Sel darah merah

Eritrosit, atau cakram darah merah dalam darah orang sehat sebagian besar (hingga 70%) berbentuk seperti cakram bikonkaf. Permukaan disk 1,7 kali lebih besar dari permukaan benda dengan volume yang sama, tetapi berbentuk bulat; pada saat yang sama, disk berubah secara moderat tanpa meregangkan membran sel. Tidak diragukan lagi, bentuk cakram biklon, yang meningkatkan permukaan eritrosit, menyediakan pengangkutan sejumlah besar zat yang berbeda. Tetapi hal utama adalah bahwa bentuk disk bikonkaf memungkinkan sel darah merah untuk melewati kapiler. Dalam hal ini, di bagian sempit eritrosit, tonjolan terjadi dalam bentuk puting tipis, yang memasuki kapiler dan, perlahan-lahan meruncing di bagian yang lebar, mengatasinya. Selain itu, eritrosit dapat memutar di bagian tengah yang sempit dalam bentuk angka delapan, isinya dari ujung gulungan yang lebih lebar ke arah tengah, yang dengannya ia bebas memasuki kapiler.

Pada saat yang sama, seperti yang ditunjukkan oleh mikroskop elektron, bentuk eritrosit pada orang sehat dan terutama pada berbagai penyakit darah sangat bervariasi. Biasanya didominasi oleh diskosit, yang mungkin memiliki satu atau lebih hasil. Lebih jarang, eritrosit dalam bentuk mulberry, berbentuk kubah dan bulat, eritrosit, menyerupai kamera "bola kempes" dan bentuk eritrosit degeneratif, ditemukan (Gbr. 2a). Dalam patologi (pencangkokan, anemia), ada planoosit, stomatosit, echinosit, ovosit, skizosit dan bentuk jelek (Gambar 2b).

Sangat berubah dan ukuran sel darah merah. Diameternya biasanya sama dengan 7,0-7,7 mikron, ketebalan - 2 mikron, volume 76-100 mikron, luas permukaan 140-150 mikron 2.

Sel darah merah dengan diameter kurang dari 6,0 mikron disebut mikrosit. Jika diameter eritrosit normal, maka itu disebut normosit. Akhirnya, jika diameternya melebihi norma, maka sel darah merah tersebut disebut makrosit.

Adanya mikrositosis (peningkatan jumlah eritrosit kecil), makrositosis (peningkatan jumlah eritrosit besar), anisositosis (variabilitas ukuran signifikan) dan poikilositosis (variabilitas bentuk signifikan) menunjukkan pelanggaran erythropoiesis.

Eritrosit dikelilingi oleh membran plasma, struktur yang paling banyak dipelajari. Membran eritrosit, seperti sel-sel lain, terdiri dari dua lapisan fosfolipid. Sekitar ¼ dari permukaan membran ditempati oleh protein yang "mengambang" atau menembus lapisan lipid. Total area membran eritrosit mencapai 140 mikron 2. Salah satu protein membran - spektrin - terletak di sisi dalamnya, membentuk lapisan elastis, di mana eritrosit tidak dihancurkan, tetapi berubah bentuk ketika melewati kapiler yang sempit. Protein lainnya, glikoprotein glikophorin, menembus kedua lapisan lipid membran dan menonjol. Untuk rantai polipeptida yang melekat kelompok monosakarida terkait dengan molekul asam sialic.

Membran mengandung saluran protein di mana ion dipertukarkan antara sitoplasma eritrosit dan media ekstraseluler. Membran eritrosit dapat ditembus oleh kation Na + dan K +, tetapi sangat baik dalam melewatkan oksigen, karbon dioksida, Cl - dan HCO3 - anion. Komposisi sel darah merah mengandung sekitar 140 enzim, termasuk sistem enzim antioksidan, serta Na + -, K + - dan Ca 2+ -dependent ATP-ases, menyediakan, khususnya, transportasi ion melalui membran eritrosit dan mempertahankan potensi membrannya. Yang terakhir, seperti yang ditunjukkan oleh penelitian di departemen kami, hanya -3-5 mV untuk sel darah merah katak (Rusyaev VF, Savushkin AV). Untuk eritrosit manusia dan mamalia, potensi membran berkisar dari -10 hingga –30 mV. Sitoskeleton dalam bentuk tabung dan mikrofilamen yang melewati sel tidak ada dalam eritrosit, yang memberikan elastisitas dan deformabilitas - sifat yang sangat dibutuhkan saat melewati kapiler sempit.

Biasanya, jumlah sel darah merah adalah 4-5-1012 / liter, atau 4-5 juta dalam 1 μl. Pada wanita, eritrosit lebih kecil dari pada pria, dan, sebagai aturan, tidak melebihi 4,5-1012 / liter. Selain itu, selama kehamilan, jumlah eritrosit dapat turun menjadi 3,5 atau bahkan 3,2 '1012 / liter, dan ini dianggap oleh banyak peneliti sebagai norma.

Beberapa buku teks dan panduan belajar menunjukkan bahwa jumlah sel darah merah biasanya dapat mencapai 5,5-6,0 × 10 12 / liter dan bahkan lebih tinggi. Namun, "norma" seperti itu menunjukkan pembekuan darah, yang menciptakan prasyarat untuk peningkatan tekanan darah dan pengembangan trombosis.

Pada seseorang dengan berat 60 kg, jumlah darah sekitar 5 liter, dan jumlah total sel darah merah adalah 25 triliun. Untuk membayangkan sosok besar ini, kami memberikan contoh-contoh berikut. Jika Anda menempatkan semua sel darah merah satu orang satu di atas yang lain, Anda mendapatkan "kolom" tinggi lebih dari 60 km. Total permukaan semua sel darah merah pada satu orang sangat besar dan sama dengan 4000 m 2. Untuk menghitung semua sel darah merah dalam satu orang, dibutuhkan 475.000 tahun, jika Anda menghitungnya dengan kecepatan 100 sel darah merah per menit.

Angka-angka ini sekali lagi menunjukkan betapa pentingnya fungsi memasok sel dan jaringan dengan oksigen. Perlu dicatat bahwa eritrosit itu sendiri sangat bersahaja dengan kekurangan oksigen, karena energinya diperoleh melalui glikolisis dan pirau pentosa.

