сколько молекул гемоглобина содержится в одном эритроците

Сколько молекул гемоглобина содержит один эритроцит

Забота о собственном здоровье становится трендом. Повышение сознательности людей в этом вопросе побуждает интерес к устройству основных механизмов нашего организма. Сегодня мы расскажем читателю о гемоглобине, который оказывает огромное влияние на правильное функционирование всех систем человеческого тела.

Что такое гемоглобин и какую роль он выполняет в крови

Дыхание — это естественный автоматический процесс, поэтому редко кто без причины задумывается о сложных механизмах, которые ему сопутствуют. А если причины есть, то приходится разбираться. Гемоглобин образуется в красных кровяных тельцах крови, или по-другому эритроцитах, на ранней стадии их развития. Каждый вдох насыщает эти мельчайшие клетки нашей крови кислородом. Но эритроциты в процессе дыхания выполняют всего лишь роль «транспорта» для гемоглобина. Именно он способен соединиться с молекулами кислорода и «передать» их нуждающимся тканям, а также забрать из точки назначения (ткани) углекислый газ и проследовать по обратному маршруту в легкие.

Стоит отметить, что любые отклонения от нормы показателей гемоглобина в крови — это не причина заболеваний, а их следствие. А поводов для нарушений существует множество: от неправильного питания до серьезных болезней. Последствием в частности является анемия (низкий уровень гемоглобина). Для того чтобы узнать, каковы показатели гемоглобина в крови у конкретного человека, назначают простейшие анализы.

Диагностика уровня гемоглобина в крови

Общий анализ крови — это один из самых распространенных видов диагностики множества заболеваний. Помимо прочего, в него входит определение уровня гемоглобина. Такая популярность обусловлена высокой степенью информативности и простотой самой процедуры. Для того чтобы сдать кровь необходима лишь минимальная подготовка пациента — перед анализом нельзя употреблять пищу в течение 8–12 часов. Именно поэтому его часто назначают на утро. Результат пациент может получить уже на следующий день, а в некоторых диагностических компаниях можно заказать экспресс-исследование за несколько часов.

После проведения анализа пациент получает на руки бланк с основными показателями крови. Уровень гемоглобина часто указан в первой или второй строчке, единицами измерения являются граммы на литр (г/л) или граммы на децилитр (г/дл). Несомненно, постановкой диагноза на основе полученных данных должен заниматься врач. К тому же для выявления болезни одного анализа крови недостаточно.

Норма содержания гемоглобина в крови

Показатели гемоглобина нельзя назвать индивидуальными, тем не менее определенные различия в нормах существуют. Они зависят от пола, возраста и физиологических состояний. Последнее характерно для женщин — во время беременности нормальные показатели гемоглобина меняются. В среднем речь идет о цифрах в 110–160 г/л.

Наиболее распространенным типом отклонения уровня гемоглобина является снижение количества этого белка в крови. Повышенные значения — это скорее редкость, возникающая на фоне влияния определенных внешних факторов или серьезных, но редко встречающихся заболеваний.

Причины повышенного гемоглобина в крови

Увеличение количества этого белка может быть связно с некоторыми естественными причинами, например с длительными физическими нагрузками, стрессом, приемом специфических лекарств или проживанием в высокогорных районах. Курильщики со стажем также могут обнаружить в анализе крови высокие значения гемоглобина, впрочем, как и жители мегаполисов с загрязненным воздухом. Патологическое увеличение показателей может быть связано со следующими заболеваниями[1]:

• хроническая сердечная и дыхательная недостаточность;
• поликистоз почек;
• эритремия;
• обезвоживание.

Повышение гемоглобина не связано с какими-либо характерными симптомами. В основном они свидетельствуют о болезнях, следствием которых и стало увеличение количества этого компонента в крови.

Причины пониженного гемоглобина в крови

Научное название данного состояния — анемия. Не стоит считать его болезнью, это всего лишь синдром, то есть группа симптомов, вызванных различными патологиями. Но неспецифические признаки снижения гемоглобина в крови выделить можно. В первую очередь они связаны с кислородным голоданием тканей. К основным признакам анемии относят:

Существует несколько причин для развития анемии:

• Дефицит витаминов или микроэлементов, в частности железа, — железодефицитная анемия. Она может быть следствием несбалансированного питания, повышенной потребности в железе, нарушений в работе ЖКТ, хронических кровопотерь или скрытых кровотечений.
• Нарушения, связанные с работой кроветворных органов, — дисгемопоэтическая анемия. Возникает вследствие врожденных патологий, влияния неблагоприятных факторов окружающей среды (радиация, промышленные яды), травм, воздействия инфекций, генетических причин и серьезной нехватки питательных веществ.
• Постгеморрагическая анемия возникает вследствие серьезных кровопотерь.
• Чрезмерно быстрое разрушение эритроцитов — гемолитическая анемия.

Лечение заболеваний, связанных с серьезными нарушениями работы кроветворных органов, а также наследственных или хронических патологий, вызывающих дефицит эритроцитов в крови, — это работа для опытного врача. Но забота о собственном здоровье, призванная не допустить дефицита железа в организме, ложится на плечи любого здравомыслящего человека.

Профилактика

Прежде всего — контроль. Всем известно, что заболевания на ранней стадии гораздо легче поддаются лечению. Поэтому необходимо регулярно сдавать анализ крови (хотя бы 1 раз в год) — так вы сможете заметить первые признаки нарушения баланса гемоглобина.

Также следует отказаться от курения. Вдыхая табачный дым, человек провоцирует связывание гемоглобина с угарным газом, а это значительно снижает способность белка переносить кислород к клеткам.

