Лейкоциты клетки крови которые синтезируют гемоглобин
Кле́тки кро́ви, или кровяны́е кле́тки — клетки, входящие в состав крови и образующиеся в красном костном мозге в ходе гемопоэза. Существует три основных типа клеток крови: эритроциты (красные кровяные клетки), лейкоциты (белые кровяные клетки) и тромбоциты (кровяные пластинки). Часть объёма крови, приходящуюся на клетки, называют гематокритом. У женщин его значение в норме составляет 0,37—0,47, у мужчин — 0,4—0,54. Более 99 % гематокрита приходится на эритроциты. Клетки крови выполняют разнообразные функции: переносят кислород и углекислый газ (эритроциты), обеспечивают работу иммунной системы (лейкоциты) и свёртываемость крови (тромбоциты)[1]. Иногда эритроциты, тромбоциты и лейкоциты в совокупности называют форменными элементами крови в связи с тем, что тромбоциты представляют собой фрагменты цитоплазмы мегакариоцитов, не имеют собственного ядра[2] и некоторыми учёными не считаются клетками[3].
История изучения[править | править код]
В 1658 году голландский натуралист Ян Сваммердам впервые увидел эритроциты в микроскоп, а в 1695 году Антони ван Левенгук зарисовал их, назвав «красными корпускулами». После этого новые виды клеток крови не изучались, и лишь в 1842 году французский врач Альфред Франсуа Донне открыл тромбоциты. В следующем году его соотечественник и коллега Габриэль Андраль описал лейкоциты одновременно и независимо с английским врачом Уильямом Эддисоном[en]. В результате этих открытий зародилась новая область медицины — гематология. Дальнейший прогресс в изучении клеток крови наметился в 1879 году, когда Пауль Эрлих опубликовал свою методику дифференциального окрашивания[en] клеток крови[4].
Виды[править | править код]
Сканирующая электронная микроскопия клеток крови. Слева направо: эритроцит, тромбоцит, лейкоцит
Эритроциты[править | править код]
Зрелые эритроциты (нормоциты) представляют собой безъядерные клетки в форме двояковогнутого диска диаметром 7—8 мкм. Эритроциты образуются в красном костном мозге, откуда попадают в кровь в незрелом виде (в виде так называемых ретикулоцитов) и достигают окончательной дифференцировки через 1—2 дня после выхода в кровоток. Продолжительность жизни эритроцита составляет 100—120 суток. Отслужившие и повреждённые эритроциты фагоцитируются макрофагами селезёнки, печени и костного мозга. Образование эритроцитов (эритропоэз) стимулируется эритропоэтином, который образуется в почках при гипоксии[5].
Важнейшая функция эритроцитов — дыхательная. Они переносят кислород от альвеол лёгких к тканям и углекислый газ от тканей к лёгким. Двояковогнутая форма эритроцита обеспечивает наибольшее отношение площади поверхности к объёму, что обеспечивает его максимальный газообмен с плазмой крови. Белок гемоглобин, содержащий железо, заполняет эритроциты и переносит весь кислород и около 20 % углекислого газа (остальные 80 % транспортируется в виде иона бикарбоната). Кроме того, эритроциты участвуют в свёртывании крови и адсорбируют на своей поверхности токсичные вещества. Они переносят разнообразные ферменты и витамины, аминокислоты и ряд биологически активных веществ. Наконец, на поверхности эритроцитов находятся антигены — групповые признаки крови[5].
Лейкоциты[править | править код]
Лейкоциты — ядерные шаровидные клетки. В зависимости от типа гранул в цитоплазме их подразделяют на гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) и агранулоциты (лимфоциты и моноциты). Отличительная черта лейкоцитов — их подвижность, которая обеспечивается сократительными белками актином и миозином. Они могут даже выходить из кровеносных сосудов, проникая между клетками эндотелия. Основная функция лейкоцитов — защитная. Они фагоцитируют микроорганизмы, инородные частицы, продукты распада тканей, синтезируют и инактивируют различные биологически активные вещества, опосредуют реакции гуморального[en]* и клеточного иммунитета[6].
Наиболее многочисленный тип лейкоцитов — нейтрофилы. После выхода из костного мозга они циркулируют в крови всего несколько часов, после чего оседают в различных тканях. Их главная функция — фагоцитоз обломков тканей и опсонизированных микроорганизмов. Таким образом, нейтрофилы, наряду с макрофагами, обеспечивают первичный неспецифический иммунный ответ[7].