Biasanya, jumlah eritrosit mengalami sedikit fluktuasi. Dalam berbagai penyakit, jumlah eritrosit dapat berkurang. Kondisi ini disebut erythropenia (anemia). Peningkatan jumlah sel darah merah di luar kisaran normal disebut sebagai eritrositosis. Yang terakhir terjadi selama hipoksia dan sering berkembang sebagai reaksi kompensasi pada penduduk daerah pegunungan tinggi. Selain itu, erythrocytosis diucapkan diamati pada penyakit sistem darah - polisitemia.

Fungsi utama eritrosit terkait dengan keberadaannya dalam komposisi protein kromoprotein khusus, yang disebut hemoglobin.

Eritrosit: fungsi, norma kuantitas darah, penyebab penyimpangan

Pelajaran sekolah pertama tentang struktur tubuh manusia memperkenalkan "penghuni darah utama: sel darah merah - sel darah merah (Er, RBC), yang menentukan warna karena zat besi yang terkandung di dalamnya, dan putih (leukosit), yang kehadirannya tidak terlihat, karena mereka tidak mempengaruhi.

Eritrosit manusia, tidak seperti hewan, tidak memiliki nukleus, tetapi sebelum kehilangannya, mereka harus keluar dari sel eritroblast, di mana sintesis hemoglobin dimulai, untuk mencapai tahap nuklir terakhir - normoblas yang mengakumulasi hemoglobin, dan berubah menjadi sel dewasa bebas nuklir, komponen utamanya adalah pigmen darah merah.

Apa yang orang tidak lakukan dengan eritrosit, mempelajari sifat-sifat mereka: mereka mencoba membungkusnya di seluruh dunia (ternyata 4 kali), dan menempatkannya dalam kolom koin (52 ribu kilometer), dan membandingkan area eritrosit dengan luas permukaan tubuh manusia (eritrosit melebihi semua harapan wilayah mereka 1,5 ribu kali lebih tinggi).

Sel-sel unik ini...

Ciri penting lain dari sel darah merah adalah bentuknya yang berbentuk bikon, tetapi jika berbentuk bulat, luas permukaan total akan menjadi 20% lebih kecil dari aslinya. Namun, kemampuan sel darah merah tidak hanya dalam ukuran luas totalnya. Karena bentuk disc biconcave:

1. Sel darah merah mampu membawa lebih banyak oksigen dan karbon dioksida;
2. Untuk menunjukkan plastisitas dan secara bebas melewati lubang sempit dan pembuluh kapiler melengkung, yaitu, untuk sel muda penuh dalam aliran darah, praktis tidak ada hambatan. Kemampuan untuk menembus sudut tubuh yang paling jauh hilang dengan usia sel darah merah, serta selama kondisi patologis mereka, ketika bentuk dan ukurannya berubah. Sebagai contoh, spherocytes, berbentuk sabit, bobot dan pir (poikilocytosis), tidak memiliki plastisitas yang tinggi, tidak dapat merangkak makrosit menjadi kapiler yang sempit, dan terlebih lagi megalosit (anisocytosis), oleh karena itu, sel-sel mereka yang dimodifikasi tidak berkinerja sempurna.

Komposisi kimia Er diwakili sebagian besar oleh air (60%) dan residu kering (40%), di mana 90-95% ditempati oleh pigmen darah merah, hemoglobin, dan sisanya 5-10% didistribusikan antara lipid (kolesterol, lesitin, kefalin), protein, karbohidrat, garam (kalium, natrium, tembaga, besi, seng) dan, tentu saja, enzim (karbonat anhidrase, kolinesterase, glikolitik, dll.).

Struktur seluler yang biasa kita tandai di sel lain (nukleus, kromosom, vakuola), Er tidak ada sebagai tidak perlu. Sel darah merah hidup hingga 3 - 3,5 bulan, kemudian menjadi tua dan dengan bantuan faktor erythropoietic yang dilepaskan ketika sel dihancurkan, mereka memberi perintah bahwa sudah waktunya untuk menggantinya dengan yang baru - muda dan sehat.

Sel darah merah mengambil asalnya dari pendahulunya, yang, pada gilirannya, berasal dari sel induk. Sel darah merah direproduksi, jika semuanya normal di dalam tubuh, di sumsum tulang dari tulang datar (tengkorak, tulang belakang, tulang dada, tulang rusuk, tulang panggul). Dalam kasus di mana, untuk alasan apa pun, sumsum tulang tidak dapat menghasilkan mereka (kerusakan tumor), sel darah merah "mengingat" bahwa organ lain (hati, timus, limpa) terlibat dalam perkembangan intrauterin dan memaksa tubuh untuk memulai erythropoiesis di tempat-tempat yang diabaikan.

Berapa banyak yang seharusnya normal?

Jumlah total sel darah merah yang terkandung dalam tubuh secara keseluruhan, dan konsentrasi sel darah merah di sepanjang aliran darah adalah konsep yang berbeda. Jumlah total termasuk sel-sel yang belum meninggalkan sumsum tulang, telah pergi ke depot jika terjadi keadaan yang tidak terduga atau berlayar untuk melaksanakan tugas segera mereka. Kombinasi ketiga populasi eritrosit disebut erythrone. Eritrone mengandung dari 25 x 10 12 / l (Tera / liter) hingga 30 x 10 12 / l sel darah merah.

Tingkat eritrosit dalam darah orang dewasa berbeda berdasarkan jenis kelamin, dan pada anak-anak, tergantung pada usia. Demikian:

• Norma pada wanita berkisar antara 3,8 hingga 4,5 x 10 12 / l, masing-masing, mereka juga memiliki hemoglobin yang lebih sedikit;
• Apa yang merupakan indikator normal untuk seorang wanita disebut anemia ringan pada pria, karena batas bawah dan atas norma sel darah merah secara nyata lebih tinggi: 4,4 x 5,0 x 10 12 / l (sama dengan hemoglobin);
• Pada anak di bawah satu tahun, konsentrasi sel darah merah terus berubah, jadi untuk setiap bulan (untuk bayi baru lahir - setiap hari) ada norma. Dan jika tiba-tiba dalam tes darah, sel darah merah pada anak dua minggu dinaikkan menjadi 6,6 x 10 12 / l, maka ini tidak dapat dianggap sebagai patologi, hanya untuk bayi baru lahir tingkat seperti itu (4,0 - 6,6 x 10 12 / l).
• Beberapa fluktuasi diamati setelah satu tahun kehidupan, tetapi nilai-nilai normal tidak jauh berbeda dari orang dewasa. Pada remaja 12-13 tahun, kadar hemoglobin dalam eritrosit dan tingkat eritrosit itu sendiri sesuai dengan norma orang dewasa.