Полноценное питание помогает сохранять хорошее самочувствие и предотвращать появление болезней, ведь от баланса поступающих в кровь витаминов зависит качество функционирования органов. Для того чтобы избежать развития анемии, следует регулярно есть продукты с высоким содержанием белка (такие как яйца, сыр, творог, рыба, говядина). Крупы, богатые железом, также рекомендованы к употреблению, например, пшено, овсянка, гречка. И, конечно же, фрукты — предупредить железодефицитную анемию помогают яблоки, абрикосы, хурма и другие. Улучшить усвоение железа в организме позволит прием витаминов — C, B12, B9, B6.

Нельзя допускать развития заболеваний ЖКТ, ведь они могут спровоцировать регулярные кровотечения, снижающие уровень гемоглобина в крови. Также патологии кишечника приводят к нарушению всасывания витаминов и микроэлементов, необходимых для поддержания правильной работы кроветворных органов.

Поддерживать нормальный уровень гемоглобина в крови очень важно для хорошего самочувствия. Возможно, стоит лишь скорректировать рацион, и появятся новые силы, улучшится цвет лица, а головные боли уйдут в прошлое. В любом случае, если вы заподозрили у себя признаки анемии, следует обратиться к врачу и начать лечение.

Эритроциты (Э) — это высокоспециализированные безъядерные клетки крови. Ядро у них утрачивается в процессе созревания. Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска. В среднем их диаметр около 7,5 мкм, а толщина на периферии 2,5 мкм. Благодаря такой форме увеличивается поверхность эритроцитов для диффузии газов. Кроме того, это возрастает их пластичность. За счет высокой пластичности, они деформируются и легко проходят по капиллярам. У старых и патологических эритроцитов пластичность низкая. Поэтому они задерживаются в капиллярах ретикулярной ткани селезенки и разрушаются там. Мембрана эритроцитов и отсутствие ядра обеспечивают их главную функцию — перенос кислорода и участие в переносе углекислого газа. Мембрана эритроцитов непроницаема для катионов, кроме калия, а ее проницаемость для анионов хлора, гидрокарбонат анионов и гидроксил анионов в миллион раз больше. Кроме того она хорошо пропускает молекулы кислорода и углекислого газа. В мембране содержится до 52% белка. В частности, гликопротеины определяют групповую принадлежность крови и обеспечивают ее отрицательный заряд. В нее встроена Nа/К-АТФаза, удаляющая из цитоплазмы натрий и закачивающая ионы калия. Основную массу эритроцитов составляет хемопротеин гемоглобин. Кроме того в цитоплазме содержатся ферменты карбоангидраза, фосфатазы, холинэстераза и другие ферменты.

1. Перенос кислорода от легких к тканям.

2. Участие в транспорте СО2 от тканей к легким.

3. Транспорт воды от тканей к легким, где она выделяется в виде пара.

4. Участвуют в свертывании крови, выделяя эритроцитарные факторы свертывания.

5. Переносят аминокислоты на своей поверхности.

6. Участвуют в регуляции вязкости крови, вследствие пластичности. В результате их способности к деформации, вязкость крови в мелких сосудах меньше, чем крупных.

В одном микролитре крови мужчин содержится 4,5-5,0 млн. эритроцитов (4,5-5,0 * 1012 л). Женщин — 3,7-4,7 млн. (3,7-4,7 * 1012 л). Подсчет количества эритроцитов производится в камере Горяева. Для этого кровь в специальном капилляре меланжере (смесителе) для эритроцитов смешивают с 3% раствором хлорида натрия в соотношении 1:100 или 1:200. Затем капелька этой смеси помещается в счетную камеру. Она создается средним выступом камеры и покровным стеклом. Высота камеры 0,1 мм. На среднем выступе нанесена сетка, образующая большие квадраты. Часть этих квадратов разделена на 16 маленьких (табл.). Каждая сторона малого квадрата имеет величину 0,05 мм. Следовательно, объем смеси над малым квадратом будет составлять 1/10 мм * 1/20 мм * 1/20 мм = 1/4000 мм3.

После заполнения камеры, под микроскопом считают количество эритроцитов в 5-ти тех больших квадратах, которые разделены на маленькие, Т.е. в 80 маленьких. Затем рассчитывают количество эритроцитов в одном микролитре крови по формуле:

Где а — общее количество эритроцитов, полученное при подсчете

б — число малых квадратов в которых производился подсчет (80)

в — разведение крови (1:100, 1:200).

4000 — величина обратная объему жидкости на малым квадрате.

Для быстрого подсчета, при большом количестве анализов, используют

фотоэлектрические эритрогемометры. Принцип их действия основан на определении прозрачности взвеси эритроцитов с помощью пучка света проходящего от источника к светочувствительному датчику. Фотоэлектрокалориметры.

Увеличение содержания эритроцитов в крови называется эритроцитозом или эритремией, уменьшаться эритропенией или анемией. Эти изменения могут быть относительными и абсолютными. Например, относительное уменьшение их количества возникает при задержке воды в организме, а увеличение при обезвоживании. Абсолютное уменьшение содержания эритроцитов, т.е. анемия наблюдается при кровопотере, нарушениях кроветворения, разрушении эритроцитов гемолитическими ядами или при переливании несовместимой крови.

Гемолиз это разрушение мембраны эритроцитов и выход гемоглобина в плазму. В результате кровь становится прозрачной.

Различают следующие виды гемолиза.

1. Эндогенный, т.е. в организме.

2. Экзогенный, вне его. Например во флаконе с кровью, аппарате искусственного кровообращения.

1. Физиологический. Он обеспечивает разрушение старых и патологических форм эритроцитов. Имеется два механизма. Внутриклеточный гемолиз происходит в макрофагах селезенки, костного мозга, клетках печени. Внутрисосудистый, в мелких сосудах, из которых гемоглобин с помощью белка плазмы гаптоглобина переносится к клеткам печени. Там гем гемоглобина превращается в билирубин. В сутки разрушается около 6-7 г гемоглобина.

