Морфофункциональное состояние эритроцитов как один из маркеров здоровья

Эритроциты – высокоспециализированные, двояковогнутые по форме клетки конечного этапа эритропоэза. В нормальных физиологических условиях у взрослого человека циркулирующий пул эритроцитов насчитывает около (25-30) 10¹² клеток. При средней продолжительности жизни эритроцита 120 дней, что характеризует относительно низкий уровень обмена, костный мозг продуцирует в течение часа порядка 10¹⁰ клеток.

В процессе жизнедеятельности человека величина эритропоэза изменяется в зависимости от возраста и потребностей организма. В норме содержание красных тел в крови у мужчин составляет 3.9•10¹²–5,5•10¹² клеток/л, у женщин 3,9•10¹²–4,7•10¹² клеток/л.

Наиболее стабильными признаками эритроцита являются размер клетки и содержание в ней гемоглобина. Влияние неблагоприятных факторов внешней среды, в первую очередь, касается изменения количественного показателя циркулирующих эритроцитов, что может носить физиологический (компенсаторный) или патологический характер. Позднее – изменениям могут подвергнуться размер эритроцитов, их форма и содержание гемоглобина в клетке. Увеличение количества эритроцитов носит компенсаторный характер. Данный процесс направлен на увеличение кислородной емкости крови в ответ на генерализованную тканевую гипоксию. Наблюдается при заболеваниях легких, врожденных пороках сердца, гипергликемии, гиповентиляции, накоплении карбоксигемоглобина при курении, нарушениях выработки эритропоэтина, молекулярных изменениях гемоглобина.

Дефицит железа, фолиевой кислоты, или витамина В₁₂ могут стать причиной для снижения числа цветового показателя, который в норме составляет 0,86-1,05. Снижение числа эритроцитов и гемоглобина является прямым указанием на анемию. Данный процесс регулируется способностью костного мозга быстро восстанавливать количество эритроцитов.

Величины нормального эритроцита человека изменчивы, но средний показатель колеблется от 5,0 до 9,0 мкм. Размер эритроцита может изменяться при снижении компенсаторных возможностей организма в ответ на действие неблагоприятных факторов. При наличии в мазках крови эритроцитов, которые различаются по размеру, их можно подразделить на кровь с преобладанием эритроцитов малого размера – микроанизоцитоз, и с преобладанием эритроцитов большого размера – макроанизоцитоз.

В норме незначительная часть клеток может отличаться по форме, но чаще изменения свидетельствуют о различных патологических процессах, влияющих на функциональные и морфологические свойства эритроцитов.

Соотношение между разными субпопуляциями эритроцитов в пределах достаточно постоянно. Исходя из данных разных авторов, в организме здорового человека дискоциты составляют около 92-100% от всех эритроцитов, эхиноциты – 0-6%, стоматоциты – 0-2% и 0-1% приходится на патологические формы эритроцитов (эллиптоциты, акантоциты, каплевидные, сфероциты, кодоциты и т.д.). В организме развитие каких-либо патологических процессов отражает количественное соотношение различных форм эритроцитов. Наряду с этим большое значение имеет различать обратимые формы (стоматоциты  и эхиноциты), которые способны возвращаться в нормальное состояние при определенном воздействии и необратимо измененные формы.

Эхиноциты представляют собой клетки сферической формы, на поверхности которых довольно густо располагается 30-50 спикул. Превращение дискоцит-эхиноцит на начальной стадии обратимо, вдобавок к этому ученые обнаружили, что на поверхности клетки вновь появляются спикулы, причем каждый раз в одном и том же месте. Эхиноциты обычно обнаруживают in vivo при нарушении жирно-кислотного состава плазмы  или при низком содержании АТФ в клетках. Если клетка на протяжении длительного времени находится в состоянии эхиноцита, то происходит процесс потери липидного компонента мембраны, в результате чего изменения формы становятся необратимыми.

