Эритроциты у человека разрушаются: В космосе человек теряет больше эритроцитов, чем на Земле

alexxlab Разное

Содержание

В космосе человек теряет больше эритроцитов, чем на Земле

За полгода пребывания в космосе 14 космонавтов потеряли на 54% больше эритроцитов, чем на Земле, сообщает пресс-служба Больницы Оттавы (Канада). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Medicine.

Эритроциты – клетки крови, содержащие гемоглобин, которые снабжают ткани и органы кислородом и удаляют углекислый газ – недолговечны. В среднем они живут 120 дней, и каждую секунду наш организм теряет порядка двух миллионов эритроцитов – и вырабатывает новые. Это – на Земле. В космосе умирает еще больше эритроцитов – у человека развивается так называемая космическая анемия. 

Данное исследование показало, что разрушение эритроцитов возникает как основное следствие пребывания в космосе, не только как ответ на на перемещение жидкости в теле астронавта, прибывшего в космос. Ученые проанализировали состав воздуха, выдыхаемого космонавтами (образцы собирались непосредственно на борту Международной космической станции в течение шести месяцев) и смогли точно измерить крошечное количество угарного газа в образцах. Монооксид углерода образуется каждый раз, когда разрушаются молекулы гема – темно-красного пигмента – из гемоглобина.

Несмотря на то что производство эритроцитов не измерялось напрямую, исследователи предполагают, что у космонавтов образовались дополнительные эритроциты, чтобы компенсировать умершие клетки. В противном случае они заболели бы тяжелой анемией и в космосе столкнулись бы с серьезными проблемами со здоровьем.

В этом исследовании у пяти из 13 космонавтов диагностировали клиническую анемию, когда они приземлились (у одного из 14 астронавтов не брали кровь при посадке). Исследователи увидели, что космическая анемия была обратимой: уровни эритроцитов постепенно возвращались к норме. Однако и через год после возвращения на Землю разрушение эритроцитов у этих космонавтов по-прежнему было на 30% выше, чем до полета.

Открытие, во-первых, указывает на то, что необходимо проверять космонавтов или космических туристов на существующие заболевания крови, на которые влияет анемия. Во-вторых, оно показало, что чем дольше длится космическая миссия, тем сильнее развивается анемия, которая может повлиять на длительные полеты на Луну и Марс. В-третьих, повышенное производство эритроцитов потребует адаптированной диеты для космонавтов. И, наконец, пока неясно, как долго организм может поддерживать такую ​​высокую скорость разрушения и производства эритроцитов.

[Фото: NASA]

эритроциты — это… Что такое эритроциты?

ЭРИТРОЦИ́ТЫ -ов; мн. (ед. эритроци́т, -а; м.). [от греч. erytros — красный и kytos — полость, сосуд] Физиол. Красные кровяные клетки, содержащие гемоглобин и переносящие кислород от лёгких к тканям тела и углекислый газ от тканей к органам дыхания. Количество эритроцитов в крови.

ЭРИТРОЦИ́ТЫ (красные кровяные клетки; от греч. erythros — красный и kytos — вместилище, здесь — клетка), высокоспецифичные клетки крови животных и человека, содержащие гемоглобин (см. ГЕМОГЛОБИН). Переносят кислород от легких к тканям и двуокись углерода от тканей к органам дыхания. Сухое вещество эритроцита человека содержит около 95% гемоглобина и 5% других веществ — белков и липидов. У человека и у млекопитающих животных эритроциты лишены ядра и имеют форму двояковогнутых дисков. Специфическая форма эритроцитов обусловливает более высокое отношение поверхности к объему, что увеличивает возможности газообмена. У акул, лягушек и птиц эритроциты овальной или округлой формы, содержат ядра. Средний диаметр эритроцитов человека 7—8 мкм, что приблизительно равно диаметру кровеносных капилляров. Эритроцит способен «складываться» при прохождении по капиллярам, просвет которых меньше диаметра эритроцита.
Функции эритроцитов
В капиллярах легочных альвеол, где концентрация кислорода высока, гемоглобин соединяется с кислородом, а в метаболически активных тканях, где низкая концентрация кислорода, кислород освобождается и диффундирует из эритроцита в окружающие клетки. Процент насыщения крови кислородом зависит от парциального давления кислорода в атмосфере. Сродство двухвалентного железа, входящего в состав гемоглобина, к окиси углерода (СО) в несколько сотен раз больше его сродства к кислороду, поэтому в присутствии даже очень малого количества окиси углерода гемоглобин в первую очередь связывается именно с CO. После вдыхания окиси углерода у человека быстро наступает коллапс и он может погибнуть от удушья. С помощью гемоглобина осуществляется и перенос углекислоты. В ее транспорте участвует и содержащийся в эритроцитах фермент карбоангидраза (
см.
КАРБОАНГИДРАЗА).
Гемоглобин появляется уже у некоторых кольчатых червей. С его помощью осуществляется газообмен у рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих и человека. В крови некоторых моллюсков, ракообразных и др. кислород переносится белковой молекулой — гемоцианином (см. ГЕМОЦИАНИН), содержащим не железо, а медь. У некоторых кольчатых червей перенос кислорода осуществляется с помощью гемэритрина (см. ГЕМЭРИТРИН) или хлорокруорина.
Образование, разрушение и патология эритроцитов
Процесс образования эритроцитов (эритропоэз) происходит в красном костном мозге. Незрелые эритроциты (ретикулоциты), поступающие в кровоток из костного мозга, содержат клеточные органеллы — рибосомы, митохондрии и аппарат Гольджи. Ретикулоциты составляют около 1% всех циркулирующих эритроцитов. Их окончательная дифференцировка происходит в течение 24—48 часов после выхода в кровоток. Скорость распада эритроцитов и замещение их новыми зависит от многих условий, в частности, от содержания кислорода в атмосфере. Низкое содержание кислорода в крови стимулирует костный мозг к образованию большего числа эритроцитов, чем разрушается в печени. При высоком содержании кислорода наблюдается противоположная картина.
Количество эритроцитов у женщин — 3,9—4,9, у мужчин — 4—5,5 млн. в 1 мкл. Более высокое содержание эритроцитов у мужчин связано с влиянием мужских половых гормонов — андрогенов, стимулирующих образование эритроцитов. Количество эритроцитов варьирует в зависимости от возраста и состояния здоровья. Повышение числа эритроцитов чаще всего связано с кислородным голоданием тканей или с легочными заболеваниями, врожденными пороками сердца, может возникать при курении, нарушении эритропоэза из-за опухоли или кисты. Понижение количества эритроцитов является непосредственным указанием на анемию (
см.
АНЕМИЯ) (малокровие). В запущенных случаях при ряде анемий отмечается неоднородность эритроцитов по величине и форме, в частности, при железодефицитной анемии у беременных.
Иногда в гем включается атом трехвалентного железа вместо двухвалентного, и образуется метгемоглобин (
см.
МЕТГЕМОГЛОБИН), который так прочно связывает кислород, что не способен отдавать его тканям, в результате чего возникает кислородное голодание. Образование метгемоглобина в эритроцитах может быть наследственным или приобретенным — в результате воздействия на эритроциты сильных окислителей, таких как нитраты, некоторые лекарственные препараты — сульфаниламиды, местные анестетики (лидокаин).
Продолжительность жизни эритроцитов у взрослых людей составляет около 3 месяцев, после чего они разрушаются в печени или селезенке. Каждую секунду в организме человека разрушается от 2 до 10 млн. эритроцитов. Старение эритроцитов сопровождается изменением их формы. В периферической крови здоровых людей количество эритроцитов правильной формы (дискоцитов) составляет 85% от общего их числа.
Разрушение эритроцитов — гемолиз — может происходить как вследствие внутренних дефектов клеток (например, при наследственном сфероцитозе), так и под влиянием неблагоприятных факторов микроокружения (например, токсинов неорганической или органической природы). При гемолизе содержимое эритроцита выходит в плазму крови. Обширный гемолиз приводит к снижению общего количества циркулирующих в крови эритроцитов (гемолитическая анемия (см. ГЕМОЛИТИЧЕСКАЯ АНЕМИЯ)).
При старении эритроцита его белковые компоненты расщепляются на составляющие их аминокислоты, а железо, входившее в состав гема, удерживается печенью и может в дальнейшем использоваться повторно при образовании новых эритроцитов. Остальная часть гема расщепляется с образованием желчных пигментов билирубина и биливердина. Оба пигмента в конце концов выводятся с желчью в кишечник.
В клинике по скорости оседания эритроцитов (СОЭ) судят о состоянии организма человека. В норме СОЭ у мужчин 1—10 мм/час, у женщин 2—15 мм/час. Повышение СОЭ — высокочувствительный, но неспецифический тест на активно протекающий воспалительный процесс. При пониженном количестве эритроцитов в крови СОЭ возрастает. Снижение СОЭ наблюдается при различных эритроцитозах (см. ЭРИТРОЦИТЫ).

Малярийных плазмодиев заставили застревать в клетках крови

Penn State / flickr

Британские генетики, обещавшие заблокировать малярийным плазмодиям не только входы, но и выходы, достигли своей цели. Им удалось выяснить, какой белок является ключевым при выходе паразитов из клеток крови, и заблокировать плазмодиям возможность заражать новые эритроциты. Исследование опубликовано в 

PLOS Pathogens.

Малярия считается самой опасной инфекционной болезнью в мире. На данный момент ей болеют более двух сотен миллионов людей, и каждый год от нее погибает около полумиллиона. Малярийный плазмодий — одноклеточный организм, который вызывает это заболевание, в течение своего жизненного цикла проходит несколько стадий, переходя от своего основного хозяина, комара из рода Anopheles, к промежуточному хозяину, позвоночному животному — то есть, например, к человеку.

Попав вместе с укусом комара в кровь человека, плазмодий сначала отправляется в клетки печени, где проходит несколько циклов размножения. Через две недели образовавшиеся поколения, которые называются мерозоитами, выходят обратно в кровеносные сосуды. Мерозоиты внедряются в эритроциты и интенсивно размножаются внутри них, после чего эритроциты разрываются, а высвободившиеся мерозоиты сразу же ищут себе новые. Эта стадия повторяется несколько раз, что приводит к лавинообразному увеличению численности мерозоитов. Клинические симптомы малярии, такие как высокая температура и озноб, приурочены к прорыву инфицированных эритроцитов. Некоторые из мерозоитов развиваются в незрелые половые клетки, которые попадают в организм следующего комара при очередном укусе.

Недавно мы рассказывали, как британские ученые разработали механизм, позволяющий частично блокировать вход мерозоитов в эритроциты и снижать эффективность роста внутри них за счет выключения генов роптрий, расположенных в апикальной части плазмодиев. Как мы писали в заметке, те же ученые проводили параллельные наблюдения, изучая и снимая процесс выхода мерозоитов из эритроцитов. Используя методы визуализации клеток, они показали, что мембрана вакуоли эритроцита вначале становится заметно проницаемой, а затем распадается на части. Через две минуты после этого весь цитоскелет эритроцита разрушается практически в одно мгновение. Ученые решили научиться блокировать этот механизм, запирая мерозоитов внутри эритроцитов и не давая им возобновлять цикл размножения.

В новом исследовании им удалось достичь своей цели, обнаружив белок, отвечающий за выход паразитов из кровяных клеток. Внутри эритроцита мерозоиты находятся в специальном компартменте, который ученые сравнивают с амниотическим мешком, заполненном жидкостью. В этой жидкости растворено множество белков, особенно велика там концентрация белка SERA5. Функция его не была понятна, но известно было, что перед разрушением мембраны эритроцита белок активно обрабатывается сериновой и цистеиновой протеазами, что, в свою очередь, происходит после активации этих протеаз цикло-ГМФ-зависимой киназой PKG. Протеазы разрезают SERA5 на несколько доменов. Выяснилось, что при выключении гена, кодирующего SERA5, процесс развития мерозоитов в эритроците несколько замедляется, но не прекращается (процессы вакуолизации внутри клетки и создания необходимых паразиту пор проходят обычным путем) а вот процесс выхода мерозоитов из клетки оказывается нарушен самым кардинальным образом. Мембрана эритроцита в таких случаях разрушается даже раньше, чем нужно, но около половины мерозоитов застревают в ее частях и не могут эффективно заражать соседние клетки.

Выяснилось также, что если ген не выключать полностью, а изменить, «запретив» протеазам обрабатывать его, это также нарушает выход мерозоитов из эритроцита. По-видимому, именно разрезание SERA5 протеазами обеспечивает правильную динамику этого процесса, и нарушение функций этого белка позволяет остановить циклы размножения паразита. Ученые считают, что новые данные позволят разрабатывать соответствующие лекарственные препараты и более эффективно лечить пациентов, больных малярией.

К лечению и предотвращению малярии ученые подходят с разных сторон — недавно мы рассказывали, например, как с помощью геномного редактирования системой CRISPR-Cas9 ученые создавали устойчивых к малярии комаров, которые не смогут быть разносчиками инфекций.

