Сколько молекул гемоглобина в одном эритроците

Из различных хромопротеинов наибольшее значение имеет гемоглобин. Поступающий с пищей гемоглобин в желудочно-кишечном тракте  распадается на составные части – глобин и гем. Глобин как белок, гидролизуется на аминокислоты. Гем окисляется в гематин и выводится с калом. Таким образом, гемоглобин пищи не участвует в интенсивном метаболизме эндогенного гемоглобина. Уровень метаболизма эндогенного гемоглобина определяется тем, что период жизни эритроцита равен 126 дней, т.е. ежечасно обновляется примерно 6*10⁹ эритроцитов, а, следовательно, и гемоглобина.

Строение гемоглобина. Гемоглобин в качестве белкового компонента содержит глобин, а небелкового – гем. Видовые различия гемоглобина обусловлены глобином, в то время как гем одинаков у всех видов гемоглобина.

Основу структуры простетической группы большинства гемосодержащих белков составляет порфириновое кольцо, являющееся в свою очередь производным тетрапиррольного соединения – порфирина. Последний состоит из четырех замещенных пирролов, соединенных между собой метиновыми мостиками (—СН=).

Незамещенный порфирин называется порфином. В молекуле гема порфин представлен в виде протопорфирина IX, содержащего четыре метильные группы (—СН₃), две винильные группы (—СН=СН₂) и два остатка пропионовой кислоты. Протопорфирин, присоединяя железо, превращается в гем.

Из формулы видно, что железо связано с двумя атомами азота молекулы протопорфирина ковалентно и с двумя другими – координационными связями, обозначенными пунктирными линиями.

Гем в виде гемпорфирина является простетической группой не только гемоглобина и его производных, но и миоглобина, каталазы, пероксидазы и цитохромов b, с и c₁.

Структурная организация гемоглобина (и миоглобина) была расшифрована Дж. Кендрью и М. Перутц (Нобелевская премия 1962 г.). Дыхательная функция гемоглобина крови подробно рассматривается в курсе физиологии. Здесь следует указать на уникальную роль гемоглобина в траспорте кислорода от легких к тканям и диоксида углерода от тканей к легким. Это элементарное проявление жизни – дыхание, хотя и выглядит простым, основано на взаимодействии многих типов атомов в гигантской молекуле гемоглобина. Подсчитано, что в одном эритроците содержится около 340000000 молекул гемоглобина, каждая из которых состоит примерно из 10³ атомов С, Н, О, N, S и 4 атомов железа.

Атом железа расположен в центре гема-пигмента, придающего крови характерный красный цвет. Каждая из 4 молекул гема «обернута» одной полипептидной цепью. В молекуле гемоглобина взрослого человека HbА (от англ. adult – взрослый) содержатся четыре полипептидные цепи, которые вместе составляют белковую часть молекулы – глобин. Две из них, называемые α-цепями, имеют одинаковую первичную структуру и по 141 аминокислотному остатку. Две другие, обозначаемые β-цепями, также идентично построены и содержат по 146 аминокислотных остатков. Таким образом, вся молекула белковой части гемоглобина состоит из 574 аминокислот. Во многих положениях α- и β-цепи содержат разные аминокислотные последовательности, хотя и имеют почти одинаковые пространственные структуры. Получены доказательства, что в структуре гемоглобинов более 20 видов животных 9 аминокислот в последовательности оказались одинаковыми, консервативными (инвариантными), определяющими функции гемоглобинов; некоторые из них находятся вблизи гема, в составе участка связывания с кислородом, другие – в составе неполярной внутренней структуры глобулы.

Рисунок 31 Координационные связи атома железа в молекуле гема. Все 4 связи с атомами азота пиррольных колец расположены в одной плоскости, 5-я и 6-я координационные связи (с атомом азота имидазольного кольца гистидина и с кислородом соответственно) – по разные стороны перпендикулярно к этой плоскости

В дополнение к основному гемоглобину HbA₁в крови взрослого человека доказано существование мигрирующего с меньшей скоростью при электрофорезе гемоглобина НbА₂, также состоящего из 4 субъединиц: двух α-цепей и двух δ-цепей. На долю НbА₂ приходится около 2,5% от всего гемоглобина. Известен, кроме того, фетальный гемоглобин (гемоглобин новорожденных), обозначаемый HbF и состоящий из двух α-цепей и двух γ-цепей. Фетальный гемоглобин отличается от HbA₁не только составом аминокислот, но и физико-химическими свойствами: спектральным показателем, электрофоретической подвижностью, устойчивостью к щелочной денатурации и др. Кровь новорожденного содержит до 80% HbF, но к концу 1-го года жизни он почти целиком заменяется на НbА (все же в крови взрослого человека открывается до 1,5% HbF от общего количества гемоглобина). Последовательность аминокислот в γ- и δ-цепях гемоглобинов окончательно не расшифрована.

Обмен гемоглобина. Как синтез, так и распад гемоглобина происходит в селезенке, печени, косном мозге.

Распад гемоглобина начинается с окисления гема, когда железо Fе²⁺ превращается в Fе³⁺.
разующееся соединение называется вердоглобином (вещество зеленого цвета), который спонтанно распадается на составные части – глобин, железо и оставшаяся часть гема – биливердин (пигмент зеленого цвета). Биливердин восстанавливается в желто-красный билирубин, который поступает в печень. Для организма билирубин является токсичным и водонерастворимым. Поэтому в местах его образования происходит его обезвреживание и превращение в водорастворимую форму. Этот процесс происходит двумя путями:

1 С помощью глюкуроновой кислоты с которой билирубин образует моно- или диглюкурониды, комплекс билирубина с одной или двумя молекулами глюкуроновой кислоты. Такой билирубин является связанным (в лабораторной практике – прямой билирубин).

2 Образование комплекса с альбумином. В этом случае билирубин называют свободным (непрямым).

В крови содержится около 75% свободного билирубина и 25% связанного.

В печени комплекс билирубина с белками распадается, и освободившийся билирубин превращается в глюкуронид. В печени весь билирубин присутствует в форме связанной с глюкуроновой кислотой, т.е. в нетоксичной и водорастворимой форме. Из печени билирубин поступает в желчный пузырь, откуда под влиянием желчного пигмента поступает в кишечник. Там билирубин освобождается от глюкуроновой кислоты и подвергается различным превращениям с образованием в конце уробилиногена и стеркобилиногена. Первый всасывается в кровь, затем в печень, откуда поступает в мочу. На воздухе уробилиноген окисляется в уробилин. Второй выводится с калом (специфическая окраска) и кислородом окисляется до стрекобилина.

Синтез гемоглобина состоит из двух процессов:

1 синтез гема из глицина, янтарной кислоты и железа.

2 конденсация с глобином

Н₂О

N N N N

— Н₂О

Fе²⁺ Fе²⁺ + О₂

 

глобин

N N N N

Гем Миоглобин

О₂

N N

Fе²⁺

 

глобин

N N оксимиооглобин

Гемоглобин состоит из четырех полипептидных цепей, аналогичных по строению миоглобину.

В лекгих

ННb(Fе²⁺) + О₂ ННbО₂ (Fе²⁺)

В тканях

Оксигемоглобин выполняет функцию транспорта кислорода. Благодаря ему, литр крови переносит 250 мл кислорода в различные органы. Здесь оксигемоглобин отдает кислород, который диффундируют через плазму и стенки капилляров в ткани.

