Кровь

Клетки крови


Эритроциты

Эритроциты составляют основную массу форменных элементов крови. Они определяют красный цвет крови. Количество эритроцитов в норме у здорового взрослого человека 4 – 5 млн. в 1 мм 3 крови. Эритроциты – это высокоспециализированные клетки, строение которых подчинено выполнению их главной функции - транспорту кислорода.

Функции эритроцитов:

  • транспортная: транспорт газов (кислорода и углекислого газа); эритроциты также переносят на своей поверхности в адсорбированномсостоянииряд других веществ;
  • антигенная: в наружную мембрану эритроцитов встроены разнообразные белки и полисахаридно-аминокислотные комплексы, которые определяют специфические антигенные свойства этих клеток крови.

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, средний диаметр которых около 7 – 7,5 мкм, не имеют ядра. Благодаря особой форме эритроциты имеет большую относительную площадь поверхности. Общая площадь поверхности эритроцитов взрослого человека составляет около 3800 кв. м, т.е. в 1500 раз превышает площадь поверхности тела. Образуются эритроциты в красном костном мозгу из ядерных клеток - предшественниц, которые теряют ядро перед выходом в кровеносное русло.

Продолжительность жизни эритроцитов примерно 120 суток. Отжившие эритроциты разрушаются в селезенке и печени.

Эритроциты практически не содержат клеточных органоидов, все внутреннее содержимое заполнено гемоглобином. Каждый эритроцит содержит около 400 млн. молекул гемоглобина. Гемоглобин – это дыхательный пигмент красного цвета, с химической точки зрения является сложным белком. Молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц. Каждая субъединица включает белковую часть – глобин и небелковую часть - гем. В составе гема имеется один атом двухвалентного железа, поэтому вся молекула содержит четыре атома железа. Благодаря атому железа происходит соединение гемоглобина с различными веществами, и прежде всего с кислородом.

Существует несколько видов гемоглобина:

  • оксигемоглобин – окисленный гемоглобин, связанный с кислородом; это нестойкое соединение, легко диссоциирует, имеет яркий алый цвет; образуется в легочных капиллярах
  • карбогемоглобин - гемоглобин, связанный с углекислым газом; имеет темно-вишневый цвет; образуется в капиллярах тканей; в виде карбогемоглобина транспортируется около 4% СО2 , а остальное количество этого газа переносится в растворенном виде плазмой крови как ионы НСО3
  • карбоксигемоглобин – патологический гемоглобин, связанный с окисью углерода; гемоглобин имеет химическое сродство к угарному газу выше, чем к кислороду; эта форма гемоглобина - очень прочное, слабо диссоциирующее соединение, поэтому отравление угарным газом очень опасно; при концентрации СО, равной 0,1 % во вдыхаемом воздухе, 80% гемоглобина связываются с этим газом, у человека наступает тяжелое отравление в результате кислородного голодания; это состояние сопровождается рвотой, головной болью, потерей сознания; первой помощью при таких отравлениях является искусственное дыхание чистым кислородом или свежим воздухом; при концентрации СО во вдыхаемом воздухе 1% через несколько минут наступает смерть человека; в нормальных условиях около 1% общего количества гемоглобина приходится на карбоксигемоглобин, а у курильщиков – от 3 до 10%
  • метгемоглобин – патологический гемоглобин, соединенный с различными веществами-сильными окислителями (атомы тяжелых металлов, анилин, бензол и др.); имеет коричневый цвет; чаще образуется у людей, занятых на вредных химических производствах, а также при чрезмерном употреблении лекарств, обладающих окислительными свойствами; при этом железо гемоглобина становится трехвалентным и очень прочно удерживает кислород
  • фетальный гемоглобин – форма гемоглобина плода, возникает с 9 недели внутриутробного развития и в первый год жизни постепенно заменяется обычным гемоглобин
  • патологические формы гемоглобина , возникающие как наследственные заболевания в результате мутаций в генах, кодирующих белок гемоглобина; пример – наследственное заболевание серповидноклеточная анемия, распространенное у людей африканской расы
  • миоглобин – дыхательный пигмент, находящийся в мышцах; по своей структуре очень близок к гемоглобину; миоглобин способен связывать гораздо большее количество кислорода и поэтому выполняет депонирующую функцию (запас кислорода в мышцах).