Анна Казнадзей


Эритроциты – Анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Описать строение эритроцитов
  • Обсудите различные этапы жизненного цикла эритроцита
  • Объясните состав и функцию гемоглобина

Эритроцит, широко известный как эритроцит (или эритроцит), на сегодняшний день является наиболее распространенным форменным элементом: одна капля крови содержит миллионы эритроцитов и всего лишь тысячи лейкоцитов.В частности, у мужчин около 5,4 миллиона эритроцитов на микролитр ( µ л) крови, а у женщин примерно 4,8 миллиона на µ л. По оценкам, эритроциты составляют около 25 процентов от общего числа клеток в организме. . Как вы можете себе представить, это довольно маленькие клетки со средним диаметром всего около 7–8 микрометров ( мкм м) ((Рисунок)). Основные функции эритроцитов заключаются в том, чтобы забирать вдыхаемый кислород из легких и транспортировать его к тканям организма, а также забирать некоторое количество (около 24 процентов) отходов углекислого газа в тканях и транспортировать его в легкие для выдоха.Эритроциты остаются в сосудистой сети. Хотя лейкоциты обычно покидают кровеносные сосуды для выполнения своих защитных функций, движение эритроцитов из кровеносных сосудов является ненормальным.

Обзор форменных элементов в крови

Форма и структура эритроцитов

Когда эритроцит созревает в красном костном мозге, он выдавливает свое ядро ​​и большинство других своих органелл. В течение первого или двух дней пребывания в кровотоке незрелый эритроцит, известный как ретикулоцит, обычно все еще содержит остатки органелл.Ретикулоциты должны составлять примерно 1-2 процента от количества эритроцитов и давать приблизительную оценку скорости образования эритроцитов, при этом аномально низкие или высокие показатели указывают на отклонения в продукции этих клеток. Однако эти остатки, прежде всего сети (сеточки) рибосом, быстро сбрасываются, и зрелые циркулирующие эритроциты имеют мало внутренних клеточных структурных компонентов. Например, не имея митохондрий, они полагаются на анаэробное дыхание. Это означает, что они не используют кислород, который они транспортируют, поэтому они могут доставить его полностью к тканям.У них также отсутствует эндоплазматическая сеть и они не синтезируют белки. Однако эритроциты содержат некоторые структурные белки, которые помогают клеткам крови сохранять свою уникальную структуру и позволяют им изменять свою форму, чтобы протискиваться через капилляры. Сюда входит белок спектрин, белковый элемент цитоскелета.

Эритроциты представляют собой двояковогнутые диски; то есть они пухлые на периферии и очень тонкие в центре ((Рисунок)). Поскольку в них отсутствует большинство органелл, остается больше внутреннего пространства для присутствия молекул гемоглобина, которые, как вы вскоре увидите, переносят газы.Двояковогнутая форма также обеспечивает большую площадь поверхности, на которой может происходить газообмен, по сравнению с ее объемом; сфера аналогичного диаметра будет иметь более низкое отношение площади поверхности к объему. В капиллярах кислород, переносимый эритроцитами, может диффундировать в плазму, а затем через стенки капилляров достигать клеток, в то время как часть углекислого газа, вырабатываемого клетками в качестве продукта жизнедеятельности, диффундирует в капилляры, чтобы быть поглощенными клетками. эритроциты. Капиллярные русла очень узкие, что замедляет прохождение эритроцитов и обеспечивает расширенную возможность газообмена.Однако пространство внутри капилляров может быть настолько малым, что, несмотря на их собственный небольшой размер, эритроцитам, возможно, придется сворачиваться, если они хотят пройти через них. К счастью, их структурные белки, такие как спектрин, гибкие, что позволяет им изгибаться до удивительной степени, а затем снова пружинить, когда они входят в более широкий сосуд. В более широких сосудах эритроциты могут складываться, как рулон монет, образуя руло, от французского слова «свернутый».

Форма эритроцитов

Эритроциты представляют собой двояковогнутые диски с очень мелкими центрами.Эта форма оптимизирует соотношение площади поверхности к объему, облегчая газообмен. Это также позволяет им сворачиваться, когда они проходят через узкие кровеносные сосуды.

Гемоглобин

Гемоглобин представляет собой большую молекулу, состоящую из белков и железа. Он состоит из четырех свернутых цепей белка, называемого глобином, обозначенного как альфа 1 и 2, а также бета 1 и 2 (рис. и ). Каждая из этих молекул глобина связана с молекулой красного пигмента, называемой гем, которая содержит ион железа (Fe 2+ ) ((Рисунок) b ).

Гемоглобин

(а) Молекула гемоглобина содержит четыре белка глобина, каждый из которых связан с одной молекулой железосодержащего пигмента гема. б) Один эритроцит может содержать 300 миллионов молекул гемоглобина и, следовательно, более 1 миллиарда молекул кислорода.

Каждый ион железа в геме может связываться с одной молекулой кислорода; следовательно, каждая молекула гемоглобина может переносить четыре молекулы кислорода. Отдельный эритроцит может содержать около 300 миллионов молекул гемоглобина и, следовательно, может связываться и транспортировать до 1.2 миллиарда молекул кислорода (см. (рисунок) b ).

В легких гемоглобин поглощает кислород, который связывается с ионами железа, образуя оксигемоглобин. Ярко-красный насыщенный кислородом гемоглобин перемещается в ткани организма, где высвобождает часть молекул кислорода, становясь более темно-красным дезоксигемоглобином, иногда называемым восстановленным гемоглобином. Высвобождение кислорода зависит от потребности в кислороде окружающих тканей, поэтому гемоглобин редко, если вообще когда-либо, оставляет весь свой кислород позади. По капиллярам углекислый газ поступает в кровоток.Около 76 процентов растворяется в плазме, часть остается в виде растворенного CO 2 , а остальная часть образует бикарбонат-ион. Около 23–24% его связывается с аминокислотами гемоглобина, образуя молекулу, известную как карбаминогемоглобин. Из капилляров гемоглобин переносит углекислый газ обратно в легкие, где высвобождает его для обмена кислородом.

Изменения уровня эритроцитов могут оказывать существенное влияние на способность организма эффективно доставлять кислород тканям.Неэффективный гемопоэз приводит к недостаточному количеству эритроцитов и приводит к одной из нескольких форм анемии. Перепроизводство эритроцитов вызывает состояние, называемое полицитемией. Основным недостатком полицитемии является не неспособность напрямую доставить достаточное количество кислорода к тканям, а скорее повышенная вязкость крови, что затрудняет циркуляцию крови в сердце.

У пациентов с недостаточным гемоглобином ткани могут не получать достаточного количества кислорода, что приводит к другой форме анемии.При определении оксигенации тканей значение, представляющее наибольший интерес в здравоохранении, представляет процентное насыщение; то есть процент участков гемоглобина, занятых кислородом в крови пациента. Клинически это значение обычно называют просто «процент насыщения».

Процентное насыщение обычно контролируется с помощью устройства, известного как пульсоксиметр, которое прикладывается к тонкой части тела, обычно к кончику пальца пациента. Устройство работает, посылая свет с двумя разными длинами волн (одна красная, другая инфракрасная) через палец и измеряя свет с помощью фотодетектора на выходе.Гемоглобин по-разному поглощает свет в зависимости от его насыщения кислородом. Аппарат калибрует количество света, полученного фотодетектором, по сравнению с количеством света, поглощенным частично насыщенным кислородом гемоглобином, и представляет данные в виде процента насыщения. Нормальные показания пульсоксиметра колеблются от 95 до 100 процентов. Более низкие проценты отражают гипоксемию или низкий уровень кислорода в крови. Термин «гипоксия» является более общим и просто относится к низкому уровню кислорода. Уровни кислорода также непосредственно контролируются по свободному кислороду в плазме, как правило, после артериальной палочки.Когда применяется этот метод, количество присутствующего кислорода выражается в терминах парциального давления кислорода или просто pO 2 и обычно записывается в миллиметрах ртутного столба, мм рт.

Почки фильтруют около 180 литров (~380 пинтов) крови у среднего взрослого человека каждый день, или около 20 процентов от общего объема в состоянии покоя, и, таким образом, служат идеальным местом для рецепторов, определяющих насыщение кислородом. В ответ на гипоксемию из сосудов, снабжающих почки, выходит меньше кислорода, что приводит к гипоксии (низкой концентрации кислорода) в тканевой жидкости почки, где фактически контролируется концентрация кислорода.Интерстициальные фибробласты в почках секретируют ЭПО, тем самым увеличивая продукцию эритроцитов и восстанавливая уровень кислорода. В классической петле отрицательной обратной связи при повышении насыщения кислородом секреция ЭПО падает и наоборот, тем самым поддерживая гомеостаз. Население, проживающее на больших высотах, с изначально более низким уровнем кислорода в атмосфере, естественным образом поддерживает более высокий гематокрит, чем люди, живущие на уровне моря. Следовательно, люди, путешествующие в высокогорье, могут испытывать симптомы гипоксемии, такие как утомляемость, головная боль и одышка, в течение нескольких дней после прибытия.В ответ на гипоксемию почки секретируют ЭПО для увеличения продукции эритроцитов до тех пор, пока снова не будет достигнут гомеостаз. Чтобы избежать симптомов гипоксемии или высотной болезни, альпинисты обычно отдыхают от нескольких дней до недели или более в ряде лагерей, расположенных на увеличивающихся высотах, чтобы позволить повысить уровень ЭПО и, следовательно, количество эритроцитов. При восхождении на самые высокие пики, такие как Эверест и К2 в Гималаях, многие альпинисты полагаются на кислород в баллонах, когда они приближаются к вершине.

Жизненный цикл эритроцитов

Производство эритроцитов в костном мозге происходит с ошеломляющей скоростью — более 2 миллионов клеток в секунду. Для того, чтобы это производство имело место, ряд сырьевых материалов должен присутствовать в адекватных количествах. К ним относятся те же питательные вещества, которые необходимы для производства и поддержания любой клетки, такие как глюкоза, липиды и аминокислоты. Однако для производства эритроцитов также требуется несколько микроэлементов:

  • Железо. Мы сказали, что каждая гемовая группа в молекуле гемоглобина содержит ион микроэлемента железа.В среднем усваивается менее 20 процентов железа, которое мы потребляем. Гемовое железо из продуктов животного происхождения, таких как мясо, птица и рыба, усваивается более эффективно, чем негемовое железо из растительных продуктов. При всасывании железо становится частью общего запаса железа в организме. Костный мозг, печень и селезенка могут запасать железо в виде белковых соединений ферритина и гемосидерина. Ферропортин переносит железо через плазматические мембраны клеток кишечника и из мест его хранения в тканевую жидкость, где оно поступает в кровь.Когда ЭПО стимулирует выработку эритроцитов, железо высвобождается из запасов, связывается с трансферрином и переносится в красный костный мозг, где присоединяется к предшественникам эритроцитов.
  • Медь. Микроэлемент, медь является компонентом двух белков плазмы, гефестина и церулоплазмина. Без них гемоглобин не может быть адекватно произведен. Находясь в ворсинках кишечника, гефестин обеспечивает абсорбцию железа клетками кишечника. Церулоплазмин транспортирует медь. Оба обеспечивают окисление железа из Fe 2+ в Fe 3+ , форму, в которой оно может быть связано со своим транспортным белком трансферрином для транспортировки в клетки организма.В состоянии дефицита меди снижается транспорт железа для синтеза гема, и железо может накапливаться в тканях, где в итоге может привести к поражению органов.
  • Цинк. Микроэлемент цинк действует как кофермент, который способствует синтезу гемовой части гемоглобина.
  • витаминов группы В. Фолиевая кислота и витамин B 12 функционируют как коферменты, облегчающие синтез ДНК. Таким образом, оба имеют решающее значение для синтеза новых клеток, включая эритроциты.

Эритроциты живут в кровотоке до 120 дней, после чего изношенные клетки удаляются типом миелоидных фагоцитирующих клеток, называемых макрофагами, которые располагаются в основном в костном мозге, печени и селезенке. Компоненты деградированного гемоглобина эритроцитов далее обрабатываются следующим образом:

  • Глобин, белковая часть гемоглобина, расщепляется на аминокислоты, которые могут быть отправлены обратно в костный мозг для использования в производстве новых эритроцитов.Гемоглобин, который не подвергся фагоцитированию, расщепляется в кровотоке, высвобождая альфа- и бета-цепи, которые удаляются из кровотока почками.
  • Железо, содержащееся в гемовой части гемоглобина, может храниться в печени или селезенке, главным образом в форме ферритина или гемосидерина, или переноситься кровотоком посредством трансферрина в красный костный мозг для переработки в новые эритроциты.
  • Часть гема, не содержащая железа, расщепляется до продукта отходов биливердина, зеленого пигмента, а затем до другого продукта отходов, билирубина, желтого пигмента.Билирубин связывается с альбумином и с кровью попадает в печень, которая использует его для производства желчи — соединения, выделяемого в кишечник для эмульгирования пищевых жиров. В толстой кишке бактерии расщепляют билирубин отдельно от желчи и превращают его в уробилиноген, а затем в стеркобилин. Затем он выводится из организма с фекалиями. Антибиотики широкого спектра действия обычно также уничтожают эти бактерии и могут изменить цвет кала. Почки также удаляют любой циркулирующий билирубин и другие побочные продукты метаболизма, такие как уробилины, и выделяют их с мочой.