СО О₂

ННbСО ННb ННb О₂

карбокигемоглобин Н₂О оксигемоглобин

СО₂

(ННb СО₂)^— Нb^— НbО₂

Анион анион анион

карбаминогемоглобина гемоглобина оксигемоглобина

Из многообразия производных гемоглобина, следует, прежде всего, указать на оксигемоглобин НbО₂ – соединение молекулярного кислорода с гемоглобином.
слород присоединяется к каждому гему молекулы гемоглобина при помощи координационных связей железа, причем присоединение одной молекулы кислорода к тетрамеру облегчает присоединение второй молекулы, затем третьей и т.д. Помимо кислорода, гемоглобин легко соединяется с другими газами, в частности с СО, NO и др. Так, при отравлении оксидом углерода гемоглобин прочно связывается с ним с образованием карбоксигемоглобина (НbСО). При этом вследствие высокого сродства к СО гемоглобин теряет способность связывать кислород и наступает смерть от удушья, недостаточного снабжения тканей кислородом При этом содержание его в крови в 210 раз больше, чем оксигемоглобина, поэтому наступает отравление угарным газом.. Однако при быстром повышении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе можно добиться частичного вытеснения СО из связи с гемоглобином и предотвратить летальный исход. Норма содержания карбоксигемоглобина – 0,3 – 05%, у курильщиков – 4,7%. При легкой тяжести отравления – 10-15% — головная боль, слабость, тошнота. При средней – 25-30% — нарушение координации, синюшность лица и помутнение сознания. При тяжелых – 60% и более – потеря сознания и смерть.

При отравлении оксидами азота, парами нитробензола и другими соединениями часть гемоглобина окисляется в метгемоглобин (НbОН), содержащий трехвалентное железо. Метгемоглобин также теряет способность к переносу кислорода от легких к тканям, поэтому при метгемоглобинемии (вследствие отравления окислителями) в зависимости от степени отравления может наступить смерть от недостатка кислорода. Если вовремя оказать помощь, т.е. повысить парциальное давление кислорода (вдыхание чистого кислорода), то и в этом случае можно вывести больного из опасного состояния.

Установление первичной структуры субъединиц молекулы гемоглобина стимулировало исследования по расшифровке структуры так называемых аномальных гемоглобинов. В крови человека в общей сложности открыто около 150 различных типов мутантных гемоглобинов. Появляются мутантные формы гемоглобинов в крови вследствие мутации генов. Обычно мутации делят на 3 класса в соответствии с топографией измененного участка молекулы. Если замена аминокислоты происходит на поверхности молекулы гемоглобина, то это мутация первого класса; подобные мутации обычно не сопровождаются развитием тяжелой патологии, и болезнь протекает бессимптомно; исключение составляет серповидно-клеточная анемия. При замене аминокислоты вблизи гема нарушается связывание кислорода – это мутация второго класса, сопровождающаяся развитием болезни. И наконец, если замена происходит во внутреннем участке молекулы гемоглобина, говорят о третьем классе мутации; подобные мутации приводят к нарушению пространственной структуры и соответственно функции гемоглобина.

Аномальные гемоглобины, различающиеся по форме, химическому составу и величине заряда, были выделены при помощи электрофореза и хроматографии.
редающиеся по наследству изменения чаще всего являются результатом мутации единственного триплета, приводящей к замене одной какой-либо аминокислоты в полипептидных цепях молекулы гемоглобина на другую. В большинстве случаев происходит замена кислой аминокислоты на основную или нейтральную. Поскольку это замещение осуществляется в обеих полипептидных цепях одной из пар (α или β), образовавшийся аномальный гемоглобин будет отличаться от нормального величиной заряда и соответственно электрофоретической подвижностью.

Следует указать, что некоторые мутации, вызывающие существенное изменение структуры и соответственно функции гемоглобина, оказываются летальными, и индивидуумы с подобным гемоглобином умирают в раннем возрасте. Однако при ряде мутаций замена аминокислот не вызывает заметного изменения функции гемоглобина, в этих случаях болезнь протекает бессимптомно.

Болезни гемоглобинов (их насчитывают более 200) называют гемоглобинозами. Принято делить их на гемоглобинопатии, в основе развития которых, лежит наследственное изменение структуры какой-либо цепи нормального гемоглобина (часто их относят также к «молекулярным болезням»), и талассемии, обусловленные наследственным нарушением синтеза какой-либо нормальной цепи гемоглобина. Различают также железодефицитные анемии.

Рисунок 32 —Нормальные и серповидные эритроциты

Классическим примером наследственной гемоглобинопатии является серповидно-клеточная анемия, широко распространенная в странах Южной Америки, Африки и Юго-Восточной Азии. При этой патологии эритроциты в условиях низкого парциального давления кислорода принимают форму серпа (рис. 32). Гемоглобин S, как показали Л. Полинг и др., отличается рядом свойств от нормального гемоглобина: в частности, после отдачи кислорода в тканях он превращается в плохо растворимую дезоксиформу и начинает выпадать в осадок в виде веретенообразных кристаллоидов, названных тактоидами. Болезнь протекает остро, и дети, гомозиготные по мутантному гену, часто умирают в раннем возрасте.

Химический дефект при серповидно-клеточной анемии был раскрыт   и сводится к замене единственной аминокислоты, а именно глутаминовой, в 6-м положении с N-конца на валин в β-цепях молекулы гемоглобина HbS. Это результат мутации в молекуле ДНК, кодирующей синтез β-цепи гемоглобина. Все остальные аминокислоты располагаются в той же последовательности и в таком же количестве, как и в нормальном гемоглобине НЬА:

Одной этой замены оказалось достаточно не только для нарушения формы эритроцита, но и для развития тяжелой наследственной болезни – серповидно-клеточной анемии.

У беспозвоночных роль переносчика кислорода часто выполняют пигменты негеминовой природы – гемэритрин и гемоцианин. Они не относятся к гемсодержащим хромопротеинам, хотя в их названиях содержится корень «гем». Эти белки, как и гемоглобин, несмотря на то, что выполняют одну и ту же функцию, сильно различаются между собой по молекулярной массе и четвертичной структуре, химической природе активного центра, характеру связывания железа (гемэритрин) и меди (гемоцианин) с кислородом и др.

Источник: studopedia.ru

Строение

Гемоглобин является сложным белком класса хромопротеинов, то есть в качестве простетической группы здесь выступает особая пигментная группа, содержащая химический элемент железо — гем. Гемоглобин человека является тетрамером, то есть состоит из четырёх субъединиц. У взрослого человека они представлены полипептидными цепями α₁, α₂, β₁ и β₂. Субъединицы соединены друг с другом по принципу изологического тетраэдра. Основной вклад во взаимодействие субъединиц вносят гидрофобные взаимодействия. И α, и β-цепи относятся к α-спиральному структурному классу, так как содержат исключительно α-спирали. Каждая цепь содержит восемь спиральных участков, обозначаемых буквами A-H (От N-конца к C-концу).

Гем представляет собой комплекс протопорфирина IX, относящегося к классу порфириновых соединений, с атомом железа(II). Эта простетическая группа нековалентно связана с гидрофобной впадиной молекул гемоглобина и миоглобина.

Железо(II) характеризуется октаэдрической координацией, то есть связывается с шестью лигандами. Четыре из них представлены атомами азота порфиринового кольца, лежащими в одной плоскости. Две других координационных позиции лежат на оси, перпендикулярной плоскости порфирина. Одна из них занята азотом остатка гистидина в 93 положении полипептидной цепи (участок F). Связываемая гемоглобином молекула кислорода координируется к железу с обратной стороны и оказывается заключённой между атомом железа и азотом ещё одного остатка гистидина, располагающегося в 64 положении цепи (участок E).

