Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Фізіологія людини і тварин
««   ЗМІСТ   »»

ЕРИТРОЦИТИ

еритроцити є найчисленнішими і високоспеціалізованих клітинними елементами крові. У дорослих чоловіків в 1 мкл крові міститься в середньому 5,1 млн еритроцитів, а у жінок - 4,6 млн. Основна частина еритроцитів (85%) має форму двояковогнутих дисків. Такі клітини називаються нормоцити. Їх діаметр становить 7-8 мкм, товщина в центральній області - близько 2 мкм (рис. 4.2, а). Решта 15% еритроцитів можуть мати збільшений або зменшений розмір, круглу форму (сфероціти), відростки і ін.

Розміри і форма еритроцитів (а), зміна форми еритроцитів при проходженні через капіляри (б)

Мал. 4.2. Розміри і форма еритроцитів (А), зміна форми еритроцитів при проходженні через капіляри (Б)

Завдяки своїй будові нормоціги оптимально пристосовані до виконання газотранспортної функції. Поверхня двояковогнутого диска більше, ніж поверхня кулі такого ж обсягу, а відстань, яку повинні пройти гази від зовнішньої мембрани еритроцита до транспортних білків, - менше, ніж у клітин кулястої форми. Таким чином, дифузійна поверхня збільшується, а дифузійне відстань - зменшується. Сумарна площа поверхні всіх еритроцитів крові дорослої людини становить близько 3800 м2.

Форма еритроцитів і особливості будови мембран забезпечують їм таку властивість, як пластичність, т. е. здатність до оборотної деформації (зміни форми). Це дозволяє еритроцитів успішно проходити по капілярах, які мають значно менший діаметр (до 2-3 мкм)

і вигнуту форму (рис. 4.2, б). Пластичність еритроцитів пов'язана з присутністю в їх мембрані білків глікофорину, а в цитоплазмі - білків спектрина, які тісно взаємодіють один з одним. В процесі старіння клітин відбувається зв'язування спектрина з гемоглобіном цитоплазми. Це ускладнює нормальну взаємодію спектрина і глікофо- рина, викликає порушення форми і пластичності еритроцитів. З нор моцітов вони перетворюються в сфероціти, що є однією з причин затримки і руйнування таких клітин в селезінці. Крім цього, глико- Форін мембран еритроцитів надають їх зовнішнім новерностям гідрофільні властивості і створюють на них невеликий негативний електричний потенціал ((^ -потенціал; «дзета» -потенціал). Завдяки цьому еритроцити відштовхуються одна від одної, утворюючи в плазмі стійку суспензію.

Унікальність еритроцитів як клітин полягає в тому, що в зрілому стані вони не мають ядра і цитоплазми органел. З цієї причини еритроцити не здатні до синтезу білків або ліпідів, а також аеробного окислювального фосфорилювання. Головним джерелом енергії в зрілих еритроцитах, як і в інших клітинах, є АТФ. Ця речовина необхідно їм, зокрема для активного транспорту іонів через мембрану. АТФ в еритроцитах утворюється за рахунок анаеробного (без участі кисню) окислення глюкози (гліколізу). Це різко зменшує власні потреби червоних клітин крові в кисні, які становлять не більше 2% від усього газу, що транспортується. Іншим наслідком відсутності у зрілих еритроцитів ядра і клітинних органел є можливість розміщення додаткової кількості гемоглобіну. У зрілому еритроциті маса гемоглобіну становить близько 98% від маси всіх білків цитоплазми.

Основними функціями еритроцитів є транспортна, гомеостатична і захисна. транспортна функція полягає в здатності переносити кисень і вуглекислий газ, поживні речовини (білки і вуглеводи), біологічно активні речовини. гомеостатична функція еритроцитів обумовлена тим, що міститься в них гемоглобін може зв'язувати вуглекислий газ, знижуючи тим самим концентрацію в крові вугільної кислоти і стабілізуючи pH. Захисна функція еритроцитів полягає в їх участі в процесах згортання крові, в здатності зв'язувати і знешкоджувати деякі токсини, а також в наявності на мембранах специфічних антигенів, які роблять еритроцити учасниками ряду імунологічних реакцій.

Освіта еритроцитів (еритропоез) відбувається в кровотворних (гемопоетичних) тканинах: желточном мішку у ембріона, печінці і селезінці у плода і в червоному кістковому мозку у дитини і дорослої людини. У всіх цих органах містяться поліпотентні стовбурові гемопоетичні клітини - загальні попередники всіх клітин крові. Стовбурові клітини виробляють еритробласти - спеціалізовані клітини, з яких можуть розвиватися вже тільки еритроцити (рис. 4.3).