Пигменты распада, образующиеся при разрушении гемоглобина, можно увидеть в различных ситуациях. В месте травмы биливердин из поврежденных эритроцитов производит некоторые из драматических цветов, связанных с кровоподтеками. При поражении печени билирубин не может быть эффективно удален из кровотока, что приводит к желтоватому оттенку тела, связанному с желтухой. Стеркобилины в фекалиях придают типичный коричневый цвет, характерный для этих отходов. А желтый цвет мочи связан с уробилинами.

Жизненный цикл эритроцитов представлен на (рис.).

Жизненный цикл эритроцитов

Эритроциты образуются в костном мозге и отправляются в кровоток. В конце своего жизненного цикла они разрушаются макрофагами, а их компоненты перерабатываются.

Болезни эритроцитов

Размер, форма и количество эритроцитов, а также количество молекул гемоглобина могут иметь большое влияние на здоровье человека. Когда количество эритроцитов или гемоглобина недостаточно, общее состояние называется анемией.Существует более 400 видов анемии, от которой страдают более 3,5 миллионов американцев. Анемии можно разделить на три основные группы: вызванные кровопотерей, вызванные нарушением или снижением образования эритроцитов и вызванные чрезмерным разрушением эритроцитов. Клиницисты часто используют две группы в диагностике: кинетический подход фокусируется на оценке производства, разрушения и удаления эритроцитов, тогда как морфологический подход исследует сами эритроциты, уделяя особое внимание их размеру.Распространенным тестом является средний объем тельца (MCV), который измеряет размер. Клетки нормального размера называются нормоцитарными, клетки меньшего размера — микроцитарными, а клетки большего размера — макроцитарными. Подсчет ретикулоцитов также важен и может выявить неадекватную продукцию эритроцитов. Последствия различных анемий широко распространены, поскольку снижение количества эритроцитов или гемоглобина приводит к снижению уровня доставки кислорода к тканям организма. Поскольку кислород необходим для функционирования тканей, анемия вызывает усталость, вялость и повышенный риск инфекции.Дефицит кислорода в мозге ухудшает способность ясно мыслить и может вызывать головные боли и раздражительность. Недостаток кислорода вызывает у пациента одышку, даже если сердце и легкие работают с большей нагрузкой в ​​ответ на дефицит.

Анемии с кровопотерей довольно просты. Помимо кровотечения из ран или других поражений, эти формы анемии могут быть обусловлены язвой, геморроем, воспалением желудка (гастритом) и некоторыми видами рака желудочно-кишечного тракта. Чрезмерное употребление аспирина или других нестероидных противовоспалительных препаратов, таких как ибупрофен, может спровоцировать образование язв и гастрит.Обильные менструации и потеря крови во время родов также являются потенциальными причинами.

Анемии, вызванные нарушением или снижением образования эритроцитов, включают серповидно-клеточную анемию, железодефицитную анемию, витаминно-дефицитную анемию и заболевания костного мозга и стволовых клеток.

  • Характерное изменение формы эритроцитов наблюдается при серповидноклеточной анемии (также называемой серповидноклеточной анемией). Генетическое заболевание, вызванное выработкой аномального типа гемоглобина, называемого гемоглобином S, который доставляет меньше кислорода тканям и заставляет эритроциты принимать серповидную (или серповидную) форму, особенно при низких концентрациях кислорода ((Рисунок)).Эти клетки аномальной формы затем могут застрять в узких капиллярах, потому что они не могут свернуться сами по себе, чтобы протиснуться, блокируя приток крови к тканям и вызывая множество серьезных проблем от болезненных суставов до задержки роста и даже слепоты и нарушений мозгового кровообращения (инсульты). ). Серповидноклеточная анемия — это генетическое заболевание, особенно часто встречающееся у лиц африканского происхождения.

Серповидные клетки

Серповидноклеточная анемия вызывается мутацией в одном из генов гемоглобина.Эритроциты производят аномальный тип гемоглобина, из-за чего клетка принимает форму серпа или полумесяца. (кредит: Дженис Хейни Карр)

  • Железодефицитная анемия является наиболее распространенным типом и возникает, когда количества доступного железа недостаточно для производства достаточного количества гема. Это состояние может возникать у людей с дефицитом железа в рационе и особенно часто встречается у подростков и детей, а также у веганов и вегетарианцев. Кроме того, железодефицитная анемия может быть вызвана либо неспособностью абсорбировать и транспортировать железо, либо медленным хроническим кровотечением.
  • Витаминодефицитные анемии обычно связаны с недостатком витамина B12 и фолиевой кислоты.
    • Мегалобластная анемия связана с дефицитом витамина B12 и/или фолиевой кислоты и часто связана с диетой с дефицитом этих основных питательных веществ. Недостаток мяса или жизнеспособного альтернативного источника, а также переваривание или употребление в пищу недостаточного количества овощей могут привести к нехватке фолиевой кислоты.
    • Пернициозная анемия вызывается плохим всасыванием витамина B12 и часто наблюдается у пациентов с болезнью Крона (тяжелое кишечное заболевание, которое часто лечится хирургическим путем), хирургическим удалением кишечника или желудка (распространено при некоторых операциях по снижению веса), кишечными паразитами, и СПИД.
    • Беременность, некоторые лекарства, чрезмерное употребление алкоголя и некоторые заболевания, такие как глютеновая болезнь, также связаны с дефицитом витаминов. Необходимо обеспечить достаточное количество фолиевой кислоты на ранних стадиях беременности, чтобы снизить риск неврологических дефектов, включая расщепление позвоночника, неспособность нервной трубки закрыться.
  • Различные болезненные процессы также могут нарушать выработку и образование эритроцитов и гемоглобина. Если миелоидные стволовые клетки дефектны или заменены раковыми клетками, будет произведено недостаточное количество эритроцитов.
    • Апластическая анемия — это состояние, при котором наблюдается недостаточное количество стволовых клеток эритроцитов. Апластическая анемия часто передается по наследству или может быть вызвана облучением, лекарствами, химиотерапией или инфекцией.
    • Талассемия — это наследственное заболевание, обычно встречающееся у людей с Ближнего Востока, Средиземноморья, Африки и Юго-Восточной Азии, при котором созревание эритроцитов не происходит нормально. Наиболее тяжелая форма называется анемией Кули.
    • Воздействие свинца из промышленных источников или даже пыль от кусочков железосодержащих красок или керамики, которая не была должным образом глазурована, также может привести к разрушению красного костного мозга.
  • Различные болезненные процессы также могут приводить к анемии. К ним относятся хронические заболевания почек, часто связанные со снижением продукции ЭПО, гипотиреоз, некоторые формы рака, волчанка и ревматоидный артрит.

В отличие от анемии, повышенное количество эритроцитов называется полицитемией и выявляется при повышенном гематокрите пациента. Это может произойти временно у обезвоженного человека; при недостаточном потреблении воды или чрезмерных потерях воды объем плазмы падает.В результате повышается гематокрит. По причинам, упомянутым ранее, легкая форма полицитемии является хронической, но нормальной для людей, живущих на больших высотах. Некоторые элитные спортсмены тренируются на большой высоте специально, чтобы вызвать это явление. Наконец, тип заболевания костного мозга, называемый истинной полицитемией (от греческого vera = «истинный»), вызывает избыточное производство незрелых эритроцитов. Истинная полицитемия может опасно повышать вязкость крови, повышая кровяное давление и затрудняя перекачку крови по всему телу сердцу.Это относительно редкое заболевание, которое чаще встречается у мужчин, чем у женщин, и чаще встречается у пожилых пациентов старше 60 лет.

Обзор главы

Наиболее распространенные форменные элементы в крови, эритроциты представляют собой красные двояковогнутые диски, заполненные переносящим кислород соединением, называемым гемоглобином. Молекула гемоглобина содержит четыре белка глобина, связанные с молекулой пигмента, называемой гем, которая содержит ион железа. В кровотоке железо захватывает кислород в легких и отбрасывает его в тканях; аминокислоты в гемоглобине затем переносят углекислый газ из тканей обратно в легкие.Эритроциты живут в среднем всего 120 дней и поэтому должны постоянно обновляться. Изношенные эритроциты фагоцитируются макрофагами и расщепляется их гемоглобин. Продукты распада перерабатываются или удаляются как отходы: глобин расщепляется на аминокислоты для синтеза новых белков; железо хранится в печени или селезенке или используется костным мозгом для производства новых эритроцитов; а остатки гема превращаются в билирубин или другие продукты жизнедеятельности, которые поглощаются печенью и выделяются с желчью или удаляются почками.Анемия — это дефицит эритроцитов или гемоглобина, тогда как полицитемия — это избыток эритроцитов.

Контрольные вопросы

Какое из следующих утверждений о зрелых циркулирующих эритроцитах верно?

  1. У них нет ядра.
  2. Они упакованы митохондриями.
  3. Они выживают в среднем 4 дня.
  4. Все вышеперечисленное

Молекула гемоглобина ________.

  1. имеет форму двояковогнутого диска, почти полностью заполненного железом
  2. содержит четыре гликопротеиновых единицы, усеянных кислородом
  3. состоит из четырех глобиновых белков, каждый из которых связан с молекулой гема
  4. .
  5. может нести до 120 молекул кислорода

Производство здоровых эритроцитов зависит от наличия ________.

  1. медь
  2. цинк
  3. витамин В 12
  4. медь, цинк и витамин B 12

Стареющие и поврежденные эритроциты удаляются из кровотока ________.

  1. миобласты
  2. моноцитов
  3. макрофаги
  4. тучные клетки

Больной в течение 2-х месяцев болеет хронической водянистой диареей. Анализ крови может выявить ________.

  1. гематокрит ниже 30 процентов
  2. гипоксемия
  3. анемия
  4. полицитемия

Вопросы критического мышления

У молодой женщины в течение нескольких лет наблюдаются необычно обильные менструальные кровотечения.Она придерживается строгой веганской диеты (никакой животной пищи). Она подвержена риску развития какого расстройства и почему?

У нее риск развития анемии, поскольку ее необычно обильные менструальные кровотечения приводят к чрезмерной ежемесячной потере эритроцитов. В то же время ее веганская диета означает, что у нее нет пищевых источников гемового железа. Негемовое железо, которое она потребляет из растительной пищи, усваивается не так хорошо, как гемовое.

У больного талассемия — генетическое заболевание, характеризующееся аномальным синтезом глобиновых белков и чрезмерным разрушением эритроцитов.Этот больной страдает желтухой и у него обнаруживается избыточный уровень билирубина в крови. Объясните связь.

Билирубин является продуктом распада нежелезистого компонента гема, который отщепляется от глобина при деградации эритроцитов. Чрезмерное разрушение эритроцитов приведет к отложению избыточного билирубина в крови. Билирубин представляет собой желтоватый пигмент, и его высокий уровень в крови может проявляться пожелтением кожи.

Глоссарий

анемия
дефицит эритроцитов или гемоглобина
билирубин
желтоватый желчный пигмент, образующийся при удалении железа из гема и последующем расщеплении на продукты жизнедеятельности
биливердин
зеленый желчный пигмент, образующийся при расщеплении не содержащей железа части гема в отходы; превращается в билирубин в печени
карбаминогемоглобин
соединение двуокиси углерода и гемоглобина и один из путей переноса двуокиси углерода кровью
дезоксигемоглобин
молекула гемоглобина без связанной с ней молекулы кислорода
эритроцит
(также эритроцит) зрелая миелоидная клетка крови, состоящая в основном из гемоглобина и функционирующая в основном при транспортировке кислорода и углекислого газа
ферритин
Белкосодержащая форма хранения железа, обнаруженная в костном мозге, печени и селезенке
глобин
гемсодержащий глобулярный белок, входящий в состав гемоглобина
гем
красный железосодержащий пигмент, с которым кислород связывается в гемоглобине
гемоглобин
переносчик кислорода в эритроцитах
гемосидерин
Белкосодержащая форма хранения железа, обнаруженная в костном мозге, печени и селезенке
гипоксемия
уровень насыщения крови кислородом ниже нормы (обычно <95 процентов)
макрофаг
фагоцитарная клетка миелоидного ряда; созревший моноцит
оксигемоглобин
молекула гемоглобина, с которой связан кислород
полицитемия
повышенный уровень гемоглобина, адаптивный или патологический
ретикулоцит
незрелый эритроцит, который все еще может содержать фрагменты органелл
серповидноклеточная анемия
(также серповидноклеточная анемия) наследственное заболевание крови, при котором молекулы гемоглобина деформируются, что приводит к распаду эритроцитов, которые приобретают характерную серповидную форму
талассемия
наследственное заболевание крови, при котором созревание эритроцитов не происходит нормально, что приводит к аномальному образованию гемоглобина и разрушению эритроцитов
трансферрин
белок плазмы, который обратимо связывается с железом и распределяет его по всему телу

Эритроциты – Анатомия и физиология

OpenStaxCollege

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Описать строение эритроцитов
  • Обсудите различные этапы жизненного цикла эритроцита
  • Объясните состав и функцию гемоглобина

Эритроцит, широко известный как эритроцит (или эритроцит), на сегодняшний день является наиболее распространенным форменным элементом: одна капля крови содержит миллионы эритроцитов и всего лишь тысячи лейкоцитов.В частности, у мужчин около 5,4 миллиона эритроцитов на микролитр ( µ л) крови, а у женщин примерно 4,8 миллиона на µ л. По оценкам, эритроциты составляют около 25 процентов от общего числа клеток в организме. . Как вы можете себе представить, это довольно маленькие клетки со средним диаметром всего около 7–8 микрометров ( мкм м) ([ссылка]). Основные функции эритроцитов заключаются в том, чтобы забирать вдыхаемый кислород из легких и транспортировать его к тканям организма, а также забирать некоторое количество (около 24 процентов) отходов углекислого газа в тканях и транспортировать его в легкие для выдоха.Эритроциты остаются в сосудистой сети. Хотя лейкоциты обычно покидают кровеносные сосуды для выполнения своих защитных функций, движение эритроцитов из кровеносных сосудов является ненормальным.