Всего в гемоглобине человека четыре участка связывания кислорода (по одному гему на каждую субъединицу), то есть одновременно может связываться четыре молекулы. Гемоглобин в легких при высоком парциальном давлении кислорода соединяется с ним, образуя оксигемоглобин. При этом кислород соединяется с гемом, присоединяясь к железу гема на 6-ю координационную связь. На эту же связь присоединяется и моноксид углерода, вступая с кислородом в «конкурентную борьбу» за связь с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин.

Связь моноксида углерода с гемоглобином более прочная, чем с кислородом. Поэтому часть гемоглобина, образующая комплекс с моноксидом углерода, не участвует в транспорте кислорода. В норме у человека образуется 1,2 % карбоксигемоглобина. Повышение его уровня характерно для гемолитических процессов, в связи с этим уровень карбоксигемоглобина является показателем гемолиза.

Физиология

Для связывания кислорода с гемоглобином характерна кооперативность: после присоединения первой молекулы кислорода связывание последующих облегчается.

Гемоглобин является одним из основных белков, которыми питаются малярийные плазмодии — возбудители малярии, и в эндемичных по малярии районах земного шара весьма распространены наследственные аномалии строения гемоглобина, затрудняющие малярийным плазмодиям питание этим белком и проникновение в эритроцит. В частности, к таким имеющим эволюционно-приспособительное значение мутациям относится аномалия гемоглобина, приводящая к серповидно-клеточной анемии. Однако, к несчастью, эти аномалии (как и аномалии строения гемоглобина, не имеющие явно приспособительного значения) сопровождаются нарушением кислород-транспортирующей функции гемоглобина, снижением устойчивости эритроцитов к разрушению, анемией и другими негативными последствиями. Аномалии строения гемоглобина называются гемоглобинопатиями.

Гемоглобин высоко токсичен при попадании значительного его количества из эритроцитов в плазму крови (что происходит при массивном внутрисосудистом гемолизе, геморрагическом шоке, гемолитических анемиях, переливании несовместимой крови и других патологических состояниях). Токсичность гемоглобина, находящегося вне эритроцитов, в свободном состоянии в плазме крови, проявляется тканевой гипоксией — ухудшением кислородного снабжения тканей, перегрузкой организма продуктами разрушения гемоглобина — железом, билирубином, порфиринами с развитием желтухи или острой порфирии, закупоркой почечных канальцев крупными молекулами гемоглобина с развитием некроза почечных канальцев и острой почечной недостаточности.

Ввиду высокой токсичности свободного гемоглобина в организме существуют специальные системы для его связывания и обезвреживания. В частности, одним из компонентов системы обезвреживания гемоглобина является особый плазменный белок гаптоглобин, специфически связывающий свободный глобин и глобин в составе гемоглобина. Комплекс гаптоглобина и глобина (или гемоглобина) затем захватывается селезёнкой и макрофагами тканевой ретикуло-эндотелиальной системы и обезвреживается.

Другой частью гемоглобинообезвреживающей системы является белок гемопексин, специфически связывающий свободный гем и гем в составе гемоглобина. Комплекс гема (или гемоглобина) и гемопексина затем захватывается печенью, гем отщепляется и используется для синтеза билирубина и других желчных пигментов, или выпускается в рециркуляцию в комплексе с трансферрином для повторного использования костным мозгом в процессе эритропоэза.

Гемоглобин при заболеваниях крови

Дефицит гемоглобина может быть вызван, во-первых, уменьшением количества молекул самого гемоглобина (см. анемия), во-вторых, из-за уменьшенной способности каждой молекулы связать кислород при том же самом парциальном давлении кислорода.

Гипоксемия — это уменьшение парциального давления кислорода в крови, её следует отличать от дефицита гемоглобина. Хотя и гипоксемия, и дефицит гемоглобина являются причинами гипоксии.

Прочие причины низкого гемоглобина разнообразны: кровопотеря, пищевой дефицит, болезни костного мозга, химиотерапия, отказ почек, атипичный гемоглобин.

Повышенное содержание гемоглобина в крови связано с увеличением количества или размеров эритроцитов, что наблюдается также при поликизэмии (англ.)русск.. Это повышение может быть вызвано: врожденной болезнью сердца, лёгочным фиброзом, слишком большим количеством эритропоэтина.

См. также

• Гемоглобин А
• Гемоглобин С (мутантная форма)
• Гемоглобин E (эмбриональный)
• Гемоглобин S (мутантная форма)
• Гемоглобин F (фетальный)
• Анемия
• Порфирия
• Талассемия
• Вериго-Бора эффект

Источник: dic.academic.ru

Что такое гемоглобин и каковы его функции

Гемоглобин (Hb) — сложный железосодержащий белок, содержащийся в эритроцитах (красных кровяных тельцах) крови и частично присутствующий в свободном виде в плазме. Именно он осуществляет перенос кислорода от легких к клеткам и углекислого газа — в обратном направлении. Если говорить образно, то эритроцит — это своеобразное грузовое судно, курсирующее по кровяному руслу, а молекулы гемоглобина — контейнеры, в которых транспортируется кислород и углекислый газ. В норме один эритроцит вмещает порядка 400 млн молекул гемоглобина.

Участие в газообмене — важнейшая, но не единственная функция «кровяных шаров» (от греч. haima — «кровь» + лат. globus — «шар»). Благодаря своим уникальным химическим свойствам гемоглобин является ключевым элементом буферной системы крови, поддерживающим кислотно-щелочной баланс в организме. Hb связывает и выводит на клеточном уровне кислые соединения (препятствует ацидозу — закислению тканей и крови). А в легких, куда он поступает в форме карбгемоглобина (HbCO2), за счет синтеза углекислоты предотвращает противоположный процесс — защелачивание крови, или алкалоз[1].

Производная Hb — метгемоглобин (HbOH) — обладает еще одним полезным свойством: прочно связывать синильную кислоту и другие токсичные вещества. Таким образом, железосодержащий белок принимает удар на себя и снижает степень отравления организма[2].

Итак, гемоглобин крайне важный элемент жизнедеятельности и патологическое уменьшение его концентрации (анемия или малокровие) может спровоцировать в лучшем случае ломкость ногтей и волос, сухость и шелушение кожи, мышечные судороги, тошноту и рвоту, головокружение. Острая же форма анемии вызывает кислородное голодание клеток, приводящее к обморокам, галлюцинациям и фатальным последствиям — гипоксии мозга, атрофии нервных клеток, параличу дыхательной системы.

Как должно быть в норме

Уровень гемоглобина в нашей крови может несколько увеличиваться и уменьшаться по естественным причинам. Обновление гемоглобина связано с жизненным циклом эритроцита, к которому он прикреплен. Так, примерно каждые 120 дней часть молекул гемоглобина вместе с эритроцитами отправляется в печень — на расщепление и после вновь синтезируется, присоединяясь к свободному эритроциту[3].

Количество гемоглобина зависит от возраста и пола, меняется в процессе вынашивания и рождения ребенка[4].

На гемоглобин также оказывают влияние специфические условия труда или проживания (например, повышенные показатели бывают у пилотов и жителей гористой местности), приверженность вегетарианству и донорство (эти факторы, напротив, снижают гемоглобин)[5].

