Клетки крови: лейкоциты и эритроциты

Кровь – это жидкая соединительная ткань. Она состоит из множества клеток, циркулирующих в плазме. Они делятся на три класса: красные клетки (эритроциты), белые кровяные клетки (лейкоциты) и тромбоциты (тромбоциты). Все три вида образуются в костном мозге, но имеют совершенно разный внешний вид и функции.

Эритроциты – наиболее многочисленный тип клеток в крови (4,8–5,4 млн эритроцитов/мл крови). Структурно клетки модифицированы для переноса кислорода. Они представляют собой двояковогнутые диски диаметром около 8 мкм (бублик без дырки) без ядра или метаболического аппарата. Отсутствие клеточных органелл позволяет внутреннему пространству клетки быть доступным для переноса O2. Внутренняя часть эритроцита заполнена гемоглобином (Hgb), белком, который в первую очередь выполняет функцию переноса O2. Типичный эритроцит содержит около 280 миллионов молекул Hgb из-за отсутствия клеточных органелл.

Белые кровяные клетки (лейкоциты) гораздо менее многочисленны, чем эритроциты (5000–10000 лейкоцитов/мкл крови), а соотношение эритроцитов/лейкоцитов составляет приблизительно 700:1. Лейкоциты защищают организм от инфекции. Они делятся на две основные группы в зависимости от цитоплазматического вида: агранулярные лейкоциты (лимфоциты и моноциты, имеющие относительно прозрачную цитоплазму) и зернистые лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, цитоплазма которых заполнена гранулами).

Различие еще и в том, что существует только один тип эритроцитов, но много видов лейкоцитов. Большинство из этих типов имеют гораздо более короткую продолжительность жизни – они живут всего несколько часов или даже несколько минут в случае острой инфекции.

Эритроциты

Строение

Эритроциты уникальны тем, что у них нет ядра и митохондрий, что позволяет им содержать больше гемоглобина и эффективно выполнять свою основную функцию. Двояковогнутая форма эритроцитов и их маленький размер позволяет им перемещаться по крошечным кровеносным сосудам и достигать тканей организма. Клеточная мембрана эритроцита состоит из белков и липидов, обеспечивающих структурную целостность и пластичность клетки. Цитоскелет состоит из белков, таких как актин, спектрин, анкирин и другие, которые помогают поддерживать структурную целостность и гибкость клетки. Каждый эритроцит содержит около 270 молекул гемоглобина, которые отвечают за транспорт кислорода.

Функции

Основная роль эритроцитов – транспортировка газов, необходимых для дыхания. Гемоглобин в эритроцитах соединяется с кислородом, образуя оксигемоглобин. Примерно 97% кислорода транспортируется в виде оксигемоглобина. Далее гемоглобин соединяется с углекислым газом, образуя карбоксигемоглобин. Эритроциты содержат карбоангидразу, которая имеет решающее значение для преобразования воды и углекислого газа в бикарбонат, облегчая транспорт углекислого газа. Кроме того, гемоглобин служит эффективным буфером, регулирующим концентрацию ионов водорода и способствующим поддержанию кислотно-щелочного баланса. Эритроциты также несут антигены группы крови (A, B и резус-фактор). Это помогает определить группу крови и предотвращает нежелательные реакции при переливании несовместимой крови.

Скопление эритроцитов

Скопление эритроцитов – это процесс, при котором красные кровяные тельца слипаются друг с другом, образуя группы или агрегаты. Это может происходить по разным причинам: из-за изменений в составе крови, воспалений, нарушений свертываемости или под влиянием инфекций. В норме эритроциты отталкиваются, но при определенных условиях они могут соединяться, что затрудняет кровоток, ухудшает снабжение тканей кислородом и может привести к образованию тромбов или другим проблемам с кровообращением.

Лейкоциты

Виды лейкоцитов

Два основных типа лейкоцитов – гранулоциты и мононуклеарные лейкоциты (агранулоциты). Гранулоциты включают нейтрофилы, базофилы, эозинофилы и тучные клетки. Их гранулы содержат ферменты, которые повреждают или переваривают патогены и выделяют в кровоток медиаторы воспаления. Мононуклеарные лейкоциты включают лимфоциты, моноциты, макрофаги и дендритные клетки. Эта группа участвует как в врожденной, так и в адаптивной иммунной системе.

Строение

Гранулоциты характеризуются окрашенными гранулами в цитоплазме под микроскопом. Эти гранулы представляют собой связанные с мембраной ферменты, которые действуют в первую очередь при переваривании эндоцитированных частиц. Они также могут вызывать гранулозависимый клеточно-опосредованный апоптоз посредством высвобождения перфоринов, гранзимов и протеаз. Мононуклеарные лейкоциты характеризуются одним круглым ядром в цитоплазме. Некоторые лейкоциты содержат гранулы, а другие нет. МН лейкоциты содержат лизосомы, небольшие пузырьки, содержащие пищеварительные ферменты, которые расщепляют инородное вещество, которое эндоцитируется клеткой во время фагоцитоза.