Peningkatan kadar sel darah merah dalam darah disebut erythrocytosis, yang bersifat absolut (benar) dan bersifat redistributif. Eritrositosis redistributif bukan merupakan patologi dan terjadi ketika sel darah merah meningkat pada keadaan tertentu:

1. Tinggallah di dataran tinggi;
2. Kerja fisik dan olahraga aktif;
3. Gairah emosional;
4. Dehidrasi (kehilangan cairan tubuh karena diare, muntah, dll.).

Tingginya kadar sel darah merah dalam darah adalah tanda patologi dan eritrositosis sejati, jika merupakan hasil dari peningkatan pembentukan sel darah merah yang disebabkan oleh proliferasi tanpa batas (reproduksi) sel progenitor dan diferensiasinya menjadi eritrosit dewasa (eritremia).

Penurunan konsentrasi sel darah merah disebut erythropenia. Hal ini diamati pada kehilangan darah, penghambatan erythropoiesis, kerusakan eritrosit (hemolisis) di bawah pengaruh faktor-faktor yang merugikan. Sel darah merah rendah dan rendah Hb dalam sel darah merah adalah tanda anemia.

Apa kata singkatan?

Alat analisis hematologi modern, selain hemoglobin (HGB), kadar sel darah merah (RBC) rendah atau tinggi, hematokrit (HCT) dan analisis biasa lainnya, dapat dihitung dengan indikator lain, yang ditunjukkan dengan singkatan Latin dan sama sekali tidak jelas bagi pembaca:

• MCH adalah kadar hemoglobin rata-rata dalam eritrosit, yang normanya dalam alat analisis adalah 27-31 pg dalam alat analisis dapat dibandingkan dengan indeks warna (CI) yang menunjukkan tingkat kejenuhan eritrosit dengan hemoglobin. CPU dihitung dengan rumus, normalnya sama dengan atau lebih besar dari 0,8, tetapi tidak melebihi 1. Menurut indeks warna, normochromia (0,8 - 1), hipokromia sel darah merah (kurang dari 0,8), hiperkromia (lebih dari 1) ditentukan. SIT jarang digunakan untuk menentukan sifat anemia, peningkatannya lebih menunjukkan anemia megaloblastik hiperkromik yang menyertai sirosis hati. Penurunan nilai SIT menunjukkan adanya hiperkromia eritrosit, yang merupakan karakteristik IDA (anemia defisiensi besi) dan proses neoplastik.
• MCHC (konsentrasi rata-rata hemoglobin dalam Er) berkorelasi dengan volume rata-rata sel darah merah dan kadar rata-rata hemoglobin dalam sel darah merah, dihitung dari nilai hemoglobin dan hematokrit. MCHC berkurang dengan anemia hipokromik dan talasemia.
• MCV (rata-rata volume sel darah merah) adalah indikator yang sangat penting yang menentukan jenis anemia berdasarkan karakteristik sel darah merah (normosit adalah sel normal, mikrosit adalah liliputian, makrosit dan megalosit adalah raksasa). Selain diferensiasi anemia, MCV digunakan untuk mendeteksi pelanggaran keseimbangan air-garam. Nilai indeks yang tinggi menunjukkan gangguan hipotonik dalam plasma, menurunkan, sebaliknya, keadaan hipertonik.
• RDW - distribusi sel darah merah berdasarkan volume (anisositosis) menunjukkan heterogenitas populasi sel dan membantu membedakan anemia tergantung pada nilainya. Distribusi sel darah merah berdasarkan volume (bersama dengan perhitungan MCV) diturunkan dengan anemia mikrositik, tetapi harus dipelajari secara bersamaan dengan histogram, yang juga termasuk dalam fungsi perangkat modern.

Selain semua manfaat eritrosit yang terdaftar, saya ingin mencatat satu lagi:

Sel darah merah dianggap sebagai cermin yang mencerminkan keadaan banyak organ. Jenis indikator yang dapat "merasakan" masalah atau memungkinkan Anda untuk memantau jalannya proses patologis adalah tingkat sedimentasi eritrosit (ESR).

Kapal besar - pelayaran besar

Mengapa sel darah merah sangat penting untuk diagnosis banyak kondisi patologis? Peran khusus mereka mengalir dan dibentuk berdasarkan peluang unik, dan agar pembaca dapat membayangkan signifikansi sebenarnya dari sel darah merah, kami akan mencoba membuat daftar tanggung jawab mereka dalam tubuh.

Sesungguhnya, tugas fungsional sel darah merah luas dan beragam:

1. Mereka mengangkut oksigen ke jaringan (dengan partisipasi hemoglobin).
2. Membawa karbon dioksida (dengan partisipasi, selain hemoglobin, enzim karbonat anhidrase dan penukar ion Cl- / HCO₃).
3. Mereka melakukan fungsi perlindungan, karena mereka mampu mengadsorpsi zat berbahaya dan membawa antibodi (imunoglobulin), komponen dari sistem komplementer, membentuk kompleks imun (At-Ag) di permukaannya, dan juga mensintesis zat antibakteri yang disebut erythrin.
4. Berpartisipasi dalam pertukaran dan pengaturan keseimbangan air garam.
5. Berikan nutrisi ke jaringan (sel darah merah mengadsorpsi dan mentransfer asam amino).
6. Berpartisipasi dalam memelihara hubungan informasi dalam tubuh karena transfer makromolekul yang disediakan ikatan ini (fungsi kreatif).
7. Mereka mengandung tromboplastin, yang meninggalkan sel selama penghancuran sel darah merah, yang merupakan sinyal bagi sistem koagulasi untuk memulai hiperkoagulasi dan pembentukan gumpalan darah. Selain tromboplastin, eritrosit membawa heparin yang mencegah trombosis. Dengan demikian, partisipasi aktif sel darah merah dalam proses pembekuan darah jelas.
8. Sel darah merah mampu menekan imunoreaktivitas tinggi (berperan sebagai penekan), yang dapat digunakan dalam pengobatan berbagai tumor dan penyakit autoimun.
9. Mereka berpartisipasi dalam regulasi produksi sel-sel baru (erythropoiesis) dengan melepaskan faktor-faktor erythropoietic dari eritrosit lama yang hancur.

