что придает крови красный цвет

Почему кровь красная

В крови плавает огромное количество разнообразных белков и клеток, но красным цветом она обязана только одной молекуле — гемоглобину. Мы с вами помним, что гемоглобин представляет собой сложный белок, который содержится в красных кровяных клетках, или эритроцитах, и что он нужен для дыхания. Когда кровь приходит в лёгкие, гемоглобин связывает кислород и уносит его к другим органам: кислород нужен для биохимических реакций, которые обеспечивают клетку энергией. В ходе этих реакций образуется углекислый газ, который частично связывает освободившийся от кислорода гемоглобин; большая часть СО₂ просто растворяется в крови и в таком виде уходит к лёгким.

Гемоглобин — очень большой белок, собранный из четырёх белков поменьше: двух альфа-глобинов и двух бета-глобинов. Каждый из глобинов держит по одному гему. Гем — сложная органическая молекула с атомом железа. Именно железо в геме связывает кислород и углекислый газ. Поскольку гемов в одном гемоглобине четыре штуки, то за один раз гемоглобин может перенести четыре молекулы кислорода.

Как раз железо и даёт крови красный цвет: гемоглобин поглощает световые волны синего и зелёного диапазона, отражая красные, — их мы и видим. Оттенок цвета меняется в зависимости от того, насколько кровь насыщена кислородом, то есть как много гемов несёт с собой О₂. Ответ на вопрос, почему так получается, нужно искать в особенностях взаимодействия атомов, образующих гем. Молекула гема потому и сложна, что атом железа должен быть в таком окружении, чтобы он не только легко присоединял кислород, но и легко отдавал. Когда кислород соединяется с железом, свойства этого комплекса изменяются так, что мы видим ярко-красный цвет; когда же кислород уходит, гемоглобин начинает поглощать больше «красных» волн, становясь для нас более тёмным. Поэтому венозная кровь, бедная кислородом, темнее артериальной.

Гемоглобин — не единственный белок, который можно использовать для транспорта кислорода; такую же работу выполняют белки гемоцианины, гемэритрины и эритрокруорины с хлорокруоринами. Очень многие членистоногие и моллюски пользуются гемоцианинами, которые просто плавают у них в крови (специальных кровяных клеток для газообмена, подобных нашим эритроцитам, у них нет). Гемоцианины несут в гемах не железо, а медь — она связывает кислород и она же придаёт крови синий или голубой цвет. Кольчатые черви и некоторые членистоногие используют для переноса белки эритрокруорины — они во многом похожи на гемоглобины, в их гемах сидит железо, и кровь получается красной. Но среди кольчатых червей есть четыре семейства полихет, или многощетинковых червей, живущих на морском дне. В их крови кислород переносят белки хлорокруорины, в состав которых тоже входит железо, и кровь у этих полихет красная, но если её разбавить, она зеленеет. (Отсюда и название белков: «хлоро» в переводе с греческого означает зелёный.) Система химических связей в молекуле хлорокруоринов такова, что они отражают не только красный, но и частично зелёный свет.

Наконец, есть морские животные, называемые сипункулидами и приапулидами, — в их крови плавают гемэритрины. Название вводит в заблуждение — никакого гема в них нет, а два атома железа, которые связывают кислород, прикреплены прямо к молекуле белка. Гемэритрины придают крови фиолетовый цвет. Такая же фиолетовая гемэритриновая кровь есть у некоторых плеченогих (ещё одна самостоятельная группа морских животных) и у червей рода Magelona из уже упоминавшихся полихет.

А что же зеленокровные сцинки — у них тоже зелёные белки? А вот и нет: кислород у них переносит обычный красный гемоглобин. Просто в крови у этих ящериц много зелёного пигмента биливердина. Биливердин — результат утилизации гемоглобинового гема: как и всякий белок, гемоглобин рано или поздно выходит из строя и разрушается ферментами печени, костного мозга и селезёнки. Биливердин превращается в красно-оранжевый билирубин; и тот и другой поступают в желчь, придавая ей зеленовато-жёлтый оттенок. Потом билирубин вместе с желчью поступает в кишечник и выводится из организма. Зеленоватый цвет синяков на коже получается тоже из-за биливердина, который образуется в месте удара из разрушающегося гемоглобина.

