Эритроциты — Студопедия

С угарным газом гемоглобин образует стойкое соединение карбоксигемоглобин, что вызывает удушье из-за недостатка кислорода. Первая помощь при отравлении — обильный доступ чистого воздуха к легким. При вдыхании чистого кислорода отдача гемоглобином угарного газа ускоряется в 15-20 раз. Количество гемоглобина определяется с помощью специального прибора — гемометра. В 100 г крови содержится до 16,67 г гемоглобина, который выражается в процентах от этой величины. У мужчин в 1мм³ крови содержится около 5 млн. эритроцитов, у женщин — 4,5 млн. Повышение числа эритроцитов называется полицитемией, а понижение — эритропенией. Подсчет эритроцитов производится при помощи специальных счетных камер, например, камерой с сеткой Горяева. Время жизни около 120 дней, образуются в красном костном мозге, а разрушаются в печени.

Если поместить эритроциты в изотонический раствор, то они заметным изменениям не подвергаются.

В солевом растворе с высоким осмотическим давлением (гипертоническом растворе) они сморщиваются, вследствие выхода из них воды.

В растворе с низким осмотическим давлением (гипотонический раствор), эритроциты набухают, их оболочка не выдерживает повышенного давления и они разрушаются. При этом гемоглобин выходит из эритроцитов и растворяется в плазме крови, окрашивая ее в красный цвет. Такая кровь называется лаковой, разрушение эритроцитов — гемолизом.

Гемолиз может возникать при добавлении к крови эфира и некоторых др. веществ, например, ядов змей. При повторном введении животному эритроцитов других видов животных также наблюдается гемолиз.

При введении в кровь жидкостей необходимо учитывать их осмотическое давление, которое должно соответствовать осмотическому давлению крови.

В клинике при диагностике определяют скорость оседания эритроцитов (СОЭ) прибором Панчикова. У женжин СОЭ в пределах 7-12 мм в час, у мужчин 3-9 мм в час. Высокая СОЭ наблюдается у беременных женщин, у больных туберкулезом, при воспалительных процессах в организме.

Лейкоцитыобеспечивают защитную функцию крови, имеют ядро и способны к амебоидному движению, участвуют в фагоцитозе. Продолжительность жизни 3-5 дней. В норме в 1мм³ крови их от 6 до 8 тысяч. Увеличение лейкоцитов наблюдается после приема пищи, беременности, мышечной работе, сильных эмоциях и при инфекционных заболеваниях. В клинике используют лейкоцитарную формулу, которая служит для диагностики болезней. Лейкоциты делят на две группы: гранулоциты и агранулоциты.

Гранулоциты (зернистые) — 60 -70% от общего числа лейкоцитов, образуются в красном костном мозге. Различают нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.

Что делают эритроциты помещенные в гипертонический раствор

3. Плазма крови [1976 — — Физиология человека]

sohmet.ru

Практическая работа № 3 Эритроциты человека в изотоническом, гипотоническом и гипертоническом растворах

Необходимо взять три пронумерованных предметных стекла. На каждое стекло нанести каплю крови, затем к капле на первом стекле добавить каплю физиологического раствора, на втором дистиллированной воды на третьем – 20% раствора. Все капли накрыть покровными стеклами. Дать постоять препаратам 10 – 15 минут, затем рассмотреть при большом увеличении микроскопа. В физиологическом растворе эритроциты имеют обычную овальную форму. В гипотонической среде эритроциты набухают, а затем лопаются. Это явление носит название гемолиза. В гипертонической среде эритроциты начинают сжиматься, сморщиваться, теряя воду.

Зарисуйте эритроциты в изотоническом, гипертоническом и гипотоническом растворах.

Выполнение тестовых заданий.

Образцы тестовых заданий и ситуационных задач

1. химические соединения, которые входят в состав плазматической мембраны и, обладая гидрофобностью, служат основным барьером для проникновения в клетку воды и гидрофильных соединений

1. белки

2. полисахариды

3. липиды

4. ДНК

1. ЕСЛИ ЭРИТРОЦИТЫ ЧЕЛОВЕКА ПОМЕСТИТЬ В 0,5% РАСТВОР NaCl, ТО МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ

1. будут перемещаться преимущественно в клетку

2. будут перемещаться преимущественно из клетки

3. перемещаться не будут.

4. будут в равном количестве перемещаться в обе стороны: в клетку и из клетки.

1. В медицине для очищения ран от гноя используют марлевые повязки, смоченные раствором NaCl определенной концентрации. ДЛЯ ЭТОЙ ЦЕЛИ ИСПОЛЬЗУЮТ РАСТВОР

1. изотонический

2. гипертонический

3. гипотонический

4. нейтральный

1. вид транспорта веществ через наружную плазматическую мембрану клетки, который требует энергии АТФ

1. пиноцитоз

2. диффузия через канал

3. облегченная диффузия

4. простая диффузия

Ситуационная задача

В медицине для очищения ран от гноя используют марлевые повязки, смоченные раствором NaCl определенной концентрации. Какой раствор NaCl используют для этой цели и почему?

Практическое занятие № 3

Строение эукариотических клеток. Цитоплазма и ее компоненты

Эукариотический тип клеточной организации с ее высокой упорядоченностью процессов жизнедеятельности как в клетках одноклеточных, так и многоклеточных организмов, обусловлен компартментализацией самой клетки, т.е. подразделением ее на структуры (компоненты – ядро, плазмолемму и цитоплазму, с присущими для нее органоидами и включениями), отличающиеся деталями строения, химического состава и разделением функций между ними. Однако одновременно происходит и взаимодействие различных структур друг с другом.

Таким образом, клетка характеризуется целостностью и дискретностью, как одним из свойств живой материи, кроме того обладает свойствами специализации и интеграции в многоклеточном организме.

Клетка – структурная и функциональная единица всего живого на нашей планете. Знания строения и функционирования клеток необходимы для изучения анатомии, гистологии, физиологии, микробиологии и других дисциплин.

• продолжить формирование общебиологических понятий о единстве всего живого на Земле и специфических особенностях представителей различных царств, проявляющихся на клеточном уровне;

• изучить особенности организации эукариотических клеток;

• изучить строение и функцию органоидов цитоплазмы;

• уметь находить основные компоненты клетки под световым микроскопом.

Для формирования профессиональных компетенций студент должен уметь:

• различать эукариотические клетки и давать их морфофизиологическую характеристику;

• отличать прокариотические клетки от эукариотических; животные клетки от клеток растений;

• находить основные компоненты клетки (ядро, цитоплазму, оболочку) под световым микроскопом и на элекронограмме;

• дифференцировать на электронограммах различные органоиды и включения клетки.

Для формирования профессиональных компетенций студент должен знать:

studfiles.net

Осмотическое давление крови

Осмотическим давлением называется сила, которая заставляет переходить растворитель (для крови это вода) через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в более концентрированный раствор. Осмотическое давление определяет транспорт воды из внеклеточной среды организма в клетки и наоборот. Оно обусловлено растворимыми в жидкой части крови осмотически активными веществами, к которым относятся ионы, белки, глюкоза, мочевина и др.

Осмотическое давление определяется криоскопическим методом, с помощью определения точки замерзания крови. Выражается оно в атмосферах (атм.) и миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Рассчитано, что осмотическое давление равно 7,6 атм. или 7,6 х 760 = мм рт. ст.

Для характеристики плазмы как внутренней среды организма особое значение имеет суммарная концентрация всех ионов и молекул, содержащихся в ней, или ее осмотическая концентрация. Физиологическое значение постоянства осмотической концентрации внутренней среды заключается в поддержании целостности мембраны клеток и обеспечении транспорта воды и растворенных веществ.

Осмотическая концентрация в современной биологии измеряется в осмолях (осм) или миллиосмолях(мосм) – тысячная доля осмоля.

Осмоль — концентрация одного моля неэлектролита (например, глюкозы, мочевины и др.), растворенного в литре воды.

Осмотическая концентрация неэлектролита меньше осмотической концентрации электролита, так как молекулы электролита диссоциируют на ионы, вследствие чего возрастает концентрация кинетически активных частиц, которыми и определяется величина осмотической концентрации.

Осмотическое давление, которое может развить раствор, содержащий 1 осмоль равно 22,4 атм. Поэтому осмотическое давление может быть выражено в атмосферах или миллиметрах ртутного столба.

Осмотическая концентрация плазмы равна 285 – 310 мосм (в среднем 300 мосм или 0,3 осм), это один из самых жестких параметров внутренней среды, его постоянство поддерживается системой осморегуляции с участием гормонов и изменением поведения – возникновение чувства жажды и поиск воды.

Часть общего осмотического давления, обусловленная белками, называется коллоидно-осмотическим (онкотическим) давлением плазмы крови. Онкотическое давление равно 25 — 30 мм рт. ст. Основная физиологическая роль онкотического давления заключается в удержании воды во внутренней среде.

Увеличение осмотической концентрации внутренней среды приводит к переходу воды из клеток в межклеточную жидкость и кровь, клетки сморщиваются и их функции нарушаются. Уменьшениеосмотической концентрацииприводит к тому, что вода переходит в клетки, клетки набухают, их мембрана разрушается, происходит плазмолиз.Разрушение вследствие набухания клеток крови называется гемолиз. Гемолиз- разрушение оболочки самых многочисленных клеток крови — эритроцитов с выходом гемоглобина в плазму, которая окрашивается при этом в красный цвет и становится прозрачной (лаковая кровь). Гемолиз может быть вызван не только уменьшением осмотической концентрации крови. Различают следующие виды гемолиза:

1. Осмотический гемолиз- развивается при уменьшении осмотического давления. Происходит набухание, затем разрушение эритроцитов.

2. Химический гемолиз- происходит под влиянием веществ, разрушающих белково-липидную оболочку эритроцитов (эфир, хлороформ, алкоголь, бензол, желчные кислоты, сапонин и др.).

3. Механический гемолиз- возникает при сильных механических воздействиях на кровь, например, сильном встряхивании ампулы с кровью.

4. Термический гемолиз — обусловлен замораживанием и размораживанием крови.

5. Биологический гемолиз- развивается при переливании несовместимой крови, при укусах некоторых змей, под влиянием иммунных гемолизинов и т.д.

В этом разделе остановимся подробнее на механизме осмотического гемолиза. Для этого уточним такие понятия как изотонические, гипотонические и гипертонические растворы. Изотонические растворы имеют суммарную концентрацию ионов, не превышающую 285—310 ммоль. Это может быть 0,85% раствор хлористого натрия (его часто называют «физиологическим» раствором, хотя это не полностью отражает ситуацию), 1,1% раствор хлористого калия, 1,3% раствор бикарбоната натрия, 5,5% раствор глюкозы и т.д. Гипотонические растворы имеют меньшую концентрацию ионов — менее 285 ммоль. Гипертонические, наоборот, большую — выше 310 ммоль. Эритроциты, как известно, в изотоническом растворе не изменяют свой объем. В гипертоническом растворе — уменьшают его, а гипотоническом — увеличивают свой объем пропорционально степени гипотонии, вплоть до разрыва эритроцита (гемолиза) (рис. 2).

Рис. 2. Состояние эритроцитов в растворе NaCl различной концентрации: в гипотоническом растворе — осмотический гемолиз, в гипертоническом -плазмолиз.

Явление осмотического гемолиза эритроцитов используется в клинической и научной практике с целью определения качественных характеристик эритроцитов (метод определения осмотической резистентности эритроцитов), устойчивости их мембран к разрушению в шипотоническом растворе.

Онкотическое давление

Часть общего осмотического давления, обусловленная белками, называется коллоидно-осмотическим (онкотическим) давлением плазмы крови. Онкотическое давление равно 25 — 30 мм рт. ст. Это составляет 2 % от общего осмотического давления.

Онкотическое давление в большей степени зависит от альбуминов (80 % онкотического давления создают альбумины), что связано с их относительно малой молекулярной массой и большим количеством молекул в плазме.

Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем больше его величина, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани и наоборот. При снижении концентрации белка в плазме вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани, развиваются отеки.

Регуляция рН крови

рН– это концентрация водородных ионов, выраженная отрицательным логарифмом молярной концентрации ионов водорода. Например, рН=1 означает, что концентрация равна 101 моль/л; рН=7 — концентрация составляет 107 моль/л, или 100 нмоль. Концентрация водородных ионов существенно влияет на ферментативную деятельность, на физико-химические свойства биомолекул и надмолекулярных структур. В норме рН крови соответствует 7,36 (в артериальной крови — 7,4; в венозной крови — 7,34). Крайние пределы колебаний рН крови, совместимые с жизнью, — 7,0—7,7, или от 16 до 100 нмоль/л.

В процессе обмена веществ в организме образуется огромное количество «кислых продуктов», что должно приводить к сдвигу рН в кислую сторону. В меньшей степени в организме накапливаются в процессе метаболизма щелочи, которые могут снизить содержание водорода и сместить рН среды в щелочную сторону — алкалоз. Однако реакция крови при этих условиях практически не изменяется, что объясняется наличием буферных систем крови и нервно-рефлекторных механизмов регуляции.

megaobuchalka.ru

Тоничность — это… Что такое Тоничность?

Тоничность (от τόνος — «напряжение») — мера градиента осмотического давления, то есть различия водного потенциала двух растворов, разделённых полупроницаемой мембраной. Данное понятие обычно применяется по отношению к растворам, окружающим клетки. На осмотическое давление и тоничность могут влиять лишь растворы веществ, не проникающих через мембрану (электролитные, белковые и т. д.). Проникающие через мембрану растворы имеют одинаковую концентрацию по обе её стороны, и, следовательно, не изменяют тоничность.

Классификация

Различают три варианта тоничности: один раствор по отношению к другому может быть изотоническим, гипертоническим и гипотоничнеским.

Изотонические растворы

Схематическое изображение эритроцита в изотоническом растворе

Изотония — равенство осмотического давления в жидких средах и тканях организма, которое обеспечивается поддержанием осмотически эквивалентных концентраций содержащихся в них веществ. Изотония — одна из важнейших физиологических констант организма, обеспечиваемых механизмами саморегуляции. Изотонический раствор — раствор, имеющий осмотическое давление, равное внутриклеточному. Клетка, погружённая в изотонический раствор, находится в равновесном состоянии — молекулы воды диффундируют через клеточную мембрану в равном количестве внутрь и наружу, не накапливаясь и не теряясь клеткой. Отклонение осмотического давления от нормального физиологического уровня влечёт за собой нарушение обменных процессов между кровью, тканевой жидкостью и клетками организма. Сильное отклонение может нарушить структуру и целостность клеточных мембран.

Гипертонические растворы

Гипертонический раствор — раствор, имеющий бо́льшую концентрацию вещества по отношению к внутриклеточной. При погружении клетки в гипертонический раствор, происходит её дегидратация — внутриклеточная вода выходит наружу, что приводит к высыханию и сморщиванию клетки. Гипертонические растворы применяются при осмотерапии[1] для лечения внутримозгового кровоизлияния.

Гипотонические растворы

Гипотонический раствор — раствор, имеющий меньшее осмотическое давление по отношению к другому, то есть обладающий меньшей концентрацией вещества, не проникающего через мембрану. При погружении клетки в гипотонический раствор, происходит осмотическое проникновение воды внутрь клетки с развитием её гипергидратации — набухания с последующим цитолизом. Растительные клетки в данной ситуации повреждаются не всегда; при погружении в гипотонический раствор, клетка будет повышать тургорное давление, возобновляя своё нормальное функционирование.

Воздействие на клетки

В клетках животных, гипертоническая среда вызывает выход воды из клетки, вызывая клеточное сморщивание (кренацию). В клетках растений, воздействие гипертонических растворов более драматично. Гибкая клеточная мембрана отходит от клеточной стенки, однако остаётся прикреплённой к ней в области плазмодесм. Развивается плазмолиз — клетки приобретают «игольчатый» вид, плазмодесмы практически прекращают функционировать из-за сокращения.

Некоторые организмы обладают специфическими механизмами преодоления гипертоничности окружающей среды. Например, рыбы, живущие в гипертоническом солевом растворе, поддерживают внутриклеточное осмотическое давление, активно выделяя избыток выпитой соли. Этот процесс носит название осморегуляции.

В гипотонической среде, клетки животных набухают вплоть до разрыва (цитолиза). Для удаления избытка воды у пресноводных рыб постоянно происходит процесс мочеиспускания. Растительные клетки хорошо сопротивляются воздействию гипотонических растворов благодаря прочной клеточной стенке, обеспечивающей эффективную осмолярность или осмоляльность.

Некоторые лекарственные препараты для внутримышечного применения предпочтительно вводить в форме слегка гипотонического раствора, что позволяет достичь их лучшей абсорбции тканями.

См. также

• Осмос
• Изотонические растворы

Примечания

dic.academic.ru



Source: www.medhelp-home.ru



Читайте также

В 100 мл плазмы крови здорового человека содержится около 93 г воды. Остальная часть плазмы состоит из органических и неорганических веществ. Плазма содержит минеральные вещества, белки (в том числе ферменты), углеводы, жиры, продукты обмена веществ, гормоны, витамины. Минеральные вещества плазмы представлены солями: хлоридами, фосфатами, карбонатами и сульфатами натрия, калия, кальция, магния. Они могут находиться как в виде ионов, так и в неионизированном состоянии. Осмотическое давление плазмы крови Даже незначительные нарушения солевого состава плазмы могут оказаться губительными для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных солей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворенных в плазме, создает осмотическое давление. Явления осмоса возникают везде, где имеются два раствора различной концентрации, разделенные полупроницаемой мембраной, через которую легко проходит растворитель (вода), но не проходят молекулы растворенного вещества. В этих условиях растворитель движется в сторону раствора с большей концентрацией растворенного вещества. Одностороннюю диффузию жидкости через полупроницаемую перегородку называют осмосом (рис. 4). Сила, которая вызывает движение растворителя через полупроницаемую мембрану, есть осмотическое давление. С помощью специальных методов удалось установить, что осмотическое давление плазмы крови человека удерживается на постоянном уровне и составляет 7,6 атм (1 атм ≈ 105н/м2). Рис. 4. Осмотическое давление: 1 — чистый растворитель; 2 — солевой раствор; 3 — полупроницаемая перепонка, разделяющая сосуд на две части; длина стрелок показывает скорость движения воды через перепонку; А — осмос, начавшийся после заполнения жидкостью обеих частей сосуда; Б — установление равновесия; Н-давление, уравновешивающее осмос Осмотическое давление плазмы в основном создается неорганическими солями, поскольку концентрация сахара, белков, мочевины и других органических веществ, растворенных в плазме, невелика. Благодаря осмотическому давлению происходит проникновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между кровью и тканями. Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны многих клеток, в том числе и клеток крови, тоже являются полупроницаемыми. Поэтому при помещении кровяных телец в растворы с различной концентрацией солей, а следовательно, и с разным осмотическим давлением в клетках крови за счет осмотических сил происходят серьезные изменения. Солевой раствор, имеющий такое же осмотическое давление, как плазма крови, называют изотоническим раствором. Для человека изотоничен 0,9-процентный раствор поваренной соли (NaCl), а для лягушки — 0,6-процентный раствор этой же соли. Солевой раствор, осмотическое давление которого выше, чем осмотическое давление плазмы крови, называют гипертоническим; если осмотическое давление раствора ниже, чем в плазме крови, то такой раствор называют гипотоническим. Гипертонический раствор (обычно это 10-процентный раствор поваренной соли) применяют при лечении гнойных ран. Если на рану наложить повязку с гипертоническим раствором, то жидкость из раны будет выходить наружу, на повязку, поскольку концентрация солей в ней выше, чем внутри раны. При этом жидкость будет увлекать за собой гной, микробы, отмершие частицы тканей, и в результате рана скорее очистится и заживет. Поскольку растворитель движется всегда в сторону раствора с более высоким осмотическим давлением, то при погружении эритроцитов в гипотонический раствор вода, по законам осмоса, интенсивно начинает проникать внутрь клеток. Эритроциты набухают, их оболочки разрываются, и содержимое поступает в раствор. Наблюдается гемолиз. Кровь, эритроциты которой подверглись гемолизу, становится прозрачной, или, как иногда говорят, лаковой. В крови человека гемолиз начинается при помещении эритроцитов в 0,44-0,48-процентный раствор NaCl, а в 0,28-0,32-процентных растворах NaCl уже почти все эритроциты оказываются разрушенными. Если эритроциты попадают в гипертонический раствор, они сморщиваются. Убедитесь в этом, проделав опыты 4 и 5. Примечание. Прежде чем проводить лабораторные работы по исследованию крови, необходимо освоить технику взятия из пальца крови для анализа. Вначале и испытуемый и исследователь тщательно моют руки с мылом. Затем у испытуемого протирают спиртом безымянный (IV) палец левой руки. Кожу мякоти этого пальца прокалывают острой и предварительно простерилизованной специальной иглой-перышком. При надавливании на палец близ места укола выступает кровь. Первую каплю крови убирают сухой ватой, а следующую используют для исследования. Необходимо следить, чтобы капля не растекалась по коже пальца. Кровь набирают в стеклянный капилляр, погрузив его конец в основание капли и придав капилляру горизонтальное положение. После взятия крови палец вновь протирают ваткой, смоченной спиртом, а затем смазывают иодом. Опыт 4 На один край предметного стекла поместите каплю изотонического (0,9-процентного) раствора NaCl, а на другой — каплю гипотонического (0,3-процентного) раствора NaCl. Проколите кожу пальца иглой обычным способом и стеклянной палочкой перенесите по капле крови в каждую каплю раствора. Жидкости перемешайте, накройте покровными стеклами и рассмотрите под микроскопом (лучше при большом увеличении). Видно набухание большинства эритроцитов в гипотоническом растворе. Некоторые из эритроцитов оказываются разрушенными. (Сравните с эритроцитами в изотоническом растворе.) Опыт 5 Возьмите другое предметное стекло. На один край его поместите каплю 0,9-процентного раствора NaCl, а на другой — каплю гипертонического (10-процентного) раствора NaCl. Внесите в каждую каплю растворов по капле крови и после перемешивания рассмотрите их под микроскопом. В гипертоническом растворе происходит уменьшение размеров эритроцитов, их сморщивание, которое легко обнаруживается по характерному фестончатому их краю. В изотоническом растворе край у эритроцитов гладкий. Несмотря на то что в кровь может поступать разное количество воды и минеральных солей, осмотическое давление крови поддерживается на постоянном уровне. Это достигается благодаря деятельности почек, потовых желез, через которые из организма удаляются вода, соли и другие продукты обмена веществ. Физиологический раствор Для нормальной деятельности организма важно не только количественное содержание солей в плазме крови, что обеспечивает определенное осмотическое давление. Чрезвычайно важен и качественный состав этих солей. Изотонический раствор хлористого натрия не способен длительное время поддерживать работу омываемого им органа. Сердце, например, остановится, если из протекающей через него жидкости полностью исключить соли кальция, то же произойдет при избытке солей калия. Растворы, которые по своему качественному составу и концентрации солей соответствуют составу плазмы, называют физиологическими растворами. Они различны для разных животных. В физиологии часто применяют жидкости Рингера и Тироде (табл. 1). Таблица1. Состав жидкостей Рингера и Тироде (в г на 100 мл воды) В жидкости для теплокровных животных часто, помимо солей, добавляют еще глюкозу и насыщают раствор кислородом. Такие жидкости используют для поддержания жизнедеятельности изолированных от тела органов, а также как заменители крови при кровопотерях. Реакция крови Плазма крови имеет не только постоянное осмотическое давление и определенный качественный состав солей, в ней поддерживается постоянство реакции. Практически реакция среды определяется концентрацией водородных ионов. Для характеристики реакции среды пользуются водородным показателем, обозначаемым рН. (Водородный показатель — логарифм концентрации водородных ионов с обратным знаком.) Для дистиллированной воды величина рН составляет 7,07, кислая среда характеризуется рН меньше 7,07, а щелочная — более 7,07. Водородный показатель крови человека при температуре тела 37°С равен 7,36. Активная реакция крови слабощелочная. Даже незначительные сдвиги величины рН крови нарушают деятельность организма и угрожают его жизни. Вместе с тем в процессе жизнедеятельности в результате обмена веществ в тканях происходит образование значительных количеств кислых продуктов, например молочной кислоты при физической работе. При усиленном дыхании, когда из крови удаляется значительное количество угольной кислоты, кровь может подщелачиваться. Организм обычно быстро справляется с такими отклонениями величины рН. Эту функцию осуществляют буферные вещества, находящиеся в крови. К ним относятся гемоглобин, кислые соли угольной кислоты (гидрокарбонаты), соли фосфорной кислоты (фосфаты) и белки крови. Постоянство реакции крови поддерживается деятельностью легких, через которые удаляется из организма углекислый газ; через почки и потовые железы выводится избыток веществ, имеющих кислую или щелочную реакцию. Белки плазмы крови Из органических веществ плазмы наибольшее значение имеют белки. Они обеспечивают распределение воды между кровью и тканевой жидкостью, поддерживая водно-солевое равновесие в организме. Белки участвуют в образовании защитных иммунных тел, связывают и обезвреживают проникшие в организм ядовитые вещества. Белок плазмы фибриноген — основной фактор свертывания крови. Белки придают крови необходимую вязкость, что важно для поддержания на постоянном уровне давления крови.