По механизму возникновения :

1. 1.Химический. Возникает при воздействии на эритроциты веществ, растворяющих липиды мембраны. Это спирты, эфир, хлороформ, щелочи кислоты и т.д. В частности, при отравлении большой дозой уксусной кислоты возникает выраженный гемолиз.

2. Температурный. При низких температурах в эритроцитах образуются кристаллики льда, разрывающие их оболочку.

3. Механический. Наблюдается при механических разрывах мембраны. Например, при встряхивании флакона с кровью или ее перекачивания аппаратом искусственного кровообращения.

4. Биологический. Происходит при действии биологических факторов. Это гемолитические яды бактерий, насекомых, змей. В результате переливания несовместимой крови.

5. Осмотический. Возникает в том случае, если эритроциты попали в среду с осмотическим давлением ниже, чем у крови. Вода входит в эритроциты, они набухают и лопаются. Концентрация хлорида натрия, при которой происходит гемолиз 50% всех эритроцитов, является мерой их осмотической стойкости. Ее определяют в клинике для диагностики заболеваний печени, анемий. Осмотическая стойкость должна быть не ниже 0,46% НаС1. При помещении эритроцитов в среду, с большим чем у крови осмотическим давлением, происходит плазмолиз. Это сморщивание эритроцитов. Его используют для подсчета эритроцитов.

Гемоглобин. Его разновидности и функции.

Гемоглобин (Нb) — это хемопротеин, содержащийся в эритроцитах. Его молекулярная масса 66000 дальтон. Молекулу гемоглобина образуют четыре субъединицы, каждая из которых включает гем, соединенный с атомом железом, и белковую часть глобин. Гем синтезируется в митохондриях эритробластов, а глобин в их рибосомах. У взрослого человека гемоглобин содержит две - и две -полипептидных цепи. Он называется А-гемоглобином (adult-взрослый). В зрелом возрасте он составляет основную часть гемоглобина. В первые три месяца внутриутробного развития в эритроцитах находится гемоглобин типа GI и G2 (Gover). В последующие периоды внутриутробного развития и в первые месяцы после рождения основную часть составляет фетальный гемоглобин (F-гемоглобин). В его структуре две - и две -полипептидные цепи. При рождении до 50-80% гемоглобина составляет F-гемоглобин, а 20-40 % А-гемоглобин. Ранние гемоглобины имеют большую кислородную емкость.

Гем содержит атом 2-х валентного железа, который легко соединяется с кислородом и легко отдает его. При этом валентность железа не изменяется. Один грамм гемоглобина способен связывать 1,34 мл кислорода. Соединение гемоглобина с кислородом, образующееся в капиллярах легких называется оксигемоглобином (HbO2). Он имеет ярко алый цвет. Гемоглобин, отдавший кислород в капиллярах тканей, называется дезоксигемоглобином или восстановленным (Hb). У него темно-вишневая окраску. От 10 до 30% углекислого газа, поступающего из тканей в кровь, соединяются с амидной группировкой гемоглобина. Образуется легко диссоциирующее соединение карбгемоглобин (HbCO2). В этом виде часть углекислого газа транспортируется к легким.

В некоторых случаях гемоглобин образует патологические соединения. При отравлении угарным газом образуется карбоксигемоглобин (HbCO). Сродство гемоглобина с окисью углерода значительно выше, чем с кислородом, а скорость диссоциации карбоксигемоглобина в 200 раз меньше, чем оксигемоглобина. Поэтому присутствие в воздухе даже 1% угарного газа приводит к прогрессирующему увеличению количества карбоксигемоглобина и опасному угарному отравлению. Кровь теряет способность переносить кислород. Развивается гипоксия мозга и других тканей. Угарное отравление сопровождается сильной головной болью, тошнотой, рвотой, судорогами, потерей сознания и смертью.

При отравлении сильными окислителями, например нитритами, марганцевокислым калием, красной кровяной солью, образуется метгемоглобин (MetHb). В этом соединении гемоглобина железо становится трехвалентным. Поэтому метгемоглобин очень слабо диссоциирующее соединение. Он не отдает кислород тканям.

Все соединения гемоглобина имеют характерный спектр. Восстановленный гемоглобин дает одну широкую полосу поглощения в желто-зеленой части спектра между линиями D и E. Оксигемоглобин дает 2 узких полосы поглощения в желто-зеленой части спектра между линиями D и E. У карбоксигемоглобина такая же спектральная картина, как и оксигемоглобина. Поэтому для диагностики отравления угарным газом, в исследуемую кровь добавляют восстановитель, например реактив Стокса. Под их влиянием оксигемоглобин превращается в дезоксигемоглобин и появляется спектр восстановленного гемоглобина. Карбоксигемоглобин не восстанавливается. Метгемоглобин, в зависимости от рН крови, дает 3-5 полос поглощения. Одна из них находится в красной части, другие в желто-зеленой области спектра.

Гемоглобин образует с соляной кислотой соединение коричневого цвета — солянокислый гематин. Форма его кристаллов зависит от видовой принадлежности крови. В частности, кристаллы солянокислого гематина человека имеют форму прямоугольных пластинок.

Содержание гемоглобина определяют методом Сали. Гемометр Сали состоит из 3 пробирок, находящихся в специальном штативе. Две из них, расположенные сбоку от центральной, заполнены стандартным раствором солянокислого гематина коричневого цвета. Средняя пробирка имеет градуировку в единицах гемоглобина. В нее наливают 0,2 мл соляной кислоты. Затем мерной пипеткой набирают 20 мкл крови и выпускают ее в соляную кислоту. Перемешивают содержимое пробирки и выдерживают 5 мин. Полученный раствор солянокислого гематина разводят водой до тех пор, пока его цвет не станет таким же, как в боковых пробирках. По уровню жидкости в средней пробирке определяется содержание гемоглобина. В норме в крови мужчин содержится 132-164 г/л (13,2-16,4 г %) гемоглобина. У женщин — 115-145 г/л (11,5-14,5 г %). Количество гемоглобина снижается при кровопотерях, интоксикациях, нарушениях эритропоэза, недостатке железа, витамина В12 и т.д.