Биливердин достаточно ядовит; какое-то его количество в крови есть всегда, но организм старается как можно быстрее от него избавляться. Исключение — зеленокровные сцинки, обитающие в Папуа — Новой Гвинее: биливердина в их крови столько, что красного гемоглобина уже не видно; человек с таким количеством биливердина в крови давно был бы мёртв. Вероятно, с помощью ядовитого пигмента сцинки защищаются от паразитов и хищников.

А вот в крови белокровных рыб нет ни гемоглобина, ни каких-то других газотранспортных белков. Эти рыбы живут в экстремально холодной воде температурой от –1,8°С до 2°С, а чем вода холоднее, тем больше в ней растворено кислорода. Считается, что весь необходимый рыбам кислород поступает из воды через жабры и кожу прямо в кровь; вероятно, чтобы кровь лучше насыщалась О₂, белокровные рыбы избавились от чешуи. Их кровеносные сосуды шире, объём крови больше, сама кровь не такая вязкая, как у других рыб такого же размера, а сердце в несколько раз мощнее. Всё вместе позволяет снабжать органы нужным количеством кислорода.

У насекомых кровь называют гемолимфой, и она у них бесцветная или желтовато-бесцветная. (Строго говоря, гемолимфой называют кровь вообще всех членистоногих и ещё некоторых других животных.) Здесь дело немного в другом, а именно в том, что насекомым кровь вообще не нужна для дыхания. Их дыхательная система — это множество разветвлённых трахей, пронизывающих всё тело. Трахеи открываются наружу отверстиями-дыхальцами; кислород поступает непосредственно к внутренним органам, а углекислый газ по тем же трахеям уходит наружу. С такой вентиляцией гемолимфа избавлена от газотранспортной функции, но в остальном она занимается тем же, что и обычная кровь: переносит питательные вещества, отводит от органов и тканей метаболический мусор, выполняет иммунную функцию и так далее. При этом кровеносные сосуды у насекомых не замкнуты, гемолимфа выходит из них в полость тела. Давление гемолимфы используется для некоторых движений, например, чтобы расправить крылья или развернуть хоботок.

Что же до аристократической голубой крови, то считается, что это выражение возникло в средневековой Испании, во времена арабского завоевания. Завоеватели были смуглокожими, а на тёмной коже плохо видны вены — в отличие от светлой кожи, под которой вены выглядят голубоватыми линиями. Чем светлее кожа, тем лучше видны вены. Испанский аристократ, желая показать, что его род никогда не смешивался с пришельцами из Северной Африки, демонстрировал белые руки с «голубой кровью» — признак истинной знатности. И так же, кстати говоря, можно было отличить человека низкого происхождения, который работает в поле, покрываясь грязью и загаром, от человека высокого происхождения, не утруждающего себя физической работой на открытом воздухе.

Кроме кислорода (О₂) и углекислого газа (СО₂), гемоглобин связывает угарный газ (СО), причём угарный газ соединяется с гемоглобиновым гемом в 250 раз сильнее, чем кислород. Когда в воздухе появляется угарный газ, гемоглобин хватает в первую очередь его и уже не отпускает. Чем больше угарного газа, тем меньше молекул гемоглобина, способных переносить кислород; остаётся только ждать, когда испорченный гемоглобин разрушится и в крови появятся новые эритроциты с новым гемоглобином. Большие концентрации угарного газа быстро вызывают потерю сознания и смерть; он тем более опасен, что у него нет ни цвета, ни запаха, и потому обнаружить его присутствие без специальных приборов невозможно.

Ещё один газ, который переносит гемоглобин, — монооксид азота NO. Он связывается не с гемом, а непосредственно с белками глобинами. NO — важный физиологический регулятор: он служит сигналом при общении клеток друг с другом, расслабляет стенки кровеносных сосудов, участвует в иммунных реакциях и выполняет ещё ряд функций.

Источник

Что такое эритроциты: состав, нормы и отклонения

» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2019/03/eritrotsity1.png?fit=450%2C300&ssl=1″ data-large-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2019/03/eritrotsity1.png?fit=827%2C550&ssl=1″ />

В 1673 году в тихом голландском городке Дельфте произошло любопытное событие, которому суждено было стать историческим. Владелец небольшой мануфактурной лавки и служащий местного муниципалитета Антони ван Левенгук, впоследствии всемирно известный ученый-естествоиспытатель, с помощью «магического стекла» обнаружил в капле крови человека «мельчайшие частицы, придающие крови красный цвет».

