Красная армия

Говорят, незаменимых не существует. Но этих трудяг заменить невозможно. У них нет органоидов, нет даже ядра, чтобы быть сильными и независимыми, но эритроциты по праву можно назвать клетками жизни. 

Жить — значит окислять. И ответственность за обеспечение этой фундаментальной витальной функции лежит именно на эритроцитах. Перенос кислорода по маршруту легкие-ткань и транспорт углекислоты в обратную сторону — основная, но не единственная их функция. От них зависит гемостаз, реология крови, иммунные и, в частности, аутоиммунные реакции, кислотно-щелочное состояние, ферментативные реакции… 

Зрелых эритроцитов в крови мужчины 4,5–6,3 млн на мм^3, у женщин — 4,2–5,4 млн на мм^3. В пересчете на микролитры их содержится от 3,8 до 5,1 млн/мкл. Морфологически эритроциты представляют собой двояковогнутые диски; в этой форме в крови обитает 85 % эритроцитарного дифферона. Такая нестандартная форма поддерживается специальными мембранными белками: бета-спектрином, актином, анкирином, белком 4.1. Спектрин при электронной микроскопии выглядит как связанные друг с другом конец в конец палочки, сеткой выстилающие внутреннюю сторону мембраны эритроцита. С помощью анкирина спектрин прикрепляется к цитолемме. Такой каркас придает мембране эластичность, поэтому эритроцит длиной 7,1–8 мкм и толщиной 2,5 мкм может проходить через узкие (3–10 мкм) лабиринты капилляров, переносить перепады осмотического давления в легких и почках, не теряя своей формы. При мутации гена, кодирующего спектрин, возникает сфероцитоз и, как следствие, гемолитическая анемия. 

Эритроциты имеют отрицательный заряд поверхности, который обеспечивается поверхностными олигосахаридами — сиаловыми кислотами, сидящими на интегральном белке гликофорине. Карбоксильные группы этих кислот и создают отрицательный заряд эритроцита. По мере старения эритроцита (а живет он всего 120 дней, у новорожденных и того меньше — 60–70 суток) сиаловые кислоты отщепляются, и заряд, соответственно, теряется. 

Так как эритроциты лишены ядра и органелл, то в качестве энергетического материала могут использовать только глюкозу, получая АТФ через анаэробный гликолиз. Глюкоза поступает в клетку при помощи переносчика ГЛЮТ-2 путем облегченной диффузии. Кроме АТФ в эритроцитах образуется лактат, который с током крови попадает в клетки печени для дальнейшего использования. 

Морфология эритроцитов может меняться при различных патологиях. Так, например, изменение цвета связано с концентрацией гемоглобина в эритроците: гипохромия встречается при различных формах анемии, часто сопряжена с уменьшением их размера. Гиперхромия, напротив, может сопровождаться увеличением размера эритроцита, что бывает при В12- или фолиеводефицитной анемии, которая может возникнуть при дифиллоботриозе, заболеваниях или резекциях желудка и кишечника, при алкоголизме и беременности. 

Если в эритроцитах наблюдается зернистость, это может являться признаком их незрелости; такие эритроциты появляются в крови в увеличенном количестве при повышении регенераторной активности в организме или какой-либо патологии. 

Также в эритроцитах могут встречаться разные виды патологических включений: 

— Тельца Хауэлла-Жолли — мелкие фиолетово-красные круглые субстанции, представляют собой остатки ядра эритроцита. Похожие на них включения могут образовываться при мазке при наложении тромбоцита на эритроцит (в этом случае вокруг телец определяется ореол, являющийся дифференциальным признаком). Наличие большого количества телец Жолли свидетельствует об активации эритропоэза; чаще всего они встречаются при B12-дефицитной анемии, спленэктомии или нарушении функции селезенки, лейкозах. 

— Кольца Кебота (Кебота-Шлайпа) — остатки ядерной оболочки красного цвета в виде кольца или восьмерки. Их можно обнаружить при мегалобластной анемии, отравлении солями тяжелых металлов, полицитемии; 

— Тельца Гейнца-Эрлиха (преломляющие тельца эритроцитов) — маленькие круглые включения из денатурированного гемоглобина, которые беспощадно травмируют эритроцит, что приводит к гемолизу. При окраске метиловым фиолетовым по методу Дейчи имеют красный или пурпурный цвет. В норме в эритроците могут быть единичные тельца Гейнца-Эрлиха, но увеличение их количества больше 4 служит признаком патологического процесса, это наблюдается при гемолитических анемиях, отравлении нитратами и сульфаниламидами, интоксикации нитробензолом, анилином и некоторыми другими веществами, в некоторых случаях — при метгемоглобинемии; таким образом, их обнаружение служит первым признаком начавшегося гемолиза и интоксикации; 

— Сидеробластические гранулы — не входящее в состав гемоглобина железо, связанное с митохондриями; при окрашивании мазка берлинской лазурью представляют собой гранулы синего цвета. В норме в костном мозге содержится 15–40 % сидеробластов, в крови — 0,3–0,8 % сидероцитов; увеличение их содержания может происходить, например, при гемолитической и сидеробластной анемии, а уменьшение свидетельствует о железодефицитной анемии, сбое обмена железа. 