Количество гемоглобина в 1 литре крови взрослого человека в норме у женщин 127 – 147 граммов, а у мужчин 135 – 160 граммов. В крови взрослого человека с массой тела 65 кг общее количество гемоглобина около 600 граммов.. Это его количество может

связать при полном насыщении около 800 мл кислорода. Снижение количества эритроцитов и гемоглобина ведет к развитию малокровия, или анемии.

Молодые эритроциты человека содержат ядро, которое они теряют перед выходом в кровяное русло из органов кроветворения (красного костного мозга). В результате в них может содержаться больше гемоглобина и они могут приобрести двояковогнутую форму.

Рис.41. Видовые различия эритроцитов у позвоночных животных.

1 – протей; 2 – лягушка; 3 – ящерица;
4 – линь; 5 – голубь; 6 – человек; 7 – лама; 8 – сурок; 9 – коза; 10 - мускусная кабарга.

В процессе эволюции позвоночных животных наблюдается тенденция уменьшения размера эритроцитов, увеличения их числа в единице объема крови но общее количество кислорода, которое содержится в крови при этом увеличивается. Гемоглобин может связываться с кислородом, с углекислым газом и другими газами. В эритроцитах, имеющих шарообразную форму и заполненных гемоглобином, дыхательную функцию (транспорт газов) осуществляет преимущественно только тот гемоглобин, который находится в поверхностной примембранной области, поскольку газы не успевают проникнуть в толщу эритроцита. Получается, что часть гемоглобина не участвует в транспорте газа, и эритроциты носят его впустую. В ходе эволюции гемоглобин, содержащийся в одной крупной клетке, распределяется по нескольким мелким клеткам. При уменьшении размеров эритроцитов суммарный объем гемоглобина, транспортирующего газы в крови, увеличивается, поэтому и содержание кислорода в ней может быть больше, чем если бы этот гемоглобин находился в крупных клетках, т.е. растет кислородная емкость крови. На рисунке показано соотношение размеров эритроцитов у разных животных. Видно, что только у млекопитающих эритроциты безъядерны, имеют специфическую двояковогнутую форму, значительно меньших размеров, чем у птиц, пресмыкающихся и амфибий. Самые крупные эритроциты у хвостатых амфибий, к которым относятся, в частности, саламандры и протеи. Размер красных кровяных клеток этих животных около 70 мкм.

В клинической практике используют показатель скорость оседания эритроцитов (СОЭ). В крови, помещенной в стеклянный капилляр, эритроциты под действием силы тяжести оседают вниз. Высота столбика плазмы в верхней части капилляра, образовавшегося в течение часа, измеряется в миллиметрах. Это и есть величина СОЭ. В норме этот показатель равен 5 – 9 мм у мужчин и 8 – 10 мм у женщин. Увеличение показателя наблюдается при интенсивной физической нагрузке, во время беременности и может свидетельствовать о протекающем в организме патологическом процессе.

Лейкоциты

Подпись:

Рис. 42. Лейкоциты, проходящие сквозь стенку кровеносного капилляра.

  1. эритроциты
  2. лейкоциты.

Лейкоциты – это группа белых (бесцветных) кровяных клеток. Все лейкоциты имеют крупное ядро. Общее количество лейкоцитов в 1 мм 3 крови человека в норме около 4000 – 8000. Количество лейкоцитов колеблется в течение суток и во многом зависит от функционального состояния человека. Увеличение количества лейкоцитов сверх нормы называется лейкоцитоз, а уменьшение - лейкопения. Лейкоцитоз обычно наблюдается при инфекционных заболеваниях, лейкопения - при некоторых воспалительных процессах.

