ЕРИТРОЦИТИ – градба, физиолошки функции и функционално значење

1. Вовед и општи карактеристики на еритроцитите

Еритроцитите (erythrocyti), познати и како црвени крвни клетки или црвени крвни зрнца, се најбројните формени елементи на крвта. Нивната основна функција е транспорт на кислородот од белите дробови до ткивата и учество во транспортот на јаглеродниот диоксид од ткивата до белите дробови. Освен тоа, еритроцитите имаат значајна улога во одржувањето на киселинско-базната рамнотежа, во пуферските механизми на крвта и во регулацијата на микроциркулацијата.

Еритроцитите претставуваат високо специјализирани клетки чија структура е приспособена на нивната физиолошка функција. За разлика од повеќето клетки во човечкиот организам, зрелите еритроцити кај човекот немаат јадро, митохондрии, рибозоми и други органели. Отсуството на јадро и митохондрии овозможува поголем внатрешен простор за хемоглобинот и спречува еритроцитите да го трошат кислородот што го пренесуваат преку митохондријално клеточно дишење.

Еритроцитите се создаваат во црвената коскена срцевина, циркулираат во крвта во просек околу 120 дена, а потоа се отстрануваат главно од макрофагите во слезината, црниот дроб и коскената срцевина.

Од функционално-анатомски аспект, еритроцитот е пример за тесна поврзаност меѓу структурата и функцијата: неговата биконкавна форма, еластичната мембрана, цитоскелетот и високата концентрација на хемоглобин овозможуваат ефикасна размена на гасови дури и во најтесните капилари.

2. Морфолошки карактеристики на еритроцитите

2.1. Форма и димензии

Зрелиот човечки еритроцит има форма на биконкавен диск, односно диск вдлабнат од двете страни. Оваа форма не е случајна, туку претставува функционална адаптација што ги подобрува размената на гасови и механичката приспособливост. Основните морфолошки карактеристики се:

• Дијаметар: приближно 7–8 µm.
• Дебелина на периферијата: околу 2–2,5 µm.
• Дебелина во централниот дел: приближно 0,8–1 µm.
• Просечен волумен: околу 80–100 fL кај возрасни, зависно од лабораторискиот референтен интервал.
• Боја: црвена поради присуството на хемоглобин.
• Јадро: отсутно кај зрелиот човечки еритроцит.

Биконкавната форма создава релативно голема површина во однос на волуменот, што ја олеснува дифузијата на кислородот и јаглеродниот диоксид низ клеточната мембрана.

2.2. Значење на биконкавната форма

Биконкавната форма има неколку важни функционални предности.

Прво, зголемена површина за размена на гасови. Поголемата површина во однос на волуменот овозможува кислородот и јаглеродниот диоксид брзо да дифундираат низ мембраната.

Второ, кратко растојание за дифузија. Централниот дел на еритроцитот е потенок, па гасовите имаат релативно кратко растојание што треба да го поминат за да стигнат до хемоглобинот.

Трето, деформабилност. Еритроцитот може привремено да ја менува формата при минување низ капилари чиј дијаметар е помал од неговиот. По минувањето низ тесниот крвен сад, клетката вообичаено ја обновува својата форма.

Четврто, механичка стабилност. Мембраната и подмембранскиот цитоскелет ја одржуваат целокупната структура при постојани механички оптоварувања за време на циркулацијата.

2.3. Број на еритроцити во крвта

Бројот на еритроцитите се изразува како број на клетки во еден литар крв. Кај возрасните вредностите зависат од полот, возраста, надморската височина, хидратацијата, физиолошката состојба и лабораторискиот метод. Приближни референтни вредности што често се користат се:

Возрасни мажи = 4,5–5,9 × 10¹²/L

Возрасни жени = 4,1–5,1 × 10¹²/L

Овие вредности се ориентациски и не претставуваат универзални граници за сите лаборатории.

Намалениот број на еритроцити, особено кога е придружен со намален хемоглобин, може да укажува на анемија. Зголемениот број може да се јави при хронична хипоксија, престој на голема надморска височина, одредени белодробни и срцеви заболувања или полицитемија.

Важно е да се нагласи дека анемијата не се дефинира само со бројот на еритроцитите, туку првенствено се проценува според концентрацијата на хемоглобинот, соодветно на возраста, полот и физиолошката состојба.