Сидерозные гранулы могут выявляться при обычной окраске мазка в виде светло-фиолетовых телец Паппенгейма. 

— Базофильная пунктация (зернистость) эритроцитов — остатки рибосом голубого или синего цвета, чаще всего располагаются ближе к периферии. Встречается при отравлении свинцом и другими тяжелыми металлами, воздействии цитостатиков и интоксикации этиловым спиртом, талассемии, уремии, серповидно-клеточной анемии и дизэритропоэзе. 

При малярии в эритроцитах наблюдаются специфические включения (в виде наушников, гранулы Шюффнера, пятнистость Маурера и т. д.), при нахождении которых можно предположить вид возбудителя. 

Форма эритроцитов также отражает ту или иную патологию и может быть весьма причудливой, но ее изменение — низкоспецифичный признак. Наиболее известные эритроциты в виде серпа характерны для серповидно-клеточной анемии, но могут встречаться при самых различных гемоглобинопатиях. Сфероциты обычно намекают на предгемолитическое состояние, поэтому часто обнаруживаются при гемолитических анемиях, но их находят и при ожогах, ДВС-синдроме, септицемии, аутоиммунных реакциях. Каплевидные эритроциты зачастую образуются при патологии костного мозга: миелофтиз, метаплазия, миелофиброз и др. Выпячивания в клетках с одной стороны встречаются при заболеваниях печени (цирроз, гепатит и др.). Шиповатые или звездчатые эритроциты иногда находят как артефакт, но они могут образовываться и при уремии, желудочно-кишечных кровотечениях, гипомагний-гипофосфатемиях. Как уже стало понятно, гарантированно выявить ту или иную патологию по форме эритроцитов почти невозможно. 

Самую наглядную картину патологии можно выявить по изменению размера эритроцитов: микроциты (< 7,1 мкм) встречаются при железодефицитной анемии и гемоглобинопатиях, когда количество гемоглобина в эритроците снижается. Почему так происходит? Под действием эритропоэтина в костном мозге совершается таинство деления предшественников эритроцита, в это же время к ним поступает гемоглобин, который должен составлять большую часть эритроцита. Если гемоглобина поступает мало или он неполноценен, делений происходит больше, но клетки жертвуют своим размером: объем эритроцита уменьшается. 

Макроциты (> 8,3 мкм) встречаются при нарушении синтеза ДНК, наиболее часто — при В12- и фолиеводефицитной анемиях, так как при дефиците этих компонентов азотистые основания для ДНК синтезируются медленно и в меньшем количестве, соответственно, клетка проходит меньше делений, а ее объем увеличивается. То же самое происходит при терапии цитостатиками или при миелодисплазии. Однако при интерпретации мазка возможны ошибки, так как крупные ретикулоциты, встречающиеся в норме, гораздо больше эритроцитов и зачастую принимаются за макроциты. Также существует гипотеза, что липидный покров эритроцита гостеприимен для липидов плазмы, и при гиперлипидемии липиды могут встраиваться в клеточную мембрану, увеличивая объем эритроцита. 

Мегалоциты — огромные (> 12 мкм) эритроциты, обнаруживаются при В12- и фолиеводефицитной анемиях, глистной инвазии. 

Также стоит упомянуть о патологиях, связанных с увеличением или уменьшением общего количества эритроцитов, которых в норме должно быть от 4,2 до 6,3 х 10^12 на литр. Эритропения чаще всего служит сигналом о кровопотере, гемолизе или неэффективном гемопоэзе. Эритроцитоз подразделяется на абсолютный (объем плазмы остается неизменным, увеличивается лишь масса клеток крови) и относительный (масса клеток нормальная, объем плазмы уменьшен). Абсолютный эритроцитоз встречается при миелопролиферативных заболеваниях, например, при истинной полицитемии. Кроме того, его можно наблюдать в условиях гипоксии, которая сопровождается увеличением в организме продукции эритропоэтина, например, при заболеваниях дыхательной системы, сердечной недостаточности, а также у жителей гор и при повышенном сродстве гемоглобина к кислороду. 

Иногда секреция эритропоэтина может быть повышена неадекватно потребностям, что происходит при почечной патологии (гидронефроз, поликистоз, рак почки), эритропоэтин-продуцирующих опухолях (гемангиобластоме мозжечка, феохромоцитоме). 