Все лейкоциты способны к амебоидному движению за счет образования ложноножек, благодаря которым могут передвигаться против направления движения крови и выходить за пределы сосудов.

Основной функцией лейкоцитов является осуществление иммунных реакций организма: они разрушают различные генетически чужеродные агенты, попадающие в организм, а также разрушают собственные отмершие или измененные клетки. Защитная функция лейкоцитов осуществляется путем фагоцитоза и выработкой антител.

Лейкоциты – это сборная группа бесцветных клеток крови, которые отличаются друг от друга строением и формой ядра, размерами клеток, характером цитоплазмы и конкретными функциями. По особенностям цитоплазмы все лейкоциты подразделяются:

  • Зернистые (гранулоциты)
    • базофилы (0 – 1%)
    • нейтрофилы (50 – 75 %)
    • эозинофилы (1 – 5 %)
  • Незернистые (агранулоциты)
    • моноциты (2 – 10 %)
    • лимфоциты (20 – 24 %)

Процентное соотношение лейкоцитов каждой группы называется лейкоцитарной формулой. Самыми многочисленными являются нейтрофилы, самыми крупными - моноциты. Лимфоциты – особая группа лейкоцитов, которые вырабатывают иммуноглобулины - антитела.

Лейкоциты вырабатываются в красном костном мозгу из стволовых лимфоидных клеток. Продолжительность жизни лейкоцитов в среднем от нескольких суток до нескольких десятков суток. Более 50 % всех лейкоцитов находятся за пределами сосудистого русла – в различных тканях.

Тромбоциты

Тромбоциты, или кровяные пластинки это плоские мелкие клетки неправильной округлой формы диаметром 1 – 4 мкм, не имеют ядра. Образуются в красном костном мозгу. Продолжительность жизни тромбоцитов от 5 до 11 суток. Количество этих клеток в 1 мм 3 составляет 200 000 – 400 000.

Функции тромбоцитов:

  • способность к фагоцитозу инородных тел, в том числе вирусов
  • выработка биологически активных веществ – серотонина и гистамина
  • выработка веществ, участвующих в свертывании крови.

Снижение количества тромбоцитов ведет к снижению свертываемости крови.

 

Вопросы для самоконтроля

  1. Какие функции выполняют эритроциты?
  2. Какие особенности эритроцитов свидетельствуют об их высокой специализации?
  3. Охарактеризуйте строение молекулы гемоглобина и назовите его виды.
  4. В каком органе сосредоточен запас эритроцитов?
  5. Назовите группы лейкоцитов и их основные функции.
  6. В каких органах происходит образование лейкоцитов?
  7. Что такое тромбоциты? Каковы их функции?

Дайте определение понятиям:

анемия, лейкоцитоз, лейкопения, лейкоцитарная формула.

Подумайте:

  • Мужчина получил результаты общего анализа своей крови, где указано следующее:

- количество эритроцитов 3,8 млн/мм 3;

- количество гемоглобина - 103 г/л;

- количество лейкоцитов 10600 в 1 мм 3.

Какие выводы можно сделать о состоянии здоровья этого человека?

  • Как можно объяснить способность водных позвоночных животных, дышащих легкими, подолгу находиться под водой, не всплывая па поверхность для вдоха?
  • У жителей высокогорных селений отмечается повышенное содержание эритроцитов в циркулирующей крови. Объясните этот факт.
  • Зависит ли количество эритроцитов в крови от сезона года?
  • Чем опасен быстрый подъем на воздушном шаре на высоту несколько километров?

 

 

[В начало страницы]
Автор-составитель: Трофимова Н.Ф., учитель биологии, КГОУ "Бийский лицей Алтайского края", 2007.