3. Ултраструктура на еритроцитот

3.1. Клеточна мембрана

Мембраната на еритроцитот претставува фосфолипиден двослој во кој се вградени различни мембрански протеини. Таа не е само пасивна граница, туку динамична структура што ја регулира размената на јони и молекули, ја одржува клеточната форма и учествува во препознавањето на еритроцитот од страна на имунолошкиот систем. Мембраната има три главни функционални компоненти:

• Липиден двослој – создава селективна бариера меѓу внатрешноста на клетката и плазмата.
• Интегрални мембрански протеини – овозможуваат транспорт на супстанции и служат како рецептори и антигенски структури.
• Подмембрански цитоскелет – обезбедува еластичност, стабилност и способност за деформација.

Мембранските протеини бенд 3 (Band 3, AE1) и гликофорините имаат значајни функции. Band 3 е анјонски разменувач што овозможува размена на бикарбонатни и хлоридни јони, додека гликофорините придонесуваат за мембранската организација и носат одредени антигени.

3.2. Цитоскелет на еритроцитот

Под мембраната се наоѓа мрежа од протеини што ја одржуваат формата и механичките својства на еритроцитот. Најзначајни се:

Спектрин: формира еластична мрежа што овозможува привремена деформација.

Актин: учествува во поврзувањето на елементите на цитоскелетот.

Анкирин: ги поврзува одредени цитоскелетни протеини со мембранските протеини.

Протеини 4.1 и 4.2: придонесуваат за стабилноста на мембраната и врските меѓу нејзините структурни компоненти.

Нарушувањата во овие протеини можат да доведат до наследни мембранопатии, како што се наследната сфероцитоза и наследната елиптоцитоза. При нив, еритроцитите ја губат нормалната биконкавна форма или нивната деформабилност е намалена, што може да доведе до забрзано разградување и хемолитична анемија.

3.3. Отсуство на клеточни органели

Зрелиот еритроцит нема јадро, митохондрии, рибозоми и Голџиев апарат. Оваа состојба е резултат на созревањето во коскената срцевина. Отсуството на јадро значи дека зрелата клетка не може да врши нормална транскрипција и синтеза на нови протеини. Отсуството на рибозоми дополнително ја ограничува способноста за обновување на клеточните протеини. Затоа, со стареењето постепено се акумулираат оксидативни и структурни оштетувања. Бидејќи нема митохондрии, еритроцитот не врши оксидативна фосфорилација и не го троши кислородот за сопствено митохондријално производство на АТП. Енергијата главно ја добива преку анаеробна гликолиза.

4. Хемоглобин – главниот функционален протеин на еритроцитите

Хемоглобинот е сложен протеин што го исполнува најголемиот дел од внатрешноста на еритроцитот. Неговата основна функција е реверзибилно врзување на кислородот, што овозможува негов транспорт од белите дробови до ткивата. Кај возрасниот човек доминира хемоглобинот A (HbA), кој е составен од четири полипептидни синџири: два алфа и два бета синџира, односно α₂β₂.

4.1. Структура на хемоглобинот

Молекулата на хемоглобинот има две основни компоненти:

• Глобин: протеинскиот дел, составен од четири полипептидни синџири.
• Хем: простетична група што содржи порфирински прстен со централен атом на железо во двовалентна состојба (Fe²⁺).

Секој од четирите синџири содржи една хем-група, па една молекула хемоглобин може да врзе најмногу четири молекули кислород. Кислородот се врзува реверзибилно за железото во хем-групата. За време на нормалното оксигенирање, железото останува во двовалентна состојба. Ако се оксидира во тривалентна состојба (Fe³⁺), се создава метхемоглобин, кој не може нормално да врзува кислород на засегнатото хем-место.

4.2. Видови хемоглобин

Најважните физиолошки видови се:

• HbA (α₂β₂): главниот хемоглобин кај возрасните, обично над 95% од вкупниот хемоглобин.
• HbA₂ (α₂δ₂): минорна фракција кај возрасните, обично околу 2–3,5%.
• HbF (α₂γ₂): фетален хемоглобин, кој има поголем афинитет кон кислородот од HbA и овозможува ефикасно преземање кислород од мајчината крв преку плацентата.

Референтните вредности на фракциите зависат од возраста и лабораторискиот метод. Кај новороденчињата HbF е доминантен, а по раѓањето постепено се намалува и се заменува со хемоглобините карактеристични за возрасните.