Как и другие клетки крови, эритроцит — зрелая работоспособная клетка, прошедшая несколько стадий развития. Эритропоэз происходит в красном костном мозге, а именно в его миелоидной ткани — эритропоэтических островках. По традиции, путь становления эритроцита начинается со стволовой клетки крови, которая под действием факторов гемопоэза дифференцируется в ряд полипотентных клеток. Но в данном ключе нам интересна КоЕ-ГЭММ, дифференцирующаяся, в свою очередь, в КоеЭ через БОЕ (бурст-образующуюся единицу) под действием интерлейкинов 3, 8, 9. Здесь вступает в игру эритропоэтин, под действием которого (а также интерлейкинов 3, 6 и колониестимулирующих факторов) образуется проэритробласт — IV поколение ростка. Проэритробласт может похвастаться мощным синтезом рРНК, глобиновых и не только мРНК. На этом этапе накапливаются рибосомы, которые при окраске дают некоторую базофилию. Способность к митозу у проэритробластов сохранена. Следующая серия клеток — «созревающие клетки», или эритробласты: базофильный, полихроматофильный, оксифильный. Их тинкториальные свойства зависят от «начинки». Так, у базофильного эритробласта огромное количество рибосом в цитоплазме, что и придает ему базофильность. Кроме того, на этом этапе идет интенсивный синтез гемоглобина и других белков. Деление клеток происходит в полном объеме. Полихроматофильный эритробласт, исходя из названия, обладает и базофилией (так как еще содержит много рибосом), и оксифильностью (накопил достаточно гемоглобина).­ Это последние клетки, сохранившие способность к делению; они преобладают среди предшественников эритроцитов. Если полихроматофильных клеток много при микроскопии, это говорит о повышении регенераторной активности костного мозга после каких-то чрезвычайных ситуаций, например, кровопотери или массивного гемолиза.

Оксифильные эритробласты не делятся, ядро за ненадобностью уменьшается (как и вся клетка), становится плотным и ярким (гиперхромным) и изгоняется из клетки, выталкиваясь за ее пределы. Также за свою жизнь эритробласты накопили достаточно белков и гемоглобина, рибосомы им больше не нужны, их количество уменьшается. 

В ходе созревания образуются зрелые клетки — ретикулоциты. Они уже не имеют ядра, но в цитоплазме еще сохраняются стареющие органоиды — митохондрии, ЭПС, рибосомы; на микроскопии они выглядят как зернисто-сетчатые структуры. Из красного костного мозга ретикулоциты выходят в большое плавание в кровь. Нормальное количество ретикулоцитов в крови — 2–8 %.  И вот, наконец, эритроцит. Зернистость полностью пропадает. 

Интересен вопрос, кто же руководит, дирижирует всем этим оркестром гемопоэза. Выжить, вырасти, созреть, дифференцироваться на разных этапах (можно детально посмотреть на схеме) клеткам помогают факторы гемопоэза: интерлейкины 3, 5, 6, колониестимулирующий фактор ГМ-КСФ, фактор стволовых клеток и др. А вот на активность эритропоэза, повышая его интенсивность, влияют тропные гормоны (АКТГ, ТТГ, ГТГ), соматостатин, тиреоидные гормоны (Т3, Т4), инсулин. Ингибиторы же тормозят пролиферацию клеток: этим свойством обладают воспалительный белок макрофагов, ФНО-альфа, интерфероны, лактоферрин… Эффекты достигаются через стимуляцию мембранных рецепторов 7-TM или, в меньшей степени, через цитоплазматические рецепторы. Так действуют, например, тиреоидные гормоны и глюкокортикоиды. Но самым главным стимулятором позднего эритропоэза является, конечно, эритропоэтин, и о нем стоит поговорить отдельно. 

Это гормон, контролирующий продукцию эритроцитов и их выход из костного мозга. Продуцируется фибробластами почек, которые находятся в тесной связи с капиллярами; также небольшое количество гормона синтезируется перисинусоидальными клетками печени (10 %). Секреция эритропоэтина стимулируется снижением содержания кислорода в крови, что распознается рецепторами почек. Таким образом, гипоксия и анемия — решающие факторы в секреции эритропоэтина. Эритропоэз осуществляется через гипоксия-индуцируемый фактор (HIF): эритропоэтин связывается с EPO-рецептором предшественников эритроцитов, сигнальным каскадом JAK/STAT индуцирует транскрипцию и, следовательно, пролиферацию предшественников. Кстати, при мутации JAK2 эритропоэз принимает неконтролируемый безудержный характер, и такая патология получила название полицитемия rubra vera. 