Обзор форменных элементов в крови


Когда эритроцит созревает в красном костном мозге, он выдавливает свое ядро ​​и большинство других своих органелл. В течение первого или двух дней пребывания в кровотоке незрелый эритроцит, известный как ретикулоцит, обычно все еще содержит остатки органелл.Ретикулоциты должны составлять примерно 1-2 процента от количества эритроцитов и давать приблизительную оценку скорости образования эритроцитов, при этом аномально низкие или высокие показатели указывают на отклонения в продукции этих клеток. Однако эти остатки, прежде всего сети (сеточки) рибосом, быстро сбрасываются, и зрелые циркулирующие эритроциты имеют мало внутренних клеточных структурных компонентов. Например, не имея митохондрий, они полагаются на анаэробное дыхание. Это означает, что они не используют кислород, который они транспортируют, поэтому они могут доставить его полностью к тканям.У них также отсутствует эндоплазматическая сеть и они не синтезируют белки. Однако эритроциты содержат некоторые структурные белки, которые помогают клеткам крови сохранять свою уникальную структуру и позволяют им изменять свою форму, чтобы протискиваться через капилляры. Сюда входит белок спектрин, белковый элемент цитоскелета.

Эритроциты представляют собой двояковогнутые диски; то есть они пухлые на периферии и очень тонкие в центре ([ссылка]). Поскольку в них отсутствует большинство органелл, остается больше внутреннего пространства для присутствия молекул гемоглобина, которые, как вы вскоре увидите, переносят газы.Двояковогнутая форма также обеспечивает большую площадь поверхности, на которой может происходить газообмен, по сравнению с ее объемом; сфера аналогичного диаметра будет иметь более низкое отношение площади поверхности к объему. В капиллярах кислород, переносимый эритроцитами, может диффундировать в плазму, а затем через стенки капилляров достигать клеток, в то время как часть углекислого газа, вырабатываемого клетками в качестве продукта жизнедеятельности, диффундирует в капилляры, чтобы быть поглощенными клетками. эритроциты. Капиллярные русла очень узкие, что замедляет прохождение эритроцитов и обеспечивает расширенную возможность газообмена.Однако пространство внутри капилляров может быть настолько малым, что, несмотря на их собственный небольшой размер, эритроцитам, возможно, придется сворачиваться, если они хотят пройти через них. К счастью, их структурные белки, такие как спектрин, гибкие, что позволяет им изгибаться до удивительной степени, а затем снова пружинить, когда они входят в более широкий сосуд. В более широких сосудах эритроциты могут складываться, как рулон монет, образуя руло, от французского слова «свернутый».

Форма эритроцитов

Эритроциты представляют собой двояковогнутые диски с очень мелкими центрами.Эта форма оптимизирует соотношение площади поверхности к объему, облегчая газообмен. Это также позволяет им сворачиваться, когда они проходят через узкие кровеносные сосуды.


Гемоглобин представляет собой большую молекулу, состоящую из белков и железа. Он состоит из четырех свернутых цепей белка под названием глобин, обозначенных как альфа 1 и 2, а также бета 1 и 2 ([ссылка] и ). Каждая из этих молекул глобина связана с молекулой красного пигмента, называемой гем, которая содержит ион железа (Fe 2+ ) ([ссылка] b ).

Гемоглобин

(а) Молекула гемоглобина содержит четыре белка глобина, каждый из которых связан с одной молекулой железосодержащего пигмента гема. б) Один эритроцит может содержать 300 миллионов молекул гемоглобина и, следовательно, более 1 миллиарда молекул кислорода.


Каждый ион железа в геме может связываться с одной молекулой кислорода; следовательно, каждая молекула гемоглобина может переносить четыре молекулы кислорода. Отдельный эритроцит может содержать около 300 миллионов молекул гемоглобина и, следовательно, может связываться и транспортировать до 1.2 миллиарда молекул кислорода (см. [ссылка] b ).

В легких гемоглобин поглощает кислород, который связывается с ионами железа, образуя оксигемоглобин. Ярко-красный насыщенный кислородом гемоглобин перемещается в ткани организма, где высвобождает часть молекул кислорода, становясь более темно-красным дезоксигемоглобином, иногда называемым восстановленным гемоглобином. Высвобождение кислорода зависит от потребности в кислороде окружающих тканей, поэтому гемоглобин редко, если вообще когда-либо, оставляет весь свой кислород позади. По капиллярам углекислый газ поступает в кровоток.Около 76 процентов растворяется в плазме, часть остается в виде растворенного CO 2 , а остальная часть образует бикарбонат-ион. Около 23–24% его связывается с аминокислотами гемоглобина, образуя молекулу, известную как карбаминогемоглобин. Из капилляров гемоглобин переносит углекислый газ обратно в легкие, где высвобождает его для обмена кислородом.

Изменения уровня эритроцитов могут оказывать существенное влияние на способность организма эффективно доставлять кислород тканям.Неэффективный гемопоэз приводит к недостаточному количеству эритроцитов и приводит к одной из нескольких форм анемии. Перепроизводство эритроцитов вызывает состояние, называемое полицитемией. Основным недостатком полицитемии является не неспособность напрямую доставить достаточное количество кислорода к тканям, а скорее повышенная вязкость крови, что затрудняет циркуляцию крови в сердце.

У пациентов с недостаточным гемоглобином ткани могут не получать достаточного количества кислорода, что приводит к другой форме анемии.При определении оксигенации тканей значение, представляющее наибольший интерес в здравоохранении, представляет процентное насыщение; то есть процент участков гемоглобина, занятых кислородом в крови пациента. Клинически это значение обычно называют просто «процент насыщения».

Процентное насыщение обычно контролируется с помощью устройства, известного как пульсоксиметр, которое прикладывается к тонкой части тела, обычно к кончику пальца пациента. Устройство работает, посылая свет с двумя разными длинами волн (одна красная, другая инфракрасная) через палец и измеряя свет с помощью фотодетектора на выходе.Гемоглобин по-разному поглощает свет в зависимости от его насыщения кислородом. Аппарат калибрует количество света, полученного фотодетектором, по сравнению с количеством света, поглощенным частично насыщенным кислородом гемоглобином, и представляет данные в виде процента насыщения. Нормальные показания пульсоксиметра колеблются от 95 до 100 процентов. Более низкие проценты отражают гипоксемию или низкий уровень кислорода в крови. Термин «гипоксия» является более общим и просто относится к низкому уровню кислорода. Уровни кислорода также непосредственно контролируются по свободному кислороду в плазме, как правило, после артериальной палочки.Когда применяется этот метод, количество присутствующего кислорода выражается в терминах парциального давления кислорода или просто pO 2 и обычно записывается в миллиметрах ртутного столба, мм рт.

Почки фильтруют около 180 литров (~380 пинтов) крови у среднего взрослого человека каждый день, или около 20 процентов от общего объема в состоянии покоя, и, таким образом, служат идеальным местом для рецепторов, определяющих насыщение кислородом. В ответ на гипоксемию из сосудов, снабжающих почки, выходит меньше кислорода, что приводит к гипоксии (низкой концентрации кислорода) в тканевой жидкости почки, где фактически контролируется концентрация кислорода.Интерстициальные фибробласты в почках секретируют ЭПО, тем самым увеличивая продукцию эритроцитов и восстанавливая уровень кислорода. В классической петле отрицательной обратной связи при повышении насыщения кислородом секреция ЭПО падает и наоборот, тем самым поддерживая гомеостаз. Население, проживающее на больших высотах, с изначально более низким уровнем кислорода в атмосфере, естественным образом поддерживает более высокий гематокрит, чем люди, живущие на уровне моря. Следовательно, люди, путешествующие в высокогорье, могут испытывать симптомы гипоксемии, такие как утомляемость, головная боль и одышка, в течение нескольких дней после прибытия.В ответ на гипоксемию почки секретируют ЭПО для увеличения продукции эритроцитов до тех пор, пока снова не будет достигнут гомеостаз. Чтобы избежать симптомов гипоксемии или высотной болезни, альпинисты обычно отдыхают от нескольких дней до недели или более в ряде лагерей, расположенных на увеличивающихся высотах, чтобы позволить повысить уровень ЭПО и, следовательно, количество эритроцитов. При восхождении на самые высокие пики, такие как Эверест и К2 в Гималаях, многие альпинисты полагаются на кислород в баллонах, когда они приближаются к вершине.

Производство эритроцитов в костном мозге происходит с ошеломляющей скоростью — более 2 миллионов клеток в секунду. Для того, чтобы это производство имело место, ряд сырьевых материалов должен присутствовать в адекватных количествах. К ним относятся те же питательные вещества, которые необходимы для производства и поддержания любой клетки, такие как глюкоза, липиды и аминокислоты. Однако для производства эритроцитов также требуется несколько микроэлементов:

  • Железо. Мы сказали, что каждая гемовая группа в молекуле гемоглобина содержит ион микроэлемента железа.В среднем усваивается менее 20 процентов железа, которое мы потребляем. Гемовое железо из продуктов животного происхождения, таких как мясо, птица и рыба, усваивается более эффективно, чем негемовое железо из растительных продуктов. При всасывании железо становится частью общего запаса железа в организме. Костный мозг, печень и селезенка могут запасать железо в виде белковых соединений ферритина и гемосидерина. Ферропортин переносит железо через плазматические мембраны клеток кишечника и из мест его хранения в тканевую жидкость, где оно поступает в кровь.Когда ЭПО стимулирует выработку эритроцитов, железо высвобождается из запасов, связывается с трансферрином и переносится в красный костный мозг, где присоединяется к предшественникам эритроцитов.
  • Медь. Микроэлемент, медь является компонентом двух белков плазмы, гефестина и церулоплазмина. Без них гемоглобин не может быть адекватно произведен. Находясь в ворсинках кишечника, гефестин обеспечивает абсорбцию железа клетками кишечника. Церулоплазмин транспортирует медь. Оба обеспечивают окисление железа из Fe 2+ в Fe 3+ , форму, в которой оно может быть связано со своим транспортным белком трансферрином для транспортировки в клетки организма.В состоянии дефицита меди снижается транспорт железа для синтеза гема, и железо может накапливаться в тканях, где в итоге может привести к поражению органов.
  • Цинк. Микроэлемент цинк действует как кофермент, который способствует синтезу гемовой части гемоглобина.
  • витаминов группы В. Фолиевая кислота и витамин B 12 функционируют как коферменты, облегчающие синтез ДНК. Таким образом, оба имеют решающее значение для синтеза новых клеток, включая эритроциты.

Эритроциты живут в кровотоке до 120 дней, после чего изношенные клетки удаляются типом миелоидных фагоцитирующих клеток, называемых макрофагами, которые располагаются в основном в костном мозге, печени и селезенке. Компоненты деградированного гемоглобина эритроцитов далее обрабатываются следующим образом:

  • Глобин, белковая часть гемоглобина, расщепляется на аминокислоты, которые могут быть отправлены обратно в костный мозг для использования в производстве новых эритроцитов.Гемоглобин, который не подвергся фагоцитированию, расщепляется в кровотоке, высвобождая альфа- и бета-цепи, которые удаляются из кровотока почками.
  • Железо, содержащееся в гемовой части гемоглобина, может храниться в печени или селезенке, главным образом в форме ферритина или гемосидерина, или переноситься кровотоком посредством трансферрина в красный костный мозг для переработки в новые эритроциты.
  • Часть гема, не содержащая железа, расщепляется до продукта отходов биливердина, зеленого пигмента, а затем до другого продукта отходов, билирубина, желтого пигмента.Билирубин связывается с альбумином и с кровью попадает в печень, которая использует его для производства желчи — соединения, выделяемого в кишечник для эмульгирования пищевых жиров. В толстой кишке бактерии расщепляют билирубин отдельно от желчи и превращают его в уробилиноген, а затем в стеркобилин. Затем он выводится из организма с фекалиями. Антибиотики широкого спектра действия обычно также уничтожают эти бактерии и могут изменить цвет кала. Почки также удаляют любой циркулирующий билирубин и другие побочные продукты метаболизма, такие как уробилины, и выделяют их с мочой.

Пигменты распада, образующиеся при разрушении гемоглобина, можно увидеть в различных ситуациях. В месте травмы биливердин из поврежденных эритроцитов производит некоторые из драматических цветов, связанных с кровоподтеками. При поражении печени билирубин не может быть эффективно удален из кровотока, что приводит к желтоватому оттенку тела, связанному с желтухой. Стеркобилины в фекалиях придают типичный коричневый цвет, характерный для этих отходов. А желтый цвет мочи связан с уробилинами.