Кроме этого определяют цветовой показатель. Он отражает степень насыщения эритроцитов гемоглобином. Это отношение содержания гемоглобина в крови к количеству эритроцитов. В норме его величина составляет 0,85-1,05.

Анализ крови: Эритроциты, Гемоглобин, Индексы Эритроцитов

ЭритроцитыОбщий анализ крови является самым востребованным лабораторным исследованием – он отражает широкий спектр разных патологий, в результате которых количество клеток крови отклоняется от нормы. Общий анализ крови – набор тестов, а не один анализ, включающий исследование каждого из трех форменных элементов крови: эритроцитов, тромбоцитов (кровяных пластинок) и лейкоцитов. В этой статье рассмотрены исследования эритроцитов и некоторые другие анализы, которые к ним относятся и влияют на функции эритроцитов. Исследования других форменных элементов крови – лейкоцитов и тромбоцитов – описаны в статье «РђРЅР°Р»РёР· РєСЂРѕРІРё: Лейкоциты» и «РђРЅР°Р»РёР· системы свертывания РєСЂРѕРІРё».

Лабораторные исследования оценки функции эритроцитов используют прежде всего для выявления анемии (см таблицу 1) и определения причин ее возникновения. В других статьях рассмотрены значения и дифференциальный подсчет лейкоцитов, а также подсчет тромбоцитов (анализ свертывающей системы крови).

Единица измерения

Концентрация эритроцитов в крови

Концентрация гемоглобина в крови*

Доля эритроцитов в цельной крови

Средний объем эритроцитов

Средний объем эритроцитов

Фемтолитр
(1 фемтолитр = 1 × 10 -15 /л)

Средняя концентрация гемоглобина в эритроците

Средняя концентрация гемоглобина в эритроците

Широта распределения эритроцитов

Вариабельность эритроцитов по объему

Мазок крови. Кровь тонким слоем распределяют на предметном стекле и окрашивают. Полученный препарат исследуют под микроскопом. Любые изменения размеров и формы эритроцитов детально описывают. Мазки крови исследуют в том случае, если анализы, приведенные в этой таблице, отклоняются от пределов нормы.

* — в отечественных лабораториях для описания измерений используют единицы СИ, согласно которым уровень гемоглобина в крови измеряется в г/л. Для перерасчета значений, выраженных в г/дл, в единицы СИ, полученный результат нужно умножить на коэффициент 10 (например, показатель 14 г/дл соответствует значению 140 г/л). Отметим, что при интерпретации результатов анализа нужно учитывать половые различия референсных значений

Формирование эритроцитов (Эритропоэз)

Эритроциты самые многочисленные из трех типов форменных элементов крови – их количество в 100 раз превышает количество тромбоцитов и в 1000 раз – лейкоцитов. Процесс формирования эритроцитов – эритропоэз (разновидность процесса кроветворения – гемопоэза) – происходит в костном мозге. И если в детском возрасте костный мозг, в котором происходит гемопоэз, содержится практически во всех костях, то у взрослых гемопоэз ограничен костным мозгом тазовых костей, эпифизами длинных костей (например, кости плеча и бедер), лопаток, позвонков, ребер и грудины.

Все клетки крови формируются из полипотентных (плюрипотентных) стволовых клеток костного мозга, которые потенциально могут преобразоваться в клетки эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Пронормобласт (проэритробласт) – самая примитивная среди полипотентных клеток костного мозга из которой образуется эритроцит. Формирование происходит путем деления и дифференцировки, проходя три стадии – нормобласт, ретикулоцит и зрелый эритроцит (рисунок 1). То есть, эритропоэз – процесс развития от стволовой клетки до зрелого эритроцита, который характеризуется:

• Постепенным уменьшением размера
• Потерей ядра и, как следствие, способности к делению
• Потерей внутриклеточных органелл

Развитие клеток крови

Рисунок 1. Развитие клеток крови

Последняя стадия формирования (из ретикулоцита в эритроцит) происходит не только в костном мозге, а и в периферической крови. Как правило, ретикулоциты составляют 1-2% от общего количества эритроцитов крови. В норме ни одна другая ранняя форма эритроцитов в крови не содержится.

Жизнь эритроцитов длится примерно 100-120 дней. Эти клетки постоянно обновляются. Так, в костном мозге воспроизводится в среднем 2,3 млн эритроцитов в секунду. Процесс образования эритроцитов регулирует эритропоэтин (гемопоэтин) – гормон, секретируемый почечными клетками и клетками печени (почечная секреция эритропоэтина преобладает в зрелом возрасте, а печеночная – в эмбриональном и перинатальном периоде). При снижении концентрации кислорода в крови почки выделяют эритропоэтин, который с током крови транспортируется в косный мозг, где стимулирует процесс формирования эритроцитов. Когда уровень эритроцитов в крови достигает физиологического (необходимого организму), повышается концентрация кислорода в крови и, как следствие, секреция эритропоэтина в почках снижается (см рисунок 2).

Рисунок 2. Регуляция продукции эритроцитов

Структура и функции эритроцитов

Основная функция зрелого эритроцита – транспорт кислорода от легких к тканям и транспорт углекислого газа от тканей к легким. В эритроцитах содержится белок гемоглобин – главное звено в процессе газообмена. Процесс образования гемоглобина проходит в эритроцитах на стадии их раннего развития в костном мозге и полностью завершается к моменту полного созревания эритроцитов. Зрелая клетка эритроцита (ретикулоцита) покидает костный мозг уже с полным набором молекул гемоглобина (250-300 млн).