Согласно рекомендациям ВОЗ[6], нормой гемоглобина считается:

• для детей от полугода до 5 лет — 110 г/л и выше;
• для детей 5–11 лет — 115 г/л и больше;
• для детей 12–14 лет, а также девушек и женщин (15 лет и старше) — 120 г/л и выше;
• для мужчин (15 лет и старше) — 130–160 г/л.

Беременным женщинам, обеспечивающим минералами (в том числе железом) себя и малыша, важно следить, чтобы уровень гемоглобина не падал ниже 110 г/л. Отметим, что, по данным ВОЗ, железодефицитная анемия (ЖДА) диагностируется у 38,2% беременных на планете[7]. Дефицит молекул гемоглобина может возникнуть после 20-й недели «интересного положения»: из-за увеличения объема циркулирующей крови, растущих потребностей плода, уменьшения поступления и всасывания железа вследствие токсикоза и расстройств ЖКТ. В это время женщину может мучить слабость, головокружение, одышка даже при непродолжительной ходьбе, судороги нижних конечностей. Опасное следствие острых форм ЖДА — преждевременные роды, задержки в развитии плода.

Кстати, необычные вкусовые запросы беременных (вплоть до анекдотичных, таких как салат из жареной клубники и селедки) порой тоже связаны с потребностью в железе для синтеза гемоглобина. Роды, сопровождающиеся потерей крови, ведут к дополнительному понижению гемоглобина. В целом от зачатия до появления ребенка на свет организм женщины утрачивает порядка 700 мг железа, еще 200 мг — за период лактации[8]. На восстановление запасов требуется не менее трех лет.

Виды анализов на гемоглобин

Подсчет числа молекул гемоглобина производится при общем анализе крови. Помимо количества белка (строка Hb), в бланке анализа могут указать MCH/MCHC, что соответствует среднему содержанию/концентрации гемоглобина в эритроците. Это уточнение позволяет подсчитать полезный железопротеин и исключить из расчета аномальные, нестабильные формы гемоглобина, не способные переносить кислород.

Для измерения гемоглобина во внелабораторных условиях — в машинах скорой помощи или при проведении профилактических выездных осмотров — применяются специальные гемоглобинометры. Это портативные приборы, в которые помещается кровь с реагентом для фотометрического автоматического определения количества гемоглобина.

Для массового тестирования на анемию в странах третьего мира ВОЗ разработала малозатратный колорометрический метод исследования. При колориметрии каплю крови наносят на специальную хроматографическую бумагу и сопоставляют ее со шкалой цветов, соответствующих разным показателям гемоглобина с шагом 20 г/л[9].

Уровень гликированного гемоглобина определяется и при биохимическом анализе венозной крови. Цель исследования в данном случае — определение глюкозы в крови, которая образует прочное соединение с гемоглобином и лишает его возможности транспортировать кислород. Показатель важен для диагностики сахарного диабета и оценки эффективности его лечения.

Чем опасен повышенный гемоглобин в крови

Высокий гемоглобин может быть вызван объективной нехваткой кислорода, стимулирующей организм на увеличенное производство этого белка крови. Подобная патология часто фиксируется у экипажей воздушных судов и часто летающих пассажиров, жителей высокогорья, альпинистов, горнолыжников. В силу большей потребности в кислороде повышенный уровень гемоглобина свойственен профессиональным спортсменам, преимущественно лыжникам, легкоатлетам, борцам, тяжелоатлетам. Это физиологический механизм компенсации, не вызывающий никаких медицинских опасений (кавказское долголетие — яркий тому пример).

Повысить гемоглобин может и пагубная привычка: во время курения человек вдыхает меньше кислорода, чем требуется, и организм реагирует на это выработкой дополнительного гемоглобина.

К сожалению, повышенный гемоглобин может указывать и на патологии системы кроветворения: эритроцитоз, рак крови, обезвоживание организма, порок сердца и легочно-сердечную недостаточность, а также на непроходимость кишечника[10].

Увеличенное количество гликированного гемоглобина отмечается при сахарном диабете: часть молекул Hb «перетягивает» на себя глюкозу, и для нормального дыхания требуются добавочные кислородные «контейнеры»[11].

Повышенный свободный гемоглобин в плазме фиксируется и при ожоговых поражениях вследствие разрушения эритроцитов с высвобождением из них гемоглобина[12].

Опасность высокого гемоглобина (+20 г/л от нормы и более) заключается в сгущении и увеличении вязкости крови, приводящему к образованию тромбов. Тромбы, в свою очередь, могут вызвать инсульт, инфаркт, кровотечение в ЖКТ или венозный тромбоз[13].

Гемоглобин ниже нормы: что это значит и к чему приводит

Железо — один из самых распространенных и легко добываемых химических элементов на Земле. При этом, как ни парадоксально, от дефицита железа в организме страдает больше людей, чем от какого-либо другого нарушения здоровья[14]. В группе риска население из низких социальных слоев, не получающее достаточного количества железа из продуктов питания, женщины репродуктивного возраста и дети, то есть люди, у которых «приход» элемента меньше «расхода».

Причиной низкого уровня гемоглобина (минус 20 г/л от нормы и более) зачастую являются скудное или несбалансированное питание — недостаточное поступление железа и меди, витаминов A, С и группы B или употребление железосодержащей пищи совместно с цинком, магнием, хромом или кальцием, которые не позволяют Fe усваиваться[15].

Низкие показатели могут наблюдаться у вегетарианцев, т.к. негемовое железо из растительной пищи усваивается намного хуже, чем гемовое, источником которого служат продукты животного происхождения[16].

Смежная причина — наличие кишечных паразитов, которые перехватывают поступающие микроэлементы и витамины. Усвоению железа могут также мешать проблемы с желудочно-кишечным трактом.

Заметное снижение уровня гемоглобина сопровождает кровопотери, вызванные ранениями, оперативным вмешательством, менструацией, кровотечениями, возникающими во время родов и абортов, а также при донации крови и ее компонентов.

На уровень гемоглобина влияют и скрытые кровопотери при патологии ЖКТ (язвы желудка и ДКП), варикозе, миомах и кистах органов женской половой системы, кровоточивость десен.

Причины снижения гемоглобина, возникающие во время беременности и лактации, а также осложнения, к которым они могут привести, мы рассмотрели выше. Длительный железодефицит у мужчин, детей и небеременных женщин имеют сходную симптоматику: ухудшение состояния кожи, ногтей и волос, головокружение, обмороки, онемение рук и ног, беспричинная слабость.

Кислородное голодание вследствие недостатка гемоглобина может привести к ухудшению памяти, замедлению нервных реакций, в запущенной форме — к атрофии клеток мозга и других органов и систем организма.

Усиленное кровообращение (более частый прогон гемоглобина от легких к тканям и обратно) чревато проблемами с сердцем и сосудами: кардиомиопатией и развитием сердечной недостаточности.

Низкий гемоглобин негативно отражается на буферной функции: это значит, что закисление крови подрывает иммунную защиту организма, снижает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям.

Наиболее уязвимы перед анемией дети и подростки. Острый дефицит жизненно важного минерала может сказаться на их умственном и физическом развитии[17].

Гемоглобин — незаменимый участник жизнедеятельности, на который возложены важнейшие функции: перенос кислорода и углекислого газа, сохранение кислотно-щелочного баланса, противостояние ядам. Еще одна функция — сигнальная — помогает по отклонению уровня гемоглобина от нормы выявить риски развития патологий и принять контрмеры. Таким образом, контроль и оперативная коррекция уровня гемоглобина — не прихоть врачей, а действенный способ сохранить здоровье.