Жизненный цикл эритроцитов кратко описан в [ссылка].

Жизненный цикл эритроцитов

Эритроциты образуются в костном мозге и отправляются в кровоток. В конце своего жизненного цикла они разрушаются макрофагами, а их компоненты перерабатываются.


Размер, форма и количество эритроцитов, а также количество молекул гемоглобина могут иметь большое влияние на здоровье человека. Когда количество эритроцитов или гемоглобина недостаточно, общее состояние называется анемией.Существует более 400 видов анемии, от которой страдают более 3,5 миллионов американцев. Анемии можно разделить на три основные группы: вызванные кровопотерей, вызванные нарушением или снижением образования эритроцитов и вызванные чрезмерным разрушением эритроцитов. Клиницисты часто используют две группы в диагностике: кинетический подход фокусируется на оценке производства, разрушения и удаления эритроцитов, тогда как морфологический подход исследует сами эритроциты, уделяя особое внимание их размеру.Распространенным тестом является средний объем тельца (MCV), который измеряет размер. Клетки нормального размера называются нормоцитарными, клетки меньшего размера — микроцитарными, а клетки большего размера — макроцитарными. Подсчет ретикулоцитов также важен и может выявить неадекватную продукцию эритроцитов. Последствия различных анемий широко распространены, поскольку снижение количества эритроцитов или гемоглобина приводит к снижению уровня доставки кислорода к тканям организма. Поскольку кислород необходим для функционирования тканей, анемия вызывает усталость, вялость и повышенный риск инфекции.Дефицит кислорода в мозге ухудшает способность ясно мыслить и может вызывать головные боли и раздражительность. Недостаток кислорода вызывает у пациента одышку, даже если сердце и легкие работают с большей нагрузкой в ​​ответ на дефицит.

Анемии с кровопотерей довольно просты. Помимо кровотечения из ран или других поражений, эти формы анемии могут быть обусловлены язвой, геморроем, воспалением желудка (гастритом) и некоторыми видами рака желудочно-кишечного тракта. Чрезмерное употребление аспирина или других нестероидных противовоспалительных препаратов, таких как ибупрофен, может спровоцировать образование язв и гастрит.Обильные менструации и потеря крови во время родов также являются потенциальными причинами.

Анемии, вызванные нарушением или снижением образования эритроцитов, включают серповидно-клеточную анемию, железодефицитную анемию, витаминно-дефицитную анемию и заболевания костного мозга и стволовых клеток.

  • Характерное изменение формы эритроцитов наблюдается при серповидноклеточной анемии (также называемой серповидноклеточной анемией). Генетическое заболевание, вызванное выработкой аномального типа гемоглобина, называемого гемоглобином S, который доставляет меньше кислорода тканям и заставляет эритроциты принимать серповидную (или серповидную) форму, особенно при низких концентрациях кислорода ([ссылка]).Эти клетки аномальной формы затем могут застрять в узких капиллярах, потому что они не могут свернуться сами по себе, чтобы протиснуться, блокируя приток крови к тканям и вызывая множество серьезных проблем от болезненных суставов до задержки роста и даже слепоты и нарушений мозгового кровообращения (инсульты). ). Серповидноклеточная анемия — это генетическое заболевание, особенно часто встречающееся у лиц африканского происхождения.

Серповидные клетки

Серповидноклеточная анемия вызывается мутацией в одном из генов гемоглобина.Эритроциты производят аномальный тип гемоглобина, из-за чего клетка принимает форму серпа или полумесяца. (кредит: Дженис Хейни Карр)


  • Железодефицитная анемия является наиболее распространенным типом и возникает, когда количества доступного железа недостаточно для производства достаточного количества гема. Это состояние может возникать у людей с дефицитом железа в рационе и особенно часто встречается у подростков и детей, а также у веганов и вегетарианцев. Кроме того, железодефицитная анемия может быть вызвана либо неспособностью абсорбировать и транспортировать железо, либо медленным хроническим кровотечением.
  • Витаминодефицитные анемии обычно связаны с недостатком витамина B12 и фолиевой кислоты.
    • Мегалобластная анемия связана с дефицитом витамина B12 и/или фолиевой кислоты и часто связана с диетой с дефицитом этих основных питательных веществ. Недостаток мяса или жизнеспособного альтернативного источника, а также переваривание или употребление в пищу недостаточного количества овощей могут привести к нехватке фолиевой кислоты.
    • Пернициозная анемия вызывается плохим всасыванием витамина B12 и часто наблюдается у пациентов с болезнью Крона (тяжелое кишечное заболевание, которое часто лечится хирургическим путем), хирургическим удалением кишечника или желудка (распространено при некоторых операциях по снижению веса), кишечными паразитами, и СПИД.
    • Беременность, некоторые лекарства, чрезмерное употребление алкоголя и некоторые заболевания, такие как глютеновая болезнь, также связаны с дефицитом витаминов. Необходимо обеспечить достаточное количество фолиевой кислоты на ранних стадиях беременности, чтобы снизить риск неврологических дефектов, включая расщепление позвоночника, неспособность нервной трубки закрыться.
  • Различные болезненные процессы также могут нарушать выработку и образование эритроцитов и гемоглобина. Если миелоидные стволовые клетки дефектны или заменены раковыми клетками, будет произведено недостаточное количество эритроцитов.
    • Апластическая анемия — это состояние, при котором наблюдается недостаточное количество стволовых клеток эритроцитов. Апластическая анемия часто передается по наследству или может быть вызвана облучением, лекарствами, химиотерапией или инфекцией.
    • Талассемия — это наследственное заболевание, обычно встречающееся у людей с Ближнего Востока, Средиземноморья, Африки и Юго-Восточной Азии, при котором созревание эритроцитов не происходит нормально. Наиболее тяжелая форма называется анемией Кули.
    • Воздействие свинца из промышленных источников или даже пыль от кусочков железосодержащих красок или керамики, которая не была должным образом глазурована, также может привести к разрушению красного костного мозга.
  • Различные болезненные процессы также могут приводить к анемии. К ним относятся хронические заболевания почек, часто связанные со снижением продукции ЭПО, гипотиреоз, некоторые формы рака, волчанка и ревматоидный артрит.

В отличие от анемии, повышенное количество эритроцитов называется полицитемией и выявляется при повышенном гематокрите пациента. Это может произойти временно у обезвоженного человека; при недостаточном потреблении воды или чрезмерных потерях воды объем плазмы падает.В результате повышается гематокрит. По причинам, упомянутым ранее, легкая форма полицитемии является хронической, но нормальной для людей, живущих на больших высотах. Некоторые элитные спортсмены тренируются на большой высоте специально, чтобы вызвать это явление. Наконец, тип заболевания костного мозга, называемый истинной полицитемией (от греческого vera = «истинный»), вызывает избыточное производство незрелых эритроцитов. Истинная полицитемия может опасно повышать вязкость крови, повышая кровяное давление и затрудняя перекачку крови по всему телу сердцу.Это относительно редкое заболевание, которое чаще встречается у мужчин, чем у женщин, и чаще встречается у пожилых пациентов старше 60 лет.

Наиболее распространенные форменные элементы в крови, эритроциты представляют собой красные двояковогнутые диски, заполненные переносящим кислород соединением, называемым гемоглобином. Молекула гемоглобина содержит четыре белка глобина, связанные с молекулой пигмента, называемой гем, которая содержит ион железа. В кровотоке железо захватывает кислород в легких и отбрасывает его в тканях; аминокислоты в гемоглобине затем переносят углекислый газ из тканей обратно в легкие.Эритроциты живут в среднем всего 120 дней и поэтому должны постоянно обновляться. Изношенные эритроциты фагоцитируются макрофагами и расщепляется их гемоглобин. Продукты распада перерабатываются или удаляются как отходы: глобин расщепляется на аминокислоты для синтеза новых белков; железо хранится в печени или селезенке или используется костным мозгом для производства новых эритроцитов; а остатки гема превращаются в билирубин или другие продукты жизнедеятельности, которые поглощаются печенью и выделяются с желчью или удаляются почками.Анемия — это дефицит эритроцитов или гемоглобина, тогда как полицитемия — это избыток эритроцитов.

Какое из следующих утверждений о зрелых циркулирующих эритроцитах верно?

  1. У них нет ядра.
  2. Они упакованы митохондриями.
  3. Они выживают в среднем 4 дня.
  4. Все вышеперечисленное

Молекула гемоглобина ________.

  1. имеет форму двояковогнутого диска, почти полностью заполненного железом
  2. содержит четыре гликопротеиновых единицы, усеянных кислородом
  3. состоит из четырех глобиновых белков, каждый из которых связан с молекулой гема
  4. .
  5. может нести до 120 молекул кислорода

Производство здоровых эритроцитов зависит от наличия ________.

  1. медь
  2. цинк
  3. витамин В 12
  4. медь, цинк и витамин B 12

Стареющие и поврежденные эритроциты удаляются из кровотока ________.

  1. миобласты
  2. моноцитов
  3. макрофаги
  4. тучные клетки

Больной в течение 2-х месяцев болеет хронической водянистой диареей. Анализ крови может выявить ________.

  1. гематокрит ниже 30 процентов
  2. гипоксемия
  3. анемия
  4. полицитемия

У молодой женщины в течение нескольких лет наблюдаются необычно обильные менструальные кровотечения.Она придерживается строгой веганской диеты (никакой животной пищи). Она подвержена риску развития какого расстройства и почему?

У нее риск развития анемии, поскольку ее необычно обильные менструальные кровотечения приводят к чрезмерной ежемесячной потере эритроцитов. В то же время ее веганская диета означает, что у нее нет пищевых источников гемового железа. Негемовое железо, которое она потребляет из растительной пищи, усваивается не так хорошо, как гемовое.

У больного талассемия — генетическое заболевание, характеризующееся аномальным синтезом глобиновых белков и чрезмерным разрушением эритроцитов.Этот больной страдает желтухой и у него обнаруживается избыточный уровень билирубина в крови. Объясните связь.

Билирубин является продуктом распада нежелезистого компонента гема, который отщепляется от глобина при деградации эритроцитов. Чрезмерное разрушение эритроцитов приведет к отложению избыточного билирубина в крови. Билирубин представляет собой желтоватый пигмент, и его высокий уровень в крови может проявляться пожелтением кожи.

Глоссарий

анемия
дефицит эритроцитов или гемоглобина
билирубин
желтоватый желчный пигмент, образующийся при удалении железа из гема и последующем расщеплении на продукты жизнедеятельности
биливердин
зеленый желчный пигмент, образующийся при расщеплении не содержащей железа части гема в отходы; превращается в билирубин в печени
карбаминогемоглобин
соединение двуокиси углерода и гемоглобина и один из путей переноса двуокиси углерода кровью
дезоксигемоглобин
молекула гемоглобина без связанной с ней молекулы кислорода
эритроцит
(также эритроцит) зрелая миелоидная клетка крови, состоящая в основном из гемоглобина и функционирующая в основном при транспортировке кислорода и углекислого газа
ферритин
Белкосодержащая форма хранения железа, обнаруженная в костном мозге, печени и селезенке
глобин
гемсодержащий глобулярный белок, входящий в состав гемоглобина
гем
красный железосодержащий пигмент, с которым кислород связывается в гемоглобине
гемоглобин
переносчик кислорода в эритроцитах
гемосидерин
Белкосодержащая форма хранения железа, обнаруженная в костном мозге, печени и селезенке
гипоксемия
уровень насыщения крови кислородом ниже нормы (обычно <95 процентов)
макрофаг
фагоцитарная клетка миелоидного ряда; созревший моноцит
оксигемоглобин
молекула гемоглобина, с которой связан кислород
полицитемия
повышенный уровень гемоглобина, адаптивный или патологический
ретикулоцит
незрелый эритроцит, который все еще может содержать фрагменты органелл
серповидноклеточная анемия
(также серповидноклеточная анемия) наследственное заболевание крови, при котором молекулы гемоглобина деформируются, что приводит к распаду эритроцитов, которые приобретают характерную серповидную форму
талассемия
наследственное заболевание крови, при котором созревание эритроцитов не происходит нормально, что приводит к аномальному образованию гемоглобина и разрушению эритроцитов
трансферрин
белок плазмы, который обратимо связывается с железом и распределяет его по всему телу

Эритроциты — гистология, структура, функция, жизненный цикл

Автор: Яна Васкович, врач • Рецензент: Димитриос Митилинаиос, доктор медицины, доктор философии
Последнее рассмотрение: 17 марта 2022 г.
Время чтения: 10 минут

Эритроциты (эритроциты или эритроциты) представляют собой безъядерные двояковогнутые клетки, заполненные гемоглобином, которые транспортируют кислород и углекислый газ между легкими и тканями.Они образуются в красном костном мозге в результате процесса, называемого эритропоэзом. Во время этого процесса эритроидные предшественники, полученные из стволовых клеток, претерпевают ряд морфологических изменений, превращаясь в зрелые эритроциты.

Эти зрелые эритроциты попадают в кровоток, где они сохраняются от 100 до 120 дней. Как видите, эритроциты описывают состояние вашего здоровья за последние 3 месяца, так что их не так-то просто обмануть! Это является основой для теста на гликированный гемоглобин (HbA1c), который проводится диабетиками каждые 3 месяца для проверки уровня глюкозы в крови.Через 120 дней старые эритроциты рециркулируются макрофагами селезенки, печени, костного мозга и лимфатических узлов (ретикулоэндотелиальная система).