Еритробластів через ряд проміжних етапів росту і розвитку утворюють без'ядерні ретикулоцити, які виходять в кров і перетворюються через 24-36 год в зрілі еритроцити. Термін життя дозрілих еритроцитів - 3-4 міс., Після чого вони захоплюються і руйнуються клітинами фагоцитуючої системи селезінки, червоного кісткового мозку і печінки. Здатністю руйнувати еритроцити мають не тільки ці органи, а й більшість тканин організму, що наочно проявляється при поступовому зникненні підшкірнихкрововиливів ( «синців»). Інтенсивність еритропоезу і руйнування еритроцитів дуже велика: за одну хвилину в організмі дорослої людини утворюється 160 * 106 еритроцитів, а за добу оновлюється близько 0,8-1% від їх загальної кількості, яке становить приблизно 25 - 1012 клітин.

Схема освіти формених елементів крові зі стовбурної гемопоетичної клітини

Мал. 43. Схема освіти формених елементів крові зі стовбурної гемопоетичної клітини

Еритропоез значно зростає після крововтрати, при патологічному вкороченні життя еритроцитів, а також при зменшенні кількості кисню, що надходить з повітрям (наприклад, в умовах високогір'я, коли посилений еритропоез є важливим фактором адаптації організму людини). Стимулом до прискореної диференціювання і розмноженню попередників еритроцитів в кістковому мозку є глікопротеїн еритропоетин. Головну роль в синтезі еритропоетину відіграють нирки, але в невеликих кількостях він утворюється і в печінці. Дія еритропоетину посилюється багатьма «класичними» гормонами, наприклад андрогенами, тироксином, гормоном росту. Різниця в числі еритроцитів в крові чоловіків і жінок обумовлено тим, що андрогени посилюють синтез еритропоетину, а естрогени його гальмують.

В останні роки еритропоетин здобув популярність як один із заборонених видів спортивного допінгу. Його введення в організм спортсмена в період тренувань поступово збільшує кількість еритроцитів у крові. До моменту змагань такий спортсмен отримує перевагу, краще виконуючи фізичну роботу в умовах обмеженого диханням надходження кисню. На подібному принципі заснований «кров'яний допінг». У спортсмена заздалегідь кілька разів береться кров і створюється банк еритроцитів. Перед змаганнями ці еритроцити вводяться йому в кров, що підвищує її кисневу ємкість і дає додаткову перевагу.

гемоглобін і його сполуки, сконцентровані в цитоплазмі еритроцитів, забезпечують їх життєво важливі функції - дихальну і гомеостатичну. Гемоглобін може успішно працювати, тільки перебуваючи в еритроцитах. У разі руйнування еритроцитів (гемолізу) і появи гемоглобіну в плазмі він дуже швидко зв'язується з білком гаптоглобі- ном, утворюючи комплекс, який нейтралізується клітинами фагоцитуючої системи печінки і селезінки. Період напіввиведення гемоглобіну з кровотоку становить близько 10 хв. Локалізація гемоглобіну всередині еритроцита дозволяє захистити його від впливу активних компонентів плазми, сконцентрувати і створити оптимальні умови для функціонування. Крім того, гемоглобін складним чином взаємодіє з мембраною еритроцита і елементами цитоскелету, що сприяє підвищенню його активності.

Молекула гемоглобіну складається з білкової частини (глобіну), яка включає дві пари іолііеітідних ланцюгів, і небілкової частини, що складається з чотирьох гемов (рис. 4.4).

Будова молекули гемоглобіну

Мал. 4.4. Будова молекули гемоглобіну

Гем є комплексне з'єднання протоіорфіріна з двовалентних залізом. іон Fe2+ має здатність оборотно зв'язуватися з киснем. При цьому залізо не окислюється і залишається двовалентних. Гемоглобін, пов'язаний з киснем, називається окси- гемоглобіном. У артеріальної крові вміст оксигемоглобіну досягає 96-98% від загальної кількості гемоглобіну (останнє становить 130-170 г / л у чоловіків і 120-150 г / л у жінок).

Разом з тим, крім кисню, гемоглобін зв'язується з вуглекислим газом, утворюючи карбаміногемоглобін. Це властивість гемоглобіну забезпечує один із шляхів транспорту С02 кров'ю, а також знижує вміст вугільної кислоти в плазмі, беручи участь в механізмі підтримки pH крові на оптимальному рівні.

З'єднання гемоглобіну з киснем і вуглекислим газом можуть бути віднесені до «фізіологічним» на противагу «патологічним» з'єднанням. Прикладом патологічних сполук є карбоксігемогло- бін, який утворюється в результаті взаємодії гемоглобіну з чадним газом (СО). Карбоксигемоглобин повністю позбавлений фізіологічних функцій гемоглобіну, що призводить до тяжких отруєнь під час вступу до легені чадного газу. Іншим «патологічним» сполученням гемоглобіну є метгемоглобін, в якому залізо окислено до тривалентного стану (Fe3+). Це позбавляє метгемоглобін здатності оборотно зв'язуватися з киснем. Невелика кількість метгемогло- біна постійно присутній в крові. Перекисних сполук, вільних радикалів і інші окислювачі збільшують частку метгемоглобіну, антиоксиданти (наприклад, аскорбінова кислота) - знижують.