Первый микроскоп и эритроциты

Тогда в Голландии многие занимались шлифовкой оптических стекол для изготовления линз. Увлекся шлифованием и Левенгук, причем достиг в этом деле высокого мастерства. Его маленькие короткофокусные двояковыпуклые линзы, вставленные в миниатюрную оправу собственной конструкции, давали увеличение в 300 раз и очень отчетливое изображение.

С помощью этого нехитрого прибора три века назад А. Левенгуку удалось увидеть красные клетки крови — эритроциты, выполняющие самую важную ее функцию — снабжение тканей кислородом, функцию, без которой невозможна жизнь.

Многие микроскопы, сделанные руками Левенгука, сохранились до наших дней. Хотя они совсем не похожи на современные микроскопы, тем не менее, с их помощью он не только рассмотрел красные клетки крови, но и составил верное представление об их величине.

Важные факты об эритроцитах

Эритроциты (от греческих слов erythros — красный и kytos — клетка) составляют основную массу крови. В кубическом миллиметре их содержится 4,6—5,5 миллиона у мужчин и 4—5 миллионов — у женщин. А в 5—6 литрах крови, циркулирующей в организме взрослого человека, находится примерно 25 триллионов эритроцитов!

В отличие от других клеток эритроцит не имеет ядра, весь его объем заполнен гемоглобином — белком красного цвета, особым дыхательным пигментом. Этот белок обладает поразительной способностью легко соединяться с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин.

Соединение происходит в легочных капиллярах, где эритроциты соприкасаются с вдыхаемым нами воздухом. Обогащенная кислородом алая кровь идет из легких в сердце, а оттуда по артериям — ко всем органам и тканям. Быстро отдав им кислород, гемоглобин так же быстро соединяется с углекислым газом, образуя карбоксигемоглобин.

В легких эритроциты отдают углекислый газ (он удаляется из организма во время выдоха) и вновь забирают кислород, поступающий в легкие. За одни сутки эритроциты взрослого человека переносят около 800 литров кислорода и 200 литров углекислого газа.

Форма эритроцита — в виде двояковогнутого диска — обеспечивает относительно большую поверхность для соприкосновения гемоглобина с газами. Любопытно, что суммарная поверхность эритроцитов — около трех тысяч квадратных метров, то есть в полторы тысячи раз больше поверхности нашего тела.

Нормы эритроцитов в крови

Нормальное содержание гемоглобина — 13—18 граммов на 100 миллилитров крови, в среднем около 16. Когда в лабораториях проводят необходимые анализы, такое соотношение принимают за 100 процентов. Как правило, у женщин гемоглобина меньше, чем у мужчин, а у полных людей больше, чем у худых.

Уменьшение числа эритроцитов или снижение содержания в них гемоглобина приводит к кислородному голоданию. Оно бывает, например, у человека, поднявшегося без специальной подготовки высоко в горы. У него развивается так называемая «горная болезнь»: резко учащается дыхание, появляются головная боль, чувство усталости и ощущение, похожее на опьянение — с тошнотой, головокружением, рвотой.

Примерно десяти дней достаточно для акклиматизации на высоте, скажем, 4 500 метров. За это время в организме начинают усиленно вырабатываться эритроциты, и повышается содержание в них гемоглобина, а, следовательно, возрастает способность крови переносить кислород.

Так происходит не только при акклиматизации. Обследования спортсменов показали, что у бегунов на длинные дистанции, лыжников, велогонщиков, гребцов способность организма поглощать кислород может увеличиваться вдвое и более. Соответственно изменяются и показатели крови: увеличивается ее объем, растет число эритроцитов, уровень гемоглобина.

Состав эритроцитов

За последние два десятилетия ученые достигли особенно больших успехов в изучении красных клеток крови. Удалось выяснить структуру молекулы гемоглобина. Определены не только все 150 аминокислот, входящих в состав этой молекулы, но и точно установлено их расположение.

Эти данные пролили свет на причину опасного врожденного заболевания — серповидно-клеточной анемии, распространенной в странах Средиземноморья. Оказалось, что эта тяжелая болезнь обусловлена заменой одной из аминокислот в молекуле гемоглобина.

Было обнаружено также, что недостаток лишь одного фермента в эритроците приводит к непереносимости некоторых пищевых и лекарственных веществ. Результаты исследований на молекулярном уровне расширяют возможности лечения и профилактики многих тяжелых заболеваний.