Самое время перейти к любимой теме студентов младших курсов — показателям красной крови в анализе. Современный мир живет по международным аббревиатурам, и имеет смысл запомнить именно их, а не русские аналоги. Нормальные значения показателей можно посмотреть в таблице, а нам бы хотелось наконец расшифровать, что они значат и зачем нужны. 

RBC (red blood cells) — это и есть эритроциты. 

MCV (mean corpuscular volume) — средний объем эритроцита, выражается в кубических микрометрах (мкм^3) или в так называемых фемтолитрах (фл) (один фемтолитр — 1 х 10^-15 л). Рассчитывается по формуле: MCV = MCH / MCHC. Нормальный MCV= 83–100 фл. С помощью этого показателя можно выявить макро- или микроцитоз и дифференцировать соответствующий вид анемии. Он значительно возрастает при отсроченном анализе: происходит увеличение эритроцитов вследствие их разбухания (как правильно брать кровь на анализ можно прочитать здесь — https://vk.cc/7APy3u). Но нельзя просто посмотреть на MCV и доказать отсутствие анизоцитоза, ведь при высокой его степени этот показатель находится в пределах нормы, поэтому существует следующий показатель: 

RDW (red cell distribution width) — ширина распределения эритроцитов по объему, показывает, насколько разнятся объемы эритроцитов. Норма: 12-15 %. Этот показатель помогает определить, имеет ли место анизоцитоз и насколько далеко он зашел (степень анизоцитоза). 

MCH (mean corpuscular hemoglobin) — среднее содержание гемоглобина в одном эритроците. Измеряется в пикограммах по следующим формулам: 

MCH = MCHC x MCV; 

MCH = (Hb x 10)/RBC; 

Норма: 28–33 пг (пикограмм — 1 x 10^–12 грамма). 

Почему не используется привычный цветной (цветовой) показатель? Потому что ЦП — очень относительный показатель, который никак не связан с истинным количеством гемоглобина, объемом его синтеза, он может лежать в пределах нормы, если просто повышен объем эритроцитов. А с помощью MCH можно подразделить анемию по «хромности» — гипо-, нормо- или гиперхромная. Если синтез гемоглобина снижен в результате, например, недостатка железа (железодефицитная анемия), то и MCH будет снижен. Но и этот показатель не идеален: при микроцитарной анемии MCH будет снижен, так как маленькие эритроциты автоматически могут переносить меньше гемоглобина, при этом анемия будет являться нормохромной. 

MCHC (mean corpuscular hemoglobin concentration) — средняя концентрация гемоглобина в эритроцитарной массе. N = 32-36 г%

MCHC = MCH / MCV;

MCHC = Hb / Hkt ;

Оптимальный показатель для оценки нарушений синтеза гемоглобина, не зависит от объема эритроцитов. 

ESR или старая-добрая СОЭ: королева неспецифичности. Норма для женщин 2–25 мм/ч, для мужчин — 1–17 мм/ч. Этот показатель косвенно отражает воспалительные процессы в организме. Механизм такой: во взятый объем крови добавляется антикоагулянт цитрат натрия, вследствие разной плотности и массы фракций белков плазмы происходит разделение крови на два слоя, замеряется время оседания эритроцитарной массы (в реальной жизни, разумеется, все происходит внутри автоматического прибора). Логично, что время оседания эритроцитов уменьшается, если последние становятся тяжелее. Так происходит, когда эритроциты теряют свой отрицательный заряд в результате воспалительного повреждения, притягиваются друг к другу и всей компанией быстро опускаются на дно. Так, увеличение СОЭ может быть следствием инфекционного процесса, оно встречается при анемиях, беременности. Резкое повышение СОЭ может говорить об аутоиммунных процессах, сепсисе или лейкозе. Если скорость, с которой осели эритроциты ниже нормы (медленно опускаются), то это можно трактовать как изменение формы эритроцитов, лейкоз (он упоминался и при повышении СОЭ!), ДВС синдром, даже гепатит. 

На закате своей карьеры эритроциты теряют отрицательный заряд, распадаются в селезенке, фагоцитируются в РЭС, а их компоненты не утилизируются, а снова идут в дело: железо поступает на синтез нового гемоглобина, аминокислоты глобина также используются повторно, гем превращается в билирубин и в этом виде экскретируется в желчь. 

Источники: 

1. Внутренние болезни по Дэвидсону В. Кардиология. Гематология / под общ. ред. Н. А. Мухина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 

2. Provan D. et al. Oxford handbook of clinical haematology. – Oxford University Press, 2009. 

3. Биохимия: учебник для вузов / под ред. Е. С. Северина. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2003. - 779 с. 

4. Белялов Ф. И. Лабораторные нормы. – 2009.