Эритроциты помещенные в раствор поваренной соли. Эритроциты в гипертоническом растворе

Одной из страшных болезней, уносившей ежегодно сотни тысяч жизней, была . В предсмертной ее стадии тело человека из-за непрерывной потери воды рвотой и превращается в своего рода мумию. Человек гибнет, ибо ткани его не могут жить без необходимого количества воды. Ввести жидкость через оказывается невозможным, ибо она моментально выбрасывается обратно из-за неукротимой рвоты. У врачей давно возникла мысль: вводить воду прямо в кровь, в сосуды. Однако решить эту задачу удалось тогда, когда было понято и учтено явление, названное осмотическим давлением.

Мы знаем, что газ, находясь в том или ином сосуде, давит на его стенки, стремясь занять возможно больший объем. Чем сильнее газ сжат, т. е. чем больше частиц его заключено в данном пространстве, тем сильнее будет это давление. Оказалось, что вещества, растворенные, например, в воде, в известном смысле подобны газам: они также стремятся занять возможно больший объем, и чем концентрированнее раствор, тем больше сила этого стремления. В чем же проявляется данное свойство растворов? В том, что они жадно «притягивают» к себе дополнительное количество растворителя. Достаточно к раствору соли добавить немного воды, и раствор быстро становится равномерным; он как бы всасывает в себя эту воду, увеличивая тем самым свой объем. Описанное свойство раствора притягивать к себе и называется осмотическим давлением.

Если мы поместим в стакан чистой воды, они быстро «распухнут» и лопнут. Это и понятно: протоплазма эритроцитов представляет собой раствор солей и белков определенной концентрации, имеющий осмотическое давление гораздо большее, чем чистая вода, где солей имеется немного. Поэтому эритроцит и «присасывает» к себе воду. Если мы, наоборот, поместим эритроциты в очень концентрированный раствор соли, они сморщатся — осмотическое давление раствора окажется выше, оно «высосет» воду из эритроцитов. Подобно эритроцитам ведут себя и остальные клетки организма.

Ясно, что для введения жидкости в кровяное русло она должна иметь концентрацию, соответствующую концентрации их в крови. Опытами установлено, что таковым является 0,9 %-ный раствор . Раствор этот получил название физиологического.

Введение 1-2 литров подобного раствора внутривенно умирающему холерному больному оказывало буквально чудодейственный эффект. Человек на глазах «оживал», садился в постели, просил есть и т. д. Повторяя введение раствора 2-3 раза в день, помогали организму преодолеть самый тяжелый период заболевания. Такие растворы, содержащие и ряд других веществ, применяют теперь при многих заболеваниях. В частности, очень велико значение кровозамещающих растворов в военное время. Кровопотеря страшна не только тем, что лишает организм эритроцитов, но прежде всего тем, что нарушается функция , «настроенной» на работу с определенным количеством крови. Поэтому в случаях, когда по тем или иным причинам невозможно, простое введение физиологического раствора может спасти жизнь раненого.

Знание законов осмотического давления имеет огромное значение, ибо оно вообще помогает регулировать водный обмен организма. Так, становится понятным, почему соленая пища вызывает : избыток соли повышает осмотическое давление наших тканей, т. е. «жадность» их к воде. Поэтому больным с отеками дают меньше соли, чтобы не задерживать воду в организме. Наоборот, рабочим горячих цехов, теряющим много воды, надо лить подсоленную воду, ибо с потом они выделяют и соли, лишаются их. Если в этих случаях человек будет пить чистую воду, жадность тканей к воде будет снижаться, и это усилит . Состояние организма будет резко ухудшаться.

В 100 мл плазмы крови здорового человека содержится около 93 г воды. Остальная часть плазмы состоит из органических и неорганических веществ. Плазма содержит минеральные вещества, белки (в том числе ферменты), углеводы, жиры, продукты обмена веществ, гормоны, витамины.

Минеральные вещества плазмы представлены солями: хлоридами, фосфатами, карбонатами и сульфатами натрия, калия, кальция, магния. Они могут находиться как в виде ионов, так и в неионизированном состоянии.

Осмотическое давление плазмы крови

Даже незначительные нарушения солевого состава плазмы могут оказаться губительными для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных солей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворенных в плазме, создает осмотическое давление.

Явления осмоса возникают везде, где имеются два раствора различной концентрации, разделенные полупроницаемой мембраной, через которую легко проходит растворитель (вода), но не проходят молекулы растворенного вещества. В этих условиях растворитель движется в сторону раствора с большей концентрацией растворенного вещества. Одностороннюю диффузию жидкости через полупроницаемую перегородку называют осмосом (рис. 4). Сила, которая вызывает движение растворителя через полупроницаемую мембрану, есть осмотическое давление. С помощью специальных методов удалось установить, что осмотическое давление плазмы крови человека удерживается на постоянном уровне и составляет 7,6 атм (1 атм ≈ 105н/м2).

Рис. 4. Осмотическое давление: 1 — чистый растворитель; 2 — солевой раствор; 3 — полупроницаемая перепонка, разделяющая сосуд на две части; длина стрелок показывает скорость движения воды через перепонку; А — осмос, начавшийся после заполнения жидкостью обеих частей сосуда; Б — установление равновесия; Н-давление, уравновешивающее осмос

Осмотическое давление плазмы в основном создается неорганическими солями, поскольку концентрация сахара, белков, мочевины и других органических веществ, растворенных в плазме, невелика.

Благодаря осмотическому давлению происходит проникновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между к

Эритроциты помещенные в физиологический раствор поваренной соли. Эритроциты в гипертоническом растворе. Задания для логического мышления

Статья профессионального репетитора по биологии Т. М. Кулаковой

Кровь – это промежуточная внутренняя среда организма , это жидкая соединительная ткань. Кровь состоит из плазмы и форменных элементов.

Состав крови — это 60 % плазмы и 40 % форменных элементов.

Плазма крови состоит из воды, органических веществ (белки, глюкоза, лейкоциты, витамины, гормоны), минеральных солей и продуктов распада.

Форменные элементы — это эритроциты и тромбоциты

Плазма крови – это жидкая часть крови. Она содержит 90% воды и 10% сухого вещества, главным образом белков и солей.

В крови находятся продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кислота), которые должны быть удалены из организма. Концентрация солей в плазме равна содержанию солей в клетках крови. Плазма крови в основном содержит 0,9% NaCl. Постоянство солевого состава обеспечивает нормальное строение и функцию клеток.

В тестах ЕГЭ часто встречаются вопросы о растворах : физиологическом (раствор, концентрация соли NaCl равна 0,9%), гипертоническом (концентрация соли NaCl выше 0,9%) и гипотоническом (концентрация соли NaCl ниже 0,9%).

Например, такой вопрос:

Введение больших доз лекарственных препаратов сопровождается их разбавлением физиологическим раствором (0,9% раствором NaCl). Поясните, почему.

Вспомним, что если клетка контактирует с раствором, водный потенциал которого ниже, чем у её содержимого (т.е. гипертоническим раствором ), то вода будет выходить из клетки за счёт осмоса через мембрану. Такие клетки, (например эритроциты), сморщиваются и оседают на дно пробирки.

А если поместить клетки крови в раствор, водный потенциал которого выше, чем содержимого клетки, (т.е. концентрация соли в растворе ниже 0,9% NaCl), эритроциты начинают набухать, потому что вода устремляется в клетки. В этом случае эритроциты набухают, и их оболочка разрывается.

Сформулируем ответ на вопрос:

1. Концентрация солей в плазме крови соответствует концентрации физиологического раствора 0,9 % NaCl, что не вызывает гибели клеток крови;
2. Введение больших доз лекарственных препаратов без разбавления будет сопровождаться изменением солевого состава крови и вызовет гибель клеток.

Помним, что при написании ответа на вопрос допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысл.

Для эрудиции : при разрушении оболочки эритроцитов гемоглобин выходит в плазму крови, которая окрашивается при этом в красный цвет и становится прозрачной. Такая кровь называется лаковой кровью.

Классы

Задание 1. Задание включает 60 вопросов, к каждому из них предложено 4 варианта ответа. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Около индекса выбранного ответа поставьте знак «+». В случае исправления знак «+» должен быть продублирован.

1. Мышечная ткань образована:
   а) только одноядерными клетками;
   б) только многоядерными мышечными волокнами;
   в) плотно прилегающими друг к другу двуядерными волокнами;
   г) одноядерными клетками или многоядерными мышечными волокнами. +
2. Клетками поперечнополосатой исчерченности, составляющими волокна и взаимодействующими между собой в местах контактов, образована мышечная ткань:
   а) гладкая;
   б) сердечная; +
   в) скелетная;
   г) гладкая и скелетная.
3. Сухожилия, при помощи которых мышцы соединяются с костями, образованы соединительной тканью:
   а) костной;
   б) хрящевой;
   в) рыхлой волокнистой;
   г) плотной волокнистой. +
4. Передние рога серого вещества спинного мозга (“крылья бабочки”) образованы:
   а) вставочными нейронами;
   б) телами чувствительных нейронов;
   в) аксонами чувствительных нейронов;
   г) телами двигательных нейронов. +
5. Передние корешки спинного мозга образованы аксонами нейронов:
   а) двигательных; +
   б) чувствительных;
   в) только вставочных;
   г) вставочных и чувствительных.
6. Центры защитных рефлексов — кашля, чихания, рвоты находятся в:
   а) мозжечке;
   в) спинном мозге;
   в) промежуточном отделе головного мозга;
   г) продолговатом отделе головного мозга. +
7. Эритроциты, помещенные в физиологический ра

Что такое осмотическое давление? Эритроциты в гипертоническом растворе Эритроциты помещенные в 0.9 раствор поваренной соли

Классы

Задание 1. Задание включает 60 вопросов, к каждому из них предложено 4 варианта ответа. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Около индекса выбранного ответа поставьте знак «+». В случае исправления знак «+» должен быть продублирован.