Источник: www.pravda.ru

Анализ крови: Эритроциты, Гемоглобин, Индексы Эритроцитов

ЭритроцитыОбщий анализ крови является самым востребованным лабораторным исследованием – он отражает широкий спектр разных патологий, в результате которых количество клеток крови отклоняется от нормы. Общий анализ крови – набор тестов, а не один анализ, включающий исследование каждого из трех форменных элементов крови: эритроцитов, тромбоцитов (кровяных пластинок) и лейкоцитов. В этой статье рассмотрены исследования эритроцитов и некоторые другие анализы, которые к ним относятся и влияют на функции эритроцитов. Исследования других форменных элементов крови – лейкоцитов и тромбоцитов – описаны в статье «РђРЅР°Р»РёР· РєСЂРѕРІРё: Лейкоциты» и «РђРЅР°Р»РёР· системы свертывания РєСЂРѕРІРё».

Лабораторные исследования оценки функции эритроцитов используют прежде всего для выявления анемии (см таблицу 1) и определения причин ее возникновения. В других статьях рассмотрены значения и дифференциальный подсчет лейкоцитов, а также подсчет тромбоцитов (анализ свертывающей системы крови).

Таблица 1
АНАЛИЗЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФУНКЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ

Показатель	Измерение	Единица измерения
Количество эритроцитов	Концентрация эритроцитов в крови	n × 1012/л
Гемоглобин	Концентрация гемоглобина в крови*	г/100 мл (г/дл)
Гематокрит	Доля эритроцитов в цельной крови	%
Средний объем эритроцитов	Средний объем эритроцитов	Фемтолитр (1 фемтолитр = 1 × 10-15/л)
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците	Средняя концентрация гемоглобина в эритроците	г/100 мл (г/дл)
Широта распределения эритроцитов	Вариабельность эритроцитов по объему	%
Мазок крови. Кровь тонким слоем распределяют на предметном стекле и окрашивают. Полученный препарат исследуют под микроскопом. Любые изменения размеров и формы эритроцитов детально описывают. Мазки крови исследуют в том случае, если анализы, приведенные в этой таблице, отклоняются от пределов нормы.
* — в отечественных лабораториях для описания измерений используют единицы СИ, согласно которым уровень гемоглобина в крови измеряется в г/л. Для перерасчета значений, выраженных в г/дл, в единицы СИ, полученный результат нужно умножить на коэффициент 10 (например, показатель 14 г/дл соответствует значению 140 г/л). Отметим, что при интерпретации результатов анализа нужно учитывать половые различия референсных значений

 

Формирование эритроцитов (Эритропоэз)

Эритроциты самые многочисленные из трех типов форменных элементов крови – их количество в 100 раз превышает количество тромбоцитов и в 1000 раз – лейкоцитов. Процесс формирования эритроцитов – эритропоэз (разновидность процесса кроветворения – гемопоэза) – происходит в костном мозге. И если в детском возрасте костный мозг, в котором происходит гемопоэз, содержится практически во всех костях, то у взрослых гемопоэз ограничен костным мозгом тазовых костей, эпифизами длинных костей (например, кости плеча и бедер), лопаток, позвонков, ребер и грудины.

Все клетки крови формируются из полипотентных (плюрипотентных) стволовых клеток костного мозга, которые потенциально могут преобразоваться в клетки эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Пронормобласт (проэритробласт) – самая примитивная среди полипотентных клеток костного мозга из которой образуется эритроцит. Формирование происходит путем деления и дифференцировки, проходя три стадии – нормобласт, ретикулоцит и зрелый эритроцит (рисунок 1). То есть, эритропоэз – процесс развития от стволовой клетки до зрелого эритроцита, который характеризуется:

• Постепенным уменьшением размера
• Потерей ядра и, как следствие, способности к делению
• Потерей внутриклеточных органелл

Развитие клеток крови

Рисунок 1. Развитие клеток крови

Последняя стадия формирования (из ретикулоцита в эритроцит) происходит не только в костном мозге, а и в периферической крови. Как правило, ретикулоциты составляют 1-2% от общего количества эритроцитов крови. В норме ни одна другая ранняя форма эритроцитов в крови не содержится.

Жизнь эритроцитов длится примерно 100-120 дней. Эти клетки постоянно обновляются. Так, в костном мозге воспроизводится в среднем 2,3 млн эритроцитов в секунду. Процесс образования эритроцитов регулирует эритропоэтин (гемопоэтин) – гормон, секретируемый почечными клетками и клетками печени (почечная секреция эритропоэтина преобладает в зрелом возрасте, а печеночная – в эмбриональном и перинатальном периоде). При снижении концентрации кислорода в крови почки выделяют эритропоэтин, который с током крови транспортируется в косный мозг, где стимулирует процесс формирования эритроцитов. Когда уровень эритроцитов в крови достигает физиологического (необходимого организму), повышается концентрация кислорода в крови и, как следствие, секреция эритропоэтина в почках снижается (см рисунок 2).

Рисунок 2. Регуляция продукции эритроцитов

Структура и функции эритроцитов

Основная функция зрелого эритроцита – транспорт кислорода от легких к тканям и транспорт углекислого газа от тканей к легким. В эритроцитах содержится белок гемоглобин – главное звено в процессе газообмена. Процесс образования гемоглобина проходит в эритроцитах на стадии их раннего развития в костном мозге и полностью завершается к моменту полного созревания эритроцитов. Зрелая клетка эритроцита (ретикулоцита) покидает костный мозг уже с полным набором молекул гемоглобина (250-300 млн).

Зрелый эритроцит часто описывают как двояковогнутый диск, представляющий собой сжатую сферу с вдавлениями по бокам. Такая форма позволяет при имеющемся объеме создавать наибольшую площадь поверхности, тем самым обеспечивая максимальную возможность для газообмена. Диаметр эритроцита составляет в среднем 8 мкм, что в 2 раза превышает просвет самых мелких кровеносных сосудов, через которые он должен проходить. Способность мембраны эритроцита к деформации, позволяет изменять форму клетки так, что она может проходить через микроскопические сосуды в легочных альвеолах и тканях, где, собственно, и происходит процесс газообмена.

Поскольку клетка эритроцита не имеет ядра и не содержит других внутриклеточных органелл, ее можно рассматривать как заполненную гемоглобином мембранную сумку, способную к деформации.

Структура и функции гемоглобина

Гемоглобин – это пигмент эритроцитов, благодаря которому кровь имеет красный цвет. Основная функция гемоглобина – доставка кислорода к тканям, а также транспорт углекислого газа и ионов водорода в легкие. Молекула гемоглобина состоит из четырех протомеров – полипептидных цепей, состоящих из аминокислот. Протомеры формируют глобиновую (белковую) часть молекулы. К каждой из четырех глобиновых субъединиц присоединена группа гема, в центре которой находится атом железа в форме Fe²⁺ (см рисунок 3).

Рисунок 3. Схема строения молекулы оскигемоглобина у взрослых

Если структура гема всегда одинаковая, то в глобиновых субъединицах последовательность аминокислот незначительно варьирует. Глобиновые цепи имеют четыре разновидности – α (альфа), β (бета), γ (гамма) и δ (дельта). У взрослого человека около 97% гемоглобина представлено гемоглобином А (HbA), который состоит из двух субъединиц – двух α-глобиновых и двух β-глобиновых цепей. Остальное количество гемоглобина (примерно 3%) представлено гемоглобином А2 (HbA2), состоящего из двух α-глобиновых и двух δ-глобиновых цепей. В период внутриутробного развития и у грудных детей в первые несколько месяцев жизни образуется только фетальный гемоглобин (HbF), состоящий из двух α-глобиновых и двух γ-глобиновых субъединиц.