В этой статье основное внимание будет уделено гистологии эритроцитов, чтобы объяснить структуру, функции и жизненный цикл этих клеток.

Ключевые факты об эритроцитах
Структура Двояковогнутая форма
Не содержат органелл (включая ядро)
Содержат только гемоглобин
Функция Газообмен и транспорт между легкими, кровью и тканями (кислорода и углекислого газа)
Определение группы крови
Происхождение Красный костный мозг (плоские кости)
Стадии эритропоэза Колониеобразующая единица — эритроид, проэритробласт, эритробласт, ретикулоцит, эритроцит
Пункты расчистки Преимущественно в селезенке путем эриптоза
Болезни эритроцитов Анемия, полицитемия

Структура эритроцита

Эритроциты

имеют постоянный диаметр 7–8 мкм, что делает их идеальными «гистологическими линейками» во время рутинных исследований.Однако они имеют нетипичную структуру по сравнению с большинством клеток человеческого организма. Во-первых, эритроциты имеют двояковогнутую форму, напоминающую бублик. Это означает, что их периферия толще, чем их центральная часть. Эта функция максимально увеличивает общую поверхность клеточной мембраны, облегчая газообмен и транспорт. Кроме того, эритроциты не имеют ядра ( безъядерных ) или каких-либо других внутриклеточных органелл, так как все они утрачиваются в процессе эритропоэза.Единственными оставшимися двумя основными структурами являются цитоплазма, окруженная окружающей клеточной мембраной.

Строение эритроцита — схема

Цитоплазма

Цитоплазма эритроцитов заполнена гемоглобином , белком, который обратимо связывает и транспортирует кислород и углекислый газ. Ацидофилия гемоглобина заставляет эритроциты окрашиваться эозином в ярко-красный цвет на образцах тканей, окрашенных гематоксилином и эозином (H&E).

Станьте мастером гистологии с помощью наших викторин и рабочих листов по гистологии, которые помогут вам идентифицировать, маркировать и цементировать каждый тип ткани!

Гемоглобин представляет собой тетрамер, состоящий из четырех полипептидных субъединиц, называемых глобиновыми цепями .Существует четыре типа цепей глобина (α, β, γ, δ), которые могут давать начало трем основным классам гемоглобина, называемым HbA, HbA2 и HbF. Безусловно, наиболее распространенным среди взрослых является гемоглобин HbA. Каждая субъединица глобина содержит атомов железа , связанных с молекулой, называемой гемом . Железо играет основную роль в связывании газов, поэтому каждый гемоглобин может транспортировать до четырех молекул кислорода или углекислого газа.

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана эритроцитов представляет собой липидный бислой, содержащий два типа мембранных белков: интегральные и периферические. Интегральные мембранные белки более многочисленны, протягивая всю толщину клеточной мембраны. Они связывают гемоглобин и служат опорными точками для цитоскелетной сети эритроцитов. Кроме того, интегральные мембранные белки экспрессируют антигены групп крови АВО . Различные комбинации этих антигенов могут давать четыре основных группы крови: A, B, O и AB. Помимо АВО, мембрана может также содержать антиген Rh . Если у человека есть резус-фактор на эритроцитах, его группа крови будет резус-положительной (т.грамм. АВ+). Если Rh отсутствует, тип резус-отрицательный (например, AB-). Эти поверхностные антигены эритроцитов чрезвычайно важны при переливании крови.

Белки периферической мембраны выступают только в цитоплазму, располагаясь на внутренней поверхности плазматической мембраны. Эти белки связаны между собой множеством внутриклеточных филаментов, образуя сложную сетчатую цитоскелетную сеть вдоль внутренней клеточной мембраны. Эта сеть придает эластичность и прочность эритроцитам, позволяя им проходить даже через мельчайшие капилляры в нашем организме, не ломаясь.

Нужен краткий обзор гистологического окрашивания и исследования предметных стекол? У нас есть учебные материалы, которые пригодятся вам при идентификации эритроцитов!

Функция эритроцитов

До сих пор вы видели структуру эритроцитов, но что они на самом деле делают? Основная роль эритроцитов — транспорт и обмен газов (кислорода, углекислого газа) между легкими и тканями. Вот как это происходит в реальном времени:

  • В легочных капиллярах гемоглобин связывает вдыхаемый кислород, образуя оксигемоглобин .Это вещество придает эритроцитам, а следовательно, и артериальной крови ярко-красный цвет.
  • Богатые кислородом эритроциты затем перемещаются по артериям, пока не достигают тканевых капилляров.
  • В тканевых капиллярах кислород высвобождается из гемоглобина и диффундирует в ткани.
  • Одновременно углекислый газ из тканей связывается с гемоглобином, образуя дезоксигемоглобин . Это вещество придает эритроцитам и венозной крови пурпурно-синий цвет.
  • Эритроциты, богатые углекислым газом, затем перемещаются по венозной крови к сердцу, а затем к легким.
  • В легочных капиллярах двуокись углерода высвобождается из гемоглобина в обмен на новую дозу кислорода.

Узнайте больше о гистологии кровеносных сосудов, чтобы узнать, как сосуды обеспечивают диффузию газов, и проверьте свои знания с помощью наших учебных материалов и их интегрированных тестов.

Жизненный цикл эритроцитов

Эритропоэз

Жизненный цикл эритроцитов включает три стадии; производство, созревание и разрушение.Продукция эритроцитов ( эритропоэз ) — один из подпроцессов кроветворения, происходящий в красном костном мозге.

Ранние фазы кроветворения приводят к созданию эритроидных стволовых клеток , называемых КОЕ-Э (колониеобразующая единица — эритроид). Это отмечает начало эритропоэза, процесса, стимулируемого преимущественно гормоном эритропоэтином . Клетки CFU-E обнаруживаются в эритроидных островках костного мозга, где они реплицируются и дифференцируются в зрелые эритроциты.В процессе дифференцировки образуется несколько поколений клеток; проэритробласты, эритробласты, ретикулоциты и эритроциты. Каждая новая клеточная популяция гистологически больше напоминает эритроциты.

Дифференцировка эритроцитов и стадии эритропоэза

Все, что вам нужно знать об эритропоэзе, вы найдете в нашей статье о кроветворении, а в следующей таблице вы найдете краткую информацию обо всех поколениях клеток и их основных гистологических особенностях.

Ключевые факты о эритропоэзе
Проэритробласт Крупное эухроматическое ядро ​​с заметным ядрышком. Он содержит много рибосом для синтеза субъединиц гемоглобина.
Базофильный эритробласт Интенсивно окрашенная базофильная цитоплазма, так как содержит еще больше рибосом, синтезирующих субъединицы гемоглобина.
Полихроматофильный эритробласт Базофильная цитоплазма с множеством ацидофильных полей.Первая форма, содержащая молекулы гемоглобина (ацидофильные поля).
Ацидофильный эритробласт Сильная ацидофилия от крупных скоплений гемоглобина. Он заканчивает свою дифференцировку изгнанием ядра.
Ретикулоцит Безъядерная клетка, окрашивающаяся бриллиантовым крезиловым синим. Содержит полирибосомы.
Эритроциты Безъядерная клетка без каких-либо органелл, содержащая только молекулы гемоглобина.

В этом учебном блоке вы можете узнать больше о гистологии крови и активно проверить свои навыки.

Разрушение эритроцитов

При нахождении в циркуляции клеточная мембрана эритроцитов повреждается. Макрофаги распознают этот морфологический план старого или неподходящего эритроцита и фагоцитируют его. Первичным местом клиренса эритроцитов, называемым эриптозом , является селезенка. В здоровом организме эриптоз находится в равновесии с эритропоэзом, обеспечивая физиологическое количество эритроцитов.

Если вы помните, цепи глобина и железосодержащие группы гема являются двумя наиболее важными компонентами гемоглобина в эритроците. После фагоцитоза макрофагами эти компоненты разделяются. Цепи полипептидного глобина расщепляются до аминокислот, а железо извлекается из гема. Молекула железа затем переносится в костный мозг для повторного использования в новых циклах эритропоэза, а гем метаболизируется в билирубина . При дополнительных изменениях в печени и кишечнике билирубин выводится с мочой и калом.

Пройдите наш тест по гистологии крови, чтобы закрепить свои знания.

Болезни эритроцитов

Эритроцитарные заболевания включают анемии и полицитемии. Анемии представляют собой группу заболеваний, которые проявляются низкой транспортной способностью кислорода в крови. В основном они вызваны либо уменьшением количества эритроцитов, либо снижением концентрации гемоглобина внутри эритроцитов. Из-за анемии ткани не получают достаточного количества кислорода, что проявляется бледностью, усталостью, одышкой и головокружением.

Анемии можно разделить на несколько типов в зависимости от их причин:

  • Гемолитическая анемия  – вызванная повышенной деградацией или разрушением эритроцитов.
  • Сидеропеническая анемия , также известная как железодефицитная анемия.
  • Мегалобластная анемия вызывается дефицитом фолиевой кислоты и/или витамина B12. Они необходимы для дифференцировки предшественников эритроцитов.
  • Апластическая анемия возникает из-за аплазии (разрушения) красного костного мозга. Это может произойти во время химиотерапии.

Противоположностью анемии является состояние, называемое полицитемией , которое определяется как повышенное количество эритроцитов. Встречается гораздо реже по сравнению с анемиями.

Источники

Весь контент, публикуемый на Kenhub, проверяется экспертами в области медицины и анатомии. Информация, которую мы предоставляем, основана на научной литературе и рецензируемых исследованиях. Kenhub не дает медицинских консультаций. Вы можете узнать больше о наших стандартах создания и проверки контента, прочитав наши рекомендации по качеству контента.

Каталожные номера:

  • Росс, Х.М., Паулина, В. (2011). Гистология (6-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
  • Мешер, А.Л. (2013). Базовая гистология Хункиеры (13-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Education

Макет:

иллюстраторов:

  • Структура эритроцитов (диаграмма) — Яна Васкович 
  • Дифференцировка эритроцитов и стадии эритропоэза — Яна Васкович

Эритроциты: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видеоролики, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь наилучших результатов.

На чем ты предпочитаешь учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил время моего обучения вдвое». – Прочитайте больше. Ким Бенгочеа, Реджисский университет, Денвер

© Если не указано иное, все содержимое, включая иллюстрации, является исключительной собственностью Kenhub GmbH и защищено немецкими и международными законами об авторском праве. Все права защищены.

Банк линий индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток для производства эритроцитов редкой группы крови | Journal of Translational Medicine

Дизайн исследования и источники клеток

После получения согласия пациентов и доноров была взята кровь у пяти O D-положительных доноров и у двух пациентов с редкими группами крови, D- и Jr(a-).Антигенные фенотипы эритроцитов определяли с использованием реагентов моноклональных антител к эритроцитам (Ortho-Clinical Diagnostics, Raritan, NJ, USA). В качестве контроля использовали линию эмбриональных стволовых клеток человека H9 (WiCell, Мэдисон, Висконсин, США). Это исследование было одобрено Институциональным наблюдательным советом больницы Северанс при университете Йонсей, Сеул, Корея (IRB № 4-2016-1158).

Получение индуцированных плюрипотентных клеточных линий

Выделение pb-mncs из цельной крови

Периферическую кровь (10–15 мл) отбирали в пробирку, содержащую антикоагулянт гепарин натрия (BD Biosciences, Оксфорд, Великобритания).PB-MNC очищали с использованием Ficoll-Paque Premium (GE Healthcare, Уппсала, Швеция) или Lymphoprep (Stem Cell Technologies, Осло, Норвегия). Жизнеспособные PB-MNC подсчитывали методом исключения трипанового синего (окрашивание трипановым синим 0,4%; Gibco, Life Technologies, Карлсбад, Калифорния, США) [43].

Размножение эритроидных предшественников

Для стимуляции роста эритроидных предшественников жизнеспособные PB-MNC ресуспендировали при плотности 1 × 10 6 клеток/мл в среде для эритроидного размножения, состоящей из базальной среды и эритроидных цитокинов.Реагенты, используемые для клеточных культур, перечислены в таблице 1. Базовую среду готовили путем добавления 150 мкг/мл трансферрина (Sigma-Aldrich, Джиллингем, Великобритания), 50 мкг/мл инсулина (Sigma-Aldrich), 90 нг/мл. нитрат железа (Sigma-Aldrich), 160 мкМ монотиоглицерина (Sigma-Aldrich) и 1% пенициллин-стрептомицин (Gibco) в среде Stemline II (Sigma-Aldrich). Среду для эритроидного размножения готовили путем добавления 1 мкМ гидрокортизона (Sigma-Aldrich), 100 мкг/мл фактора стволовых клеток (Sigma-Aldrich), 6 МЕ/мл эритропоэтина (StemCell Technologies, Ванкувер, Канада) и 10 мкг/мл интерлейкина. 3 (Пепротех ЕС Лтд., Лондон, Великобритания) к основной среде. При наличии избытка PB-MNC избыточные клетки замораживали либо с помощью Cryostar (BioLife Solutions, Bothell, WA, USA), либо с помощью mFreSR (StemCell Technologies).