Функции

Лейкоциты выполняют ряд функций, которые в первую очередь связаны с защитой организма от патогенов (чужеродных захватчиков). Большая часть активности лейкоцитов происходит в кровотоке, но не ограничивается этой областью. Многие лейкоциты способны выполнять свои функции в тканях или органах во время обычного транспорта и в ответ на травму. Функции лейкоцитов можно классифицировать как врожденные или адаптивные. Врожденная иммунная система относится к способности организма предотвращать проникновение патогенов и уничтожать патогены, которые все же проникают в организм. Ее функции – это быстрые реакции, которые подавляют патоген, как только он обнаруживается в организме. Адаптивная иммунная система специфична для каждого патогена на основе антигенов, молекулярных компонентов патогенов, используемых лейкоцитами для распознавания этого конкретного патогена. По сравнению с врожденной иммунной системой адаптивные иммунные функции работают намного быстрее и имеют компонент памяти, который предотвращает повторное заражение тем же патогеном.

Виды диагностики нарушения уровня лейкоцитов и эритроцитов

Диагностика нарушений уровня лейкоцитов и эритроцитов включает:

• Общий анализ крови (ОАК) – базовый метод, определяет количество и соотношение клеток крови.
• Лейкоцитарная формула – уточняет виды и процентное соотношение лейкоцитов.
• Ретикулоциты – оценивает скорость обновления эритроцитов.
• Биохимический анализ крови – помогает выявить воспаление, инфекции и нарушения обмена веществ.
• Миелограмма – исследование костного мозга для выявления причин аномалий.
• Иммунологические тесты – выявляют аутоиммунные заболевания.
• Генетические исследования – диагностируют наследственные патологии крови.

Эти методы помогают выявить анемию, лейкемию, инфекции и другие заболевания. Аномальный анализ крови или морфология клеток крови не обязательно указывают на первичную гематологическую проблему, поскольку они могут отражать лежащее в основе негематологическое состояние или быть результатом терапевтических вмешательств.

Какие заболевания можно выявить с помощью диагностики?

• Анемия – низкий уровень эритроцитов или гемоглобина, вызванный дефицитом железа, дефицитом витамина B12 или хроническими заболеваниями.
• Полицитемия – избыток эритроцитов, связанный с нарушениями костного мозга или хронической гипоксией.
• Лейкемия – рак кроветворных тканей, приводящий к аномальной выработке лейкоцитов.
• Лейкопения – низкий уровень лейкоцитов из-за инфекций, аутоиммунных заболеваний или недостаточности костного мозга.
• Лейкоцитоз – высокий уровень лейкоцитов, указывающий на инфекции, воспаление или лейкемию.
• Сепсис – тяжелая инфекция, вызывающая экстремальный иммунный ответ и аномальные уровни лейкоцитов.
• Гемолитические нарушения – преждевременное разрушение эритроцитов, наблюдаемое при аутоиммунной гемолитической анемии.
• Миелодиспластические синдромы – нарушения костного мозга, влияющие на выработку клеток крови

Лечение и профилактика

Анемия может быть временной проблемой или хроническим состоянием. Более легкую анемию можно лечить с помощью диетических изменений, заместительной терапии железом (перорально или внутривенно) и витаминных добавок. Пациенты с более тяжелой анемией могут получать различные лекарства для повышения выработки эритроцитов или подавления их разрушения. Пациентам с очень низким количеством эритроцитов может потребоваться переливание крови.

Пациенты с низким количеством лейкоцитов более уязвимы к инфекциям. Лейкопения может быть вызвана инфекциями, некоторыми лекарствами и несколькими фоновыми заболеваниями, включая иммунные расстройства, такие как ревматический артрит и волчанка. Рак, такой как лейкемия (рак лейкоцитов) и лимфома, также может вызывать лейкопению. Лечение лейкопении может включать прием препаратов, стимулирующих выработку организмом лейкоцитов.

Панцитопения характеризуется низким количеством всех трех типов клеток крови – эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Это состояние может быть вызвано определенными лекарствами и инфекциями. В некоторых случаях оно вызвано раком или предраковым состоянием. Миелофиброз, рубцевание костного мозга, которое может быть результатом различных гематологических раковых заболеваний, обычно приводит к низкому количеству клеток крови. Панцитопения также может быть вызвана апластической анемией – заболеванием, при котором нарушается выработка клеток крови.

Повышенное производство эритроцитов может возникать в ответ на низкий уровень кислорода в тканях организма. Лечение может включать прием лекарств для снижения риска образования тромбов. В некоторых случаях пациенты регулярно проходят флеботомию для снижения количества клеток крови.

Наиболее распространенными причинами повышенного количества лейкоцитов являются инфекции и воспаления. Некоторые случаи лейкоцитоза являются результатом иммунной реакции. Небольшое количество случаев вызвано раком крови. Лечение повышенного количества лейкоцитов обычно направлено на устранение основного заболевания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Кишкун А. А. Клиническая лабораторная диагностика: учебное пособие. – М.:ГЭОТАР-Медиа, 2009.

Практическая и лабораторная гематология // С. М. Льюис, Б. Бэйн, И. Бэйтс ; пер. с англ. под ред. А. Г. Румянцева. - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2009.

Соболева Т.Н., Владимирская Е.Б. Морфология клеток крови в нормальном кроветворении // М., 2001.

Ghashghaeinia M, Cluitmans JC, Akel A, et al. The impact of erythrocyte age on eryptosis. Br J Haematol 2012.

Wan HC, Melo RC, Jin Z, et al. Roles and origins of leukocyte lipid bodies: proteomic and ultrastructural studies. FASEB J. 2007;21:167–78.