4.3. Функции на хемоглобинот

Хемоглобинот има четири главни физиолошки функции:

1. Транспорт на кислород од белите дробови до ткивата.
2. Учество во транспортот на јаглеродниот диоксид од ткивата до белите дробови.
3. Учество во пуферирањето на водородните јони и одржувањето на pH-вредноста на крвта.
4. Учество во транспортот и биолошкото дејство на азотниот оксид и во регулацијата на васкуларниот тонус, преку сложени механизми.

Важно е да се разликува кислородот што е врзан за хемоглобинот од кислородот што е физички растворен во плазмата. Најголемиот дел од кислородот во крвта се пренесува врзан за хемоглобинот, додека само мал дел е растворен во плазмата.

5. Еритропоеза – создавање и созревање на еритроцитите

Еритропоезата е процес на создавање еритроцити од хематопоетски матични клетки. Кај возрасните, таа се одвива главно во црвената коскена срцевина на пршлените, ребрата, градната коска, карлицата и во одредени делови од черепот и проксималните делови на долгите коски.

5.1. Фази на еритропоезата

Развојот на еритроцитот вклучува последователни клеточни фази:

• Хематопоетска матична клетка.
• Прогениторна клетка од еритроидната лоза.
• Проеритробласт.
• Базофилен еритробласт.
• Полихроматофилен еритробласт.
• Ортохроматофилен еритробласт.
• Ретикулоцит.
• Зрел еритроцит.

Во текот на созревањето, клетката постепено ја намалува големината, концентрацијата на хемоглобинот се зголемува, јадрото се кондензира и на крајот се исфрла. Ретикулоцитот е незрел еритроцит што веќе нема јадро, но сè уште содржи остатоци од рибонуклеински киселини и други клеточни компоненти. Ретикулоцитите преминуваат од коскената срцевина во циркулацијата и во текот на приближно еден до два дена дополнително созреваат во еритроцити.

5.2. Регулација преку еритропоетин

Еритропоетинот (EPO) е главниот хормонски регулатор на еритропоезата. Кај возрасните, тој се создава претежно во специјализирани интерстицијални клетки во бубрезите, а помал дел се создава во црниот дроб. Главниот стимул за зголемување на неговото создавање е намалената достапност на кислород во ткивата, односно ткивната хипоксија. Механизмот може да се прикаже вака:

Намалена достапност на кислород → активирање на HIF-системот → зголемено создавање еритропоетин → стимулација на еритроидните прогениторни клетки → зголемено создавање еритроцити → подобрен транспорт на кислород.

HIF (hypoxia-inducible factor) е систем на транскрипциски регулатори што го поврзува снабдувањето со кислород со експресијата на гени вклучени во адаптацијата кон хипоксија.

Овој механизам е пример за негативна повратна врска. Кога снабдувањето со кислород ќе се подобри, стимулот за зголемено создавање еритропоетин се намалува.

5.3. Фактори потребни за нормална еритропоеза

За нормално создавање еритроцити неопходни се:

• Железо: неопходно за синтеза на хемот.
• Витамин B₁₂: неопходен за нормална синтеза на ДНК и клеточна делба.
• Фолна киселина: неопходна за синтеза на нуклеотиди и ДНК.
• Аминокиселини и протеини: потребни за синтеза на глобинските синџири.
• Витамин B₆: учествува во биосинтезата на хемот.
• Еритропоетин: ја стимулира пролиферацијата и диференцијацијата на еритроидните прекурсори.

Здрава коскена срцевина: неопходна за правилно одвивање на процесот. Недостигот на железо најчесто доведува до микроцитна хипохромна анемија. Недостигот на витамин B₁₂ или фолна киселина може да предизвика мегалобластна анемија, со нарушено созревање на клеточното јадро во прекурсорите.

6. Метаболизам на еритроцитите

Бидејќи зрелите еритроцити немаат митохондрии, нивниот енергетски метаболизам е специфичен. Тие зависат од гликозата како главен извор на енергија и најголемиот дел од АТП го создаваат преку анаеробна гликолиза.

