2018-02-13
979
| Морфологические | Функциональные |
| · Отсутствие ядра · Большое общее количество эритроцитов · Двояковогнутая форма эритроцита | · Увеличивает количество гемоглобина и объем переносимого О2 · Увеличивает общую диффузионную поверхность и увеличивает кислородную емкость крови · Увеличивает диффузионную поверхность, меняя соотношение поверхность/объем, · уменьшает диффузионное расстояние; · обеспечивает прохождение эритроцита через капилляр |
К важным свойствам эритроцита также относится большая способность к обратимой деформации. Проходя через узкие изогнутые капилляры, эритроциты деформируются, меняют ориентацию (рис. 5).
Рис. 5. Деформация эритроцитов в капилляре в случае, когда его диаметр меньше диаметра эритроцитов.
Вследствие пластичности эритроцитов относительная вязкость крови в мелких сосудах значительно меньше, чем в сосудах с диаметром более 7,5 мкм. Такая пластичность эритроцитов зависит, главным образом, от баланса фосфолипидов и холестерина мембраны, а также от свойств цитоскелета (трубочек и микрофиламентов) в эритроцитах.
По мере старения эритроцит становится более «жёстким», что существенным образом сказывается на процессах микроциркуляции, способствуя образованию тромбов.
В физиологических условиях и патологии количество эритроцитов может увеличиваться (эритроцитоз) или уменьшаться (эритропения).
Основным фактором, стимулирующим синтез кровеобразующих клеток по эритроидному пути, является гормон эритропоэтин, который образуется в почках под действием продуктов разрушения эритроцитов и кислородной недостаточности – гипоксии, приводящей к стимуляции факторов, индуцированных гипоксий (HIF), запускающих целый комплекс изменений, включая стимуляцию продукции эритропоэтина, ангиогенеза, всасывания железа, а также изменение тонуса сосудов (рис.6).
Рис. 6 Факторы, стимулирующие эритропоэз
Эритропоэтин (ЭПО).
ЭПО продуцируется клетками почек (в эмбриогенезе также и в печени), стимулируется тканевой гипоксией. ЭПО кодируется геном в 7 хромосоме и имеет молекулярный вес 1,8 кД (34-39 кД в гликозилированной форме). Он способствует пролиферации и дифференцировке эритропоэтических клеток из клеток-предшественниц. Нормальный уровень ЭПО в сыворотке 4-26 МЕ/мл. Действие ЭПО зависит от наличия адекватного числа клеток-предшественниц, доступности железа и кофакторов (фолаты, витамин В12) для синтеза гема и глобина, и подходящего микроокружения для развития эритроидного ростка. Концентрация ЭПО обратно пропорциональна концентрации Нб, колеблясь от 10 МЕ/мл при отсутствии анемии до 10000 мЕ/мл при тяжелых анемиях. В ответ на стимуляцию эритропоэтином после кровопотери, костномозговая продукция эритроцитов может возрастать 3-5-кратно при наличии достаточного количества железа; в случае тяжелых гемолитических состояний, продукция может увеличиваться 7-8-кратно вследствие более эффективного поглощения железа из разрушенных клеток. Наибольшее количество рецепторов ЭПО находится на CFU-E (предшественнице проэритробласта).
Главное место продукции ЭПО – почки, хотя транскрипция гена ЭПО наблюдается и в печени, как и во многих других тканях (например, мозг).
Идею гормональной регуляции эритропоэза высказали Carnot и Deflandre в 1906. Аллан Эрслев (1919-2003) представил в 1953 году окончательное доказательство существования эритропоэтина, переливая большие количества плазмы от анемичных кроликов – здоровым, что сопровождалось увеличением количества ретикулоцитов. Он же высказал мысль, что обнаружение и выделение этого фактора может быть полезно для лечения состояний сниженного эритропоэза при хронических инфекциях и хронических болезнях почек.
Действие эритропоэтина опосредуется эритропоэтиновыми рецепторами (ЭПО-R), являющимися разновидностью тирозинкиназных рецепторов. Взаимодействие ЭПО с ЭПО-R приводит к:
1) стимуляции деления эритроидных клеток;
2) дифференцировке эритроцитов вследствие экспрессии эритроид-специфических белков;
3) предотвращению апоптоза (запрограммированной гибели) клеток-предшественниц эритропоэза;
Связывание ЭПО с ЭПО-R обеспечивает дальнейший специфический каскад реакций, приводя к фосфорилированию особых белков-регуляторов транскрипции (STAT-белки) и далее – к вышеуказанным эффектам.
ГЕМОГЛОБИН
Основные кислородтранспортные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе гемоглобина (Hb). Молекула Hb — тетрамер, состоящий из 4 субъединиц — полипептидных цепей глобина, каждая из которых ковалентно связана с одной молекулой гема. Гем построен из 4 молекул пиррола, образующих порфириновое кольцо, в центре которого находится атом железа (Fe2+). Основная функция Hb — перенос O2. Существует несколько типов Hb, образующихся на разных сроках развития организма, различающихся строением глобиновых цепей и сродством к кислороду.
Глобин у всех животных и человека разный. Он состоит из 4 цепей – доменов. Например, гемоглобин F состоит из двух α-цепей и двух γ- цепей, гемоглобин А из двух α-цепей и двух β-цепей, а гемоглобин А2 – из двух α-цепей и двух δ-цепей. Каждая цепь отличается друг от друга количеством аминокислотных остатков. Всего глобин содержит 574 аминокислотных остатков.
В процессе онтогенеза характер цепей, образующих молекулу гемоглобина, меняется, это лежит в основе образования новых видов (форм) гемоглобина.
Виды гемоглобина
| Название молекулы | Обозначение | Состав цепей глобина | Образование |
| Примитивный: Hb Gower I Hb Gower II Hb Portland | HbP | ζ2ε2 α2ε2 ζ2γ2 | Синтезируется в мегалобластах желточного мешка до 10-12 нед. |
| Фетальный (от лат. fetus - зародыш) | HbF | α2γ2 | Синтезируется макроцитами в печени с 5 нед.; с 12 нед. - в красном костном мозге. |
| Взрослый (от англ. adult - взрослый) | HbA HbA2 | α2β2 α2δ2 | К моменту рождения составляет HbA - 20-40%, HbA2 - 0,02% |
В крови взрослого человека содержится, главным образом, HbA (95 - 98%), незначительное количество HbA2 (1 - 2%) и иногда HbF (до 1%). Особой формой является миоглобин, содержащийся в мышечной ткани.
Все виды гемоглобина обладают способностью образовывать соединения с О2, СО2, СО и сильными окислителями типа ферроцианида калия, бертолетовой солью, перекиси водорода и др.
Сложная молекула гемоглобина иногда подвергается нарушениям, связанным с заменами тех или иных аминокислот на другие, что ведёт к синтезу дефектных гемоглобинов. Примером такого патологического гемоглобина является, например, HbS при серповидно-клеточной анемии, HbG (San Jose) или HbM (Milwaukee). Нарушение синтеза цепей гемоглобина ведёт к состояниям, называемым талассемии.
