Красные кровяные тельца, также называемые эритроцитами, являются наиболее распространенным типом клеток в крови. Другие основные компоненты крови включают плазму, лейкоциты и тромбоциты. Основная функция эритроцитов – транспортировать кислород к клеткам тела и доставлять углекислый газ в легкие.
Эритроцит имеет так называемую двояковогнутую форму. Обе стороны поверхности клетки изгибаются внутрь, как внутренняя часть сферы. Эта форма помогает эритроцитам маневрировать через крошечные кровеносные сосуды, доставляя кислород к органам и тканям.
Красные кровяные тельца также важны для определения группы крови человека. Группа крови определяется наличием или отсутствием определенных идентификаторов на поверхности эритроцитов. Эти идентификаторы, также называемые антигенами, помогают иммунной системе организма распознавать собственный тип эритроцитов.
Структура эритроцитов
Эритроциты имеют уникальную структуру. Их гибкая дисковая форма помогает увеличить отношение площади поверхности к объему этих чрезвычайно маленьких ячеек. Это позволяет кислороду и диоксиду углерода легче диффундировать через плазматическую мембрану эритроцитов. Красные кровяные тельца содержат огромное количество белка, называемого гемоглобином. Эта железосодержащая молекула связывает кислород, когда молекулы кислорода попадают в кровеносные сосуды легких. Гемоглобин также отвечает за характерный красный цвет крови.
В отличие от других клеток тела зрелые эритроциты не содержат ядра, митохондрий или рибосом. Отсутствие этих клеточных структур оставляет место для сотен миллионов молекул гемоглобина, обнаруженных в красных кровяных тельцах. Мутация в гене гемоглобина может привести к развитию серповидных клеток и вызвать серповидно-клеточное заболевание.
Производство красных кровяных телец
Эритроциты получают из стволовых клеток красного костного мозга. Производство новых красных кровяных телец, также называемое эритропоэзом, вызывается низким уровнем кислорода в крови. Низкий уровень кислорода может возникать по разным причинам, включая кровопотерю, присутствие на большой высоте, физические упражнения, повреждение костного мозга и низкий уровень гемоглобина.
Когда почки обнаруживают низкий уровень кислорода, они производят и выделяют гормон под названием эритропоэтин. Эритропоэтин стимулирует выработку красных кровяных телец красным костным мозгом. Чем больше эритроцитов попадает в кровоток, тем выше уровень кислорода в крови и тканях. Когда почки ощущают повышение уровня кислорода в крови, они замедляют высвобождение эритропоэтина. В результате снижается выработка красных кровяных телец..
В среднем эритроциты циркулируют около четырех месяцев. У взрослых в любой момент времени находится в обращении около 25 триллионов эритроцитов. Из-за отсутствия ядра и других органелл взрослые эритроциты не могут подвергаться митозу с целью деления или образования новых клеточных структур. Когда они стареют или повреждаются, подавляющее большинство красных кровяных телец удаляется из кровотока селезенкой, печенью и лимфатическими узлами. Эти органы и ткани содержат лейкоциты, называемые макрофагами, которые поглощают и переваривают поврежденные или умирающие клетки крови. Деградация эритроцитов и эритропоэз обычно происходят с одинаковой скоростью для обеспечения гомеостаза циркуляции эритроцитов.
Красные кровяные тельца и газообмен
Газообмен – это основная функция красных кровяных телец. Процесс, с помощью которого организмы обмениваются газами между клетками своего тела и окружающей средой, называется дыханием. Кислород и углекислый газ переносятся по телу через сердечно-сосудистую систему. Когда сердце циркулирует кровь, обедненная кислородом кровь, возвращающаяся к сердцу, перекачивается в легкие. Кислород получается в результате деятельности дыхательной системы.
В легких легочные артерии образуют более мелкие кровеносные сосуды, называемые артериолами. Артериолы направляют кровоток к капиллярам, окружающим альвеолы легких. Альвеолы - это респираторные поверхности легких. Кислород диффундирует через тонкий эндотелий альвеоловых мешков в кровь в окружающих капиллярах. Молекулы гемоглобина в красных кровяных тельцах выделяют углекислый газ, взятый из тканей тела, и насыщаются кислородом. Углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы, где он выбрасывается с выдохом.
Теперь богатая кислородом кровь возвращается в сердце и перекачивается к остальному телу. Когда кровь достигает системных тканей, кислород распространяется из крови к окружающим клеткам. Углекислый газ, образующийся в результате клеточного дыхания, диффундирует из интерстициальной жидкости, окружающей клетки тела, в кровь. Попадая в кровь, углекислый газ связывается гемоглобином и возвращается в сердце через сердечный цикл.
Заболевания красных кровяных телец
Заболевший костный мозг может производить аномальные эритроциты. Эти клетки могут быть неправильными по размеру (слишком большими или слишком маленькими) или формой (серповидными). Анемия – это состояние, при котором не вырабатываются новые или здоровые эритроциты. Это означает, что функционирующих эритроцитов недостаточно, чтобы переносить кислород к клеткам тела.. В результате люди с анемией могут испытывать усталость, головокружение, одышку или учащенное сердцебиение. Причины анемии включают внезапную или хроническую кровопотерю, недостаточное производство эритроцитов и разрушение эритроцитов. Типы анемии включают:
- Апластическая анемия: редкое состояние, при котором из-за повреждения стволовых клеток костным мозгом вырабатывается недостаточное количество новых клеток крови. . Развитие этого состояния связано с рядом различных факторов, включая беременность, воздействие токсичных химикатов, побочные эффекты некоторых лекарств и определенные вирусные инфекции, такие как ВИЧ, гепатит или вирус Эпштейна-Барра.
- Железодефицитная анемия: Недостаток железа в организме приводит к недостаточному производству эритроцитов. Причины включают внезапную кровопотерю, менструацию и недостаточное потребление или абсорбцию железа с пищей.
- Серповидно-клеточная анемия: это наследственное заболевание вызвано мутацией гемоглобина. ген, который заставляет красные кровяные тельца принимать серповидную форму. Эти клетки неправильной формы застревают в кровеносных сосудах, блокируя нормальный кровоток.
- Нормоцитарная анемия: Это состояние возникает из-за недостаточного производства эритроцитов. Однако получаемые клетки имеют нормальный размер и форму. Это состояние может быть результатом заболевания почек, дисфункции костного мозга или других хронических заболеваний.
- Гемолитическая анемия: Эритроциты преждевременно разрушаются, обычно в результате инфекция, аутоиммунное заболевание или рак крови.
Лечение анемии различается в зависимости от степени тяжести и включает добавки железа или витаминов, лекарства, переливание крови или трансплантацию костного мозга.