазма , желтоватая жидкость, в основном состоит из воды и содержит различные белки, сахар крови, ионы и углекислый газ.

Клетки крови в основном представляют собой эритроциты (также называемые эритроцитами или эритроцитами), лейкоциты (также называемые лейкоцитами или лейкоцитами) и тромбоциты. Эритроциты составляют около 45 % объема всей крови, плазма — около 54 %, а лейкоциты — около 1 %.

[На этом изображении] Три основных типа клеток крови – эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Фото предоставлено: Encyclopedia


Что означает гематокрит?

Чтобы узнать состав образца крови, вы можете прокрутить пробирку с кровью в центрифуге, чтобы разделить кровь на три фракции.

[На этом изображении] Кровь содержит плазму и клетки крови.
Их относительное количество можно измерить по объему упаковки после центрифугирования. Плазма легче, поэтому она плавает наверху. Красные кровяные тельца более плотные, поэтому они стянуты вниз.Между плазмой и эритроцитами находится тонкий слой белого вещества, называемого лейкоцитарной пленкой. Лейкоцитарная пленка содержит смесь различных лейкоцитов.


Объемный процент эритроцитов обозначается как гематокрит ( hct ), который обычно измеряется в анализах крови.

Как правило, нормальным диапазоном считается: состояние.Например, анемия возникает из-за недостаточного поступления здоровых эритроцитов.

Что делают эритроциты?

Эритроциты составляют примерно 45% от общего объема крови у здорового взрослого человека, что делает их наиболее распространенным типом клеток крови. Нам нужно так много эритроцитов, потому что они играют такую ​​простую, но важную роль — транспортировку кислорода.

[На этом изображении] Красные кровяные тельца переносят свежий кислород по всему телу.


Эритроциты поглощают кислород в легких или жабрах рыб и выделяют его в ткани, проталкиваясь через капилляры тела (мельчайшие кровеносные сосуды, расположенные в непосредственной близости от клеток).Расстояние диффузии кислорода в тканях составляет менее 200 мкм. По этой причине сети капилляров должны покрывать каждый сантиметр нашего тела.

[В этом видео] Красные кровяные тельца текут в кровеносных сосудах.


Эритроциты в действии

Размер, цвет и продолжительность жизни

Зрелые эритроциты человека выглядят как овальные двояковогнутые диски. Они имеют диаметр около 7,5 мкм и толщину 2 мкм. Красный цвет обусловлен присутствием железа в гемоглобине , наиболее распространенном кислородсодержащем белке в эритроцитах.

[На этом изображении] Красные кровяные тельца человека в профиль имеют форму гантели.
Фото предоставлено: Socratic Q&A


Насыщенная кислородом кровь (свежая откачанная из сердца) ярко-красная, а деоксигенированная кровь (возвращающаяся к сердцу из организма) темно-красная. Взрослые имеют примерно 20-30 триллионов эритроцитов в любой момент времени. Каждую секунду в костном мозге вырабатывается около 2 миллионов новых эритроцитов, которые циркулируют в организме в течение примерно 120 дней.

[На этом изображении] Показаны две капли крови: ярко-красная насыщенная кислородом капля слева и деоксигенированная капля справа.
Фото предоставлено: wiki


Уникальная клеточная структура

Нет ядра

В эритроцитах человека (и млекопитающих) отсутствуют клеточные ядра и большинство органелл, чтобы разместить максимальное пространство для гемоглобина и сохранить гибкость, поэтому им легко протискиваться через капилляры. Удаление ядра происходит во время созревания эритроцитов из их клеток-предшественников.

[На этом изображении] Эритроциты млекопитающих не имеют клеточных ядер. Однако другие позвоночные, такие как рыбы, лягушки или птицы, сохраняют ядра в своих эритроцитах.Эритроциты млекопитающих также меньше, чем у других.


Гибкая клеточная мембрана

Клеточная мембрана играет важную роль в поддержании деформируемости, гибкости и стабильности эритроцитов. Мембрана эритроцитов состоит из 3 слоев:

(1) Внешний гликокаликс, богатый углеводами.

(2) Липидный бислой, содержащий множество трансмембранных белков

(3) Мембранный скелет, структурная сеть белков, расположенных на внутренней поверхности липидного бислоя.

Суммарные белки могут составлять до 50% массы мембраны эритроцитов. Другая половина – это липиды, а именно фосфолипиды и холестерин.