Таблица 1 Список реагентов, используемых для культивирования клеток Массачусетс, США) и культивировали в течение 3 дней в инкубаторе с 5% CO 2 при 37 °C.Через 3 дня были восстановлены как неприкрепленные, так и прилипшие клетки, и клетки ресуспендировали при плотности 1 × 10 6 клеток/мл в свежей среде для размножения эритроидных лейкоцитов. С 7-го дня морфологический анализ проводили ежедневно до тех пор, пока популяция эритроидных клеток-предшественников не составляла более 80% от общего количества PB-MNC. Когда популяция эритроидных клеток-предшественников достигала 80% или выше, клетки были готовы к трансфекции. Этап обогащения эритроидами может быть продлен для получения большего количества эритроидных клеток-предшественников в свежей среде для размножения эритроидов.

Репрограммирование размноженных эритроидных клеток-предшественников

Перед трансфекцией каждую лунку в 6-луночной мультичашке (Nunc Cell-Culture Treated Multidish, Cat#140675; Thermo Scientific) покрывали смесью 14,5 мкл Matrigel Matrix (Corning, Kennebunk , Мэн, США) и 985,5 мкл DMEM/F12 (1 ×) (Gibco) в течение 1 ч при 25 °C. В общей сложности 1 × 10 6 размноженных в культуре эритроидных клеток центрифугировали (400× g , 5 мин) и ресуспендировали в 104 мкл среды (18 мкл добавки 1, 82 мкл раствора нуклеофектора (оба из P3 Набор для первичных клеток 4D-Nucleofactor, Lonza Amaxa), 2 мкл векторов эписомного репрограммирования Epi5 и 2 мкл векторов Epi5 p53 и EBNA (оба из набора для репрограммирования эписомных иПСК Epi5; Life Technologies, Frederick, MD, USA) при 25° С в течение 10 мин.Подготовленные клетки переносили в сосуд Nucleocuvette объемом 100 мкл (Lonza, Кельн, Германия) и загружали в систему 4D-Nucleofector (Lonza). Электротрансфекция по программе «Клетка CD34, тип клетки человека» в соответствии с инструкциями производителя (https://bioscience.lonza.com/lonza_bs/US/en/download/product/asset/30292). После извлечения кюветы обработанные клетки переносили в 6 мл эритроидной среды для размножения, хорошо перемешивали и высевали с плотностью 3,3 × 10 5 клеток на лунку (т.е., 2 мл клеточной суспензии) на предварительно покрытом матригелем 6-луночном планшете.

В каждую лунку добавляли 1 мл эритроидной среды для размножения на 2-й день после трансфекции (PT-D) и 1 мл базальной среды ReproTeSR (Stem Cell Technologies) на PT-D3 и PT-D5. Начиная с PT-D7, выполняли полную смену среды с 2 мл ReproTeSR ежедневно, и культуры внимательно наблюдали до тех пор, пока не наблюдались колонии, похожие на иПСК. Как правило, иПСК-подобные колонии появлялись после PT-D14.Колонии отбирали вручную на основе их морфологии между PT-D14 и PT-D24 под поляризационным микроскопом, после чего каждую колонию пассировали как отдельные линии иПСК.

Поддержание индуцированных плюрипотентных стволовых клеток

Культуры ИПСК человека выдерживали на чашках, покрытых 40 мкл Vitronectin XF (Stem Cell Technologies) и 1 мл буфера для разведения CellAdhere (Stem Cell Technologies) в течение 1 ч в 2 мл среды mTESR1. (mTeSR1 5 × Добавка 1:4 mTeSR1 Базальная среда; Stem Cell Technologies).Все клетки культивировали при 37 °C во влажной атмосфере, содержащей 5% CO 2 , и ежедневно культивировали в среде mTESR1 до достижения 80–90% слияния. Клетки обычно были готовы к пассажу в течение 5-7 дней. Для недавно перепрограммированных ИПСК (т.е. до пассажа 3) колонии механически пассировали с использованием вытянутой стеклянной пипетки Пастера для диссоциации отдельных колоний. Этот метод используется для пассирования только желаемых недифференцированных колоний ИПСК, а не нежелательных дифференцированных колоний.Начиная с пассажа 3, иПСК ферментативно пассировали с использованием ReLeSR (Stem Cell Technologies). Среду меняли ежедневно, а клетки пересевали один раз каждые 5–7 дней.

Дифференцировка в эритроциты

Генерация эмбриоидных телец (ЭТ) (рис. 1)

В день дифференцировки (ДД) 0 ЭТ были сформированы на планшетах AggreWell 400 (Stem Cell Technologies) в соответствии с инструкциями производителя (https:/ /cdn.stemcell.com/media/files/manual/MA29146-Reproducible_Uniform_Embryoid_Bodies_Using_AggreWell_Plates.пдф). Планшеты AggreWell предварительно обрабатывали 2 мл промывочного раствора AggreWell для удаления любых пузырьков, оставшихся в лунках (центрифугирование при 2000× g, , 5 мин). Отдельные клетки получали из монослойной культуры ИПСК путем ферментативной обработки реагентом Easy Gentle Cell Dissociation Reagent (стволовые клетки). Приблизительно 2 × 10 6 одиночных клеток высевали в каждую лунку планшета AggreWell с 5 мл среды для формирования EB AggreWell (технологии стволовых клеток), содержащей 10 мкМ Y-27632 (технологии стволовых клеток).Агрегацию клеток достигали центрифугированием при 100 × g в течение 3 мин.

Рис. 1

Схема получения человеком индуцированных плюрипотентных стволовых клеток из периферической крови. После выделения PB-MNC с использованием Ficoll-Paque клетки обогащают в среде для размножения эритроидов в течение 7 дней, чтобы стимулировать рост эритроидных предшественников. Когда эритроидные клетки-предшественники достигают 80% от общего количества PB-MNC, клетки трансфицируют репрограммирующими векторами (Oct4, Sox2, Lin28, Klf4 и L-Myc)

На DD1 EB из каждой лунки планшета AggreWell переносили 6-луночный планшет со средой Stemline II, содержащей 5 нг/мл костного морфогенного белка 4 (BMP4), 5 нг/мл фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), 2.5 нг/мл активина A, 5 нг/мл Wnt3A и 0,5 мкл/мл ингибитора GSK3β VIII. Клетки высевали по 5 × 10 5 клеток на лунку.

В DD3 к существующему объему культуры добавляли новый набор цитокинов вместе с 0,5 мл среды Stemline II на лунку. Цитокины добавляли в 6-кратной концентрации для дополнения всего объема, так что конечные концентрации в лунке (предполагаемый объем, 3 мл) составляли 20 нг/мл BMP4, 30 нг/мл VEGF, 10 нг/мл Wnt3A, 5 нг/мл. мл активина А, 2 мМ ингибитора GSK3β VIII, 10 нг/мл кислого фактора роста фибробластов (FGFa), 20 нг/мл фактора стволовых клеток (SCF) и 0.4 нг/мл β-эстрадиола.

Дифференцировка в направлении линии гемопоэтических стволовых клеток (рис. 2)

В DD4 EB собирали, промывали в DPBS и диссоциировали с использованием TrypLESelect × 10 (Gibco, Thermo Scientific) в течение 10 мин при 37 °C. Клетки ресуспендировали в свежей среде Stemline II и высевали в количестве 2 × 10 5 клеток на лунку стандартного шестилуночного планшета для культур тканей со следующими факторами: 20 нг/мл BMP4, 30 нг/мл VEGF, 10 нг/мл. мл FGFa, 30 нг/мл SCF, 10 нг/мл инсулиноподобного фактора роста 2, 10 нг/мл тромбопоэтина, 5 мкг/мл гепарина, 50 мМ изобутилметилксантина и 0.4 нг/мл β-эстрадиола.

Рис. 2

Диаграмма, представляющая бесфидерную и бессывороточную эритроидную дифференцировку ИПСК. Сокращения: BMP, костный морфогенный белок; ЭБ — эмбриоидное тело; ЭПО, эритропоэтин; FGF, фактор роста фибробластов; HC, гидрокортизон; иПСК, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки; IBMX, изобутилметилксантин; IGF, инсулиноподобный фактор роста; ИЛ, интерлейкин; SCF, фактор стволовых клеток; ТПО, тромбопоэтин; VEGF, фактор роста эндотелия сосудов

В DD6 факторы дифференцировки из DD4 обновлялись путем добавления 0.Добавляли 5 мл среды Stemline II на лунку с 6-кратной концентрацией цитокинов и StemRegenin (1 мМ). В день DD8 клетки подвергали полной замене среды факторами DD4. Если количество клеток превышало 5 × 10 5 клеток/мл, культуру разделяли и плотность устанавливали на 2 × 10 5 клеток/мл для поддержки пролиферации. В DD9 половину факторов DD4 добавляли в 0,5 мл среды Stemline II на лунку.

Дифференцировка в сторону эритроидных предшественников и созревание

В DD11 клетки повторно высевали в условиях культуры эритроидной жидкости.Клетки высевали с плотностью 3 × 10 6 клеток на лунку в 3 мл базовой среды со следующими цитокинами: 1 мкМ HC, 100 нг/мл SCF, 10 нг/мл IL-3 и 6 МЕ/мл. мл ЭПО. В день DD14 клетки подвергали полной замене среды факторами DD11. На DD18 клетки пересевали при плотности 3 × 10 6 клеток на лунку в 3 мл базовой среды со следующими цитокинами: 50 нг/мл SCF, 10 нг/мл IL-3 и 3 МЕ/мл. ЭПО. На DD21 среду полностью заменили факторами DD18.На DD24 клетки пересевали при плотности 3 × 10 6 клеток на лунку в 3 мл базовой среды со следующими цитокинами: 50 нг/мл SCF, 2 МЕ/мл ЭПО и 0,05% полоксамера 188. На DD27 клетки пересевали при плотности 3 × 10 6 клеток на лунку в 3 мл базальной среды с 0,05% P188.

Обнаружение трансфицированных генов факторов репрограммирования

Тотальную РНК из ИПСК выделяли с использованием набора RNeasy Plus Mini Kit (Qiagen, Hilden, Germany). Два микрограмма тотальной РНК использовали для реакции обратной транскрипции с использованием SuperScript III First Strand (Invitrogen, Thermo Scientific) в соответствии с инструкциями производителя.Количественную ОТ-ПЦР в реальном времени (qRT-PCR) проводили с использованием зондов qPCR TaqMan (Applied Biosystems) и Step One Plus (Applied Biosystems, Фостер-Сити, Калифорния, США). Все эксперименты проводили в двух экземплярах, и в каждый анализ включали контроль без матрицы (без матрицы кДНК). Уровни экспрессии генов нормализовали относительно уровней эндогенной глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы ( GAPDH ), а относительную экспрессию рассчитывали с использованием метода ΔΔC T [44].

Использовали следующие зонды TaqMan для количественной ПЦР (Applied Biosystems): POU5F1(OCT4) Hs04260367_gH_FAM; НАНОГ Hs02387400_g1_FAM; SOX2 Hs01053049_s1_FAM; KLF4 Hs00358836_m1_FAM; c-MYC Hs00153408_m1_FAM; GAPDH Hs02758991_g1_VIC.

Иммуноцитохимический анализ

Репрограммированные клетки фиксировали в 4% параформальдегиде (Tech & Innovation, Gangwon-do, Korea) в течение 20 минут при комнатной температуре, дважды промывали DPBS и пермеабилизировали 0,2% Triton X-100 (Sigma-Aldrich ) в течение 15 мин при комнатной температуре.Клетки блокировали в течение 1 ч с помощью 5% ослиной сыворотки в DPBS. Образцы инкубировали при комнатной температуре в течение 1 ч с первичными антителами против специфичного для стадии эмбрионального антигена 4 (SSEA4), фактора транскрипции 4, связывающего октамер (OCT4), области Y-box 2, определяющей пол (SOX2), TRA-1-60. и гомеобокс NANOG (NANOG) (все из панели маркеров эмбриональных стволовых клеток человека, Abcam, Кембридж, Великобритания) (таблица 2). Вторичные антитела, либо антикроличьи Alexa Fluor 594, либо антимышиные антитела Alexa Fluor 488 (Life Technologies, Юджин, Орегон, США), инкубировали при комнатной температуре в течение 1 часа.Ядра окрашивали 4’6-диамидино-2-фенилиндолом (VYSIS, Downers Grove, IL, USA). Клетки визуализировали под флуоресцентным микроскопом (CKX53; Olympus, Токио, Япония) с флуоресцентной лампой Olympus U-RFL-T. Анализ изображений и исследование колокализации проводились с использованием программного обеспечения Ocular Image Acquisition Software (OCULAR, версия 2.0.1.496; Digital Optics Limited, Окленд, Новая Зеландия).