Гибель эритроцитов

Красные клетки крови образуются непрерывно в течение всей жизни человека в костном мозге грудины, костей таза и в длинных трубчатых костях рук и ног. Процесс созревания эритроцитов хорошо изучен. Его продолжительность — 3-4 суток. За это время сравнительно крупные костномозговые клетки с большим ядром, почти не содержащие гемоглобина, размножаются путем ряда последовательных делений. Постепенно утрачивая ядро, они уменьшаются в размерах, в них синтезируется гемоглобин, и они превращаются в эритроциты.

Но в процессе своей жизнедеятельности эритроциты «изнашиваются». Они живут не более 100—120 дней, а затем разрушаются и удаляются из крови клетками селезенки и печени. Каждые сутки человек теряет в среднем 115 миллионов эритроцитов в минуту. На смену им в таком же темпе костный мозг вырабатывает новые.

Клетки красной крови, открытые впервые Левенгуком, обладают многими замечательными свойствами. Об одном из них нельзя умолчать. В эритроцитах были открыты факторы, определяющие групповые свойства крови.

Группы крови

Основных групп крови четыре. Оказалось, что красные клетки людей разных групп крови отличаются присутствием или отсутствием в этих клетках особых белков — агглютиногенов (антигенов), обозначаемых латинскими буквами А и В.

У одних антигены А и В отсутствуют (1 группа, «универсальный» донор), эритроциты других содержат только антиген А (II группа), у третьих — только антиген В (III группа), а у четвертых — и А и В (IV группа, «универсальный» реципиент).

Таким образом, кровь не всех групп совместима. И если перелить человеку кровь несовместимой группы, наступит тяжелое осложнение — склеивание (агглютинация) эритроцитов, а затем и их разрушение (гемолиз).

Идеально совместимой для реципиента (человека, которому производят переливание) является кровь той же группы. Но при необходимости можно использовать и кровь «универсального» донора. «Универсальному» реципиенту практически можно переливать кровь любой группы.

Переливание, хранение крови

Переливание крови стало возможным благодаря открытию ее групповых свойств. Миллионы доноров без всякого вреда для своего здоровья регулярно сдают кровь. Надежно упакованная и сохраняемая в специальных флаконах, она поступает во все лечебные учреждения нашей страны.

Успешно была решена проблема консервации и длительного хранения крови, научились заготавливать и применять плазму и сыворотку. Они удобны, так как при их переливании не нужно учитывать совместимость групп. Ученые нашли возможность сохранять в особых условиях и эритроциты, годами не теряющие своих драгоценных свойств.

Переливание крови — это гуманное и могучее средство восстановления здоровья человека — получило очень широкое распространение. Кровь доноров несет спасение людям.

Триста лет назад А. Левенгук сделал первый шаг в изучении крови, которую еще в глубокой древности считали символом жизни. На протяжении последующих веков ученые всего мира отдали много сил и энергии для того, чтобы дать в руки врачам животворное лекарство — донорскую кровь.

Источник

Почему кровь красная? Откуда этот оттенок? (2021-11-12 10:47:21)

Почему кровь красная? Откуда этот оттенок?

За исключением исключительно подковообразного краба (морского членистоногих с синей кровью из-за замены гемоглобина гемоцианином), у всех животных есть красная кровь. Есть ли какой-то конкретный элемент в крови, который окрашивает его таким образом?
Эритроциты: ответственные, но не виновные

Как правило, мы представляем, что кровь красная, потому что в ней содержатся красные кровяные клетки. Но это нет ответа, почему красные кровяные клетки являются красными. Именно они переносят кислород из легких в мышцы и избавляются от своих отходов, главным из которых является углекислый газ. Это, в частности, гемоглобин, который является красным пигментом, который фиксирует кислород.

Гемоглобин содержит железо. В молекулах гемоглобина кислородсодержащее железо создает оксигемоглобин, который придает крови красный цвет.

Красный цвет крови является следствием окисления железных элементов, содержащихся в гемоглобине. Кровь схематически красная по тем же причинам, что и ржавчина красновато-оранжевая, а именно окисление.

Другой вопрос преследует вас. Кровь красная, но, наблюдая за вашими жилами, вы видите только синий цвет. Фактически это происходит из-за того что, ваша кожа действует как фильтр, пропускающий только синий цвет.

Подробнее

Медицинский лекторий

«ДомоденТ» — это многопрофильная клиника, которая оказывает все виды стоматологических и лор-услуг для жителей г. Домодедово и Московской области.

Промышленный холдинг Evers Group Rus – это компания производитель инновационных и традиционных медицинских изделий, входит в число лидеров отечественного рынка фармпредприятий.