Структура гемоглобина представляет большой интерес. Ни сегодняшний день известно много наследственных патологий, при которых происходят нарушения процесса формирования и структуры гемоглобина. Эти патологии получили общее название – гемоглобинопатия. Большая часть гемоглобинопатий встречается редко, но две из них – анемия Кули (талассемия) и серповидноклеточная анемия (серповидноклеточная болезнь) – привлекают особое внимание специалистов.

Транспорт кислорода гемоглобином

Атом железа, содержащийся в каждом геме, определяет свойство гемоглобина связывать кислород – кислород формирует слабую неполярную связь с железом, в результате чего образуется оксигемоглобин. Если все четыре гема заняты кислородом, молекула гемоглобина считается насыщенной. Степень насыщения гемоглобина зависит, в первую очередь, от содержания кислорода в крови (см рисунок 4).

 

Рисунок 4. Взаимосвязь между содержанием кислорода в крови (PO2) и кислородом, который может объединиться с гемоглобином (% насыщения гемоглобина)

На графике видно, что степень насыщения гемоглобина кислородом повышается, если PO₂ (парциальное давление кислорода в крови) увеличивается. Физиологическое значение этой взаимосвязи находится в основе транспортной функции гемоглобина. Попадая в легкие с вдыхаемым воздухом, кислород попадает через легочные альвеолы в кровь, при этом PO₂ высокое (примерно 95 мм рт ст). При высоком PO₂ восприимчивость гемоглобина к кислороду повышается, в результате чего происходит быстрое (в течение нескольких секунд) насыщение гемоглобина кислородом (до 100%). В тканях организма PO₂ относительно низкое (примерно 40 мм рт ст), поэтому восприимчивость гемоглобина к ксилороду снижена. При этом кислород высвобождается из гемоглобина и диффундирует из эритроцитов в клетки, где принимает участие в клеточном метаболизме.

Роль эритроцитов и гемоглобина в транспорте углекислого газа (CO₂)

Если транспорт кислорода из легких в ткани практически полностью зависит от гемоглобина, содержащегося в эритроцитах, то процесс транспорта углекислого газа (диоксида углерода) от тканей к легким гораздо сложнее. В отличие от кислорода, углекислый газ растворяется в плазме крови. В результате большая часть углекислого газа транспортируется в растворенном виде, остальное количество – эритроцитами.

Образованный в результате клеточного метаболизма углекислый газ из тканей диффундирует в кровоток. Часть CO₂ растворяется в плазме, часть диффундирует в эритроциты. В эритроцитах часть CO₂ вступает в связь с освободившемся от кислорода гемоглобином, в результате чего образуется карбогемоглобин (HbCO), другая часть CO₂ вступает в соединение с содержащейся в цитоплазме эритроцитов водой, образуя угольную кислоту (H₂CO₃) (эта реакция катализируется ферментом карбоангидразой). Угольная кислота диссоциирует на ионы водорода (количество ионов водорода определяется гемоглобином) и бикарбонат-ионы, которые диффундируют из эритроцитов в плазму крови. В легких эти клеточные реакции проходят в обратном направлении – углекислый газ, диффундируя из эритроцитов, проникает вместе с растворенным в плазме крови углекислым газом в легочные альвеолы для дальнейшего выведения из организма вместе с выдыхаемым воздухом.

Роль гемоглобина в процессе дыхания также рассмотрены в статье «Р¤РёР·РёРѕР»РѕРіРёСЏ дыхания (газообмен РІ легких)».

Физиологический гемолиз – нормальное разрушение эритроцитов

Продолжительность жизни эритроцита составляет в среднем 100-120 дней, после чего клетка погибает и удаляется из крови ретикулоэндотелиальной системой при прохождении крови через селезенку, печень и костный мозг. Когда кровь попадает в эти органы, мембрана эритроцитов разрушается, в результате чего высвобождается гемоглобин, который распадается на элементы – гем и глобин (см рисунок 5).

 

 

Рисунок 5. Распад и выведение гемоглобина

Образованное в результате распада железо гема участвует в процессе формирования новых эритроцитов, а глобиновые цепи распадаются до аминокислот, которые пополняют общий запас аминокислот организма. Остатки гема (после удаления железа), преобразуются в билирубин (желтый пигмент), который с током крови попадает в печень для метаболизма и выведения из организма (с желчью билирубин попадает в кишечник и выводится с фекалиями); небольшая часть билирубина выделяется в виде метаболитов (уробилиногена и уробилина) с мочой.

В здоровом организме скорость образования эритроцитов в костном мозге соответствует скорости гемолиза в клетках ретикулоэндотелиальной системы. Таким образом поддерживается постоянное количество эритроцитов в крови, которого достаточно для полноценного обеспечения кислородом всех тканей и органов.

АНАЛИЗ НА ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ: КОЛИЧЕСТВО ЭРИТРОЦИТОВ, ЭРИТРОЦИТАРНЫЕ ИНДЕКСЫ, ГЕМОГЛОБИН, ГЕМАТОКРИТ

Подготовка пациента

Для проведения анализа на форменные элементы крови пациент не нуждается в специальной подготовке.

Время забора крови

Требований к времени забора крови для проведения этого анализа нет. Забор крови рекомендуется проводить в удобное для доставки в лабораторию время.

Для определения количества эритроцитов кровь перед отправкой в лабораторию не рекомендуется хранить более 12 часов. Общий анализ крови – одно из исследований, которое при необходимости можно проводить срочно (в большинстве лабораторий есть дежурные лаборанты, которые работают круглосуточно и могут сделать этот анализ в любое время).

Типы образцов крови

Для проведения общего анализа крови проводить забор венозной крови рекомендуется без применения жгута. Если при заборе образца крови используется жгут, накладывать его можно не более чем на 1-2 минуты до момента взятия крови. В случае, когда забор венозной крови затруднен (у пациентов с «плохими» венами или маленьких детей), для анализа можно брать капиллярную кровь.

Емкость для сбора крови

Кровь для определения форменных элементов крови нужно собирать в пробирку с антикоагулянтом К⁺-ЭДТА (предупреждает процесс свертывания крови, тем самым сохраняя структуру клеток крови).

Объем крови для анализа

Для анализа форменных элементов необходимо 2,5 мл венозной крови или 0,5 мл капиллярной крови (в педиатрической практике). Как правило, пробирки для забора общего анализа крови имеют специальную отметку, до которой их следует наполнять. Правильное наполнение пробирки дает возможность соблюсти необходимую пропорцию крови и антикоагулянта. То есть, для проведения точного анализа важно, чтобы объем крови в пробирке соответствовал количеству коагулянта, которое рассчитано на конкретный объем крови. Сразу после забора кровь в пробирке нужно правильно перемешать с антикоагулянтом, плавно переворачивая пробирку (встряхивание или резкие движения пробиркой могут вызвать гемолиз, что приведет к ложным результатам анализа).