Sel darah merah dihancurkan terutama di hati dan limpa untuk membentuk produk dekomposisi (bilirubin, zat besi). Ngomong-ngomong, jika kita mempertimbangkan setiap sel secara terpisah, itu tidak akan menjadi merah, melainkan kekuningan-merah. Setelah terakumulasi dalam jumlah besar jutaan, mereka, berkat hemoglobin yang ada di dalamnya, menjadi sama seperti yang biasa kita lihat - warna merah yang kaya.

Bentuk eritrosit manusia yang normal dan patologis (poikilositosis)

Sel darah merah atau sel darah merah adalah salah satu sel darah yang melakukan banyak fungsi yang memastikan fungsi normal tubuh:

• fungsi nutrisi adalah untuk mengangkut asam amino dan lipid;
• pelindung - untuk mengikat dengan antibodi racun;
• Enzim yang bertanggung jawab untuk transfer berbagai enzim dan hormon.

Sel darah merah juga terlibat dalam mengatur keseimbangan asam-basa dan dalam mempertahankan isotonia darah.

Namun demikian, pekerjaan utama sel darah merah adalah mengantarkan oksigen ke jaringan, dan karbon dioksida ke paru-paru. Karena itu, cukup sering mereka disebut sel "pernapasan".

Fitur struktur sel darah merah

Morfologi sel darah merah berbeda dari struktur, bentuk dan ukuran sel lainnya. Agar sel-sel darah merah berhasil mengatasi fungsi transportasi gas darah, alam telah menganugerahkannya dengan ciri-ciri khas berikut:

Berkurangnya diameter eritrosit dari (6,2 menjadi 8,2 mikrometer (μm)), ketebalannya yang kecil adalah 2 μm, jumlah total yang besar (eritrosit adalah jenis sel manusia yang paling banyak) dan bentuk bikoncave spesifik berbentuk cakram dari eritrosit dapat secara signifikan meningkatkan luas permukaan total sel untuk implementasi pertukaran gas. Ukuran sel yang kecil juga memfasilitasi pergerakan yang mudah melalui pembuluh kapiler mikroskopis.

Fitur-fitur ini adalah ukuran adaptasi terhadap kehidupan di darat, yang mulai berkembang pada amfibi dan ikan, dan mencapai optimalisasi maksimumnya pada mamalia dan manusia yang lebih tinggi.

Ini menarik! Pada manusia, total luas permukaan semua sel darah merah dalam darah adalah sekitar 3.820 m2, yang 2.000 kali lebih banyak dari permukaan tubuh.

Pembentukan sel darah merah

Kehidupan sel darah merah tunggal relatif pendek - 100-120 hari, dan setiap hari sumsum tulang merah manusia mereproduksi sekitar 2,5 juta sel ini.

Perkembangan penuh eritrosit (erythropoiesis) dimulai pada bulan ke-5 perkembangan janin dalam kandungan. Sampai pada titik ini, dan dalam kasus lesi onkologis dari organ utama pembentukan darah, sel darah merah diproduksi di hati, limpa dan timus.

Perkembangan sel darah merah sangat mirip dengan proses perkembangan manusia. Asal-usul dan "perkembangan pra-kelahiran" eritrosit dimulai pada eritrone - tunas merah dari hematopoiesis otak merah. Semuanya dimulai dengan sel induk darah polipoten, yang, berubah 4 kali, berubah menjadi “kuman” - eritroblast, dan mulai saat ini Anda sudah dapat mengamati perubahan morfologis dalam struktur dan ukuran.

Erythroblast. Ini adalah sel bulat yang berukuran mulai dari 20 hingga 25 mikron dengan nukleus, yang terdiri dari 4 mikronuklei dan menempati hampir 2/3 sel. Sitoplasma memiliki rona ungu, yang terlihat jelas pada potongan tulang manusia "pembentuk darah" yang rata. Hampir semua sel menunjukkan apa yang disebut "telinga", yang terbentuk karena tonjolan sitoplasma.

Pronormotsit. Ukuran sel pronormocyte lebih kecil dari ukuran eritroblast - sudah 10-20 μm, ini terjadi karena hilangnya nukleolus. Warna ungu mulai mencerahkan.

Normoflast basofilik. Dalam ukuran sel yang hampir sama - 10-18 mikron, nukleus masih ada. Chromanthin, yang memberikan sel warna ungu muda, mulai berkumpul menjadi segmen-segmen dan normoblas basofilik secara eksternal memiliki warna jerawatan.

Normoblast polikromatofilik. Diameter sel ini adalah 9-12 mikron. Kernel mulai berubah secara destruktif. Ada konsentrasi hemoglobin yang tinggi.

Normoblast oksifilis. Inti yang hilang dipindahkan dari pusat sel ke pinggirannya. Ukuran sel terus menurun - 7-10 mikron. Sitoplasma menjadi jelas berwarna merah muda dengan sisa-sisa kecil kromatin (betis Joly). Sebelum masuk ke dalam darah, normoblast oxyphilic biasanya harus memeras atau melarutkan intinya dengan bantuan enzim khusus.

Retikulosit. Warna retikulosit tidak berbeda dengan bentuk eritrosit yang sudah matang. Warna merah memberikan efek kumulatif dari sitoplasma kuning-hijau dan retikulum biru-ungu. Diameter retikulosit berkisar antara 9 hingga 11 mikron.

Normosit. Ini adalah nama sel darah merah dewasa dengan ukuran standar, sitoplasma merah muda-merah. Inti menghilang sepenuhnya, dan tempatnya diambil oleh hemoglobin. Proses peningkatan hemoglobin selama pematangan eritrosit terjadi secara bertahap, dimulai dengan bentuk paling awal, karena cukup toksik bagi sel itu sendiri.

Fitur lain dari sel darah merah, yang menyebabkan rentang hidup yang pendek - kurangnya nukleus tidak memungkinkan mereka untuk membelah dan menghasilkan protein, dan sebagai hasilnya, ini mengarah pada akumulasi perubahan struktural, penuaan yang cepat dan kematian.