Нова Клиник — сеть специализированных центров репродукции и генетики человека в Москве, где проводится полный комплекс диагностических и лечебных мероприятий, направленных на преодоление бесплодия.

Сахарный диабет и ожирение. Новый взгляд на проблему.

Дерматолог рассказала, как защитить кожу во время морозов

Почему колени чаще болят у женщин?

Если в анализе крови очень много лимфоцитов

Цирроз печени: кому он грозит и действительно ли его нельзя вылечить?

13 причин, почему закладывает уши

Щитовидная железа – какие показатели в анализе говорят о нарушениях в ее работе

Плохое настроение может испортить осанку. Как эмоции влияют на позвоночник

Медики назвали лучшее время для отхода ко сну

Правильный режим питания в профилактике заболеваний

Диетолог рассказала как правильно выбрать и готовить курицу

Сухофрукты для сердца и укрепления всего организма

Искусство как лекарство: нейронаука объясняет успехи арт-терапии

Названы четыре самых полезных сухофрукта

20 причин для начала занятий ЛФК

Информационное письмо от 23.12.2021 № 01И-1712/21

Об изменении дизайна упаковочных материалов лекарственного средства «Детравенол®» производства ООО «Озон»

Информационное письмо от 23.12.2021 № 01И-1711/21

Решение о соответствии лекарственных средств требованиям нормативной документации

Информационное письмо от 23.12.2021 № 01И-1710/21

О соответствии лекарственных средств требованиям нормативной документации

Информационное письмо от 23.12.2021 № 01И-1709/21

О соответствии лекарственных средств требованиям нормативной документации

Источник

Биохимия крови

Оглавление

1. Общие сведения

2. свойства крови

3. Состав крови. Гематокрит

3.1. Плазма крови

Пла́зма кро́ви (от греч. πλάσμα — нечто сформированное, образованное) — жидкая часть крови, в которой взвешены форменные элементы — вторая часть крови. Процентное содержание плазмы в крови составляет 52—61 %. Макроскопически представляет собой однородную несколько мутную (иногда почти прозрачную) желтоватую жидкость, собирающуюся в верхней части сосуда с кровью после осаждения форменных элементов. Гистологически плазма является межклеточным веществом жидкой ткани крови.

Центрифуги-сепараторы выделяют из крови плазму. Плазма крови состоит из воды, в которой растворены вещества — белки (7—8 % от массы плазмы) и другие органические и минеральные соединения. Основными белками плазмы являются альбумины — 55—65 %, α1-глобулины — 2—4 %, α2-глобулины 6—12 %, β-глобулины8 — 12 %, γ-глобулины — 2-4 % и фибриноген — 0,2—0,4 %. В плазме крови растворены также питательные вещества (в частности глюкоза и липиды), гормоны, витамины, ферменты и промежуточные и конечные продукты обмена веществ, а также неорганические вещества.

В среднем 1 литр плазмы человека содержит 900—950 г воды, 65—85 г белка и 20 г низкомолекулярных соединений. Плотность плазмы составляет от 1,025 до 1,029, pH — 7,36—7,44.

Существует обширная практика собирания донорской плазмы крови. Плазма отделяется от эритроцитов центрифугированием с помощью специального аппарата, после чего эритроциты возвращаются донору. Этот процесс называется плазмаферезом.

Плазма с высокой концентрацией тромбоцитов (богатая тромбоцитами плазма) находит все большее применение в медицине в качестве стимулятора заживления и регенерации тканей организма. В настоящее время на её основе разработана многофункциональная медицинская методика, используемая в стоматологии и косметологии.

3.2. Форменные элементы

У взрослого человека форменные элементы крови составляют около 40—50 %, а плазма — 50—60 %. Форменные элементы крови представлены эритроцитами, тромбоцитами и лейкоцитами:

Кровь относится к быстро обновляющимся тканям. Физиологическая регенерация форменных элементов крови осуществляется за счёт разрушения старых клеток и образования новых органами кроветворения. Главным из них у человека и других млекопитающих является костный мозг. У человека красный, или кроветворный, костный мозг расположен в основном в тазовых костях и в длинных трубчатых костях. Основным фильтром крови является селезёнка (красная пульпа), осуществляющая в том числе и иммунологический её контроль (белая пульпа).