Важкі захворювання може викликати не «дефект» гемоглобіну, а його недостатня концентрація. Патологічні стани, при яких в крові знижується кількість гемоглобіну, об'єднані під загальною назвою «анемія» (недокрів'я). Анемія може бути пов'язана з гострою крово- іотерсй. Після такої кровонотері рідка частина крові відшкодовується протягом одних-трьох діб, а концентрація еритроцитів відновлюється до норми за три-шість тижнів. Весь цей час організм страждає від анемії.

Причиною анемії може бути також порушення функціональної активності червоного кісткового мозку, пов'язане з його радіаційним або хімічним ураженням. Таку анемію називають апластичної. Репродукція еритроцитів в червоному кістковому мозку може бути сильно уповільнена при нестачі вітаміну В12 або фолієвої кислоти, в цьому випадку формуються занадто великі червоні клітини крові різноманітної форми (мегалобластов). Збільшення розмірів не компенсує уповільнення репродукції еритроцитів. Цей вид анемії називається мегалобластной анемією.

Анемію може викликати синтез «дефектного» ^ -гемоглобіна, у якого пошкоджено р-ланцюжка. При низькій концентрації кисню такий гемоглобін кристалізується. Кристали подовжують еритроцит і надають йому вид серпа. Нетипова форма призводить до швидкого руйнування еритроцитів при проходженні через капіляри і розвитку анемії, яка отримала назву «серповидно-клітинна». На це захворювання страждають від 0,3 до 1,0% корінних жителів Західної Африки. Зовнішній вигляд еритроцитів при різних видах анемії показаний на рис. 4.5.

Зміна форми еритроцитів при різних типах анемії

Мал. 43. Зміна форми еритроцитів при різних типах анемії

  1. Фізіологія ендокринної системи, принципи роботи ендокринної системи, регуляторні системи організму. Види гуморальної регуляції і місце ендокринної системи - фізіологія людини і тварин
    В результаті вивчення даного розділу студенти повинні: знати види міжклітинних комунікацій; властивості гормонів і гормоноподібних речовин; будова гормональних рецепторів; механізми реалізації гормональних афектів; вміти давати характеристику основним групам гормонів і основних типів метаботропних
  2. Фізіологія дихання - кровообіг, дихання, видільні процеси, розмноження, лактація, обмін речовин
    Дихання - це фізіологічна функція, що забезпечує газообмін між організмом і навколишнім середовищем. Кисень витрачається клітинами для окислення складних органічних речовин, в результаті чого утворюються вода, діоксид вуглецю і виділяється енергія. При розпаді білків і амінокислот крім води
  3. Фізіологічні процеси, що лежать в основі стресової реакції - фізіологія вищої нервової діяльності та сенсорних систем
    «Тріада стресу» (рис. 8.4) виникає в результаті спільної дії нервових і гуморальних процесів, що запускаються стрессором. Мал. 8.4. Участь різних органів в реакції на стресор ( «тріада стресу») (по Г. Сельє) В першу фазу, під час реакції тривоги, першочергову роль відіграє симпатоадреналовая
  4. Фізіологічна роль мікроелементів - кровообіг, дихання, видільні процеси, розмноження, лактація, обмін речовин
    Мікроелементи містяться в організмі людини і тварин в дуже малих кількостях - в межах 10 -3 ...10 -12 %. З 92 зустрічаються в природі елементів 81 виявлений в організмі людини і тварин. При цьому 15 з них (залізо, йод, мідь, цинк, кобальт, хром, молібден, нікель, ванадій, селен, марганець,
  5. Фізико-хімічні показники молока - кровообіг, дихання, видільні процеси, розмноження, лактація, обмін речовин
    Найбільш повно вивчено молоко корови. Воно має слабокислу реакцію: pH становить 6,3 ... 6,9, що відповідає 0,000000251 вільних іонів водню на 1 л молока. Кислі властивості обумовлені білками, фосфорнокислий і лимоннокисле солями. Щільність цільного молока при 20 ° С становить 1,026 ... 1,032;
  6. Ферментативний синтез пептидів, природні пептиди - біохімія
    Деякі біологічні каталізатори, гідролізуючі пептидні зв'язку, в певних умовах здатні каталізувати зворотну реакцію, а саме утворювати пептидні зв'язку між окремими амінокислотами. Одним з таких способів змішування рівноваги каталітичної реакції є її проведення в органічному розчиннику в присутності
  7. Еволюція прокаріотичного геному - біологія. Частина 1
    У міру вдосконалення і підвищення надійності головних механізмів потоку інформації значення надлишкової ДНК в підвищенні виживаності організмів знижувалася. У такій ситуації одним з можливих напрямків зміни геному було зменшення його розмірів за рахунок втрати некодуючих нуклеотиднихпослідовностей
  8. Етіологія апікальних періодонтитів і періапікальних абсцесів, періодонтит інфекційний - стоматологія. Ендодонтія
    Розрізняють періодонтити інфекційний, травматичний, токсичний, або медикаментозний. Інфекція в 90% випадків є основною ірічіной Iюріодонтіта. Періодонтит інфекційний розвивається внаслідок подразнення періодонта інфекційно-токсичним вмістом кореневого каналу і його відгалужень. Більшість мікробів,
© 2014-2021  ibib.ltd.ua