1. Мышечная ткань образована:
   а) только одноядерными клетками;
   б) только многоядерными мышечными волокнами;
   в) плотно прилегающими друг к другу двуядерными волокнами;
   г) одноядерными клетками или многоядерными мышечными волокнами. +
2. Клетками поперечнополосатой исчерченности, составляющими волокна и взаимодействующими между собой в местах контактов, образована мышечная ткань:
   а) гладкая;
   б) сердечная; +
   в) скелетная;
   г) гладкая и скелетная.
3. Сухожилия, при помощи которых мышцы соединяются с костями, образованы соединительной тканью:
   а) костной;
   б) хрящевой;
   в) рыхлой волокнистой;
   г) плотной волокнистой. +
4. Передние рога серого вещества спинного мозга (“крылья бабочки”) образованы:
   а) вставочными нейронами;
   б) телами чувствительных нейронов;
   в) аксонами чувствительных нейронов;
   г) телами двигательных нейронов. +
5. Передние корешки спинного мозга образованы аксонами нейронов:
   а) двигательных; +
   б) чувствительных;
   в) только вставочных;
   г) вставочных и чувствительных.
6. Центры защитных рефлексов — кашля, чихания, рвоты находятся в:
   а) мозжечке;
   в) спинном мозге;
   в) промежуточном отделе головного мозга;
   г) продолговатом отделе головного мозга. +
7. Эритроциты, помещенные в физиологический раствор поваренной соли:
   а) сморщиваются;
   б) набухают и лопаются;
   в) слипаются друг с другом;
   г) остаются без внешних изменений. +
8. Кровь течет быстрее в сосудах, суммарный просвет которых:
   а) наибольший;
   б) наименьший; +
   в) средний;
   г) несколько выше среднего.
9. Значение плевральной полости заключается в том, что она:
   а) защищает легкие от механических повреждений;
   б) предотвращает перегрев легких;
   в) участвует в удалении из легких ряда продуктов обмена веществ;
   г) уменьшает трение легких о стенки грудной полости, участвует в механизме растяжения легких. +
10. Значение желчи, вырабатываемой печенью и поступающей в двенадцатиперстную кишку, заключается в том, что она:
    а) расщепляет трудно перевариваемые белки;
    б) расщепляет трудно перевариваемые углеводы;
    в) расщепляет белки, углеводы и жиры;
    г) повышает активность ферментов, выделяемых поджелудочной и кишечными железами, облегчает расщепление жиров. +
11. Светочувствительность у палочек:
    а) не развита;
    б) такая же, как у колбочек;
    в) выше, чем у колбочек; +
    г) ниже, чем у колбочек.
12. Медузы размножаются:
    а) только половым путем;
    б) только бесполым путем;
    в) половым и бесполым путями;
    г) некоторые виды только половым, другие — половым и бесполым путями. +
13. Почему у детей появляются новые признаки, не свойственные родителям:
    а) так как все гаметы родителей разносортные;
    б) так как при оплодотворении гаметы сливаются случайно;
    в) у детей родительские гены сочетаются в новых комбинациях; +
    г) так как одну половину генов ребенок получает от отца, а другую – от матери.
14. Зацветание некоторых растений только в условиях дня представляет собой пример:
    а) апикального доминирования;
    б) положительного фототропизма; +
    в) отрицательного фототропизма;
    г) фотопериодизма.
15. Фильтрация крови в почках происходит в:
    а) пирамидках;
    б) лоханках;
    в) капсулах; +
    г) мозговом слое.
16. При образовании вторичной мочи в кровяное русло возвращаются:
    а) вода и глюкоза; +
    б) вода и соли;
    в) вода и белки;
    г) все выше перечисленные продукты.
17. Впервые среди позвоночных животных у земноводных появляются железы:
    а) слюнные; +
    б) потовые;
    в) яичники;
    г) сальные.
18. Молекула лактозы состоит из остатков:
    а) глюкозы;
    б) галактозы;
    в) фруктозы и галактозы;
    г) галактозы и глюкозы.

1. Неверным является суждение:
   а) кошачьи — семейство отряда хищных;
   б) ежи — семейство отряда насекомоядных;
   в) заяц — род отряда грызунов; +
   г) тигр — вид рода пантера.

45. Для синтеза белка НЕ требуется:
а) рибосомы;
б) т-РНК;
в) эндоплазматическая сеть; +
г) аминокислоты.

46. Для ферментов верно следующее положение:
а) ферменты теряют некоторую или всю их нормальную активность, если их третичная структура разрушена; +
б) ферменты обеспечивают энергию, необходимую для стимулирования реакции;
в) активность ферментов не зависит от температуры и рН;
г) ферменты действуют только один раз и затем разрушаются.

47. Наибольшее освобождение энергии происходит в процессе:
а) фотолиза;
б) гликолиза;
в) цикла Кребса; +
г) брожения.

48. Для комплекса Гольджи, как органоида клетки, наиболее характерно:
а) повышение концентрации и уплотнение продуктов внутриклеточной секреции предназначенных для выделения из клетки; +
б) участие в клеточном дыхании;
в) осуществление фотосинтеза;
г) участие в синтезе белка.

49. Клеточные органоиды, трансформирующие энергию:
а) хромопласты и лейкопласты;
б) митохондрии и лейкопласты;
в) митохондрии и хлоропласты; +
г) митохондрии и хромопласты.

50. Число хромосом в клетках томата – 24. В клетке томата происходит мейоз. Три из полученных клеток дегенерируют. Последняя клетка сразу же делится путем митоза три раза. В результате в образовавшихся клетках можно обнаружить:
а) 4 ядра с 12 хромосомами в каждом;
б) 4 ядра с 24 хромосомами в каждом;
в) 8 ядер с 12 хромосомами в каждом; +
г) 8 ядер с 24 хромосомами в каждом.

51. Глаза у членистоногих:
а) у всех сложные;
б) сложные только у насекомых;
в) сложные только у ракообразных и насекомых; +
г) сложные у многих ракообразных и паукообразных.

52. Мужской гаметофит в цикле воспроизведения сосны образуется после:
а) 2 деления;
б) 4 деления; +
в) 8 деления;
г) 16 деления.

53. Конечная на побеге почка липы является:
а) верхушечной;
б) боковой; +
в) может быть придаточной;
г) спящей.

54. Сигнальная последовательность аминокислот, необходимая для транспорта белков в хлоропласты, находится:
а) на N-конце; +
б) на С-конце;
в) в середине цепочки;
г) у разных белков по разному.

55. Центриоли удваиваются в:
а) G 1 -фазе;
б) S-фазе; +
в) G 2 -фазе;
г) митозе.

56. Из нижеперечисленных связей наименее богата энергией:
а) связь первого фосфата с рибозой в АТФ; +
б) связь аминокислоты с тРНК в аминоацил-тРНК;
в) связь фосфата с креатином в креатинфосфате;
г) связь ацетил

Если эритроцит поместить в физиологический раствор. Что такое осмотическое давление? Задания для логического мышления

Под резистентностью эритроцитов понимают их устойчивость к различным разрушающим факторам: механическим, тепловым и другим. Особое значение в лабораторных исследованиях имеет осмотическая резистентность эритроцитов, то есть устойчивость к гипотоническим растворам NaCl разной концентрации. С помощью специального теста определяют, при какой концентрации хлорида натрия начинается распад красных кровяных телец (гемолиз).

Тип 2 — это диабет, который также известен как диабет в стиле жизни. Это связано с избыточным весом у взрослых, потому что они не выполняют никаких действий. Третий тип диабета, который встречается у женщин во время беременности и вносит только 4% всех типов диабета. Это временно и удаляется после рождения ребенка. При сахарном диабете 2 типа реакционная способность клеток тромбоцитов увеличивается из-за дефицита и резистентности инсулина путем увеличения гликирования белков тромбоцитов. Окислительный стресс и воспаление являются причинами диабета, что приводит к дисфункции эндотелия и повышает реактивность тромбоцитов за счет меньшего количества оксида азота.

Эритроциты для нормального функционирования должны сопротивляться осмотическому давлению, то есть должны быть прочными. Способность к сопротивлению и называется осмотической устойчивостью, или резистентностью. Если красные тельца становятся слабыми, иммунная система их маркирует как отработанный материал и удаляет из организма.

Воспаление и активность тромбоцитов взаимно противоположны друг другу, то есть воспаление увеличивает активность тромбоцитов, что, в свою очередь, увеличивает воспаление. Следовательно, реакционная способность тромбоцитов повышается при диабете, связанном с такими факторами, как нарушения обмена веществ, дефицит и резистентность к инсулину, окислительный стресс, воспаление и эндотелиальная дисфункция. В случае метаболических аномалий, когда уровень сахара увеличивается и уровень липидов повышается, реакционная способность тромбоцитов увеличивается за счет гликирования и осмотического эффекта.

Выделяют резистентность максимальную и минимальную. Максимальная соответствует концентрации гипотонического раствора NaCl, при которой в течение 3-х часов происходит гемолиз всех красных клеток. Минимальная определятся концентрацией раствора, при которой разрушаются наименее устойчивые эритроциты.

Что такое физраствор?

Физраствор – это дистиллированная вода с растворенной в ней поваренной солью. Физиологический раствор с концентрацией 0,85 процентов называют изотоническим. В нем разрушения эритроцитов не происходит.

Дефицит и устойчивость к инсулину, приводят к диабету и, следовательно, повышают реактивность клеток тромбоцитов. Окислительный стресс и воспаление также могут вызывать диабет и результаты повышают реактивность тромбоцитов за счет снижения производства оксида азота, избыточного выделения кальция из клеток тромбоцитов и дисфункции эндотелия. Следовательно, при диабетах реактивность тромбоцитов повышается на факторы, указанные выше.

Соль является еще одним важным ингредиентом крови, уровень которой в крови увеличивается за счет дополнительного приема солей или дефектов диеты. Существует два нарушения концентрации соли, более высокая концентрация, чем нормальное значение, — это гипернатриемия, а более низкая концентрация, чем обычно, известна как гипонатриемия. Гипернатриемия приводит к многочисленным осложнениям из-за высокого кровяного давления. Когда натрий накапливается в кровеносных сосудах, кровяное давление увеличивается и вызывает множество проблем, таких как сердечно-сосудистая система, обезвоживание, увеличение массы левого желудочка, увеличение функции почек, увеличение количества ударов и увеличение активности артерий и жесткости и т.д. механизм повышенной реактивности тромбоцитов при высоком потреблении соли обусловлено накоплением натрия.

Если концентрация соли ниже, раствор называют гипотоническим, если выше – гипертоническим. При помещении в такие растворы эритроциты начинают разрушаться. В гипертоническом, или гиперосмотическом, они теряют воду и сморщиваются. В гипотоническом, или гипоосмотическом, они поглощают воду и набухают.

Как проводится анализ?

Чтобы провести пробы на осмотическую резистентность эритроцитов, в пробирки помещают гипотонический раствор NaCl разной концентрации (от 0,7 % до 0,22%). В каждую пробирку добавляют одинаковое количество крови, как правило – 0, 02 мл. В течение часа держат при комнатной температуре, после чего центрифугируют и по цвету раствора определяют начало разрушения эритроцитов и полный гемолиз. Если раствор слегка порозовел, это говорит о начале разрушения. При полном распаде раствор приобретает ярко-красный цвет.

Из-за высокого потребления натрия агрегация клеток тромбоцитов увеличивается. Высокое потребление солевых эффектов Адреналин, который действует на мембраны клеток тромбоцитов и приводит к агрегации тромбоцитов. Следовательно, концентрация всасывающей соли влияет не только на другие системы, но также и на изменение реактивности клеток тромбоцитов.

Что такое физраствор?

Влияние дистиллированной воды на тромбоциты. Вода является важным ингредиентом диеты, которая поддерживает гомеостаз. Когда концентрация растворенных растворов изменяется как внутри, так и снаружи клетки, концентрация воды также изменяется как внутри, так и снаружи. Существует три типа решений, в которых можно наблюдать реакцию клеток тромбоцитов. Эти решения являются изотоническими, гипертоническими и гипотоническими решениями. Движение воды внутри и снаружи клетки происходит через процесс диффузии.