4. Биохимия эритроцита

4.1. Транспорт кислорода кровью

4.2. Созревание эритроцита

4.3. Структурно-метаболические особенности эритроцита

Особенности структурной организации мембраны эритроцитов

Эритроцит окружен плазматической мембраной, структура которой хорошо изучена, идентична таковой в других клетках. Цитоплазматическая мембрана эритроцитов включает бислой фосфолипидов, в то время как белки или «плавают» на поверхности мембран, или пронизывают липиды, обеспечивая прочность и вязкость мембран. Площадь мембраны одного эритроцита составляет около 140 мкм2.

На долю белков приходится примерно 49 %, липидов – 44 %, углеводов –7 %. Углеводы химически связаны либо с белками, либо с липидами и образуют соответственно гликопротеиды и гликолипиды.

Важнейшими компонентами мембраны эритроцитов являются липиды, включающие до 48 % холестерина, 17-28 % – фосфотидилхолина, 13-25 % – сфингомиелина и ряд других фосфолипидов.

Фосфотидилхолин мембраны эритроцитов несет нейтральный заряд, практически не вступает в реакции взаимодействия с положительно заряженными каналами Са2+,, обеспечивая тем самым атромбогенность эритроцитов. Благодаря таким свойствам, как текучесть, пластичность, эритроциты способны проходить через капилляры диаметром

Белки мембраны эритроцита делят на периферические и интегральные. К периферическим белкам относят спектрин, анкирин, белок 4.1., белок р55, адуцин и др. В группу интегральных белков входит фракция 3, а также гликофорины А, В, С, О, Е. Анкирин образует соединение с р-спектрином. В составе эритроцитов обнаружено около 340 мембранных и 250 растворимых белков.

Пластичность эритроцитов связана с фосфорилированием мембранных белков, особенно белков полосы 4.1.

Белок фракции 4.2. – паллидин обеспечивает связывание спектрин-актин-анкиринового комплекса с фракцией 3, относится к группе трансглутаминазных протеинов.

К числу сократительных белков мембраны эритроцитов относятся р-актин, тропомодулин, строматин и тропомиозин.

Гликофорины – интегральные белки мембраны эритроцитов, определяющие отрицательный заряд, способствующий отталкиванию эритроцитов друг от друг и от эндотелия сосуда.

Протеин 3 – основной белок актинов, регулирующий дефосфорилируемость эритроцита.

Как указывалось выше, мембрана эритроцита представляет собой сложный комплекс, включающий определенным образом организованные липиды, белки и углеводы, которые формируют наружный, средний и внутренний слои эритроцитарной мембраны.

Касаясь пространственного расположения различных химических компонентов эритроцитарной мембраны, следует отметить, что наружный слой образован гликопротеидами с разветвленными комплексами олигосахаридов, которые являются концевыми отделами групповых антигенов крови. Липидным компонентом наружного слоя являются фосфатидилхолин, сфингомиелин и неэстерифицированный холестерин. Липиды наружного слоя мембраны эритроцита играют важную роль в обеспечении постоянства структуры мембраны, избирательности ее проницаемости для различных субстратов и ионов. Вместе с фосфолипидами холестерин регулирует активность мембранно-связанных ферментов путем изменения вязкости мембраны, а также участвует в модификации вторичной структуры ферментов. Молярное отношение холестерин / фосфолипиды в мембранах клеток у человека и многих млекопитающих равно 0,9. Изменение этого соотношения в сторону увеличения наблюдается в пожилом возрасте, а также при некоторых заболеваниях, связанных с нарушением холестеринового обмена.

Снижение текучести мембраны эритроцита и изменение ее свойств отмечается также и при увеличении содержания сфингомиелина,

Средний бислой мембраны эритроцита представлен гидрофобными «хвостами» полярных липидов. Липидный бислой обладает выраженной текучестью, которая обеспечивается определенным соотношением между насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами гидрофобной части бислоя. Интегральные белки, к которым относятся ферменты, рецепторы, транспортные белки, обладают активностью только в том случае, если находятся в гидрофобной части бислоя, где они приобретают необходимую для активности пространственную конфигурацию. Поэтому любые изменения в составе липидов эритроцитарной мембраны сопровождаются изменением ее текучести и нарушением работы интегральных белков.

Внутренний слой мембраны эритроцита, обращенный к цитоплазме, состоит из белков спектрина и актина. Спектрин является специфическим белком эритроцитов, его гибкие вытянутые молекулы, связываясь с микрофиламентами актина и липидами внутренней поверхности мембраны, формируют своеобразный скелет эритроцита. Небольшой процент липидов во внутреннем слое мембраны эритроцита представлен фосфатидилэтаноламином и фосфатидилсерином. От наличия спектрина зависит подвижность белков, удерживающих двойной бисой липидов.