Группы крови системы ABO обусловлены различиями в поверхностных гликопротеинах эритроцитов.

[На этом изображении] Система групп крови АВО.
Фото: Chegg


Гемоглобин

Цитоплазма эритроцитов богата гемоглобином (Hb), железосодержащим белковым комплексом, способным связывать кислород. Каждый красный кровяной тельце человека содержит примерно 270 миллионов таких молекул гемоглобина.

[На этом изображении] Гемоглобин образован четырьмя глобулиновыми цепями. Каждый глобулин несет гем, содержащий атом железа. Эти атомы железа являются центром связывания кислорода.


Гемоглобин состоит из четырех белковых единиц (цепей глобулина), соединенных вместе. Молекула взрослого гемоглобина содержит две цепи альфа-глобулина и две цепи бета-глобулина. У плодов и младенцев молекула гемоглобина состоит из двух альфа-цепей и двух гамма-цепей.По мере роста ребенка гамма-цепи постепенно заменяются бета-цепями.

Каждая цепь глобулина содержит важное железосодержащее соединение порфирина, называемое гем . В соединение гема встроен атом железа , который жизненно важен для транспортировки кислорода и углекислого газа в нашей крови. Железо в гемоглобине также отвечает за красный цвет крови.

Прелесть гемоглобина в том, что он может связываться с кислородом с сильным сродством в легких или жабрах (где уровень кислорода высок).Когда гемоглобин перемещается в ткани (где уровень кислорода низкий), его структура изменяется, и сродство между гемом и кислородом уменьшается, высвобождая свой кислородный груз.

[На этом изображении] Гемоглобин обеспечивает перенос кислорода между легкими и другими тканями.


Гемоглобин также играет важную роль в поддержании формы эритроцитов. Таким образом, аномальная структура гемоглобина может нарушить форму эритроцитов и нарушить их функцию (т.д., серповидноклеточная анемия).

Жизненный цикл эритроцитов

Эритроциты человека образуются в костном мозге (в печени у младенцев).

[На этом изображении] Семейство кроветворной (имеется в виду кровь) системы происходит от гемопоэтических стволовых клеток в нашем костном мозге.


У нас есть наиболее мощные кроветворные стволовые клетки, называемые гемопоэтическими стволовыми клетками ( ГСК ), которые находятся в костном мозге. ГСК могут делиться и дифференцироваться в эритробласты, которые являются коммитированными предшественниками эритроцитов.В результате процесса, называемого эритропоэзом (переговоры 7 дней), эритробласт постепенно заполняется гемоглобином, а его ядро ​​и митохондрии исчезают, превращаясь в ретикулоциты. Ретикулоциты в конечном итоге становятся полностью зрелыми эритроцитами. В среднем эритроциты у человека могут жить 100-120 дней.

Эритропоэз может стимулироваться гормоном эритропоэтином (ЭПО), который синтезируется почками. ЭПО можно назначать в качестве лекарственного средства для лечения анемии (состояние низкого уровня эритроцитов). Фактически, рекомбинантный человеческий эритропоэтин (рчЭПО) был первым белковым лекарственным средством, произведенным с помощью технологии рекомбинантной ДНК компанией Amgen в 1989 году.

Высокие показатели гематокрита наблюдаются у людей, живущих на больших высотах. Элитные марафонцы могут тренироваться на больших высотах, чтобы повысить эффективность своей кислородной системы. Однако некоторые спортсмены могут злоупотреблять препаратом эритропоэтином в целях «допинга крови».

Просмотр эритроцитов под микроскопом

Приготовление и окрашивание мазка крови

В одном кубическом миллиметре крови содержится более 5 миллионов эритроцитов. Если вы просто добавите каплю крови на предметное стекло, образец будет слишком «толстым» (слишком много клеток), чтобы его можно было наблюдать.

По этой причине обычно требуется приготовление разбавленного образца. Наиболее распространенным способом является приготовление «мазка крови» с последующей окраской раствором Райта-Гимзы. Вы можете проверить «Пост о лейкоцитах», чтобы узнать, как сделать мазок крови.

[На этом изображении] Микроскопическое исследование цельной крови начинается с приготовления мазка.