Bentuk eritrosit degeneratif

Dalam berbagai penyakit darah dan patologi lainnya, perubahan kualitatif dan kuantitatif dalam kadar normal normosit dan retikulosit dalam darah, kadar hemoglobin, serta perubahan degeneratif dalam ukuran, bentuk, dan warna dimungkinkan. Di bawah ini kami mempertimbangkan perubahan yang mempengaruhi bentuk dan ukuran sel darah merah - poikilocytosis, serta bentuk patologis utama sel darah merah dan sebagai akibatnya penyakit atau kondisi perubahan tersebut terjadi.

Ukuran eritrosit manusia

Bentuk dan struktur.

Populasi sel darah merah adalah heterogen dalam bentuk dan ukuran. Dalam darah manusia normal, sebagian besar (80-90%) terdiri dari sel darah merah bikonkaf - diskosit. Selain itu, ada sel plano (dengan permukaan datar) dan bentuk eritrosit yang menua - eritrosit styloid, atau echinosit (

6%), berbentuk kubah, atau stomatosit (

1-3%), dan bola, atau spherocytes (

1%) (beras). Proses penuaan eritrosit dilakukan dengan dua cara - oleh krenirovaniem (pembentukan gigi pada plasmolemma) atau dengan invaginasi situs plasmolempe. Ketika krenirovanii membentuk echinocytes dengan berbagai tingkat pembentukan hasil plasmolemma, kemudian jatuh, sehingga membentuk eritrosit dalam bentuk mikrosferosit. Ketika plasmolemus eritrosit invaginasi, stomatosit terbentuk, tahap terakhir yang juga mikrosferosit. Salah satu manifestasi dari proses penuaan eritrosit adalah hemolisisnya, disertai dengan pelepasan hemoglobin; pada saat yang sama, "bayangan" dari eritrosit ditemukan dalam darah.

Pada penyakit, bentuk eritrosit yang abnormal dapat muncul, yang paling sering disebabkan oleh perubahan struktur hemoglobin (Hb). Mengganti bahkan satu asam amino dalam molekul Hb dapat menyebabkan perubahan bentuk sel darah merah. Sebagai contoh, munculnya eritrosit sel sabit pada anemia sel sabit, ketika pasien memiliki kerusakan genetik dalam rantai-p hemoglobin. Proses pelanggaran bentuk eritrosit pada penyakit disebut poikilocytosis.

Fig. Eritrosit berbagai bentuk dalam mikroskop elektron pemindaian (menurut G.N. Nikitina).

1 - normosit normosit; 2 - diskosit macrocyte; 3,4 - echinocytes; 5 - stomatosit; 6 - spherocyte.

Plasmolemma. Plasmolemma eritrosit terdiri dari lipid bilayer dan protein, disajikan dalam jumlah yang kurang lebih sama, serta sejumlah kecil karbohidrat yang membentuk glikokaliks. Sebagian besar molekul lipid yang mengandung kolin (fosfatidilkolin, sphin-homiel) terletak di lapisan luar plasmolemma, dan lipid membawa gugus amino di ujungnya (fosfatidilserin, fosfatidil etanolamin) terletak di lapisan dalam. Bagian dari lipid (

5%) dari lapisan luar dihubungkan dengan molekul oligosakarida dan disebut glikolipid. Glikoprotein membran terdistribusi - glikophorin. Mereka dikaitkan dengan perbedaan antigen antara kelompok darah manusia.

Sitoplasma Eritrosit terdiri dari air (60%) dan residu kering (40%), mengandung sekitar 95% hemoglobin dan 5% zat lainnya. Kehadiran hemoglobin menyebabkan warna kuning sel darah merah individu dari darah segar, dan kombinasi sel darah merah - warna merah darah. Ketika pewarnaan apusan darah dengan azure P-eosin sesuai dengan Romanovsky - Giemsa, sebagian besar eritrosit memperoleh warna oranye-merah muda (oxyphilic), yang disebabkan oleh tingginya kandungan hemoglobin.

Fig. Struktur plasmolemma dan sitoskeleton dari eritrosit.

A - skema: 1 - plasmolemma; 2 - pita protein 3; 3 - glikophorin; 4 - spektrin (rantai α dan β); 5 - ankyrin; 6 - pita protein 4.1; 7 - kompleks nodular, 8 - aktin;

B - plasmolemma dan sitoskeleton eritrosit dalam mikroskop elektron pemindaian, 1 - plasmolemma;

2 - jaringan spektrin,

Harapan hidup dan penuaan sel darah merah. Umur rata-rata sel darah merah adalah sekitar 120 hari. Di dalam tubuh, sekitar 200 juta sel darah merah dihancurkan setiap hari. Seiring bertambahnya usia, perubahan terjadi pada eritrosit plasmolemid: khususnya, kandungan asam sialat, yang menentukan muatan negatif membran, berkurang dalam glikokaliks. Perubahan dalam protein sitoskeletal dari spektrin dicatat, yang mengarah pada transformasi bentuk diskoid eritrosit menjadi bola. Dalam plasmolemma, reseptor spesifik untuk antibodi autologus muncul, yang, ketika berinteraksi dengan antibodi ini, membentuk kompleks yang menyediakan "pengenalan" oleh makrofag dan fagositosis berikutnya. Pada eritrosit yang menua, intensitas glikolisis dan, karenanya, kandungan ATP berkurang. Karena pelanggaran permeabilitas plasmolemm, resistensi osmotik berkurang, pelepasan ion K dari eritrosit ke dalam plasma dan peningkatan kadar Na + diamati. Dengan penuaan sel darah merah, ada pelanggaran fungsi pertukaran gas mereka.

1. Pernafasan - transfer oksigen ke jaringan dan karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru.

2. Fungsi pengaturan dan perlindungan - pemindahan pada permukaan berbagai zat aktif biologis, beracun, faktor pelindung: asam amino, racun, antigen, antibodi, dll. Pada permukaan sel darah merah sering terjadi reaksi antigen-antibodi, sehingga mereka secara pasif berpartisipasi dalam reaksi perlindungan.

Sel darah merah

Sel darah merah

Sel darah merah adalah yang paling banyak, sel darah yang sangat khusus, fungsi utamanya adalah untuk mengangkut oksigen (O2) dari paru-paru ke jaringan dan karbon dioksida (CO2) dari jaringan ke paru-paru.