В результате получают два параметра – максимальную и минимальную резистентность, которая выражается в процентах.

Норма

Для взрослых людей нормой считается:

• максимальная резистентность – от 0,34% до 0,32%;
• минимальная – от 0,48% до 0,46%.

У детей до двух лет осмотическая устойчивость в норме выше, чем у более старших. У пожилых людей – немного ниже нормы.

Рак — это группа болезней, которая вызвана аномальным ростом клеток, которые имеют тенденцию переходить от одной части тела к другим. Эти аномальные клетки делают группу неконтролируемым делением клеток и образуют кусок, который называется опухолью или новообразованиями. Рак вызван факторами

Эритроцитоз: определение, причины и симптомы

Обзор

Эритроцитоз — это состояние, при котором в вашем организме вырабатывается слишком много красных кровяных телец (эритроцитов) или эритроцитов. Эритроциты переносят кислород к вашим органам и тканям. Наличие слишком большого количества этих клеток может сделать вашу кровь более густой, чем обычно, и привести к образованию тромбов и другим осложнениям.

Существует два типа эритроцитоза:

• Первичный эритроцитоз. Этот тип вызван проблемой с клетками костного мозга, в которых вырабатываются эритроциты.Первичный эритроцитоз иногда передается по наследству.
• Вторичный эритроцитоз. Этот тип может быть вызван заболеванием или употреблением определенных лекарств.

По данным обзора состояния, проведенного в 2013 году, от 44 до 57 из каждых 100 000 человек страдают первичным эритроцитозом. Число людей с вторичным эритроцитозом может быть больше, но получить точное число сложно, поскольку существует множество возможных причин.

Эритроцитоз иногда называют полицитемией, но условия немного отличаются:

• Эритроцитоз — это увеличение количества эритроцитов по отношению к объему крови.
• Полицитемия — это повышение концентрации в эритроцитах и гемоглобина, белка в красных кровяных тельцах, который переносит кислород в ткани организма.

Первичный эритроцитоз может передаваться от семьи. Это вызвано мутацией в генах, которые контролируют количество эритроцитов в костном мозге. Когда один из этих генов мутирует, ваш костный мозг будет производить дополнительные эритроциты, даже если они не нужны вашему организму.

Другой причиной первичного эритроцитоза является истинная полицитемия.Это заболевание заставляет ваш костный мозг производить слишком много эритроцитов. В результате ваша кровь становится очень густой.

Вторичный эритроцитоз — это увеличение количества эритроцитов, вызванное основным заболеванием или приемом определенных лекарств. Причины вторичного эритроцитоза включают:

• курение
• недостаток кислорода, например, из-за заболеваний легких или пребывания на большой высоте
• опухоли
• лекарства, такие как стероиды и диуретики

Иногда причина вторичного эритроцитоза неизвестна.

Симптомы эритроцитоза включают:

• головные боли
• головокружение
• одышку
• кровотечения из носа
• повышение артериального давления
• помутнение зрения
• зуд

Наличие слишком большого количества эритроцитов также может увеличить риск образования тромбов. Если сгусток застревает в артерии или вене, он может блокировать приток крови к важным органам, таким как сердце или мозг. Нарушение кровотока может привести к сердечному приступу или инсульту.

Ваш врач сначала спросит вас о вашей истории болезни и симптомах. Затем они проведут медицинский осмотр.

Для определения количества эритроцитов и уровня эритропоэтина (ЭПО) можно сделать анализы крови. EPO — это гормон, который выделяют ваши почки. Он увеличивает производство эритроцитов, когда в вашем организме мало кислорода.

У людей с первичным эритроцитозом будет низкий уровень ЭПО. Пациенты с вторичным эритроцитозом могут иметь высокий уровень ЭПО.

У вас также могут быть анализы крови для проверки уровней:

• Гематокрит. Это процент эритроцитов в крови.
• Гемоглобин. Это белок в эритроцитах, который переносит кислород по всему телу.

Пульсоксиметрия измеряет количество кислорода в крови. Он использует зажим, который надевается на ваш палец. Этот тест может показать, вызвал ли недостаток кислорода ваш эритроцитоз.

Если ваш врач считает, что у вас проблемы с костным мозгом, он, скорее всего, проверит генетическую мутацию под названием JAK2.Вам также может потребоваться аспирация костного мозга или биопсия. В ходе этого теста из ваших костей удаляется образец ткани, жидкости или того и другого. Затем его проверяют в лаборатории, чтобы определить, не вырабатывает ли ваш костный мозг слишком много эритроцитов.

Вы также можете пройти тестирование на мутации генов, вызывающих эритроцитоз.

Лечение направлено на снижение риска образования тромбов и облегчение симптомов. Это часто связано с понижением количества эритроцитов.

Лечение эритроцитоза включает:

• Флеботомию (также называемую венесекцией). Эта процедура удаляет небольшое количество крови из вашего тела, чтобы снизить количество эритроцитов. Возможно, вам потребуется проходить это лечение два раза в неделю или чаще, пока ваше состояние не будет под контролем.
• Аспирин. Ежедневный прием низких доз этого обезболивающего может помочь предотвратить образование тромбов.
• Лекарства, снижающие выработку эритроцитов. К ним относятся гидроксимочевина (Hydrea), бусульфан (Myleran) и интерферон.

Часто состояния, вызывающие эритроцитоз, невозможно вылечить.Без лечения эритроцитоз может увеличить риск образования тромбов, сердечного приступа и инсульта. Это также может увеличить риск лейкемии и других видов рака крови.

Лечение, снижающее количество эритроцитов, вырабатываемых вашим организмом, может уменьшить симптомы и предотвратить осложнения.

.

эритроцитов | eClinpath

Производство

Эритроциты производятся из кроветворных стволовых клеток в костном мозге под действием цитокина эритропоэтина. Эритропоэтин продуцируется фибробластоподобными клетками в почечном интерстиции. Они отвечают на высокие концентрации фактора транскрипции, фактора, индуцируемого гипоксией (HIF-1), который вырабатывается в ответ на гипоксию и связывается с HIF-чувствительными элементами (HRE) в промоторе эритропоэтина, стимулируя транскрипцию (Souma et al 2015). .Интеркалированные клетки в корковых нефронах также могут продуцировать эритропоэтин. Кроме того, небольшое количество эритропоэтина вырабатывается в других участках, включая печень (что, вероятно, объясняет вторичный эритроцитоз из-за некоторых опухолей печени, таких как гепатобластома [Lennox et al 2000, Axon et al 2008, Gold et al 2008]), семенники, мозг и селезенка, однако эти участки не могут заменить отсутствие почечной продукции. Эритропоэтин связывается с рецептором эритропоэтина на развивающихся эритробластах, что запускает сигнальный каскад, опосредованный нерецепторной тирозинкиназой (фосфорилирует остатки тирозина на других белках), янус-активированной киназой-2 (JAK2), что приводит к дифференцировке и выживанию (за счет активация антиапоптотических генов, таких как BcL-xL) предшественников эритроидов.Мутации в JAK2, в основном в аминокислоте 617 (в которой валин [V] заменен на фенилаланин [F]), вызывают конститутивную активацию рецептора эритропоэтина, поэтому передача сигналов происходит в отсутствие эритропоэтина, управляя эритропоэзом в отсутствие гипоксии. Это вызывает неопластическое состояние, истинную полицитемию или хронический лейкоз эритроцитов, хроническое миелопролиферативное заболевание эритроцитов. Гомозиготная мутация JAK2 (V617F) была идентифицирована почти у 90% пациентов с истинной полицитемией, что указывает на то, что это наиболее частая причинная мутация этого гемопоэтического новообразования (Stein et al, 2015).Мутация JAK2 была обнаружена у 1 из 5 собак с подозрением на истинную полицитемию, что указывает на сохранение этого патофизиологического механизма у разных видов (Beurlet et al 2011). И наоборот, отсутствие эритропоэтина приводит к нарушению выработки эритроцитов с последующей анемией. Считается, что снижение выработки эритропоэтина в почках является одним из механизмов, ответственных за анемию при хроническом заболевании почек (хотя другие факторы, такие как воспалительные цитокины, могут вносить свой вклад, а сопутствующая кровопотеря может усугубить анемию).Интересно, что почечные фибробластоподобные клетки, как полагают, способствуют фиброзу (за счет секреции фиброгенных цитокинов), который возникает (и, вероятно, ухудшает) некоторые почечные заболевания (Souma et al 2015). Обратите внимание, что JAK2 также находится ниже рецептора тромбопоэтина. Гетерозиготные мутации в JAK2 (та же аминокислота — V617F) приводят к эссенциальной тромбоцитемии или хроническому лейкозу тромбоцитов (мегакариоциты более чувствительны к JAK2, чем эритроидные клетки).

Созревание эритроида

Самым ранним предшественником эритроида является бластообразующая единица-эритроид (BFU-E), за которой следует колониеобразующая единица-эритроид (CFU-E).Они дают начало узнаваемым предшественникам эритроидов, проэритробластам (рубрибластам, прорубрицитам), базофильным эритробластам (базофильным рубрицитам), полихроматофильным эритробластам (полихроматофильным метарубрицитам), ортохроматофильным эритробластам и зрелым эритробластам. Обратите внимание, что в медицине используется другая терминология, а в скобках — термины, используемые в ветеринарии. Именно поздние КОЕ-Е имеют рецепторы эритропоэтина, которые постепенно выделяются по мере дифференциации предшественников, так что они отсутствуют на ретикулоцитах и ​​зрелых эритроцитах.В отличие от общего гематопоэза созревание эритроидов считается древовидной иерархией, при которой один предшественник дает начало двум дочерним клеткам, которые меньше. Самые незрелые клетки обладают наиболее мощным оборудованием для синтеза белков и имеют более крупные ядра (для синтеза и транскрипции ДНК) и более голубую цитоплазму (РНК / рибосомы для трансляции). По мере деления клеток ядро ​​становится меньше и пикнотическим и, наконец, удаляется, поскольку оно устаревает. Гемоглобин начинает вырабатываться, и по мере его накопления потребность в синтезе белка снижается, что приводит к уменьшению органелл, включая рибосомы, в клетке, что приводит к уменьшению синей цитоплазмы (что компенсируется цветом гемоглобина, поэтому вы получаете смесь красный и синий, смотря какой преобладает).Последний зрелый эритроцит просто содержит большое количество гемоглобина.

Эритробластический остров

Эритробластический остров

Центральным элементом эритропоэза является необходимость клеточной координации приобретения железа (необходимого для производства гемоглобина) и пролиферации клеток. Макрофаги в костном мозге обеспечивают предшественников эритроидов железом, высвобождая железо из внутриклеточных запасов (ферритин) через белок-носитель, ферропортин. Освободившееся железо связывается с трансферрином, который затем поглощается рецепторами трансферрина на развивающихся эритроидных клетках посредством клатрин-опосредованного эндоцитоза.Затем не содержащий железа трансферрин возвращается на поверхность клетки для большего поглощения железа. Были идентифицированы дополнительные рецепторы скавенджеров, которые также позволяют эритробластам поглощать железо, связанное с белками. Альтернативный путь захвата железа — это пиноцитоз, который был продемонстрирован in vitro, но его значимость in vivo неизвестна. Чтобы получить железо, развивающиеся предшественники эритроидов собираются вокруг макрофагов в костном мозге на так называемых «эритробластных» островках. Взаимодействие между предшественниками эритроидов и макрофагами — это больше, чем просто захват железа; макрофаги также обеспечивают адгезивные взаимодействия, такие как через белок макрофагов эритробластов, CD163 (рецептор гемоглобин-гаптоглобин) и VCAM-1 и VLA-4 (на макрофагах и эритробластах, соответственно), которые способствуют эритропоэзу и захватывают экструдированные ядра (de Back et al 2014).Процесс ядерной экструзии увлекателен, кажется, что это очень скоординированное событие, требующее процесса, похожего на деление клеток (цитокинез), дифференциальной сортировки белков, движения везикул и аутофагии (например, митохрондрий), что приводит к образованию Фрагмент эритроцита, содержащий ядро, называется пиреноцитом. Во время ядерной экструзии виментина подавляется; Считается, что этот промежуточный филамент необходим для удержания ядра в клетке. Действительно, задержка виментина может объяснить присутствие ядер в эритроцитах птиц, рептилий, рыб и амфибий.Кроме того, специфические белки разделены на безъядерные ретикулоцитные части или ядерные пиреноциты (например, VLA-4). Разделение VLA-4 на пиреноциты имеет смысл, поскольку этот интегрин будет связываться с VCAM-1 на макрофагах внутри эритробластного островка, облегчая захват. Поглощение пиреноцитов макрофагами, по-видимому, связано с дополнительными механизмами, включая экстериоризацию фосфатидилсерина (с распознаванием рецепторами фосфатидилсерина на макрофагах) и белок макрофагов эритробластов.Фагоцитированный пиреноцит и его ядро ​​разрушаются внутри макрофага (Keerthivasan et al 2011).