Эозинофилы в течение нескольких дней после образования остаются в костном мозге, потом на несколько часов выходят в кровоток и далее мигрируют в ткани, контактирующие с внешней средой (слизистые оболочки дыхательных и мочеполовых путей, а также кишечника). Эозинофилы способны к фагоцитозу, задействованы в аллергических, воспалительных и антипаразитарных реакциях. Они также выделяют гистаминазы[en], инактивирующие гистамин, и блокируют дегрануляцию тучных клеток[7].
Базофилы — очень малочисленный тип лейкоцитов (не более 0—1 % общего числа лейкоцитов в крови), в их гранулах содержатся гистамин и гепарин. Они выходят из кровотока в ткани, где участвуют в аллергических реакциях, выделяя гистамин и другие вазоактивные[en] вещества[7].
Моноциты — самые крупные лейкоциты. После нескольких дней циркуляции в кровотоке они выходят в ткани и превращаются в макрофаги. Макрофаги — фагоцитирующие клетки, они найдены во всех тканях и органах. Они фагоцитируют из крови денатурированные белки, состарившиеся эритроциты, обломки клеток и внеклеточного матрикса. Они также поглощают находящиеся в тканях опсонизированные бактерии и после активации секретируют разнообразные ферменты, транспортные белки, интерлейкины, факторы роста, тромбоксаны, а также лизоцим и эндогенные пирогены[8].
Лимфоциты подразделяют на T-лимфоциты и B-лимфоциты в зависимости от места их созревания (тимус или красный костный мозг соответственно). Они постоянно поступают в кровь с лимфой из лимфатических узлов. Лимфоциты обеспечивают специфический иммунитет. B-лимфоциты выделяют антитела. T-лимфоциты подразделяются на T-киллеров, обеспечивающих клеточный иммунный ответ, T-хелперов, которые поддерживают пролиферацию и дифференцировку B-лимфоцитов, и T-регуляторные клетки, подавляющие T-клеточный иммунный ответ после устранения угрозы. Выделяют также особую группу лимфоцитов — натуральные киллеры, которые уничтожают раковые клетки, клетки, заражённые вирусами, и чужеродные клетки[9].
Тромбоциты[править | править код]
Циркулирующие в крови тромбоциты (две трети всех тромбоцитов, остальные накапливаются в селезёнке) участвуют в свёртывании крови и восстановлении целостности стенки сосуда после повреждения. Они способны слипаться друг с другом и со стенками сосудов, а также секретируют факторы роста, стимулирующие заживление ран. Тромбоциты образуются в костном мозге из мегакариоцитов, которые в определённый момент распадаются на множество кровяных пластинок[10].
Образование[править | править код]
Все кровяные клетки происходят из стволовых кроветворных (гематопоэтических) клеток, находящихся в костном мозге. Сначала они разделяются на популяции предшественников лимфоидных клеток и миелоидных клеток. Предшественники лимфоидных клеток дают начало натуральным киллерам, T-лимфоцитам и B-лимфоцитам. Предшественники миелоидных клеток развиваются в популяции мегакариоцитов (предшественников тромбоцитов), предшественников эритроцитов, тучных клеток и миелобластов. От миелобластов происходят базофилы, нейтрофилы, эозинофилы и моноциты[11].
Образование эритроцитов (эритропоэз) стимулируется эритропоэтинами при нехватке кислорода в тканях. Содержание лейкоцитов в крови регулируется гормонами тимуса. В печени синтезируется тромбопоэтин, который стимулирует образование мегакариоцитов. Клетки стромы костного мозга и T-лимфоциты вырабатывают интерлейкин 3, который действует на стволовые кроветворные клетки[12].
Примечания[править | править код]
- ↑ Судаков и др., 2015, с. 210.
- ↑ Machlus K. R., Thon J. N., Italiano Jr. J. E. Interpreting the developmental dance of the megakaryocyte: a review of the cellular and molecular processes mediating platelet formation. (англ.) // British Journal Of Haematology. — 2014. — April (vol. 165, no. 2). — P. 227—236. — doi:10.1111/bjh.12758. — PMID 24499183. [исправить]
- ↑ Всё о крови. Форменные элементы крови.