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

Референсные значения

Референсные значения результатов анализа: Эритроциты, Гемоглобин, Гематокрит, Средний объем эритроцита, Средняя концентрация гемоглобина в эритроците, Широта распределения эритроцитов

Эритроциты	Мужчины	4,5-6,5 × 1012/л
	Женщины	3,9-5,6 × 1012/л
	Новорожденные	3,5-6,7 × 1012/л
	Дети	4,1-5,3 × 1012/л
Гемоглобин	Мужчины	13,5-17,5 г/дл
	Женщины	11,5-15,5 г/дл
	Новорожденные	14,0-24,0 г/л
	Дети	11,0-14,0 г/л
Важно!!! Некоторые лаборатории концентрацию гемоглобина выражают в граммах на литр (г/л). Для перевода концентрации гемоглобина из выражения г/л в г/дл, указанный результат нужно разделить на 10. То есть, показатель гемоглобина 135 г/л соответствует значению 13,5 г/дл
Гематокрит	Мужчины	40-52 %
	Женщины	36-48 %
Средний объем эритроцитов	Взрослые	80-95 фл
	Новорожденные	100-135 фл
	Дети	71-88 фл
Средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах		20-35 г/дл
Широта распределения эритроцитов		10-15 %

 

Критические значения

Гемоглобин: < 7,0 или > 20,0 г/дл
Гематокрит: < 20% или > 60%

Термины для описания результатов анализа эритроцитов (исследуемых под микроскопом)

Нормоцитоз – средний размер эритроцитов в норме.
Микроцитоз – средний размер эритроцитов ниже нормы.
Макроцитоз – средний размер эритроцитов больше нормы.
Анизоцитоз – размеры эритроцитов варьируют.
Пойкилоциоз – форма эритроцитов варьирует.
Нормохромия – эритроциты нормально окрашены, что указывает на нормальное содержание гемоглобина.
Гипохромия – эритроциты слабо окрашены (содержание гемоглобина в эритроцитах ниже нормы).

СОСТОЯНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ СНИЖЕНИЕМ УРОВНЯ ЭРИТРОЦИТОВ, ГЕМОГЛОБИНА И ГЕМАТОКРИТА

Анемия

Анемия (малокровие) – патологическое состояние, характеризующееся совокупностью симптомов, вызванных нарушением доставки кислорода к тканям по причине снижения уровня эритроцитов и/или гемоглобина в крови. Причин развития анемии много, поэтому ее считают не самостоятельной патологией, а признаком какого-либо другого заболевания, которое необходимо диагностировать, чтобы провести успешное лечение.

В независимости от причин возникновения, анемия всегда сопровождается снижением уровня гемоглобина в крови. Диагноз анемия у взрослых ставят в случае, если уровень гемоглобина в крови ниже 11,5 г/дл у женщин и 13,5 г/дл у мужчин. У детей уровень гемоглобина ниже, чем у взрослых, поэтому им ставят диагноз при уровне гемоглобина ниже 11,0 г/дл. Чем ниже уровень гемоглобина в крови, тем более тяжелая степень анемии. Если показатель уровня гемоглобина в крови находится в пределах референсных значений, анемию можно исключать.

Снижение уровня эритроцитов и низкий гематокрит также являются признаками анемии, несмотря на то, что степень этого снижения зависит не только от тяжести заболевания, но и от причины его развития. Основным патологическим эффектом анемии считается ограничение доставки кислорода к тканям. Однако степень проявления симптомов анемии зависит от следующих факторов:

• Степень тяжести анемии. У большинства пациентов с легкой степенью тяжести (уровень гемоглобина не ниже 10 г/дл) не проявляются какие-либо симптомы. А в случае развития тяжелой степени тяжести (уровень гемоглобина ниже 6 г/дл), всегда возникает типичная для анемии симптоматика.
• Скорость развития заболевания. В случае быстрого развития анемии, вероятность возникновения характерных симптомов гораздо выше, чем при ее медленном развитии.

Симптомы анемии

Анемии, независимо от причин их развития, имеют несколько общих признаков, большинство из которых возникают по причине гипоксии (снижения оксигенации тканей). Некоторые возникающие при анемии симптомы отражают попытку организма компенсировать дефицит кислорода в тканях. Главные признаки анемии:

• Бледность кожи
• Повышенная утомляемость, сонливость
• Тахикардия
• Головные боли
• Одышка, особенно при физической нагрузке
• Головокружение, обмороки

Отсутствие симптомов вовсе не исключает анемию: многие анемии средней степени тяжести не проявляются какими-либо заметными симптомами, особенно если анемия медленно развивается. Среди пожилых людей, страдающих тяжелой анемией, есть асимптоматичные пациенты.

Причины развития анемии

Если анемию и степень ее тяжести можно диагностировать с помощью анализа на содержание гемоглобина, эритроцитов и гематокрита, эти исследования не позволяют установить причину ее развития. Наиболее распространенными причинами развития анемии являются:

• Дефицит железа, необходимого для образования гемоглобина (самая распространенная причина)
• Хронические воспаления, инфекционные заболевания или злокачественные образования. Эти причины развития анемии объединены определением «анемии при хронических заболеваниях» (АХЗ). АХЗ занимает второе место среди распространенных причин развития анемии, и первое место – среди пожилых людей, большинство из которых страдают хроническими заболеваниями. Характерной особенностью анемии при хронических заболеваниях является то, что практически всегда она умеренная (уровень гемоглобина редко опускается ниже 9-10 г/дл).
• Острая кровопотеря (в результате травмы или хирургического вмешательства)
• Дефицит витамина B₉ (фолиевой кислоты) и/или B₁₂ (цианокобаламина), участвующих в процессе образования эритроцитов. В этой группе чаще всего встречается пернициозная анемия, вызванная нехваткой витамина B₁₂).
• Дефицит эритропоэтина – почечного гормона, регулирующего эритропоэз. Это одна из основных причин развития анемии при хронической почечной недостаточности.
• Повышенный гемолиз – скорость разрушения эритроцитов. При этом развиваются гемолитические анемии, к которым относят гемолитическую болезнь новорожденных, серповидноклеточную анемию, а также реакции на трансфузию. В некоторых случаях гемолитическая анемия может развиваться при приеме некоторых лекарственных препаратов (в основном при лечении цефалоспоринами). Основной и отличительный признак гемолитической анемии – желтуха.
• Дефицит костномозговых стволовых клеток (возникает апластическая анемия), который часто возникает из-за радиационной терапии или в результате действия цитотоксических препаратов (назначают для лечения рака).
• Злокачественные патологии костного мозга (миеломная болезнь, лейкозы)
• Недоношенность – основной фактор риска развития анемии у новорожденных. Это вызвано несколькими причинами: 1) дефицит эритропоэтина тормозит развитие эритроцитов; 2) продолжительность жизни эритроцита длится около 35 дней, а не 100-120 (как у взрослых); 3) у недоношенных детей часто проводят забор крови для проведения разных анализов (это является причиной кровопотери на фоне небольшого объема крови).

Причину анемии помогают определить микроскопическое исследование эритроцитов и индекс эритроцитов – средний объем эритроцита и средняя концентрация гемоглобина в эритроците. Значение этих индексов дают возможность отнести анемию к одной из трех основных групп:

• Микроцитарные анемии. Характеризуются низким средним объемом эритроцитов.
• Нормоцитарные анемии. Характеризуются нормальным средним объемом эритроцитов.
• Макроцитарные анемии. Характеризуются высоким средним объемом эритроцитов.

Микроциарные анемии развиваются по причине дефицита железа и талассемии (наследственного заболевания). У больных анемией при хроническом заболевании (АХЗ) могут тоже могут проявляться признаки микроцитарной анемии, однако это нетипично, поскольку у большинства пациентов с АХЗ она нормоцитарная.