Безъядерный эритроцит, который все еще содержит РНК, называется ретикулоцитом, и мы измеряем ретикулоциты (в основном у собак и кошек), чтобы оценить регенеративную реакцию костного мозга на анемию (гемолитического или геморрагического происхождения). После образования ретикулоцита он остается в костном мозге примерно 24 часа (у людей мы не знаем точно, сколько времени занимает эта стадия у обычных домашних видов), а затем клетка выпускается в кровоток.Состав плазматической мембраны эритроцитов изменяется, чтобы облегчить это высвобождение, в основном за счет снижения экспрессии и отщепления молекул адгезии. По мере того, как ретикулоциты созревают до эритроцитов в своей циркуляции, они расщепляют свою РНК на нуклеотиды (которые затем расщепляются на нуклеозиды пиримидин-5′-нуклеотидазой, которая ингибируется свинцом, что приводит к базофильной штриховке или задержке нуклеотидов в эритроцитах), устраняя их митохондрии. (потенциально через аутофагию и экзосомы), ремоделирование (потеря поверхности и площади объема), чтобы стать более гибкими, и снижение рецепторов (таких как рецептор трансферрина, который необходим для захвата железа и синтеза гемоглобина в ядросодержащих предшественниках эритроидов) (Ney 2011) .

Структура

Структура эритроцитов удивительно хорошо приспособлена к сложной функции, которую выполняют эти клетки. В течение всего срока жизни эритроцитов эти клетки должны пересекать кровоток с относительно высокими скоростями и поддерживать идеальную степень текучести, чтобы позволить им перемещаться по сосуду без разрывов и одновременно обеспечивать эффективный газообмен через клеточную мембрану. Эта текучесть достигается за счет сложной цитоскелетной структуры RBC, которая окружена бислоем афосфолипидов, содержащим многочисленные трансмембранные белки.Цитоскелет эритроцитов обладает высокой прочностью на разрыв, но при этом очень деформируется. Механические свойства и форма эритроцитов позволяют эритроцитам проходить через очень маленькие капилляры без повреждений, поскольку диаметр эритроцитов больше диаметра мельчайших капилляров, которые он должен пройти. Изменения цитоскелета эритроцитов могут привести к хрупкости эритроцитов (осмотической и механической) и неправильной форме эритроцитов.

Цитоскелет эритроцитов

Клеточная мембрана состоит из липидного бислоя со встроенными углеводами и белками и нижележащего цитоскелета.Липиды мембраны важны для поддержания формы клеток и площади поверхности. Мембранные углеводы образуют группы крови, которые преимущественно определяются типами углеводов в мембране эритроцитов. Мембранные белки образуют различные мембранные рецепторы и транспортные каналы. Некоторые белки связаны как механически, так и функционально с метаболизмом эритроцитов. Расположение этих белков и сродство к другим белкам может быть изменено pH внутри клетки, оксигенацией гемоглобина и окислением.Исследователи предположили, что некоторое «ослабление» связей, которое происходит при деоксигенации гемоглобина, помогает увеличить гибкость эритроцитов, потенциально улучшая кровоток в гипоксических тканях. Это также может привести к повреждению мембраны и «старению» эритроцитов.

Цитоскелет эритроцитов состоит в основном из белкового спектрина, который формирует субмембранный каркас цитоскелета (обзор Lux 2016). Спектрин состоит из двух удлиненных цепочек (α и β), которые переплетены и могут быть растянуты или свернуты.Спектриновая сеть связана с другими белками, такими как анкирин и полоса 4.1. Вместе эти белки образуют сложную решетчатую сеть, которая позволяет эритроцитам иметь невероятно высокую прочность на разрыв, а также деформируемость. Цепи спектрина связаны с актином и мембраной эритроцитов через адаптерные белки, такие как анкирин, с полосой 3, трансмембранным белком, который участвует в обмене анионов и диоксида углерода. Актин также связывается с бислоем мембраны в комплексе с белком 4.1. , p55 и гликофорины C и D.Дефекты белков цитоскелета могут привести к потере структурной целостности клетки, что может сократить продолжительность ее жизни или привести к видимым дефектам формы. Дефекты спектрина ответственны за состояние наследственного сфероцитоза у человека. Дефицит спектрина был выявлен у бессимптомных голландских золотистых ретриверов, которые демонстрировали повышенную осмотическую хрупкость, но в мазках крови не было обнаружено сфероцитов (Slappendal et al 2005). Мутантный β-спектрин был идентифицирован у бессимптомной собаки с эллиптоцитозом (de Terlizzi et al 2009).Сообщалось о дефиците белка 4.1 у собак (Smith et al, 1983). Что касается других дефектов мембран у собак, эритроциты у собаки, описанной в этом отчете, также были осмотически хрупкими. Окислительное повреждение, которое накапливается в эритроцитах по мере их циркуляции с течением времени, изменяет полосу 3, делая ее антигенной. Встречающиеся в природе антитела распознают измененную полосу 3 и способствуют фагоцитозу мононуклеарных клеток (в первую очередь в селезенке), что приводит к удалению эффективных эритроцитов.

Функция

Основная функциональная роль эритроцитов заключается в транспортировке кислорода из легких в ткани и углекислого газа из тканей в легкие для изгнания.Эту функциональную роль выполняет гемоглобин (Hgb). Каждая молекула Hgb состоит из 4 железосодержащих единиц гема и 4 полипептидных глобиновых единиц, состоящих из 2 α и 2 β цепей. Гемовая единица представляет собой порфириновое кольцо и часть молекулы гемоглобина, которая связывает железо. Глобиновая единица состоит из полипептидов и частично функционирует, чтобы предотвратить тесный контакт железосодержащих молекул гема друг с другом, что могло бы помешать их функции. Кислород обратимо связывается с железом в молекуле гема и высвобождается в тканях (чему способствуют многие факторы, включая 2,3-DPG).Углекислый газ транспортируется из тканей обратно в легкие 3 способами: некоторая часть (около 20-30%) транспортируется обратимо связанная с аминогруппами в гемоглобине (не с железом), небольшое количество (около 7%) транспортируется в растворенном виде. CO2 находится в крови, и большая часть (около 70%) переносится внутри красных кровяных телец в виде угольной кислоты, производимой из CO2 и воды под действием карбоангидразы. Гемоглобин также связывает водород, а внутриклеточный Hgb служит буфером или основанием организма, защищая от изменений pH.

Гемоглобин также обеспечивает вязкость цитоплазмы эритроцитов.Это очень важно для поддержания формы клеток и стабильности мембран. Считается, что в состояниях дефицита железа снижение цитоплазматического гемоглобина способствует снижению вязкости цитоплазмы, что сопровождается нестабильностью мембраны (поэтому мы часто можем видеть фрагментацию клеток, включая акантоциты и кератоциты, при тяжелом дефиците железа).

Поскольку эритроциты несут так много кислорода, они склонны к окислительному повреждению. Обычно, когда кислород связывается с железом и высвобождается из него в Hgb, супероксидные радикалы могут образовываться в небольших количествах.У эритроцитов есть антиоксидантные механизмы для борьбы с этим, если они не чрезмерны (подробнее об этом ниже). Однако воздействие определенных экзогенных окислительных соединений может подавить антиоксидантную способность эритроцитов и привести к окислительному повреждению. Некоторые из наиболее клинически важных окислительных соединений включают лук, увядшие листья красного клена (лошади), ацетаминофен и различные другие лекарства / токсичные растения. Эндогенные оксиданты вырабатываются при болезненных состояниях, включая воспаление, диабет и неоплазию. Липиды клеточной мембраны и тиоловые (SH, сульфгидрильные) группы особенно чувствительны к окислению.Если липиды / белки мембраны повреждены окислением, они могут слипаться и приводить к образованию эксцентроцитов. Точно так же, если гемоглобин окисляется и выпадает в осадок, это может привести к образованию телец Хайнца.

Метаболизм

Поскольку в эритроцитах отсутствуют митохондрии, они могут подвергаться только анаэробному гликолизу (путь Эмбдена-Мейерхофа). Генерация АТФ и промежуточных продуктов метаболизма посредством анаэробного гликолиза позволяет эритроцитам поддерживать целостность мембраны, размер клеток и окислительно-восстановительный статус.АТФ необходим для поддержания формы и деформируемости клеток, поскольку он необходим для регулирования содержания воды и электролитов (что влияет на размер и форму клетки) и для поддержания цитоскелета (что необходимо для надлежащей деформируемости). В результате эритроциты могут лизироваться при истощении АТФ. Генерация АТФ происходит на двух основных этапах гликолитического пути: а) Превращение 1,3-DPG в 3 PG (этот АТФ не продуцируется, если 1,3-DPG шунтируется для производства 2,3-DPG, см. Ниже ) и б) Превращение фосфоенолпирувата в пируват через пируваткиназу.

Существует три основных точки ветвления гликолитического пути, которые продуцируют различные другие соединения, которые необходимы внутри эритроцитов: закрытый гексозо-монофосфатный путь (также называемый пентозофосфатным путем), путь метгемоглобинредуктазы и путь Люберинга-Рапапорта ( который обычно называют шунтом 2,3-DPG).