Таблица 2 Список антител, используемых для иммуноцитохимии или проточной цитометрии

Проточный цитометрический анализ

В DD0 ИПСК человека анализировали с помощью проточной цитометрии для исследования экспрессии маркеров плюрипотентности SSEA4 и TRA-1-60 (BD Biosciences).ИПСК диссоциировали с использованием реагента для диссоциации мягких клеток (Gibco, Thermo Scientific) и готовили аликвоты 1 × 10 5 клеток/200 мкл (0,5 М ЭДТА, рН 8,0, 1:90 DPBS). К клеткам добавляли конъюгированные антитела (10 мкл/10 5 клеток) и инкубировали на льду в течение 30 мин в темноте. Несвязавшиеся антитела удаляли путем промывания клеток 900 мкл DPBS, центрифугирования при 160× g в течение 5 мин и декантации супернатанта. Клетки ресуспендировали в 400 мкл 4% параформальдегида (Tech & Innovation) для сохранения до 3 дней.

В DD4, 11, 18 и 24 клетки анализировали с помощью проточной цитометрии для оценки их гемопоэтических и эритроидных характеристик. TrypleSelect × 10 (Gibco, Thermo Scientific) использовали для диссоциации клеток, если они диссоциировали неравномерно. Процедуры подготовки были идентичны тем, которые использовались для DD0.

Все антитела, используемые для проточной цитометрии, перечислены в таблице 2. Для анализа использовались проточный цитометр BD FACSVerse (BD Biosciences) и FlowJo (версия 10.2, FlowJo, LLC, Ашленд, штат Орегон, США).Отрицательным контролем служили неспецифические изотипические контроли иммуноглобулинов соответствующего класса. Компенсационные шарики использовались для модификации компенсационных матриц.

Анализ хромосомных аномалий

Клетки фиксировали и исследовали с помощью стандартного хромосомного анализа G-бэндинга [45]. Анализ был выполнен GenDix, Сеул, Корея. Для каждой клеточной линии анализировали 20 метафазных клеток.

Морфологический анализ

Клетки (1 × 10 5 клеток на предметное стекло) иммобилизовали на предметном стекле микроскопа с помощью цитоцентрифуги (Cytospin 4, Thermo Scientific; 800 об/мин, 3 мин) и окрашивали красителем Райта-Гимзы (Sigma -Олдрич) для наблюдения.

Переработка эритроцитов | Биониндзя

Понимание:

• Компоненты эритроцитов перерабатываются печенью

    
У человека эритроциты имеют минимальное количество органелл и не имеют ядра, чтобы нести больше гемоглобина

  • Следовательно, эритроциты имеют короткую продолжительность жизни (~120 дней) и должны постоянно заменяться


За это отвечает печень для разрушения эритроцитов и повторного использования их компонентов

  • Эти компоненты используются для производства либо новых эритроцитов, либо других важных соединений (например,грамм. желчь)

Понимание:

• Распад эритроцитов начинается с фагоцитоза эритроцитов клетками Купфера

• Железо переносится в костный мозг для производства гемоглобина в новых эритроцитах

    
Клетки Купфера являются специализированными фагоцитами в печени, которые поглощают эритроциты и расщепляют их

  • Клетки Купфера расщепляют гемоглобин на глобин и железосодержащие гемовые группы перерабатывается или метаболизируется в печени)
  • Группы гема расщепляются на железо и билирубин (желчный пигмент)


Высвобожденное железо должно образовывать комплексы с белком во избежание окисления до состояния железа

  • Железо может быть хранится печенью в белковой оболочке ферритина
  • Железо может транспортироваться в костный мозг (где вырабатывается новый гемоглобин) в составе белка трансферрина

Процесс рециклинга эритроцитов и гемоглобина 2

Новый способ изучения заболеваний крови – Йельский научный журнал

Изображение предоставлено Flickr.

Исторически сложилось так, что моделей мышей in vivo не смогли имитировать человеческий эритропоэз или выработку зрелых эритроцитов (эритроцитов) из-за иммунного ответа мышей. В результате заболевания крови человека, такие как серповидно-клеточная анемия, в основном изучались с использованием эритроцитов мышей, что не дает такой гибкости в экспериментах. Однако недавно исследователи из Йельского отделения иммунологии и Йельского онкологического центра разработали мышиную модель, демонстрирующую усиленный человеческий эритропоэз и выживаемость зрелых эритроцитов.

Эта модель основана на гуманизации цитокинов и печени — использовании человеческих генов и тканей — для увеличения продолжительности жизни циркулирующих эритроцитов человека у мышей. Без гуманизации привитые эритроциты человека могут быть обнаружены иммунной системой мышей и впоследствии уничтожены иммунными клетками.

Путем делеции гена фумарилацетоацетатгидролазы ( Fah ) и транспленической инъекции гепатоцитов взрослого человека исследователям удалось гуманизировать печень.Делеция гена Fah позволила привитым гепатоцитам человека заселить иммунодефицитную печень. По сути, исследователи вырастили человеческую печень у мышей.

Гуманизация печени снизила выработку белка, называемого муцином 3А, гепатоцитами мышей. Муцин 3А при прикреплении к эритроцитам человека опосредует прикрепление к фагоцитам мыши, что приводит к разрушению эритроцитов человека. «Сочетание гуманизированной печени с гуманизированной системой крови резко увеличило количество эритроцитов», — сказал Ричард Флавелл, профессор Йельского университета и один из авторов исследования.

Йельским исследователям также удалось гуманизировать цитокины, используя мышей MISTRG, которые несут человеческие гены, кодирующие цитокины, такие как интерлейкин-3, гранулоцитарно-макрофагальный и макрофагальный колониестимулирующий фактор и тромбопоэтин. Эти цитокины, в дополнение к белку, называемому сигнально-регуляторным белком альфа, регулируют развитие врожденных иммунных клеток и развитие клеток крови человека у мышей. Таким образом, гуманизация печени и цитокинов повышает выживаемость привитых эритроцитов человека, предотвращая нацеливание иммунных реакций мышей на чужеродные клетки человека.

Эта модель мыши также успешно симулировала серповидно-клеточную анемию. Серповидноклеточная анемия у людей заставляет эритроциты искривляться в форме серпа, что может блокировать кровоток и ограничивать поступление кислорода и питательных веществ в организм. Исследователи заметили, что после приживления гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников от пациентов с серповидно-клеточной анемией у мышей начали вырабатываться серповидные эритроциты человека. Кроме того, у них появились признаки серповидноклеточной анемии в легких, печени, почках и селезенке, такие как альвеолярное кровоизлияние, тромбоз и закупорка сосудов.Исследования серповидно-клеточной анемии на мышах показали, что эта модель может быть адаптирована для изучения других заболеваний эритроцитов, включая талассемию, и даже заболеваний гемопоэтических стволовых клеток, таких как миелодисплазия и эритролейкемия.

«Нам также нравится думать об этой модели как о модели, которая потенциально устраняет различия в состоянии здоровья. Мы надеемся, что это позволит нам усовершенствовать методы лечения серповидно-клеточной анемии, болезни, поражающей преимущественно афроамериканцев в США», — сказала профессор Йельского университета и автор-корреспондент Стефани Хален.«Теперь, когда нам удалось вырастить мышей с человеческой кровью, будущие исследования могут сделать огромный прорыв в изучении заболеваний крови, которые непропорционально поражают группы людей».

Цитаты

Сун, Юаньбинь и др. «Комбинированная гуманизация печени и цитокинов приходит на помощь циркулирующим эритроцитам человека». Наука , том. 371, нет. 6533, 2021, стр. 1019–1025., doi: 10.1126/science.abe2485.

Дефицит пируваткиназы — NORD (Национальная организация редких заболеваний)

Симптомы дефицита пируваткиназы могут сильно различаться.То, как это влияет на одного человека, может значительно отличаться от того, как оно влияет на другого человека. В некоторых случаях расстройство может быть опасным для жизни при рождении. У других людей симптомы заболевания могут быть слабыми или отсутствовать вовсе, и во взрослом возрасте они могут оставаться недиагностированными. У других симптомы могут развиться в детстве или во взрослом возрасте. Основной вывод, гемолитическая анемия, является хроническим, пожизненным состоянием.

Новорожденные
До рождения у некоторых развивающихся плодов с анемией может развиться состояние, называемое водянкой плода.Это серьезное состояние, при котором в тканях и органах плода накапливается большое количество жидкости. Он развивается из-за того, что сердцу приходится перекачивать больший объем крови для доставки кислорода, чем обычно, из-за анемии. Анемия у развивающегося плода также может привести к преждевременным родам.

При рождении у некоторых младенцев может наблюдаться выраженная анемия и тяжелая желтуха, проявляющаяся пожелтением кожи и белков глаз. Желтуха возникает из-за высокого уровня билирубина в организме. Обычно, когда старые или поврежденные эритроциты разрушаются в селезенке, билирубин высвобождается в кровоток.Этот тип билирубина называется неконъюгированным (или непрямым) билирубином. Неконъюгированный билирубин поглощается клетками печени, преобразуется в конъюгированный билирубин и выводится в кишечник, а затем с калом. При гемолизе в кровь выбрасывается избыток билирубина и печень не успевает за процессом конъюгации. В отличие от детей и взрослых с повышенным уровнем билирубина, высокий уровень билирубина у младенцев может привести к ядерной желтухе, неврологическому состоянию, характеризующемуся накоплением токсичных уровней билирубина.Высокий уровень билирубина у новорожденных требует агрессивного лечения, чтобы попытаться избежать риска ядерной желтухи.

Дети и взрослые
Наиболее частым признаком у детей и взрослых является анемия. Анемия может вызывать утомляемость, утомляемость, повышенную потребность во сне, слабость, головокружение, головокружение, раздражительность, головные боли, бледность кожи, затрудненное дыхание (одышку), одышку и сердечные симптомы.

Степень желтухи или иктеричности склер связана с количеством общего неконъюгированного билирубина.Это определяется как степенью гемолиза, так и индивидуальной способностью метаболизировать билирубин, которая определяется генетически. Люди с синдромом Жильбера имеют наследственное заболевание (две копии неработающего гена), которое снижает выработку фермента, участвующего в переработке билирубина в печени. Синдром Жильбера является распространенным явлением, поэтому кто-то может унаследовать как поликистоз, так и синдром Жильбера. У детей и взрослых с поликистозом почек могут образовываться камни в желчном пузыре. Желчные камни представляют собой небольшие твердые массы, которые образуются в желчном пузыре и блокируют желчные протоки и вызывают боль.Камни в желчном пузыре являются частым осложнением у детей и взрослых с поликистозом почек из-за повышенного содержания неконъюгированного билирубина. Риск образования камней в желчном пузыре сохраняется на протяжении всей жизни из-за продолжающегося гемолиза.

У больных также может развиться увеличение селезенки (спленомегалия). Одной из функций селезенки является фильтрация эритроцитов. Селезенка увеличивается, потому что она отфильтровывает аномальные эритроциты. Увеличенная селезенка обычно не вызывает боли.

Гемолитические эпизоды развиваются при наличии стрессоров или триггеров гемолиза, которыми чаще всего являются инфекции и, следовательно, чаще в детском возрасте.Беременность также может быть распространенным гемолитическим триггером. Во время этих эпизодов симптомы человека ухудшаются, такие как усталость, бледность, иктеричность склер, желтуха и/или потемнение мочи. Апластический криз вызывается парвовирусной инфекцией B19 (также называемой пятой болезнью). Это обычно вызывает высокую температуру и сыпь на лице. У лиц с поликистозной болезнью парвовирусная инфекция снижает или останавливает выработку ретикулоцитов в костном мозге и тем самым снижает уровень гемоглобина. Апластические кризы у лиц с поликистозом почек часто требуют переливания крови.

Перегрузка железом — одно из наиболее частых проявлений у пациентов с поликистозом почек. Перегрузка железом может возникнуть как у лиц, получающих переливание крови, так и у тех, кто никогда не переливался. Перегрузка железом — это аномальное накопление железа в различных органах тела, чаще всего в печени, но перегрузка железом может также возникать в сердце и органах, вырабатывающих гормоны (эндокринные органы). Нагрузка железом не связана с симптомами до тех пор, пока не будет отложено значительное количество железа, поэтому важно регулярно контролировать исследования железа у людей с поликистозом почек.

Другие осложнения могут возникать при поликистозных расстройствах. Подростки и взрослые могут иметь ослабленные кости с повышенным риском переломов костей. У взрослых могут появиться язвы на коже (язвы), как правило, вокруг лодыжек. Другие менее распространенные осложнения включают высокое кровяное давление в артериях легких и правой части сердца (легочная гипертензия) и образование клеток крови вне костного мозга (экстрамедуллярное кроветворение).

Похожие записи

При гормональном сбое можно ли похудеть: как похудеть при гормональном сбое

Содержание Как похудеть после гормональных таблетокЧто такое гормональные таблеткиПочему прием гормонов ведет к избыточному весу (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); […]

Гипотензивные средства при гиперкалиемии: Гипотензивные средства при гиперкалиемии — Давление и всё о нём

Содержание Препараты, применяемые для лечения гипертонической болезни | Илларионова Т.С., Стуров Н.В., Чельцов В.В.Основные принципы антигипертензивной терапииКлассификация Агонисты имидазолиновых I1–рецепторов […]

Прикорм таблица детей до года: Прикорм ребенка — таблица прикорма детей до года на грудном вскармливании и искусственном

Содержание Прикорм ребенка — таблица прикорма детей до года на грудном вскармливании и искусственномКогда можно и нужно вводить прикорм грудничку?Почему […]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.