- ↑ Steven I. Hajdu. A Note from History: The Discovery of Blood Cells // Annals of Clinical & Laboratory Science. — 2003. — Vol. 33. — P. 237—238.
- ↑ 1 2 Судаков и др., 2015, с. 220—221.
- ↑ Судаков и др., 2015, с. 224—225.
- ↑ 1 2 3 Судаков и др., 2015, с. 225.
- ↑ Судаков и др., 2015, с. 225—226.
- ↑ Судаков и др., 2015, с. 226—227.
- ↑ Судаков и др., 2015, с. 227.
- ↑ Судаков и др., 2015, с. 219.
- ↑ Судаков и др., 2015, с. 219—220.
Литература[править | править код]
- Судаков К. В. и др. Нормальная физиология. — ГЭОТАР-Медиа. — М., 2015. — 880 с. — ISBN 978-5-9704-3528-1.
Общеизвестно, что основными клетками крови являются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Приглядимся к ним поближе.
Эритроциты — строение и функции
Эритроциты — это основная часть состава клеток крови. Количество их у здоровых людей колеблется от 4,5 до 5,5 миллиона в 1 куб.мм. Если расположить их все в одну линию, то она протянется на 187000 км, более чем в 4,5 раза больше земного экватора. Ежесекундный распад 10 миллионов эритроцитов возмещается поступлением в кровь такого же их количества из кроветворных органов.
Эритроциты человека — безъядерные тельца, похожие на двояковогнутые диски, с диаметром, равным в среднем 7 микронам (0,007 мм).
По современным представлениям эритроцит имеет губчатую структуру, пропитанную гемоглобином — носителем кислорода. В составе эритроцитов его более 90%.
Из гемоглобина и кислорода (Нв) образуется непрочный оксигемоглобин. Именно из-за него кровь такого цвета. Основная часть его состава белковая — глобин и небелковая — гем. Успехи современной биохимии позволили изучить этапы его образования, очень сложного и многоступенчатого. Гем способствует гемоглобину “рыхло” соединяться с кислородом, этим он обязан железу, которое присутствует в нем.
Связи кислорода и гемоглобина целиком зависит от содержания (концентрации, или «напряжения») этого газа в окружающей среде. Если раствор гемоглобина окружен воздухом, содержащим 20% кислорода, то гемоглобин почти полностью насытится кислородом, т. е. превратится в оксигемоглобин.
Но если его поместить в безвоздушное пространство или атмосферу азота, то кислород полностью отщепится и гемоглобин окажется восстановленным.
Как эритроциты переносят гемоглобин в организме
Проходя через капилляры легких, где имеется наибольшее напряжение кислорода, гемоглобин крови целиком насыщается кислородом. Этот процесс совершается по законам диффузии газов.
Затем оксигемоглобин переносится в капилляры других тканей организма, где напряжение кислорода очень низкое благодаря чему он легко отделяется от гемоглобина. Освободившийся кислород используется клетками для поддержания их энергетического обмена.
Отечественный ученый П. А. Коржуев на примерах особей животного мира различного уровня развития показал, что расстановка разных видов животных в эволюционном ряду зависит от обеспеченности их гемоглобином (следовательно, и кислородом).
- Так, например, у рыб на килограмм веса тела гемоглобина сравнительно немного;
- У земноводных (следующая ступень развития) немного больше;
- Еще больше его у птиц и т. д.
- Самое большое его количество содержит кровь млекопитающих.
Что происходит с погибшими эритроцитами
Основная задача эритроцитов — переноска кислорода. Они обладают минимальным обменом веществ. В среднем они живут 100—120 дней. Старея, эритроциты подвергаются распаду: в конце своей жизни в селезенке, и печени приклеиваются к особым клеткам на стенках сосудов.
Такие клетки обладают способностью захватывать различные высокомолекулярные и чужие частицы, попадающие в кровь. Этот процесс поглощения (фагоцитоз) распространяется также и на состарившиеся эритроциты, которые для организма стали уже чужеродными.
Непосредственное отношение к процессу кроворазрушения имеет селезенка. Этот орган — «губчатый мешок» из очень рыхлой ткани, переполненной кровью, способен разрушать красные кровяные тельца, что дало повод уже давно называть ее «кладбищем» этих клеток. (По некоторым данным, свыше 70% всех эритроцитов, закончивших свой жизненный цикл, оказываются именно в ней).