• Шунт монофосфата гексозы : помогает защитить эритроциты от окислительного повреждения . Фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (G6PD) производит НАДФН из глюкозо-6-фосфата в гликолитическом пути, который используется для поддержания глутатиона (GSH) в восстановленном состоянии.Восстановленный глутатион является важным антиоксидантным пептидом и может защищать от окисления железа, сульфгидрильных групп Hgb или белков клеточных мембран. Этот путь невероятно важен в эритроцитах, так как им не хватает органелл, которые используют другие клетки, чтобы помочь им справиться с окислительным стрессом (ядерные клетки могут изменять транскрипцию генов и увеличивать синтез белков, которые участвуют в антиоксидантных и защитных путях, таких как тепло шоковые белки). Унаследованные дефекты этого пути приводят к окислительному повреждению эритроцитов, проявляющемуся в виде эксцентроцитов и тельцов Хайнца.Предполагаемый врожденный дефект G6PD был зарегистрирован у лошади (Stockham et al 1994, Harvey 2006 review).
• Метгемоглобинредуктазный путь : Он также помогает защитить эритроциты от окислительного повреждения, но направлен на окисление гемоглобина, в частности железной части гемового кольца. Метгемоглобин (Hgb-Fe ³⁺ ) — это гемоглобин, который содержит нефункциональное окисленное трехвалентное железо (Fe ³⁺ ), а не функциональную форму двухвалентного железа (Fe ²⁺ ) . Метгемоглобин считается нефункциональным, потому что он не может связывать кислород; однако это окислительное превращение в железо в гемоглобине обратимо. НАДН, образующийся в гликолитическом пути, является кофактором фермента метгемоглобинредуктазы, который обращает вспять окисление железа и возвращает его в нормальное восстановленное (Fe ²⁺ ) состояние. В настоящее время известно, что метгемоглобин состоит из двух ферментов: цитохрома B5 и редуктазы цитохрома B5. Сообщалось о врожденной недостаточности комплекса метгемоглобинредуктазы или кофактора ферментного комплекса, флавинадениндинуклеотида (ФАД) у животных (Harvey et al 2003, Harvey 2006 review.McKenna et al 2014). У одной пораженной кобылы мустанга подтверждающими лабораторными данными были эксцентроциты и метгемоглобинемия (проявляющаяся в виде крови с коричневым оттенком) (Harvey et al 2003). У собаки с врожденным дефектом метгемоглобинредуктазы из-за делеции в промоторной области гена цитохрома B5 у собаки был тяжелый цианоз и выраженная метгемоглобинемия (38% метгемоглобина, норма <3%) (McKenna et al 2014) . Подобные клинические признаки наблюдались у пораженного котенка с дефицитом метгемоглобинредуктазы (неизвестный генетический дефект) (Harvey et al, 1994).
• Путь Luebering-Rapaport : Это продуцирует 2,3-DPG из промежуточного соединения внутри гликолитического пути . 2,3-DPG — это органическое фосфатное соединение, которое способствует высвобождению кислорода из гемоглобина в ткани. Он с большей аффинностью связывается с частично дезоксигенированным гемоглобином и способствует высвобождению оставшихся молекул кислорода, связанных с гемоглобином. Когда 2,3-DPG связывается с Hgb, кривая диссоциации Hgb смещается вправо. Снижение pH (ацидоз в ткани, который возникает при увеличении выработки лактата) и повышение температуры имеют одинаковый эффект на кривую насыщения Hgb.Собаки с дефицитом фосфофруктокиназы (PFK) имеют пониженное количество 2,3-DPG, потому что синтез этого соединения находится ниже стадии PFK гликолитического пути (Harvey 2006 review).

Старение

Продолжительность жизни эритроцитов (продолжительность циркуляции эритроцитов в крови) варьируется в зависимости от вида. Продолжительность жизни эритроцитов у обычных домашних животных составляет от 2 (кошки) до 4 (собаки) до 6 (лошади, крупный рогатый скот) месяцев, но она намного короче у некоторых мелких млекопитающих (~ 10 дней у песчанок) и намного дольше у экзотических животных (~ 600-800 дней у восточных коробчатых черепах).

У здоровых животных около 1% эритроцитов удаляется из кровообращения каждый день из-за нормального старения и повреждений. По мере того как эритроциты накапливают повреждения, они становятся более плотными и менее деформируемыми, в основном в результате повторяющихся циклов окислительного стресса (помните, что зрелые эритроциты не могут синтезировать какие-либо новые белки). Это приводит к накоплению оксидантного повреждения гемоглобина, что способствует накоплению поверхностно-связанных иммуноглобулинов. Эти иммуноглобулины служат опсонинами и являются одним из основных сигналов для макрофагов селезенки по удалению старых эритроцитов из кровотока.Старые эритроциты также инвертируют свою липидную мембрану, подобно ядросодержащим клеткам, подвергающимся апоптозу, и обнажают фосфатидилсерин на своих поверхностных мембранах. В эритроцитах этот процесс называется эриптозом, и он приводит к захвату эритроцитов макрофагами, аналогично захвату выдавленных ядер в пиреноцитах. Еще одно важное изменение в старении эритроцитов — снижение способности производить АТФ. Это может привести к снижению деформируемости мембраны. Если эритроциты не могут хорошо пересекать синусоиды селезенки из-за пониженной деформируемости, это дает сигнал макрофагам селезенки, чтобы они удалили их из кровотока.Внутри макрофагов разлагаются эритроциты. Аминокислоты из глобиновой части Hgb перерабатываются и могут использоваться снова. Гемовая часть расщепляется на железо и порфирин, причем последний превращается в неконъюгированный билирубин (у тех видов, которые имеют биливердинредуктазу) или биливердин (например, птицы). Железо либо высвобождается в трансферрин для транспортировки в костный мозг, либо сохраняется в макрофагах в виде ферритина. Таким образом, железо, высвобождаемое из разложившихся эритроцитов, может снова использоваться в костном мозге для производства новых эритроцитов.Таким образом, удаление эффективных эритроцитов макрофагами является формой внесосудистого гемолиза, но оно является физиологическим, а не патологическим (эритроциты удаляются по окончании своего жизненного цикла, а не преждевременно, поскольку последнее может привести к анемии). Обычно очень небольшое количество внутрисосудистого гемолиза (выталкивание клеток в кровоток) действительно происходит, когда старые или поврежденные эритроциты разрываются, еще находясь в кровотоке. Это может произойти, когда в эритроцитах истощается АТФ. Затем свободный гемоглобин быстро выводится из кровотока за счет связывания с белками-носителями, такими как гаптоглобин.Комплексы гемоглобин: гаптоглобин попадают через рецепторы-поглотители, такие как CD163, в макрофаги. Мы никогда бы не увидели такое небольшое количество высвобожденного гемоглобина, как гемоглобинемия, поэтому любая гемоглобинемия, возникающая in vivo, является патологической, что указывает на лизирование эритроцитов (выскакивание или разрыв) в кровотоке из-за дефекта красных кровяных телец (например, дефицита фосфофруктокиназы), окислительное повреждение (например, отравление красным кленовым листом) или присутствие комплемент или фиксирующих комплемент антител на мембране эритроцитов (внутрисосудистые варианты IMHA).

.

Нормальные эритроциты | eClinpath

Зависимость количества эритроцитов от размера (MCV) у различных видов.

Клетки эритроидной линии сильно различаются в пределах животного мира с точки зрения размера, количества, формы, продолжительности жизни, метаболизма и реакции на травму / анемию. Широкий диапазон нормального внешнего вида красных кровяных телец у разных видов представляет проблему для наблюдателя. Знакомство с внешним видом нормальных эритроцитов данного вида — очевидная, но важная предпосылка для правильной идентификации и правильной интерпретации аномалий.

Здесь представлены примеры нормальных эритроцитов в мазках крови, окрашенных Райтом, у некоторых из распространенных видов.

Собачий

Здоровый эритроцит собаки представляет собой относительно большой однородный двояковогнутый диск. Это отражено в окрашенном мазке крови Райта в виде клетки с областью центральной бледности.

Нормальный эритроцит собаки при электронной микроскопии.

Нормальные эритроциты собак (окраска Райта)

Микрофотография, сделанная с помощью сканирующего электронного микроскопа, наиболее наглядно показывает эту форму.Этот факт делает распознавание изменений формы сфероцитов в крови собак более отчетливо по сравнению с таковыми у других видов, у которых отсутствует значительная центральная бледность.

Небольшое количество полихроматофильных эритроцитов наблюдается в мазках крови здоровых собак (<1,5% ретикулоцитов). Иногда в мазках крови здоровых собак, не страдающих анемией, также могут быть обнаружены ядросодержащие эритроциты и тельца Хауэлла-Джолли.

Продолжительность жизни эритроцитов у собак составляет 110-120 дней.

Кошачий

Нормальный эритроцит кошки с тромбоцитами (вставка)

Эритроциты кошек меньше и более изменчивы по размеру и форме, чем у собак.У них практически отсутствует центральная бледность, как это обычно бывает при обычных мазках крови. Полихроматофильных клеток очень мало (<1%). Гемоглобин кошек более подвержен окислительному повреждению, чем у других видов. Это связано с тем, что гемоглобин кошек содержит восемь окисляемых сульфгидрильных групп. По этой причине на эритроцитах здоровых кошек можно увидеть небольшое количество (<10%) единичных маленьких телец Хайнца. Эти так называемые «эндогенные» тельца Хайнца можно увидеть в увеличенном количестве (до 50%) у кошек, получающих полувлажный корм, содержащий пропиленгликоль, вызывающий окислительное повреждение.Хотя эти кошки обычно не страдают анемией, продолжительность жизни красных кровяных телец сокращается. У здоровых кошек также может быть несколько телец Хауэлл-Джолли в эритроцитах периферической крови.

Продолжительность жизни эритроцитов кошек 65-76 дней. Склонность к образованию колец в эритроцитах кошек выше, чем у эритроцитов собак, но меньше, чем у лошадей.

Конский

Нормальные эритроциты лошади и несколько тромбоцитов.

Эритроциты лошади имеют такой же размер, как и эритроциты кошек, и также лишены центральной бледности.Следовательно, идентификация изменения формы сфероцитов у этих видов очень трудно различить. Кровь здоровых лошадей часто демонстрирует заметное образование петель. Иногда тельца Хауэлла-Джолли наблюдаются в мазках крови здоровых лошадей. Полихроматофилы не обнаруживаются в крови здоровых лошадей и редко наблюдаются в крови анемичных лошадей. Следовательно, степень регенерации эритроидов в ответ на анемию нельзя оценить путем количественного определения ретикулоцитов у лошадей.Продолжительность жизни эритроцитов у лошадей составляет 140-150 дней.
Обратите внимание, что микроцитоз является нормальным явлением у жеребят в возрасте до 1 года и объясняется физиологическим дефицитом железа (у щенков и котят такой микроцитоз может наблюдаться в возрасте 4-8 недель).

КРС

Пойкилоцитоз теленка

Нормальные эритроциты крупного рогатого скота

Эритроциты крупного рогатого скота аналогичны по размеру эритроцитам лошади и имеют небольшую центральную бледность (у некоторых отсутствует центральная бледность).Некоторая степень анизоцитоза наблюдается в мазках от здорового крупного рогатого скота. У крупного рогатого скота редко наблюдается образование колец при здоровье или болезни. Примерная продолжительность жизни эритроцитов — 160 дней.

Полихроматофилы обычно не обнаруживаются в мазках крови здорового крупного рогатого скота, не страдающего анемией, хотя ретикулоциты высвобождаются вместе с макроцитами в ответ на анемию. Однако их способность к регенерации не так заметна, как у собак. Базофильная штриховка ядросодержащих и неядерных эритроцитов может быть частой находкой у жвачных животных с регенеративной реакцией.

Обратите внимание, что выраженный пойкилоцитоз (изменение формы эритроцитов), тромбоцитоз (часто> 1 миллиона клеток / мкл) и микроцитоз являются особенностями здоровой крови теленка (обычно в возрасте до 3 месяцев). Телята могут оставаться микроцитами до 1 года, что объясняется физиологическим дефицитом железа.

Козерог

Нормальные эритроциты козы

Заметный пойкилоцитоз может быть нормальным явлением в крови некоторых коз (особенно ангорских) и особенно заметен у детей (младше 3 месяцев).Козьи эритроциты — самые маленькие из видов домашних животных, их средний корпускулярный объем находится в пределах 16-25 мкл. Продолжительность жизни эритроцитов коз составляет около 125 дней.

Козы не проявляют выраженного ретикулоцитоза в ответ на анемию и не имеют полихромазии периферической крови в норме. Они действительно (в отличие от лошадей) выделяют полихроматофилы из костного мозга.

Камелид

Нормальные эритроциты ламы

Маленькие плоские эритроциты овальной формы типичны для лам, верблюдов и альпак.Средняя концентрация корпускулярного гемоглобина (MCHC) у верблюдовых значительно выше, чем у других видов, обычно находится в диапазоне 40-50 г / дл.

В мазках крови здоровых лам может наблюдаться небольшая степень анизоцитоза и пойкилоцитоза. Средняя продолжительность жизни эритроцитов ламы составляет 60 дней.

.