Eritrosit dewasa tidak memiliki nukleus dan organel sitoplasma. Oleh karena itu, mereka tidak mampu melakukan sintesis protein atau lipid, sintesis ATP dalam proses fosforilasi oksidatif. Ini secara dramatis mengurangi kebutuhan oksigen eritrosit itu sendiri (tidak lebih dari 2% dari total oksigen yang diangkut oleh sel), dan sintesis ATP dilakukan selama pemisahan glukosa glikolitik. Sekitar 98% dari massa protein sitoplasma eritrosit adalah hemoglobin.

Sekitar 85% sel darah merah, yang disebut normosit, memiliki diameter 7-8 mikron, volume 80-100 (femtoliter, atau mikron 3) dan bentuknya dalam bentuk cakram bikonkaf (diskoosit). Ini memberi mereka area pertukaran gas yang luas (total sekitar 3800 m 2 untuk semua eritrosit) dan mengurangi jarak difusi oksigen ke lokasi ikatannya dengan hemoglobin. Sekitar 15% sel darah merah memiliki bentuk, ukuran, dan proses yang berbeda pada permukaan sel.

Eritrosit "matang" lengkap memiliki plastisitas - kemampuan untuk berubah bentuk secara reversibel. Hal ini memungkinkan mereka untuk lewat tetapi pembuluh dengan diameter yang lebih kecil, khususnya, melalui kapiler dengan lumen 2-3 mikron. Kemampuan untuk berubah bentuk ini disediakan oleh keadaan cair membran dan interaksi lemah antara fosfolipid, protein membran (glikophorin) dan sitoskeleton protein dari matriks intraseluler (spektrin, ankyrin, hemoglobin). Dalam proses penuaan eritrosit, akumulasi kolesterol, fosfolipid dengan kandungan asam lemak yang lebih tinggi terjadi pada membran, terjadi agregasi spektrin dan hemoglobin yang ireversibel, yang menyebabkan pelanggaran struktur membran, bentuk eritrosit (mereka berubah dari spherosit dari diskosit) dan plastisitasnya. Sel darah merah seperti itu tidak bisa melewati kapiler. Mereka ditangkap dan dihancurkan oleh makrofag limpa, dan beberapa dari mereka di hemolisis di dalam kapal. Glycophorins memberikan sifat hidrofilik ke permukaan luar sel darah merah dan potensial listrik (zeta). Oleh karena itu, eritrosit saling tolak dan tersuspensi dalam plasma, menentukan stabilitas suspensi darah.

Laju sedimentasi eritrosit (ESR)

Laju sedimentasi eritrosit (ESR) adalah indikator yang mencirikan endapan darah eritrosit ketika antikoagulan ditambahkan (misalnya, natrium sitrat). ESR ditentukan dengan mengukur ketinggian kolom plasma di atas eritrosit, yang menetap di kapiler khusus yang terletak secara vertikal selama 1 jam. Mekanisme proses ini ditentukan oleh keadaan fungsional eritrosit, muatannya, komposisi protein plasma dan faktor lainnya.

Gravitasi spesifik eritrosit lebih tinggi daripada plasma darah, oleh karena itu mereka perlahan-lahan menetap di kapiler dengan darah yang tidak dapat membeku. ESR pada orang dewasa sehat adalah 1–10 mm / jam pada pria dan 2–15 mm / jam pada wanita. Pada bayi baru lahir, ESR adalah 1-2 mm / jam, dan pada orang tua - 1-20 mm / jam.

Faktor utama yang mempengaruhi ESR meliputi: jumlah, bentuk dan ukuran sel darah merah; rasio kuantitatif dari berbagai jenis protein plasma; isi pigmen empedu, dll. Peningkatan isi albumin dan pigmen empedu, serta peningkatan jumlah eritrosit dalam darah, menyebabkan peningkatan potensi zeta sel dan penurunan ESR. Peningkatan isi globulin dalam plasma darah, fibrinogen, penurunan isi albumin dan penurunan jumlah eritrosit disertai dengan peningkatan ESR.

Salah satu alasan untuk ESR yang lebih tinggi pada wanita, dibandingkan dengan pria, adalah jumlah sel darah merah yang lebih rendah dalam darah wanita. ESR meningkat dengan makanan kering dan puasa, setelah vaksinasi (karena peningkatan kandungan globulin dan fibrinogen dalam plasma), selama kehamilan. Memperlambat ESR dapat diamati dengan peningkatan viskositas darah karena peningkatan penguapan keringat (misalnya, ketika terkena suhu eksternal yang tinggi), eritrositosis (misalnya, di dataran tinggi atau pendaki, pada bayi baru lahir).

Jumlah sel darah merah

Jumlah sel darah merah dalam darah tepi orang dewasa adalah: pada laki-laki - (3.9-5.1) * 10 12 sel / l; pada wanita - (3,7-4,9) • 10 12 sel / l. Jumlah mereka dalam periode usia yang berbeda pada anak-anak dan orang dewasa tercermin dalam tabel. 1. Pada lansia, jumlah eritrosit mendekati rata-rata dengan batas bawah normal.

Peningkatan jumlah eritrosit per satuan volume darah di atas batas normal disebut eritrositosis: untuk pria, di atas 5,1 • eritrosit / l12; untuk wanita - di atas 4,9 • 10 12 eritrosit / l. Eritrosit relatif dan absolut. Erythrocytosis relatif (tanpa aktivasi erythropoiesis) diamati dengan peningkatan viskositas darah pada bayi baru lahir (lihat Tabel 1), selama pekerjaan fisik, atau efek suhu tinggi pada tubuh. Erythrocytosis absolut adalah konsekuensi dari peningkatan erythropoiesis, diamati ketika seseorang beradaptasi dengan dataran tinggi atau di antara mereka yang dilatih untuk pelatihan ketahanan. Erythrocytosis berkembang pada beberapa penyakit darah (erythremia) atau sebagai gejala dari penyakit lain (kekurangan jantung atau paru, dll.). Dalam bentuk eritrositosis apa pun, hemoglobin dan hematokrit biasanya meningkat dalam darah.

Tabel 1. Indikator darah merah pada anak-anak dan orang dewasa yang sehat

Sel darah merah 10 12 / l

Catatan MCV (mean corpuscular volume) - volume rata-rata sel darah merah; MSN (rata-rata hemoglobin sel hidup), rata-rata kadar hemoglobin dalam eritrosit; MCHC (berarti konsentrasi hemoglobin sel hidup) - kadar hemoglobin dalam 100 ml sel darah merah (konsentrasi hemoglobin dalam satu sel darah merah).