Нормоцитарная анемия развивается в результате острой потери крови, хронической почечной недостаточности (из-за снижения продукции эритропоэтина), гемолитической анемии, злокачественных патологий костного мозга (лейкозы и др), апластической анемии (при поражении стволовых клеток костного мозга).

Макроцитарные анемии возникают вследствие дефицита фолиевой кислоты (витамина B₉) и/или цианокобаламина (витамина B₁₂).

С целью дальнейшей дифференциации причин анемии внутри этих трех групп, следует определить широту распределения эритроцитов. Например, в случае дефицита железа показатель широты распределения эритроцитов будет высоким, а при талассемии – нормальным. При оценке широты распределения эритроцитов можно определять нормоцитарные анемии разной этиологии. Так, анемия при хроническом заболевании, характеризуется нормальным значением показателя широты распределения эритроцита, а при гемолитической анемии – высоким.

Таким образом, с помощью определения среднего объема эритроцитов и широты распределения, можно значительно сузить круг возможных причин развития анемии.

Микроскопическое исследование окрашенных мазков крови также применяют для определения причин анемии – размер, форма и окраска эритроцитов могут помочь установить диагноз. Например, при серповидноклеточной анемии (генетически обусловленный дефект структуры гемоглобина) эритроциты имеют характерную серповидную форму (откуда, собственно, и произошло название этой анемии). Относительно небольшие размеры эритроцитов, которые слабо окрашены (по причине аномально низкого содержания в них гемоглобина), указывают на возможный дефицит железа, а большие (как правило овальной формы) эритроциты – на дефицит витамина B9- и/или B12. Многие анемии сопровождаются характерными изменениями формы эритроцитов. Например, анемия при отравлении свинцом характеризуется бозофильной зернистостью эритроцитов, а при малярии в эритроцитах больного обнаруживаются малярийные паразиты.

ПРИЧИНЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ЭРИТРОЦИТОВ, ГЕМОГЛОБИНА И ГЕМАТОКРИТА

Полицитемия

Полицитемия – состояние, противоположное анемии, при котором наблюдается аномально большое количество клеток крови (высокий уровень эритроцитов и гемоглобина). Поскольку показатель гематокрита зависит от количества эритроцитов, он тоже увеличивается. Полицитемия может возникать в качестве ответа на какие-либо патологические или физиологические состояния, при которых в крови содержится меньше кислорода, чем в нормальном состоянии. При дефиците кислорода в почках увеличивается секреция эритропоэтина, в результате повышается производство эритроцитов – развивается вторичная полицитемия. К основным причинам развития вторичной полицитемии относят:

• Проживание в местности с низким процентом содержанием кислорода в воздухе (горной местности)
• Сердечная недостаточность (из-за патологии сердца кровь меньше насыщается кислородом)
• Хроническое заболевание легких (затруднен процесс газообмена в легких).
• Курение (оксид углерода связывается с гемоглобином, вытесняя (замещая) кислород).

Истинная (первичная) полицитемия – злокачественная патология костного мозга, характеризующаяся нарушением пролиферации стволовых клеток, что приводит к чрезмерной продукции эритроцитов (также может повышаться количество тромбоцитов и лейкоцитов).

При значительном повышении концентрации эритроцитов вязкость крови увеличивается. При этом у пациента могут наблюдаться некоторые симптомы: повышение артериального давления, головная боль и др).

Влияние разведения крови на уровень эритроцитов, гемоглобина и гематокрит

Концентрация эритроцитов в единице объема крови, уровень гемоглобина и гематокрит в значительной степени зависят от гидратации организма. В случае обезвоживания (дегидратации) объем плазмы крови уменьшается, что приводит к росту концентрации этих показателей. И наоборот, при гипергидратации (когда человек получает очень большой объем жидкости), концентрация этих показателей снижается. Тем не менее, абсолютное количество эритроцитов и гемоглобина не меняются. При интерпретации результатов анализа эти факторы (дегидратацию и гипергидратацию) необходимо учитывать.

Во время беременности увеличивается объем плазмы крови, поэтому часто беременность сопровождается незначительным снижением показателей уровня гемоглобина, эритроцитов и гематокрита, даже при условии нормального абсолютного количества эритроцитов и гемоглобина. Если у беременной незначительно снижен уровень гемоглобина, это не обязательно анемия. То есть, во время беременности анемию не диагностируют, если показатель содержания гемоглобина выше 10 г/л.

Уровень гемоглобина также не может выступать в качестве критерия оценки для определения анемии при кровотечении (острой кровопотере). Потеря крови сопровождается потерей как эритроцитов (в которых содержится гемоглобин), так и плазмы. Поэтому показатели уровня эритроцитов, концентрации гемоглобина и гематокрит могут оставаться в пределах нормы (по крайней мере в начале). Анемия в этом случае становится очевидной после проведения заместительной терапии жидкостями, которые вводят пациенту с целью восстановления объема крови.

Другие причины увеличения объема эритроцитов

Важно отметить, что средний объем эритроцитов может повышаться у пациентов с нормальным содержанием гемоглобина, то есть без анемии. Изолированное увеличение объема эритроцитов может быть вызвано злоупотреблением алкоголем или циррозом печени (в обоих случаях у пациента может быть анемия). Изолированное увеличение объема эритроцитов у людей злоупотребляющих алкоголем, рассматривается как подтверждение этого факта.

АНАЛИЗ РЕТИКУЛОЦИТОВ

Ретикулоциты – незрелые эритроциты. Поскольку этот показатель имеет ограниченное клиническое значение, а также по некоторым техническим причинам, подсчет количества ретикулоцитов многие лаборатории не включают в перечень общего анализа крови. Тем не менее, это исследование некоторые лаборатории включают в перечень общего анализа крови или проводят его отдельно. Анализ на содержание ретикулоцитов проводят с целью диагностики анемии. Требования к забору крови для проведения анализа такие-же, как и для исследования эритроцитов.

Референсные значения

Уровень ретикулоцитов в крови: 20-80 × 10⁹/л

Некоторые лаборатории выражают количество эритроцитов в процентном соотношении к количеству эритроцитов. В этом случае референсное занчение – 0,5-2,0%.

Интерпретация результатов анализа

Клиническое значение анализа на уровень ретикулоцитов основано на том, что при анемии возникает физиологический ответ организма – повышение продукции эритроцитов в костном мозге. При этом в кровь попадает большое количество ретикулоцитов (незрелых эритроцитов), количество которых и определяется в лаборатории. Этот физиологический ответ на анемию называют ретикулоцитоз.

Таким образом, если у пациента с анемией наблюдается ретикулоцитоз, это говорит о том, что анемия не вызвана нарушением процесса образования эритроцитов, а причиной этого состояния может быть либо кровопотеря, либо гемолиз (разрушение эритроцитов). Если же при анемии у пациента наблюдается сниженное количество ретикулоцитов, причиной ее развития может быть патология костного мозга или дефицит элементов питания, необходимых для формирования эритроцитов (железа, витаминов).

Анализ на содержание ретикулоцитов применяют для мониторинга лечения анемии. Так, при железодефицитной анемии прием препаратов железа сопровождается ретикулоцитозом, который проявляется на 5-7 дней терапии. В данном случае ретикулоцитоз является главным объективным признаком того, что препараты железа действуют эффективно – в костном мозге формируется больше эритроцитов. Если же ретикулоцитоз при приеме препаратов железа не наблюдается, это признак того, что причина развития анемии – не дефицит железа (нужно искать другую причину), — или пациент просто не принимает назначенные препараты.

Источник: medqueen.com