Одним из важных гликопротеинов является гликофорин, содержащийся как на внешней, так и на внутренней поверхностях мембран эритроцитов. Гликофорин в своем составе содержит большое количество сиаловой кислоты и обладает значительным отрицательным зарядом. В мембране он располагается неравномерно, образует выступающие из мембраны участки, которые являются носителями иммунологических детерминант.

Строение и состояние эритроцитарной мембраны, низкая вязкость нормального гемоглобина обеспечивают значительные пластические свойства эритроцитам, благодаря которым эритроцит легко проходит по капиллярам, имеющим вдвое меньший диаметр, чем сама клетка, и может принимать самые разнообразные формы. Другим периферическим мембранным белком эритроцитов является анкирин, образующий соединение с молекулой Р-спектрина.

Функции эритроцитарной мембраны

Мембрана эритроцитов обеспечивает регуляцию электролитного баланса клетки за счет активного энергозависимого транспорта электролитов или пассивной диффузии соединений по осмотическому градиенту.

В мембране эритроцитов имеются ионно-проницаемые каналы для катионов Na+, K+, для O2, CO2, Cl– HCO3–.

Транспорт электролитов через эритроцитарную мембрану и поддержание его мембранного потенциала обеспечивается энергозависимыми Na+, K+, Ca2+ – АТФ-азными системами.

Мембрана эритроцитов хорошо проницаема для воды при участии так называемых белковых и липидных путей, а также анионов, газообразных соединений и плохо проницаема для одновалентных катионов калия и натрия.

Белковый путь трансмембранного переноса воды обеспечивается при участии пронизывающего мембрану эритроцитов белка «полосы 3», а также гликофорина.

Молекулярная природа липидного пути переноса воды через эритроцитарную мембрану практически не изучена. Прохождение молекул небольших гидрофильных неэлектролитов через эритроцитарную мембрану осуществляется также, как и перенос воды, за счет белкового и липидного путей. Перенос мочевины и глицерина через мембрану эритроцита обеспечивается за счет ферментативных реакций.

Перенос органических анионов через эритроцитарную мембрану обеспечивается, как и транспорт неорганических анионов, при участии белка «полосы 3».

Эритроцитарная мембрана обеспечивает активный транспорт глюкозы, кинетика которого обеспечивается зависимостью Михаэлиса-Ментен. Важная роль в транспорте глюкозы через эритроцитарную мембрану отводится полипептиду полосы 4,5 (белки с ММ 55 кД – возможные продукты распада полипептида полосы 3). Высказывается предположение о наличии специфического липидного окружения у белков – переносчиков сахаров в эритроцитарной мембране.

Неравномерное распределение моновалентных катионов в системе эритроцит – плазма крови поддерживается при участии энергозависимой Na+-помпы, осуществляющей трансмембранный обмен ионов Na+ эритроцитов на ионы К+ плазмы крови в соотношении 3:2. Кроме указанного трансмембранного обмена Na+/K+, Na+ помпа осуществляет еще, по крайней мере, четыре транспортных процесса: Na+→ Na+ обмен; K+→K+обмен; одновалентный вход ионов Na+, сопряженный с выходом К+.

Молекулярной основой Na+ помпы является фермент Na+, K+ –АТФ-аза – интегральный белок, прочно связанный с мембранными липидами, состоящий из 2х полипептидных субъединиц с ММ 80-100кД.

Транспортная система имеет 3 центра, связывающих ионов Na+, локализованных на цитоплазматической стороне мембраны. С наружной стороны мембраны на транспортной системе имеется 2 центра связывания ионов К+. Важная роль в поддержании высокой активности фермента отводится мембранным фосфолипидам.

Функционирование Са2+-помпы обеспечивается нуклеотидами, а также макроэргическими соединениями, преимущественно АТФ, ЦТФ, ГТФ, в меньшей степени ГТФ и ЦТФ.

Как в случае Nа+-помпы, функционирование Са2+помпы в эритроцитах связано с проявлениями активности Са2+, Mg2+ –АТФ-азы. В мембране одного эритроцита обнаруживается около 700 молекул Са2+, Mg2+ –АТФ-азы.

Наряду с барьерной и транспортной функциями, мембрана эритроцитов выполняет рецепторную функцию.