Стоматоциты обладают увеличенным объемом  на 20-30% и площадью поверхности, щелевидную форму центрального просвета (пэллора). Данные клетки возникают в результате снижения pH, а также под действием непроникающих анионов. Также стоматоциты могут образовываться при повышенной проницаемости мембраны для ионов калия и натрия. Вслед за тем, как компенсаторное увеличение ионного транспорта оказывается уже не эффективным, цитоплазма обогащается натрием, теряет калий и гидратируется. В микроциркуляторном русле большой объем стоматоцита не мешает ему довольно длительное время выживать в нем.

Повышенную чувствительность эритроцита к трансформирующим агентам может вызвать упадок метаболизма клетки, в частности уменьшение концентрации АТФ. По данным автора Новодержкина Ю.К., альбумины способствуют стоматоцитарной трансформации, а γ-глобулины – эхиноцитарной. Нагрузка кальцием вызывает полиморфные изменения как мембран, так и субмембранных структур.

В то время как происходит старение эритроцитов, отмечается модификация биохимических свойств мембраны, агрегация спектрина и гемоглобина, которая приводит к сферуляции клетки. С уменьшением эластичности мембран и увеличением цитоплазматической вязкости клетки, а также с уменьшением величины отношения поверхности эритроцита к его объему связано снижение способности эритроцита к деформации, устойчивости к осмотическому гемолизу и аутогемолизу. С течением времени объем эритроцита уменьшается, но содержание гемоглобина в клетке практически не меняется. Стареющие сферические эритроциты, как и сфероциты при патологии, имеющие сниженную способность к деформации, не могут проходить через миллипоровые фильтры, задерживаются макрофагами селезенки, печени, в цитоплазме которых эритроцит гемолизируется или дезинтегрируется без предварительного гемолиза.

Известно, что функциональное состояние эритроцита изменяется в основном вследствие воздействия на него факторов микроокружения. Эритроциты, благодаря наличию в них гемоглобина, участвуют в регуляции кислотно-щелочного баланса в организме и, естественным образом, рН плазмы крови влияет на их морфофункциональные свойства. Имеются данные о влиянии понижения рН на появление обратимо измененных клеток. Повышение рН плазмы крови ведет к ее защелачиванию и появлению эхиноцитов. Изменение рН от нейтрального до щелочного и обратно вызывает обратимый переход дискоцитов в сфероциты и обратно.

Согласно литературным данным, изменения морфофункционального состояния эритроцита в условиях хронической гипергликемии связаны с повышенным гликированием гемоглобина и белков мембраны эритроцита. Форма эритроцита при хронической гипергликемии изменяется в зависимости от степени ее компенсации и характеризуется выраженным полиморфизмом с увеличением количества деформированных и гемолизированных эритроцитов. Увеличение в составе мембраны содержания холестерина при дис- и гиперлипопротеинемиях способствует уплощению дискоидной формы и сферуляции эритроцитов. При инкубации эритроцитов в среде, богатой холестерином, повышается соотношение холестерин/фосфолипиды с 0,9 до 1,8, деформабельность при этом снижается на 8%.

При повреждении формы и рельефа поверхности эритроцитов, это может определить их функциональную неполноценность, что в свою очередь может явиться причиной нарушения газотранспортной функции крови, снижения деформируемости эритроцитов, изменения их реологических свойств. Эритроциты адсорбируют на себе и транспортируют холестерин, жирные кислоты, гормоны, способны адсорбировать эндогенные токсины, олигопептиды, вызывающие нарушение энергетических процессов эритроцитов и оказывающие прямое поражение эритроцитарной мембраны.

Таким образом, важнейшие физиологические механизмы, обеспечивающие оптимальное функционирование системы эритрона в постоянно меняющихся условиях окружающей среды, направлены на поддержание необходимой клеточной массы, постоянства состава микроокружения эритроцита, стабильности биохимических параметров мембраны. При этом отклонения, связанные с изменением архитектуры, объема или качества клеток периферического звена эритрона позволяют определить степень напряжения адаптивно-приспособительных реакций организма в целом.