Эритроцитов · Анатомия и физиология

Эритроциты · Анатомия и физиология

К концу этого раздела вы сможете:

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

Эритроцит , широко известный как эритроцит (или эритроцит), на сегодняшний день является наиболее часто встречающимся формованным элементом: одна капля крови содержит миллионы эритроцитов и всего тысячи лейкоцитов.В частности, у мужчин содержится около 5,4 миллиона эритроцитов на микролитр ( мкм л) крови, а у женщин — примерно 4,8 миллиона на мкм л. Фактически, по оценкам, эритроциты составляют около 25 процентов от общего количества клеток в организме. . Как вы понимаете, это довольно маленькие клетки, средний диаметр которых составляет всего около 7–8 микрометров ( µ м) ([ссылка]). Основные функции эритроцитов заключаются в том, чтобы собирать вдыхаемый кислород из легких и транспортировать его к тканям организма, а также собирать некоторые (около 24 процентов) углекислого газа из тканей 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.

Форма и структура эритроцитов

Когда эритроцит созревает в красном костном мозге, он вытесняет свое ядро ​​и большинство других своих органелл. В течение первых дней или двух, что он находится в кровотоке, незрелый эритроцит, известный как ретикулоцит , обычно все еще будет содержать остатки органелл.Ретикулоциты должны составлять приблизительно 1-2 процента от количества эритроцитов и обеспечивать приблизительную оценку скорости производства эритроцитов, при этом аномально низкие или высокие показатели указывают на отклонения в продукции этих клеток. Однако эти остатки, в первую очередь сети (ретикулум) рибосом, быстро отслаиваются, а зрелые циркулирующие эритроциты имеют мало внутренних структурных компонентов клетки. Например, не имея митохондрий, они полагаются на анаэробное дыхание. Это означает, что они не используют кислород, который они транспортируют, поэтому они могут доставить его в ткани.У них также отсутствует эндоплазматическая сеть и они не синтезируют белки. Однако эритроциты содержат некоторые структурные белки, которые помогают клеткам крови поддерживать свою уникальную структуру и позволяют им изменять свою форму, чтобы протиснуться через капилляры. Сюда входит белковый спектрин, белковый элемент цитоскелета.

Эритроциты — двояковогнутые диски; то есть они пухлые на периферии и очень тонкие в центре ([ссылка]). Поскольку в них отсутствует большинство органелл, внутри больше места 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 меньшее отношение площади поверхности к объему. В капиллярах кислород, переносимый эритроцитами, может диффундировать в плазму, а затем через стенки капилляров, достигая клеток, в то время как часть углекислого газа, производимого клетками в виде отходов, диффундирует в капилляры и поглощается ими. эритроциты. Капиллярные русла чрезвычайно узкие, что замедляет прохождение эритроцитов и предоставляет расширенные возможности для газообмена.Однако пространство внутри капилляров может быть настолько маленьким, что, несмотря на свой небольшой размер, эритроцитам, возможно, придется складываться сами по себе, чтобы пробиться сквозь них. К счастью, их структурные белки, такие как спектрин, гибкие, что позволяет им удивительно сгибаться, а затем снова отскакивать, когда они входят в более широкий сосуд. В более широких сосудах эритроциты могут скапливаться подобно свитку монет, образуя руло, от французского слова «свиток».

Гемоглобин

Гемоглобин — большая молекула, состоящая из белков и железа.Он состоит из четырех свернутых цепей белка под названием глобин , обозначенных альфа 1 и 2 и бета 1 и 2 ([link] a ). Каждая из этих молекул глобина связана с молекулой красного пигмента под названием гем , который содержит ион железа (Fe ²⁺ ) ([ссылка] b ).

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 тела, где он высвобождает некоторые молекулы кислорода, становясь более темно-красным дезоксигемоглобином , иногда называемым восстановленным гемоглобином. Выделение кислорода зависит от потребности в кислороде окружающих тканей, поэтому гемоглобин редко, если вообще когда-либо, оставляет весь свой кислород позади.По капиллярам углекислый газ попадает в кровоток. Около 76 процентов растворяется в плазме, часть остается в виде растворенного CO ₂ , а остальная часть образует бикарбонат-ион. Около 23–24 процентов его связывается с аминокислотами в гемоглобине, образуя молекулу, известную как карбаминогемоглобин . Из капилляров гемоглобин переносит углекислый газ обратно в легкие, где он высвобождает его для обмена кислорода.

Изменения в уровнях эритроцитов могут оказывать значительное влияние на способность организма эффективно доставлять кислород к тканям.Неэффективный гематопоэз приводит к недостаточному количеству эритроцитов и приводит к одной из нескольких форм анемии. Избыточное производство эритроцитов вызывает состояние, называемое полицитемией. Основным недостатком полицитемии является не недостаточная доставка кислорода к тканям напрямую, а повышенная вязкость крови, которая затрудняет циркуляцию крови в сердце.

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

Процент насыщения обычно контролируется с помощью устройства, известного как пульсоксиметр, который прикладывают к тонкой части тела, обычно к кончику пальца пациента. Устройство работает, посылая через палец световые волны двух разных длин (одна красная, другая инфракрасная) 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 количеству, поглощенному частично оксигенированным гемоглобином, и представляет данные как процент насыщения. Нормальные показания пульсоксиметра находятся в диапазоне 95–100 процентов. Более низкие проценты отражают гипоксемию или низкий уровень кислорода в крови. Термин гипоксия является более общим и относится просто к низкому уровню кислорода. Уровень кислорода также контролируется непосредственно по свободному кислороду в плазме, обычно после артериальной палочки.Когда применяется этот метод, количество присутствующего кислорода выражается в единицах парциального давления кислорода или просто pO ₂ и обычно регистрируется в миллиметрах ртутного столба, мм рт.

Почки фильтруют около 180 литров (~ 380 пинт) крови у среднего взрослого каждый день, или около 20 процентов от общего объема покоя, и, таким образом, служат идеальными участками для рецепторов, определяющих сатурацию кислорода. В ответ на гипоксемию меньшее количество кислорода будет покидать сосуды, снабжающие почку, что приводит к гипоксии (низкой концентрации кислорода) в тканевой жидкости почек, где фактически контролируется концентрация кислорода.Интерстициальные фибробласты в почках секретируют ЭПО, тем самым увеличивая продукцию эритроцитов и восстанавливая уровни кислорода. В классической петле отрицательной обратной связи по мере увеличения насыщения кислородом секреция ЭПО падает, и наоборот, тем самым поддерживая гомеостаз. Население, живущее на больших высотах, с изначально более низким уровнем кислорода в атмосфере, естественно, поддерживает более высокий гематокрит, чем люди, живущие на уровне моря. Следовательно, люди, путешествующие на большие высоты, могут испытывать симптомы гипоксемии, такие как усталость, головная боль и одышка, в течение нескольких дней после прибытия.В ответ на гипоксемию почки секретируют ЭПО, чтобы увеличить производство эритроцитов до тех пор, пока гомеостаз снова не будет достигнут. Чтобы избежать симптомов гипоксемии или высотной болезни, альпинисты обычно отдыхают от нескольких дней до недели или более в нескольких лагерях, расположенных на увеличивающейся высоте, чтобы позволить уровням ЭПО и, как следствие, повышению количества эритроцитов. При восхождении на самые высокие вершины, такие как Mt. Эверест и К2 в Гималаях, многие альпинисты полагаются на баллонный кислород, когда они приближаются к вершине.

Жизненный цикл эритроцитов

Производство эритроцитов в костном мозге происходит с поразительной скоростью — более 2 миллионов клеток в секунду. Для того, чтобы это производство происходило, необходимо наличие определенного количества сырья в достаточных 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 необходимы несколько микроэлементов:

• Утюг.Мы сказали, что каждая гемовая группа в молекуле гемоглобина содержит ион микроэлемента железа. В среднем усваивается менее 20 процентов потребляемого нами железа. Гемовое железо из продуктов животного происхождения, таких как мясо, птица и рыба, усваивается более эффективно, чем негемовое железо из растительной пищи. После абсорбции железо становится частью общего запаса железа в организме. Костный мозг, печень и селезенка могут хранить железо в белковых соединениях , ферритине и гемосидерине . Ферропортин транспортирует железо через плазматические мембраны клеток кишечника и из мест его хранения в тканевую жидкость, где оно попадает в кровь.Когда ЭПО стимулирует выработку эритроцитов, железо высвобождается из хранилища, связывается с трансферрином и переносится в красный костный мозг, где присоединяется к предшественникам эритроцитов.
• Медь. Микроэлемент, медь входит в состав двух белков плазмы, гефестина и церулоплазмина. Без этого гемоглобин не мог бы производиться должным образом. Гефестин, расположенный в ворсинках кишечника, обеспечивает всасывание железа клетками кишечника. Церулоплазмин переносит 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 к клеткам организма.В состоянии дефицита меди транспорт железа для синтеза гема снижается, и железо может накапливаться в тканях, где в конечном итоге может привести к повреждению органов.
• Цинк. Микроэлемент цинка действует как кофермент, который способствует синтезу гемовой части гемоглобина.
• витаминов группы В. Витамины B фолиевая кислота и витамин B ₁₂ действуют как коферменты, способствующие синтезу ДНК. Таким образом, оба имеют решающее значение для синтеза новых клеток, включая эритроциты.

Эритроциты живут до 120 дней в кровообращении, после чего изношенные клетки удаляются миелоидными фагоцитарными клетками, называемыми макрофагами , которые расположены в основном в костном мозге, печени и селезенке. Компоненты гемоглобина разрушенных 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 подвергается фагоцитозу, 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, прежде всего в форме ферритина или гемосидерина, или переноситься через кровоток с трансферрином в красный костный мозг для рециркуляции в новые эритроциты.
• Часть гема, не содержащая железа, разлагается на отходы биливердин , зеленый пигмент, а затем на другой побочный продукт, билирубин , желтый пигмент.Билирубин связывается с альбумином и перемещается с кровью в печень, которая использует его для производства желчи — соединения, которое выделяется в кишечнике для эмульгирования пищевых жиров. В толстом кишечнике бактерии расщепляют билирубин отдельно от желчи и превращают его в уробилиноген, а затем в стеркобилин. Затем он выводится из организма с калом. Антибиотики широкого спектра действия обычно также уничтожают эти бактерии и могут изменить цвет фекалий. Почки также удаляют циркулирующий билирубин и другие побочные продукты метаболизма, такие как уробилин, и выделяют их с мочой.

Разрушающие пигменты, образовавшиеся в результате разрушения гемоглобина, можно увидеть в различных ситуациях. На месте травмы биливердин из поврежденных эритроцитов дает некоторые из драматических цветов, связанных с синяками. При недостаточности печени билирубин не может быть эффективно удален из кровообращения и заставляет тело приобретать желтоватый оттенок, связанный с желтухой. Стеркобилины в фекалиях дают типичный коричневый цвет, связанный с этими отходами. А желтый цвет мочи связан с уробилинами.

Жизненный цикл эритроцитов кратко описан в [ссылка].

Заболевания эритроцитов

Размер, форма и количество эритроцитов, а также количество молекул гемоглобина могут иметь большое влияние на здоровье человека. Когда количество эритроцитов или гемоглобина недостаточное, общее состояние называется анемией . Существует более 400 типов анемии, и более 3,5 миллионов американцев страдают этим заболеванием. Анемии можно разделить на три основные группы: анемии, вызванные кровопотерей, анемии, вызванные неправильным или сниженным образованием эритроцитов, и анемии, вызванные чрезмерным разрушением эритроцитов.Клиницисты часто используют две группы в диагностике: кинетический подход фокусируется на оценке образования, разрушения и удаления эритроцитов, тогда как морфологический подход исследует сами эритроциты, уделяя особое внимание их размеру. Обычный тест — это средний объем тельца (MCV), который измеряет размер. Клетки нормального размера называются нормоцитами, клетки меньшего размера — микроцитами, а клетки большего размера — макроцитами. Количество ретикулоцитов —

.