Зрелый эритроцит часто описывают как двояковогнутый диск, представляющий собой сжатую сферу с вдавлениями по бокам. Такая форма позволяет при имеющемся объеме создавать наибольшую площадь поверхности, тем самым обеспечивая максимальную возможность для газообмена. Диаметр эритроцита составляет в среднем 8 мкм, что в 2 раза превышает просвет самых мелких кровеносных сосудов, через которые он должен проходить. Способность мембраны эритроцита к деформации, позволяет изменять форму клетки так, что она может проходить через микроскопические сосуды в легочных альвеолах и тканях, где, собственно, и происходит процесс газообмена.

Поскольку клетка эритроцита не имеет ядра и не содержит других внутриклеточных органелл, ее можно рассматривать как заполненную гемоглобином мембранную сумку, способную к деформации.

Структура и функции гемоглобина

Гемоглобин – это пигмент эритроцитов, благодаря которому кровь имеет красный цвет. Основная функция гемоглобина – доставка кислорода к тканям, а также транспорт углекислого газа и ионов водорода в легкие. Молекула гемоглобина состоит из четырех протомеров – полипептидных цепей, состоящих из аминокислот. Протомеры формируют глобиновую (белковую) часть молекулы. К каждой из четырех глобиновых субъединиц присоединена группа гема, в центре которой находится атом железа в форме Fe 2+ (см рисунок 3).

Рисунок 3. Схема строения молекулы оскигемоглобина у взрослых

Если структура гема всегда одинаковая, то в глобиновых субъединицах последовательность аминокислот незначительно варьирует. Глобиновые цепи имеют четыре разновидности – α (альфа), β (бета), γ (гамма) и δ (дельта). У взрослого человека около 97% гемоглобина представлено гемоглобином А (HbA), который состоит из двух субъединиц – двух α-глобиновых и двух β-глобиновых цепей. Остальное количество гемоглобина (примерно 3%) представлено гемоглобином А2 (HbA2), состоящего из двух α-глобиновых и двух δ-глобиновых цепей. В период внутриутробного развития и у грудных детей в первые несколько месяцев жизни образуется только фетальный гемоглобин (HbF), состоящий из двух α-глобиновых и двух γ-глобиновых субъединиц.

Структура гемоглобина представляет большой интерес. Ни сегодняшний день известно много наследственных патологий, при которых происходят нарушения процесса формирования и структуры гемоглобина. Эти патологии получили общее название – гемоглобинопатия. Большая часть гемоглобинопатий встречается редко, но две из них – анемия Кули (талассемия) и серповидноклеточная анемия (серповидноклеточная болезнь) – привлекают особое внимание специалистов.

Транспорт кислорода гемоглобином

Атом железа, содержащийся в каждом геме, определяет свойство гемоглобина связывать кислород – кислород формирует слабую неполярную связь с железом, в результате чего образуется оксигемоглобин. Если все четыре гема заняты кислородом, молекула гемоглобина считается насыщенной. Степень насыщения гемоглобина зависит, в первую очередь, от содержания кислорода в крови (см рисунок 4).

Рисунок 4. Взаимосвязь между содержанием кислорода в крови (PO2) и кислородом, который может объединиться с гемоглобином (% насыщения гемоглобина)

На графике видно, что степень насыщения гемоглобина кислородом повышается, если PO₂ (парциальное давление кислорода в крови) увеличивается. Физиологическое значение этой взаимосвязи находится в основе транспортной функции гемоглобина. Попадая в легкие с вдыхаемым воздухом, кислород попадает через легочные альвеолы в кровь, при этом PO₂ высокое (примерно 95 мм рт ст). При высоком PO₂ восприимчивость гемоглобина к кислороду повышается, в результате чего происходит быстрое (в течение нескольких секунд) насыщение гемоглобина кислородом (до 100%). В тканях организма PO₂ относительно низкое (примерно 40 мм рт ст), поэтому восприимчивость гемоглобина к ксилороду снижена. При этом кислород высвобождается из гемоглобина и диффундирует из эритроцитов в клетки, где принимает участие в клеточном метаболизме.

Роль эритроцитов и гемоглобина в транспорте углекислого газа (CO₂)

Если транспорт кислорода из легких в ткани практически полностью зависит от гемоглобина, содержащегося в эритроцитах, то процесс транспорта углекислого газа (диоксида углерода) от тканей к легким гораздо сложнее. В отличие от кислорода, углекислый газ растворяется в плазме крови. В результате большая часть углекислого газа транспортируется в растворенном виде, остальное количество – эритроцитами.

Образованный в результате клеточного метаболизма углекислый газ из тканей диффундирует в кровоток. Часть CO₂ растворяется в плазме, часть диффундирует в эритроциты. В эритроцитах часть CO₂ вступает в связь с освободившемся от кислорода гемоглобином, в результате чего образуется карбогемоглобин (HbCO), другая часть CO₂ вступает в соединение с содержащейся в цитоплазме эритроцитов водой, образуя угольную кислоту (H₂CO₃) (эта реакция катализируется ферментом карбоангидразой). Угольная кислота диссоциирует на ионы водорода (количество ионов водорода определяется гемоглобином) и бикарбонат-ионы, которые диффундируют из эритроцитов в плазму крови. В легких эти клеточные реакции проходят в обратном направлении – углекислый газ, диффундируя из эритроцитов, проникает вместе с растворенным в плазме крови углекислым газом в легочные альвеолы для дальнейшего выведения из организма вместе с выдыхаемым воздухом.

Роль гемоглобина в процессе дыхания также рассмотрены в статье «Р¤РёР·РёРѕР»РѕРіРёСЏ дыхания (газообмен РІ легких)».

Физиологический гемолиз – нормальное разрушение эритроцитов

Продолжительность жизни эритроцита составляет в среднем 100-120 дней, после чего клетка погибает и удаляется из крови ретикулоэндотелиальной системой при прохождении крови через селезенку, печень и костный мозг. Когда кровь попадает в эти органы, мембрана эритроцитов разрушается, в результате чего высвобождается гемоглобин, который распадается на элементы – гем и глобин (см рисунок 5).

