Эритроциты: строение и функции¶

Эритроциты (от греч. ἐρυθρός — красный и κύτος — клетка), или красные кровяные тельца, — это форменные элементы крови позвоночных животных и человека, основной функцией которых является перенос кислорода от лёгких к тканям и углекислого газа в обратном направлении. Эритроциты составляют основную часть клеток крови и придают ей характерный красный цвет благодаря содержащемуся в них железосодержащему белку — гемоглобину.

¶Общая характеристика

Эритроциты относятся к специализированным клеткам, утратившим в процессе эволюции ядро и большинство органелл ради максимальной эффективности газотранспортной функции. У млекопитающих зрелые эритроциты имеют форму двояковогнутого диска (у человека диаметр около 7–8 мкм), что увеличивает площадь поверхности для газообмена и обеспечивает гибкость при прохождении через узкие капилляры. У птиц, рептилий, амфибий и рыб эритроциты, как правило, овальные и содержат ядро.

Количество эритроцитов в крови измеряется в миллионах на микролитр. У взрослого мужчины норма составляет примерно 4,0–5,5 млн/мкл, у женщины — 3,5–4,8 млн/мкл. Общая численность эритроцитов в организме человека оценивается в 25–30 триллионов клеток.

¶Строение

Зрелый эритроцит человека представляет собой безъядерную клетку, лишённую митохондрий, рибосом и аппарата Гольджи. Внутреннее пространство заполнено гемоглобином — сложным белком, состоящим из четырёх полипептидных цепей (глобинов) и четырёх небелковых групп гема, каждая из которых содержит ион двухвалентного железа. Именно железо гема обратимо связывает молекулу кислорода.

Плазматическая мембрана эритроцита образована липидным бислоем с встроенными белками. Она обладает избирательной проницаемостью и несёт на своей поверхности антигены — агглютиногены системы AB0 и резус-фактор, определяющие группу крови человека. Отсутствие ядра и органелл означает, что эритроцит не способен к синтезу белков и делению; его метаболизм ограничен анаэробным гликолизом.

¶Функции

Основные функции эритроцитов:

• Транспорт кислорода — от альвеол лёгких к тканям за счёт связывания с гемоглобином (оксигемоглобин).
• Транспорт углекислого газа — частично в составе гемоглобина (карбгемоглобин), частично в виде гидрокарбоната, образующегося при участии фермента карбоангидразы.
• Поддержание кислотно-щелочного равновесия — эритроциты участвуют в буферных системах крови.
• Участие в иммунных реакциях — за счёт поверхностных антигенов.
• Регуляция вязкости крови и участие в процессах свёртывания.

¶Образование и продолжительность жизни

Образование эритроцитов, называемое эритропоэзом, происходит в красном костном мозге. Из стволовой клетки последовательно формируются эритробласты, нормобласты и ретикулоциты, которые поступают в кровоток и в течение суток превращаются в зрелые эритроциты. Стимулятором эритропоэза служит гормон эритропоэтин, вырабатываемый преимущественно почками при недостатке кислорода в тканях.

Продолжительность жизни эритроцита человека составляет около 120 дней. По завершении этого срока клетки разрушаются (гемолиз) преимущественно в селезёнке и печени, а освободившееся железо повторно используется организмом.

¶Заболевания, связанные с эритроцитами

Отклонения в количестве, форме или составе эритроцитов лежат в основе ряда заболеваний:

В России распространены железодефицитные анемии, особенно среди женщин и детей. Диагностика этих состояний основана на общем анализе крови, определении гематокрита и содержания гемоглобина.

¶Методы исследования

Ключевым методом оценки эритроцитов служит общий анализ крови, включающий подсчёт их числа, определение гемоглобина, гематокрита и эритроцитарных индексов (MCV, MCH, MCHC). Морфологию клеток изучают под микроскопом в окрашенных мазках. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) — неспецифический показатель воспалительных процессов, широко применяемый в клинической практике.

¶Значение в биологии и медицине

Эритроциты — объект активного изучения в физиологии, гематологии и биофизике. Их уникальные свойства (отсутствие ядра, высокая концентрация гемоглобина, гибкость мембраны) используются в биомедицинских технологиях, например при разработке систем адресной доставки лекарств. Переливание эритроцитарной массы — одна из важнейших процедур трансфузиологии, применяемая при кровопотерях и тяжёлых анемиях.

Источники: учебники по нормальной физиологии (В. Н. Яковлев, А. Г. Камкин), руководства по гематологии, материалы Всемирной организации здравоохранения, данные клинических лабораторных исследований.