Клетки крови под микроскопом

Если мазок крови правильно подготовлен и окрашен, мы должны легко увидеть отдельные клетки под микроскопом со светлым полем.Вы должны видеть эритроциты повсюду, поскольку они являются наиболее распространенными клетками в крови. Обратите внимание, что эритроциты человека не имеют ядер и выглядят как чашка. Вы также можете увидеть несколько типов лейкоцитов (лейкоцитов) с гораздо более низкой частотой. Щелкните здесь, если хотите узнать, как идентифицировать разные лейкоциты.

Примечание. Без окрашивания эритроциты не выглядят «красными» под микроскопом. Розово-красный цвет на изображении ниже исходит от эозинового красителя пятен Райта-Гимзы.

[На этом изображении] После приготовления мазка крови и окрашивания по Райту-Гимзе вы можете рассмотреть эти клетки крови под микроскопом со светлым полем.Синий цвет происходит от красителя метиленового синего, который окрашивает ДНК в ядрах. Эти розово-красные овальные диски без ядер являются эритроцитами.


Обратите внимание, что клеточная структура эритроцитов обычно менее прочна, чем у лейкоцитов. Например, эритроциты могут легко лопнуть в буфере для лизиса эритроцитов, содержащем хлорид аммония (гипотонический раствор). Однако в этом растворе лейкоциты оказывают минимальное влияние. Не добавляйте чистую воду в образец крови, потому что это приведет к такому же результату лизиса. Используйте физиологический раствор, если вам нужно разбавить образец крови.

[На этом изображении] После обработки буфером для лизиса эритроцитов все эритроциты исчезают.


[На этом изображении] Звездообразные эхиноциты являются результатом артефакта, обычно обнаруживаемого в старых образцах.


Заболевания, связанные с красными кровяными тельцами

Проблемы с красными кровяными тельцами могут быть вызваны болезнями или недостатком железа или витаминов в рационе. Некоторые заболевания эритроцитов передаются по наследству.

[На этом изображении] Два примера заболеваний, связанных с аномальными эритроцитами.Опытный гематолог может понять, что не так в вашем организме, исследуя ваши клетки крови с помощью общего анализа крови (CBC) или мазка крови.


Анемия

Человек с низким гематокритом считается анемичным. Причин анемии много. Некоторые из наиболее распространенных причин:

  • потеря крови (травматическое повреждение, хирургическое вмешательство, кровотечение и рак толстой кишки)
  • дефицит питательных веществ (железа, витамина B12, фолиевой кислоты),
  • проблемы с костным мозгом (замещение костного мозга рак, подавление химиотерапевтическими препаратами, почечная недостаточность)
  • аномальный гемоглобин (серповидноклеточная анемия).

Серповидноклеточная анемия

Серповидноклеточная анемия (SCD) является наследственным заболеванием. Это происходит из-за мутации в гене гемоглобина. Аномальный гемоглобин заставляет эритроциты становиться жесткими, липкими и неспособными плавно течь по кровеносным сосудам. Серповидные клетки погибают намного быстрее, чем нормальные эритроциты — за 10–20 дней вместо 120 дней. Это вызывает нехватку эритроцитов.

[На этом изображении] Серповидноклеточная анемия вызывается аномальным гемоглобином.При этом наследственном заболевании эритроциты имеют форму полумесяца, а не обычных кругов с зазубринами. Справа: реальное изображение серповидных клеток.
Фото: Science


Серповидно-клеточная анемия поражает миллионы людей во многих развивающихся странах. Трансплантация крови и костного мозга в настоящее время является единственным лекарством от серповидно-клеточной анемии, но только небольшое количество пациентов имеют на это право. Можно было бы ожидать, что естественный отбор отсеет ген, имеющий такие неприятные последствия, но в случае с серповидноклеточной анемией это, похоже, не так.Действительно, случаи серповидно-клеточной анемии остаются устойчивыми в человеческой популяции.

Одно из объяснений состоит в том, что серповидно-клеточная анемия развила проводную связь с другим заболеванием – малярией. Малярия – это переносимое комарами заболевание, вызываемое паразитом. Этот паразит, Plasmodium falciparum , вторгается, питается и растет внутри эритроцитов. Люди с одним геном серповидно-клеточной анемии (так называемый признак серповидно-клеточной анемии) не вызывают дискомфорта из-за серповидно-клеточной анемии, но защищены от тяжелых форм малярии.Защита от малярии может быть движущей силой для сохранения признаков серповидно-клеточной анемии в человеческой популяции.

[На этом изображении] Мазок крови, показывающий заражение паразитами Plasmodium falciparum .