Рисунок 5. Распад и выведение гемоглобина

Образованное в результате распада железо гема участвует в процессе формирования новых эритроцитов, а глобиновые цепи распадаются до аминокислот, которые пополняют общий запас аминокислот организма. Остатки гема (после удаления железа), преобразуются в билирубин (желтый пигмент), который с током крови попадает в печень для метаболизма и выведения из организма (с желчью билирубин попадает в кишечник и выводится с фекалиями); небольшая часть билирубина выделяется в виде метаболитов (уробилиногена и уробилина) с мочой.

В здоровом организме скорость образования эритроцитов в костном мозге соответствует скорости гемолиза в клетках ретикулоэндотелиальной системы. Таким образом поддерживается постоянное количество эритроцитов в крови, которого достаточно для полноценного обеспечения кислородом всех тканей и органов.

АНАЛИЗ НА ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ: КОЛИЧЕСТВО ЭРИТРОЦИТОВ, ЭРИТРОЦИТАРНЫЕ ИНДЕКСЫ, ГЕМОГЛОБИН, ГЕМАТОКРИТ

Подготовка пациента

Для проведения анализа на форменные элементы крови пациент не нуждается в специальной подготовке.

Время забора крови

Требований к времени забора крови для проведения этого анализа нет. Забор крови рекомендуется проводить в удобное для доставки в лабораторию время.

Для определения количества эритроцитов кровь перед отправкой в лабораторию не рекомендуется хранить более 12 часов. Общий анализ крови – одно из исследований, которое при необходимости можно проводить срочно (в большинстве лабораторий есть дежурные лаборанты, которые работают круглосуточно и могут сделать этот анализ в любое время).

Типы образцов крови

Для проведения общего анализа крови проводить забор венозной крови рекомендуется без применения жгута. Если при заборе образца крови используется жгут, накладывать его можно не более чем на 1-2 минуты до момента взятия крови. В случае, когда забор венозной крови затруднен (у пациентов с «плохими» венами или маленьких детей), для анализа можно брать капиллярную кровь.

Емкость для сбора крови

Кровь для определения форменных элементов крови нужно собирать в пробирку с антикоагулянтом К + -ЭДТА (предупреждает процесс свертывания крови, тем самым сохраняя структуру клеток крови).

Объем крови для анализа

Для анализа форменных элементов необходимо 2,5 мл венозной крови или 0,5 мл капиллярной крови (в педиатрической практике). Как правило, пробирки для забора общего анализа крови имеют специальную отметку, до которой их следует наполнять. Правильное наполнение пробирки дает возможность соблюсти необходимую пропорцию крови и антикоагулянта. То есть, для проведения точного анализа важно, чтобы объем крови в пробирке соответствовал количеству коагулянта, которое рассчитано на конкретный объем крови. Сразу после забора кровь в пробирке нужно правильно перемешать с антикоагулянтом, плавно переворачивая пробирку (встряхивание или резкие движения пробиркой могут вызвать гемолиз, что приведет к ложным результатам анализа).

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

Референсные значения

Важно. Некоторые лаборатории концентрацию гемоглобина выражают в граммах на литр (г/л). Для перевода концентрации гемоглобина из выражения г/л в г/дл, указанный результат нужно разделить на 10. То есть, показатель гемоглобина 135 г/л соответствует значению 13,5 г/дл

Средний объем эритроцитов

Средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах

Широта распределения эритроцитов

Критические значения

Гемоглобин: 20,0 г/дл
Гематокрит: 60%

Термины для описания результатов анализа эритроцитов (исследуемых под микроскопом)

Нормоцитоз – средний размер эритроцитов в норме.
Микроцитоз – средний размер эритроцитов ниже нормы.
Макроцитоз – средний размер эритроцитов больше нормы.
Анизоцитоз – размеры эритроцитов варьируют.
Пойкилоциоз – форма эритроцитов варьирует.
Нормохромия – эритроциты нормально окрашены, что указывает на нормальное содержание гемоглобина.
Гипохромия – эритроциты слабо окрашены (содержание гемоглобина в эритроцитах ниже нормы).

СОСТОЯНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ СНИЖЕНИЕМ УРОВНЯ ЭРИТРОЦИТОВ, ГЕМОГЛОБИНА И ГЕМАТОКРИТА

Анемия

Анемия (малокровие) – патологическое состояние, характеризующееся совокупностью симптомов, вызванных нарушением доставки кислорода к тканям по причине снижения уровня эритроцитов и/или гемоглобина в крови. Причин развития анемии много, поэтому ее считают не самостоятельной патологией, а признаком какого-либо другого заболевания, которое необходимо диагностировать, чтобы провести успешное лечение.

В независимости от причин возникновения, анемия всегда сопровождается снижением уровня гемоглобина в крови. Диагноз анемия у взрослых ставят в случае, если уровень гемоглобина в крови ниже 11,5 г/дл у женщин и 13,5 г/дл у мужчин. У детей уровень гемоглобина ниже, чем у взрослых, поэтому им ставят диагноз при уровне гемоглобина ниже 11,0 г/дл. Чем ниже уровень гемоглобина в крови, тем более тяжелая степень анемии. Если показатель уровня гемоглобина в крови находится в пределах референсных значений, анемию можно исключать.

Снижение уровня эритроцитов и низкий гематокрит также являются признаками анемии, несмотря на то, что степень этого снижения зависит не только от тяжести заболевания, но и от причины его развития. Основным патологическим эффектом анемии считается ограничение доставки кислорода к тканям. Однако степень проявления симптомов анемии зависит от следующих факторов:

• Степень тяжести анемии. У большинства пациентов с легкой степенью тяжести (уровень гемоглобина не ниже 10 г/дл) не проявляются какие-либо симптомы. А в случае развития тяжелой степени тяжести (уровень гемоглобина ниже 6 г/дл), всегда возникает типичная для анемии симптоматика.
• Скорость развития заболевания. В случае быстрого развития анемии, вероятность возникновения характерных симптомов гораздо выше, чем при ее медленном развитии.