Экспериментально доказано наличие на мембране эритроцитов рецепторов к инсулину, эндотелину, церулоплазмину, а2-макроглобулину, α- и β-адренорецепторов. На поверхности эритроцитов находятся рецепторы к фибриногену, обладающие достаточно высокой специфичностью. Эритроциты также несут на мембране рецепторы к гистамину, ТхА2, простациклину.

В мембране эритроцитов обнаруживаются рецепторы для катехоламинов, снижающих подвижность жирных кислот липидов мембран эритроцитов, а также осмотическую устойчивость эритроцитов.

Установлена перестройка структуры мембраны эритроцитов под влиянием низких концентраций инсулина, гормона роста человека, простагландинов группы Е и Е2.

В мембранах эритроцитов высока и ц – АМФ активность. При увеличении концентраций в эритроцитах ц–АМФ ( до 10–6 М) усиливаются процессы фосфорилирования белков, что приводит в свою очередь к изменению степени фосфорилированности и проницаемости мембран эритроцитов для ионов Са2+.

Эритроцитарная мембрана содержит изоантигены различных систем иммунологических реакций, определяющих групповую принадлежность крови человека по этим системам.

4.4. Антигенная структура эритроцитарной мембраны

Эритроцитарная мембрана содержит различные антигены видовой, групповой и индивидуальной специфичности. Различают два вида изоантигенов эритроцитов, определяющих групповую специфичность крови человек – А и В агглютиногены. Соответственно в плазме или сыворотке крови обнаруживаются две разновидности изоантител – агглютинины α и β. В крови человека не содержатся одноименных агглютиногенов и агглютининов. Их встреча и взаимодействие может возникать при переливании несовместимых групп крови, приводить к развитию агглютинации и гемолиза эритроцитов.

Как известно, I (0) группа крови характеризуется отсутствием в эритроцитах агглютиногенов А и В при наличии в плазме или сыворотке крови агглютининов α и β, встречается у 40-50 % людей стран центральной Европы.

II (А) группа крови характеризуется наличием в мембране эритроцитов агглютиногена А, в то время как в плазме крови содержатся агглютинины β. Указанная группа крови распространена у 30–40 % людей.

III (В) группа крови характеризуется наличием агглютиногена В в мембране эритроцитов, а в плазме или сыворотке крови – наличием агглютининов типа α. Эта группа крови имеет место примерно у 10 % населения.

IV (АВ) группа крови характеризуется наличием в мембране эритроцитов фиксированных А и В агглютиногенов, при этом в плазме или сыворотке крови отсутствуют естественные агглютинины α и β. Данная группа крови встречается у 6 % населения.

Генетический контроль антигенной системы А,В,О мембран эритроцитов представлен генами О, Н, А, В, локализованными в длинном плече 9-й пары хромосом.

Агглютинины α и β относятся к классу Ig M, являются естественными антителами, образуются у ребенка на первом году жизни, достигая максимума к 8 – 10 годам.

Второе место среди антигенных свойств мембран эритроцитов по клинической значимости занимает система Rh – Hr. Впервые Резус-фактор был открыт в 1940 году К. Ландштейнером и А. Винером, содержится в эритроцитах у 85 % людей белой расы. У 15 % людей эти эритроцитарные антигены отсутствуют. В настоящее время установлена липопротеидная природа антигенов данной системы, их насчитывается около 20, они образуют различные комбинации в мембране эритроцитов. Наиболее распространенными резусантигенами являются 6 разновидностей: Rh0 (D), rh’ (C), rh’’ (E), Hr0 (d), hr’ (c), hr’’ (e). Наиболее сильным антигеном этой группы является Rh0 (D).

Антитела системы Rh и Hr – антирезусагглютинины являются приобретенными, иммунными, отсутствуют в крови Rh (-) людей с момента рождения, синтезируются при первом переливании Rh (+) крови Rh (-) реципиенту, а также при первой беременности Rh (-) женщины Rh(+) плодом. При первой беременности эти антитела синтезируются медленно в течение нескольких месяцев в небольшом титре, не вызывая серьезных осложнений у матери и плода. При повторном контакте резус-отрицательного человека с резус-положительными эритроцитами возможен резус-конфликт. Антитела системы Rh – Hr относятся к классу Ig G, поэтому они легко проникают через плацентарный барьер, вызывают реакции агглютинации и гемолиза эритроцитов плода, что сопровождается развитием гемолитической желтухи новорожденных. В случае повторного переливания несовместимой по Rh–антигенам крови донора и реципиента может наблюдаться гемотрансфузионный шок.

Источник