Erythropenia - penurunan jumlah sel darah merah dalam darah kurang dari batas bawah normal. Itu juga bisa relatif dan absolut. Erythropenia relatif diamati dengan peningkatan aliran cairan ke dalam tubuh dengan erythropoiesis yang tidak berubah. Erythropenia absolut (anemia) adalah konsekuensi dari: 1) peningkatan kerusakan darah (hemolisis autoimun eritrosit, fungsi penghancuran darah yang berlebihan pada limpa); 2) mengurangi efektivitas erythropoiesis (dengan kekurangan zat besi, vitamin (terutama kelompok B) dalam makanan, kurangnya faktor internal Puri dan kurangnya penyerapan vitamin B₁₂); 3) kehilangan darah.

Fungsi utama sel darah merah

Fungsi transportasi adalah transfer oksigen dan karbon dioksida (transportasi pernapasan atau gas), nutrisi (protein, karbohidrat, dll.) Dan zat aktif secara biologis (NO). Fungsi perlindungan dari eritrosit terletak pada kemampuannya untuk mengikat dan menetralkan beberapa racun, serta berpartisipasi dalam proses pembekuan darah. Fungsi pengaturan eritrosit adalah partisipasi aktif mereka dalam mempertahankan keadaan asam-basa tubuh (pH darah) menggunakan hemoglobin, yang dapat mengikat C0₂ (Dengan demikian mengurangi konten H₂C0₃ dalam darah) dan memiliki sifat amfolitik. Eritrosit juga dapat berpartisipasi dalam reaksi imunologis organisme, yang disebabkan oleh adanya membran sel senyawa tertentu (glikoprotein dan glikolipid) yang memiliki sifat antigen (aglutinogen).

Siklus Hidup Erythrocyte

Tempat pembentukan sel darah merah dalam tubuh orang dewasa adalah sumsum tulang merah. Dalam proses eritropoiesis, retikulosit dibentuk dari sel hematopoietik batang polipoten (PSGK) melalui serangkaian tahap perantara, yang memasuki darah perifer dan berubah menjadi eritrosit dewasa dalam 24-36 jam. Umur mereka adalah 3-4 bulan. Tempat kematian adalah limpa (fagositosis oleh makrofag hingga 90%) atau hemolisis intravaskular (biasanya hingga 10%).

Fungsi hemoglobin dan senyawanya

Fungsi utama sel darah merah karena adanya dalam komposisi protein khusus - hemoglobin. Hemoglobin mengikat, mengangkut dan melepaskan oksigen dan karbon dioksida, menyediakan fungsi pernapasan darah, berpartisipasi dalam pengaturan pH darah, melakukan fungsi pengaturan dan penyangga, dan juga memberikan darah merah dan sel darah merah. Hemoglobin menjalankan fungsinya hanya di dalam sel darah merah. Dalam kasus hemolisis eritrosit dan pelepasan hemoglobin ke dalam plasma, ia tidak dapat menjalankan fungsinya. Hemoglobin plasma berikatan dengan protein haptoglobin, kompleks yang dihasilkan ditangkap dan dihancurkan oleh sel-sel sistem fagositik hati dan limpa. Dengan hemolisis masif, hemoglobin dikeluarkan dari darah oleh ginjal dan muncul dalam urin (hemoglobinuria). Periode pelaksanaannya adalah sekitar 10 menit.

Molekul hemoglobin memiliki dua pasang rantai polipeptida (globin - bagian protein) dan 4 hem. Heme adalah senyawa kompleks protoporphyrin IX dengan zat besi (Fe 2+), yang memiliki kemampuan unik untuk menempel atau melepaskan molekul oksigen. Dalam hal ini, besi tempat oksigen menempel tetap bivalen, dapat dengan mudah dioksidasi menjadi trivalen juga. Heme adalah kelompok prostetik aktif atau disebut, dan globin adalah pembawa protein heme, menciptakan kantong hidrofobik untuk itu dan melindungi Fe 2+ dari oksidasi.

Ada sejumlah bentuk molekuler hemoglobin. Darah orang dewasa mengandung HbA (95-98% HbA₁ dan 2-3% НbA₂) dan HbF (0,1-2%). Pada bayi baru lahir, HbF (hampir 80%) menang, dan pada janin (hingga 3 bulan) - hemoglobin tipe Gower I.

Tingkat normal hemoglobin dalam darah pria adalah rata-rata 130-170 g / l, pada wanita - 120-150 g / l, pada anak-anak - tergantung pada usia (lihat tabel 1). Total kandungan hemoglobin dalam darah perifer sekitar 750 g (150 g / l • 5 l darah = 750 g). Satu gram hemoglobin dapat mengikat 1,34 ml oksigen. Pemenuhan optimal fungsi pernapasan oleh eritrosit ditandai dengan kadar hemoglobin normal. Konten (saturasi) dalam hemoglobin eritrosit mencerminkan indikator berikut: 1) indeks warna (CP); 2) KIA - kadar hemoglobin rata-rata di eritrosit; 3) MCHC - konsentrasi hemoglobin dalam eritrosit. Sel darah merah dengan kadar hemoglobin normal ditandai dengan CP = 0,8-1,05; MCH = 25,4-34,6 pg; MCHC = 30-37 g / dl dan disebut normokromik. Sel dengan kadar hemoglobin berkurang memiliki CP 1,05; MSN> 34,6 pg; MCHC> 37 g / dL disebut hiperkromik.

Penyebab hipokromia eritrosit paling sering adalah pembentukannya dalam kondisi kekurangan zat besi (Fe 2+) dalam tubuh, dan hiperkromia dalam kondisi kekurangan vitamin B.₁₂ (cyanocobalamin) dan (atau) asam folat. Di beberapa daerah di negara kita ada kandungan rendah Fe 2+ dalam air. Oleh karena itu, penghuninya (terutama wanita) lebih mungkin mengembangkan anemia hipokromik. Untuk pencegahannya, perlu untuk mengkompensasi kurangnya asupan zat besi dengan air dari produk makanan yang mengandungnya dalam jumlah yang cukup atau dengan persiapan khusus.