Симптомы анемии

Анемии, независимо от причин их развития, имеют несколько общих признаков, большинство из которых возникают по причине гипоксии (снижения оксигенации тканей). Некоторые возникающие при анемии симптомы отражают попытку организма компенсировать дефицит кислорода в тканях. Главные признаки анемии:

• Бледность кожи
• Повышенная утомляемость, сонливость
• Тахикардия
• Головные боли
• Одышка, особенно при физической нагрузке
• Головокружение, обмороки

Отсутствие симптомов вовсе не исключает анемию: многие анемии средней степени тяжести не проявляются какими-либо заметными симптомами, особенно если анемия медленно развивается. Среди пожилых людей, страдающих тяжелой анемией, есть асимптоматичные пациенты.

Причины развития анемии

Если анемию и степень ее тяжести можно диагностировать с помощью анализа на содержание гемоглобина, эритроцитов и гематокрита, эти исследования не позволяют установить причину ее развития. Наиболее распространенными причинами развития анемии являются:

• Дефицит железа, необходимого для образования гемоглобина (самая распространенная причина)
• Хронические воспаления, инфекционные заболевания или злокачественные образования. Эти причины развития анемии объединены определением «анемии при хронических заболеваниях» (АХЗ). АХЗ занимает второе место среди распространенных причин развития анемии, и первое место – среди пожилых людей, большинство из которых страдают хроническими заболеваниями. Характерной особенностью анемии при хронических заболеваниях является то, что практически всегда она умеренная (уровень гемоглобина редко опускается ниже 9-10 г/дл).
• Острая кровопотеря (в результате травмы или хирургического вмешательства)
• Дефицит витамина B₉ (фолиевой кислоты) и/или B₁₂ (цианокобаламина), участвующих в процессе образования эритроцитов. В этой группе чаще всего встречается пернициозная анемия, вызванная нехваткой витамина B₁₂).
• Дефицит эритропоэтина – почечного гормона, регулирующего эритропоэз. Это одна из основных причин развития анемии при хронической почечной недостаточности.
• Повышенный гемолиз – скорость разрушения эритроцитов. При этом развиваются гемолитические анемии, к которым относят гемолитическую болезнь новорожденных, серповидноклеточную анемию, а также реакции на трансфузию. В некоторых случаях гемолитическая анемия может развиваться при приеме некоторых лекарственных препаратов (в основном при лечении цефалоспоринами). Основной и отличительный признак гемолитической анемии – желтуха.
• Дефицит костномозговых стволовых клеток (возникает апластическая анемия), который часто возникает из-за радиационной терапии или в результате действия цитотоксических препаратов (назначают для лечения рака).
• Злокачественные патологии костного мозга (миеломная болезнь, лейкозы)
• Недоношенность – основной фактор риска развития анемии у новорожденных. Это вызвано несколькими причинами: 1) дефицит эритропоэтина тормозит развитие эритроцитов; 2) продолжительность жизни эритроцита длится около 35 дней, а не 100-120 (как у взрослых); 3) у недоношенных детей часто проводят забор крови для проведения разных анализов (это является причиной кровопотери на фоне небольшого объема крови).

Причину анемии помогают определить микроскопическое исследование эритроцитов и индекс эритроцитов – средний объем эритроцита и средняя концентрация гемоглобина в эритроците. Значение этих индексов дают возможность отнести анемию к одной из трех основных групп:

• Микроцитарные анемии. Характеризуются низким средним объемом эритроцитов.
• Нормоцитарные анемии. Характеризуются нормальным средним объемом эритроцитов.
• Макроцитарные анемии. Характеризуются высоким средним объемом эритроцитов.

Микроциарные анемии развиваются по причине дефицита железа и талассемии (наследственного заболевания). У больных анемией при хроническом заболевании (АХЗ) могут тоже могут проявляться признаки микроцитарной анемии, однако это нетипично, поскольку у большинства пациентов с АХЗ она нормоцитарная.

Нормоцитарная анемия развивается в результате острой потери крови, хронической почечной недостаточности (из-за снижения продукции эритропоэтина), гемолитической анемии, злокачественных патологий костного мозга (лейкозы и др), апластической анемии (при поражении стволовых клеток костного мозга).

Макроцитарные анемии возникают вследствие дефицита фолиевой кислоты (витамина B₉) и/или цианокобаламина (витамина B₁₂).

С целью дальнейшей дифференциации причин анемии внутри этих трех групп, следует определить широту распределения эритроцитов. Например, в случае дефицита железа показатель широты распределения эритроцитов будет высоким, а при талассемии – нормальным. При оценке широты распределения эритроцитов можно определять нормоцитарные анемии разной этиологии. Так, анемия при хроническом заболевании, характеризуется нормальным значением показателя широты распределения эритроцита, а при гемолитической анемии – высоким.

Таким образом, с помощью определения среднего объема эритроцитов и широты распределения, можно значительно сузить круг возможных причин развития анемии.

Микроскопическое исследование окрашенных мазков крови также применяют для определения причин анемии – размер, форма и окраска эритроцитов могут помочь установить диагноз. Например, при серповидноклеточной анемии (генетически обусловленный дефект структуры гемоглобина) эритроциты имеют характерную серповидную форму (откуда, собственно, и произошло название этой анемии). Относительно небольшие размеры эритроцитов, которые слабо окрашены (по причине аномально низкого содержания в них гемоглобина), указывают на возможный дефицит железа, а большие (как правило овальной формы) эритроциты – на дефицит витамина B9- и/или B12. Многие анемии сопровождаются характерными изменениями формы эритроцитов. Например, анемия при отравлении свинцом характеризуется бозофильной зернистостью эритроцитов, а при малярии в эритроцитах больного обнаруживаются малярийные паразиты.

ПРИЧИНЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ЭРИТРОЦИТОВ, ГЕМОГЛОБИНА И ГЕМАТОКРИТА

Полицитемия

Полицитемия – состояние, противоположное анемии, при котором наблюдается аномально большое количество клеток крови (высокий уровень эритроцитов и гемоглобина). Поскольку показатель гематокрита зависит от количества эритроцитов, он тоже увеличивается. Полицитемия может возникать в качестве ответа на какие-либо патологические или физиологические состояния, при которых в крови содержится меньше кислорода, чем в нормальном состоянии. При дефиците кислорода в почках увеличивается секреция эритропоэтина, в результате повышается производство эритроцитов – развивается вторичная полицитемия. К основным причинам развития вторичной полицитемии относят:

• Проживание в местности с низким процентом содержанием кислорода в воздухе (горной местности)
• Сердечная недостаточность (из-за патологии сердца кровь меньше насыщается кислородом)
• Хроническое заболевание легких (затруднен процесс газообмена в легких).
• Курение (оксид углерода связывается с гемоглобином, вытесняя (замещая) кислород).

Истинная (первичная) полицитемия – злокачественная патология костного мозга, характеризующаяся нарушением пролиферации стволовых клеток, что приводит к чрезмерной продукции эритроцитов (также может повышаться количество тромбоцитов и лейкоцитов).

При значительном повышении концентрации эритроцитов вязкость крови увеличивается. При этом у пациента могут наблюдаться некоторые симптомы: повышение артериального давления, головная боль и др).

Влияние разведения крови на уровень эритроцитов, гемоглобина и гематокрит

Концентрация эритроцитов в единице объема крови, уровень гемоглобина и гематокрит в значительной степени зависят от гидратации организма. В случае обезвоживания (дегидратации) объем плазмы крови уменьшается, что приводит к росту концентрации этих показателей. И наоборот, при гипергидратации (когда человек получает очень большой объем жидкости), концентрация этих показателей снижается. Тем не менее, абсолютное количество эритроцитов и гемоглобина не меняются. При интерпретации результатов анализа эти факторы (дегидратацию и гипергидратацию) необходимо учитывать.

Во время беременности увеличивается объем плазмы крови, поэтому часто беременность сопровождается незначительным снижением показателей уровня гемоглобина, эритроцитов и гематокрита, даже при условии нормального абсолютного количества эритроцитов и гемоглобина. Если у беременной незначительно снижен уровень гемоглобина, это не обязательно анемия. То есть, во время беременности анемию не диагностируют, если показатель содержания гемоглобина выше 10 г/л.

Уровень гемоглобина также не может выступать в качестве критерия оценки для определения анемии при кровотечении (острой кровопотере). Потеря крови сопровождается потерей как эритроцитов (в которых содержится гемоглобин), так и плазмы. Поэтому показатели уровня эритроцитов, концентрации гемоглобина и гематокрит могут оставаться в пределах нормы (по крайней мере в начале). Анемия в этом случае становится очевидной после проведения заместительной терапии жидкостями, которые вводят пациенту с целью восстановления объема крови.

Другие причины увеличения объема эритроцитов

Важно отметить, что средний объем эритроцитов может повышаться у пациентов с нормальным содержанием гемоглобина, то есть без анемии. Изолированное увеличение объема эритроцитов может быть вызвано злоупотреблением алкоголем или циррозом печени (в обоих случаях у пациента может быть анемия). Изолированное увеличение объема эритроцитов у людей злоупотребляющих алкоголем, рассматривается как подтверждение этого факта.

АНАЛИЗ РЕТИКУЛОЦИТОВ

Ретикулоциты – незрелые эритроциты. Поскольку этот показатель имеет ограниченное клиническое значение, а также по некоторым техническим причинам, подсчет количества ретикулоцитов многие лаборатории не включают в перечень общего анализа крови. Тем не менее, это исследование некоторые лаборатории включают в перечень общего анализа крови или проводят его отдельно. Анализ на содержание ретикулоцитов проводят с целью диагностики анемии. Требования к забору крови для проведения анализа такие-же, как и для исследования эритроцитов.

Референсные значения

Уровень ретикулоцитов в крови: 20-80 × 10 9 /л

Некоторые лаборатории выражают количество эритроцитов в процентном соотношении к количеству эритроцитов. В этом случае референсное занчение – 0,5-2,0%.

Интерпретация результатов анализа

Клиническое значение анализа на уровень ретикулоцитов основано на том, что при анемии возникает физиологический ответ организма – повышение продукции эритроцитов в костном мозге. При этом в кровь попадает большое количество ретикулоцитов (незрелых эритроцитов), количество которых и определяется в лаборатории. Этот физиологический ответ на анемию называют ретикулоцитоз.

Таким образом, если у пациента с анемией наблюдается ретикулоцитоз, это говорит о том, что анемия не вызвана нарушением процесса образования эритроцитов, а причиной этого состояния может быть либо кровопотеря, либо гемолиз (разрушение эритроцитов). Если же при анемии у пациента наблюдается сниженное количество ретикулоцитов, причиной ее развития может быть патология костного мозга или дефицит элементов питания, необходимых для формирования эритроцитов (железа, витаминов).

Анализ на содержание ретикулоцитов применяют для мониторинга лечения анемии. Так, при железодефицитной анемии прием препаратов железа сопровождается ретикулоцитозом, который проявляется на 5-7 дней терапии. В данном случае ретикулоцитоз является главным объективным признаком того, что препараты железа действуют эффективно – в костном мозге формируется больше эритроцитов. Если же ретикулоцитоз при приеме препаратов железа не наблюдается, это признак того, что причина развития анемии – не дефицит железа (нужно искать другую причину), — или пациент просто не принимает назначенные препараты.

источник