Следует отметить, что у здорового человека селезенка разрушает лишь старые или случайно поврежденные красные тельца. Каков же механизм освобождения крови от тех из них, что уже отжили или повреждены? Это удалось открыть с помощью интересных опытов на животных с использованием современной электронной микроскопии.
Крысам вводили токсические для эритроцитов вещества и наблюдали прохождение их через стенку сосудов селезенки. Нормальные клетки легко фильтруются через сосудистые поры: при прохождении через них «гибкие» эритроциты меняют свою форму и проскальзывают в общем токе крови.
Но, старея или повреждаясь, становясь менее эластичными они больше неспособны проникать через капилляры, фильтруются в селезенке и поглощаются (фагоцитоз) ретикуло-эндотелиальными клетками. При распаде в печени эритроцитов образуется пигмент билирубин, который в кишечнике, под влиянием микробов подвергается дальнейшему химическому превращению.
При этом образуется пигмент стеркобилин, который окрашивает кал таким коричневым цветом. Количество этого пигмента в кале говорит об объемах распадающихся эритроцитов.
Нормы эритроцитов по полу и возрасту
Пол, возраст | Норма, клеток/л |
У взрослых мужчин | 3.9•10 12 –5,5•10 12 |
У взрослых женщин | 3,9•10 12 –4,7•10 12 |
В пуповинной крови плода | 3,9•10 12 –5,5•10 12 |
1-3 дня от рождения | 4,0•10 12 –6,6•10 12 ретикулоциты — 3–51% |
7 дней | 3,9•10 12 –6,3•10 12 |
14 дней | 3,6•10 12 –6,2•10 12 |
30 дней | 3,0•10 12 –5,4•10 12 |
60 дней | 2,7•10 12 –4,9•10 12 |
6 месяцев | 3,1•10 12 –4,5•10 12 ретикулоциты — 3–15% |
до 12 лет | 3,5•10 12 –5,0•10 12 ретикулоциты — 3–12% |
Девочки-подростки 13–19 лет | 3,5•10 12 –5,0•10 12 ретикулоциты 2-11% |
Мальчики-подростки 13–16 лет | 4,1•10 12 –5,5•10 12 ретикулоциты 2-11% |
16 — 19 лет | 3,9•10 12 –5,6•10 12 |
Пожилые люди | 4,0•10 12 |
Беременные | 3,5•10 12 –5,6∙10 12 ретикулоциты — примерно 1% |
Что происходит с железом, накопившемся в эритроцитах
Сейчас сложилось твердое убеждение, что железо, освободившееся при гибели эритроцитов, полностью используется для построения его новых молекул, предварительно отложившись в печени и селезенке в резерве. Из резерва оно в костном мозге принимает участие в гемоглобинообразовании.
Помимо использования резервного железа, открыт механизм непосредственной утилизации гемоглобинового железа кроветворными клетками.
Здоровый человек ежесуточно при распаде эритроцитов теряет 20—30 мг железа, что равно суточной потребности. 90% этого железа вновь идет на построение нового гемоглобина в процессе созревания новых эритроцитов. Потери железа организмом ничтожны.
Лейкоциты — строение и функции
Лейкоциты — вторая основная составляющая крови, имеют ядро, протоплазму, или цитоплазму (от «цито» — клетка). Отдельные из них способны активно двигаться, наподобие простейших организмов, например, амеб.
В крови человека содержится в 1000 раз меньше лейкоцитов, чем эритроцитов.
Виды лейкоцитов
Лейкоциты бывают зернистыми и незернистыми. Зернистые лейкоциты или гранулоциты имеют протоплазму нагруженную зернами. Незернистые лейкоциты или агранулоциты зерен не содержат или содержат очень мало.
Незернистые и зернистые лейкоциты отличаются друг от друга несколькими признаками:
- способностью восприятия клетками кислых и щелочных красок;
- отсутствием или наличием зерен в цитоплазме;
- отличием в строении ядра;
- формой.
Так, например, цитоплазма эозинофила в окрашенном мазке содержит крупную зернистость, напоминающую кетовую икру, а базофильные лейкоциты имеют зерна, окрашивающиеся в фиолетово-синий цвет.
Ядра различных клеток имеют своеобразную форму, позволяющую отличать одни от других. Ядро зрелого нейтрофила, например, состоит из сегментов, соединенных между собой мостиками, а у лимфоцита ядро круглое и занимает большую часть клетки.