Senyawa hemoglobin

Hemoglobin yang terikat dengan oksigen disebut oxyhemoglobin (HbO₂). Isinya dalam darah arteri mencapai 96-98%; HbO₂, siapa yang memberi O₂ setelah disosiasi, disebut dikurangi (HHb). Hemoglobin mengikat karbon dioksida untuk membentuk carbhemoglobin (HbCO₂). Pendidikan НbС0₂ tidak hanya berkontribusi pada pengangkutan CO₂, tetapi juga mengurangi pembentukan asam karbonat dan dengan demikian mempertahankan buffer bikarbonat plasma. Oksihemoglobin, hemoglobin tereduksi, dan karbhemoglobin disebut senyawa hemoglobin fisiologis (fungsional).

Karboksihemoglobin adalah senyawa hemoglobin dengan karbon monoksida (CO adalah karbon monoksida). Hemoglobin memiliki afinitas yang signifikan lebih besar untuk CO daripada oksigen, dan membentuk karboksihemoglobin pada konsentrasi rendah CO, kehilangan kemampuan untuk mengikat oksigen dan menciptakan ancaman bagi kehidupan. Senyawa hemoglobin non-fisiologis lainnya adalah methemoglobin. Di dalamnya, besi dioksidasi menjadi trivalen. Methemoglobin tidak dapat bereaksi secara reversibel dengan O₂ dan koneksi tidak aktif secara fungsional. Dengan akumulasi berlebih dalam darah juga ada ancaman bagi kehidupan manusia. Dalam hal ini, methemoglobin dan karboksihemoglobin juga disebut senyawa hemoglobin patologis.

Pada orang yang sehat, methemoglobin selalu ada dalam darah, tetapi dalam jumlah yang sangat kecil. Methemoglobin dibentuk oleh aksi zat pengoksidasi (peroksida, nitro-turunan zat organik, dll.), Yang secara konstan memasuki darah dari sel-sel berbagai organ, terutama usus. Pembentukan methemoglobin dibatasi oleh antioksidan (glutathione dan asam askorbat) yang terdapat dalam eritrosit, dan reduksi menjadi hemoglobin terjadi selama reaksi enzimatik yang melibatkan enzim erythrocyte dehydrogenase.

Erythropoiesis

Erythropoiesis adalah proses pembentukan sel darah merah dari PGC. Jumlah eritrosit yang terkandung dalam darah tergantung pada rasio eritrosit yang terbentuk dan dihancurkan dalam tubuh pada saat bersamaan. Pada orang yang sehat, jumlah sel darah merah yang terbentuk dan runtuh adalah sama, yang memastikan, dalam kondisi normal, pemeliharaan jumlah sel darah merah yang relatif konstan dalam darah. Kombinasi struktur tubuh, termasuk darah tepi, organ erythropoiesis dan penghancuran sel darah merah disebut Erythron.

Pada orang dewasa yang sehat, eritropoiesis terjadi di ruang hematopoietik antara sinusoid sumsum tulang merah dan berakhir di pembuluh darah. Di bawah pengaruh sinyal sel dari lingkungan mikro, yang diaktifkan oleh produk-produk penghancuran sel darah merah dan sel darah lainnya, faktor PSGC yang bekerja awal berdiferensiasi menjadi oligopoten (myeloid) yang berkomitmen, dan kemudian menjadi sel hematopoietik batang tanpa gejala dari seri eritroid (PFU-E). Diferensiasi lebih lanjut sel-sel dari seri eritroid dan pembentukan prekursor langsung dari eritrosit - retikulosit terjadi di bawah pengaruh faktor-faktor kerja lambat, di antaranya peran kunci dimainkan oleh hormon erythropoietin (EPO).

Retikulosit memasuki darah (perifer) yang bersirkulasi dan dalam 1-2 hari diubah menjadi sel darah merah. Kandungan retikulosit dalam darah adalah 0,8-1,5% dari jumlah sel darah merah. Masa hidup sel darah merah adalah 3-4 bulan (rata-rata 100 hari), setelah itu mereka dikeluarkan dari aliran darah. Pada siang hari, sekitar (20-25) 10 10 eritrosit diganti dalam darah dengan retikulosit. Efektivitas erythropoiesis dalam kasus ini adalah 92-97%; 3-8% sel progenitor eritrosit tidak menyelesaikan siklus diferensiasi dan dihancurkan di sumsum tulang oleh makrofag - eritropoiesis yang tidak efektif. Dalam kondisi tertentu (misalnya, stimulasi erythropoiesis dengan anemia), erythropoiesis yang tidak efektif dapat mencapai 50%.

Erythropoiesis tergantung pada banyak faktor eksogen dan endogen dan diatur oleh mekanisme yang kompleks. Itu tergantung pada asupan vitamin, zat besi, elemen lain yang cukup, asam amino esensial, asam lemak, protein dan energi dalam makanan. Ketidakcukupan pasokan mereka mengarah pada perkembangan anemia dan bentuk lain dari anemia defisiensi. Di antara faktor-faktor endogen yang mengatur erythropoiesis, sitokin memainkan peran utama, terutama erythropoietin. EPO adalah hormon alami glikoprotein dan pengatur utama eritropoiesis. EPO merangsang proliferasi dan diferensiasi dari semua sel progenitor eritrosit, dimulai dengan PFU-E, meningkatkan laju sintesis hemoglobin di dalamnya dan menghambat apoptosis mereka. Pada orang dewasa, situs utama sintesis EPO (90%) adalah sel peritubular pada malam hari, di mana pembentukan dan sekresi hormon meningkat dengan penurunan tekanan oksigen dalam darah dan dalam sel-sel ini. Sintesis EPO di ginjal ditingkatkan di bawah pengaruh hormon pertumbuhan, glukokortikoid, testosteron, insulin, norepinefrin (melalui stimulasi β1-adrenoreseptor). Dalam jumlah kecil, EPO disintesis dalam sel hati (hingga 9%) dan makrofag sumsum tulang (1%).

Klinik ini menggunakan erythropoietin rekombinan (rHuEPO) untuk merangsang erythropoiesis.

Erythropoiesis menghambat hormon seks wanita, estrogen. Regulasi saraf eritropoiesis dilakukan oleh ANS. Pada saat yang sama, peningkatan nada pembagian simpatik disertai dengan peningkatan erythropoiesis, dan peningkatan parasimpatis - dengan melemahnya.