Защитная функция лейкоцитов
Некоторые формы лейкоцитов (прежде всего нейтрофилы и моноциты) поразительно способны к фагоцитозу, т. е. к поглощению и перевариванию различных микробов; простейших организмов, отживших клеток и всяких чужеродных веществ, попадающих в организм.
Присущая лейкоцитам защитная функция проявляется лишь после выхода из кровеносных сосудов. При кровотоке лейкоциты обволакивают внутренние стены капилляров и во множестве уходят из сосудов, протискиваясь между эндотелиальными клетками. При своем следовании они обнаруживают и переваривают в себе микробы и различные инородные тела.
Процесс движения лейкоцитов из сосудов в ткани совершается при посредстве вытягивания протоплазмы и образования ее выростов — так называемых ложноножек (псевдоподий). Лейкоциты активно проходят через неповрежденные стенки сосудов, легко проникают через оболочки (мембраны), двигаются в соединительной ткани.
Роль эозинофилов и базофилов остается еще недостаточно изученной. Больше сведений мы имеем в отношении лимфоцитов. Они образуются в лимфатических узлах, разбросанных по всему организму и в селезенке. (Количество лимфоидной ткани составляет около 1% веса тела!) Изучение продолжительности жизни лимфоцитов с использованием радиоактивной метки доказало, что они циркулируют в крови 100—200 дней, и лишь небольшая их часть исчезает из кровяного русла через 3—4 дня.
Есть основания считать, что лимфоциты участвуют в формировании иммунной системы организма и, таким образом, очень важны в процессах борьбы с микробами и действием их токсинов.
Нормы лейкоцитов по полу и возрасту
Пол, возраст | Норма, единиц на литр (Ед/л) |
Малыши до 3-х дней | 7 – 32 × 109 |
До 1 года | 6 – 17,5 × 109 |
1-2 года | 6 – 17 × 109 |
2-6 лет | 5 – 15,5 × 109 |
6-16 лет | 4,5 – 13,5 × 109 |
16-21 год | 4,5 – 11 × 109 |
Взрослые мужчины | 4,2 – 9 × 109 |
Взрослые женщины | 3,98 – 10,4 × 109 |
Пожилые мужчины | 3,9 – 8,5 × 109 |
Пожилые женщины | 3,7 – 9 × 109 |
Тромбоциты — строение и функции
В крови есть еще третий форменный элемент—тромбоциты (кровяные пластинки).
Тромбоциты, как бы осколки протоплазмы производящих их гигантских клеток костного мозга — мегакариоцитов. Оказывается, что из одного мегакариоцита может образоваться до 400 пластинок. В 1 мм3 крови их насчитывается 250—400 тыс.
Размер кровяных пластинок очень мал — от 2 до 5 микрон. Они формой круглые или овальные, не имеют ядра. Сроки пребывания их в крови от 3 до 5 дней.
Клетки эти играют огромную роль в процессах свертывания крови и занимают ключевую позицию в процессе остановки кровотечения.
Основное, значимое свойство тромбоцитов — прилипать и покрывать чужеродную поверхность. Они при этом становятся больше размером и растягиваются принимая звездчатую форму. При повреждении мелких кровеносных сосудов тромбоциты устремляются к месту повреждения, прилипают кучкой и образуют собой тромб закрывающий место дефекта сосуда.
Вокруг него оседают нити фибрина и эритроциты, цвет тромба меняется на красный. Благодаря выпадению фибрина головка тромба плотно фиксируется к поврежденному сосуду и задерживает переход крови из сосуда наружу.
Таким образом, тромбоциты успешно организуют первичный, «пусковой» этап остановки кровотечения при повреждении сосуда. Поэтому при заболеваниях, которым свойственно отсутствие, малое количество или неполноценность тромбоцитов, наблюдаются самопроизвольные кровотечения и кровоизлияния.
Нормы тромбоцитов по полу и возрасту
Пол, возраст | Норма тромбоцитов, тысяч Ед/мкл |
У мужчин | 200-400 |
У женщин | 180-320 |
У женщин в критические дни | 75-220 |
У беременных | 100-310 |
У новорожденных | 100-420 |
2 недели -1 год | 150-350 |
1 – 5 лет | 180-380 |
5 – 7 лет | 180-450 |