6.1. Анаеробна гликолиза

Гликозата влегува во еритроцитот преку мембранскиот транспортер GLUT1. Преку серија ензимски реакции, таа се разградува до пируват, кој потоа се претвора во лактат. Во овој процес се создава АТП, потребен за:

• работа на мембранските јонски пумпи;
• одржување на концентрацијата на натриум и калиум;
• зачувување на клеточниот волумен;
• одржување на мембранската структура и деформабилност;
• одржување на функционалноста на мембранските и цитоплазматските протеини.

Без доволно АТП, еритроцитот постепено ја губи својата нормална форма и механичка стабилност, со што се зголемува ризикот од хемолиза или отстранување од циркулацијата.

6.2. Пентозофосфатен пат

Дел од гликозата се метаболизира преку пентозофосфатниот пат. Неговата главна функција во еритроцитот е создавање NADPH, кој е неопходен за одржување на глутатионот во редуцирана форма. Редуцираниот глутатион ги штити хемоглобинот и мембранските протеини од оксидативно оштетување. Ензимот глукоза-6-фосфат дехидрогеназа (G6PD) е клучен за овој пат. Недостигот на G6PD може да ја намали способноста на еритроцитот да се заштити од оксидативен стрес. Во одредени околности, како инфекции или изложување на специфични оксидативни лекови и супстанции, тоа може да предизвика акутна хемолитична анемија.

6.3. Шантот на Рапопорт–Либеринг

Во еритроцитите постои метаболички пат преку кој се создава 2,3-бисфосфоглицерат (2,3-BPG), познат и како 2,3-DPG. Ова соединение се врзува за деоксигенираниот хемоглобин и ја намалува неговата афинитетност кон кислородот. Како резултат на тоа, кислородот полесно се ослободува во периферните ткива. Концентрацијата на 2,3-BPG може да се зголеми при хронична хипоксија, анемија и престој на голема надморска височина. Ова претставува важен механизам за адаптација кон намалената достапност на кислород.

7. Транспорт на кислородот преку еритроцитите

7.1. Преземање на кислород во белите дробови

Во белодробните алвеоли, парцијалниот притисок на кислородот е повисок отколку во венската крв што пристигнува од ткивата. Поради разликата во парцијалните притисоци, кислородот дифундира од алвеоларниот воздух преку алвеолокапиларната мембрана во крвта. Откако ќе навлезе во плазмата, кислородот брзо дифундира во еритроцитите и се врзува за хемоглобинот. Врзувањето на кислородот со хемоглобинот се нарекува оксигенација. Хемоглобинот што носи кислород се нарекува оксихемоглобин, додека хемоглобинот што не носи кислород се нарекува деоксихемоглобин.

7.2. Ослободување на кислород во ткивата

Во метаболички активните ткива се создаваат услови што го олеснуваат ослободувањето на кислородот од хемоглобинот:

• понизок парцијален притисок на кислородот;
• зголемен парцијален притисок на јаглеродниот диоксид;
• намалена pH-вредност;
• зголемена температура;
• зголемена концентрација на 2,3-BPG.

Овие промени ја намалуваат афинитетноста на хемоглобинот кон кислородот и го олеснуваат неговото ослободување таму каде што е најпотребен.

7.3. Дисоцијациска крива на оксихемоглобинот

Односот меѓу парцијалниот притисок на кислородот (PO₂) и сатурацијата на хемоглобинот со кислород има карактеристична сигмоидна форма. Оваа форма е резултат на кооперативното врзување на кислородот. Врзувањето на една молекула кислород ја зголемува афинитетноста на преостанатите хем-места кон кислородот. Дисоцијациската крива има големо физиолошко значење:

Пострмниот дел овозможува големо ослободување кислород во ткивата при релативно мали промени на PO₂.

Горниот, плато-дел помага да се одржи висока сатурација на хемоглобинот во белите дробови и при умерени промени на алвеоларниот PO₂.

Важен показател е P50 – парцијалниот притисок на кислородот при кој хемоглобинот е заситен 50%. Кај возрасен со нормален HbA, при физиолошки услови, P50 е приближно 26–27 mmHg.

Зголемен P50 означува намален афинитет на хемоглобинот кон кислородот, додека намален P50 означува зголемен афинитет.

7.4. Поместување на кривата надесно и налево

Поместување надесно значи дека хемоглобинот полесно ослободува кислород во ткивата. Се јавува при:

• зголемување на CO₂;
• намалување на pH;
• зголемување на температурата;
• зголемување на 2,3-BPG.

Поместување налево означува поголем афинитет кон кислородот и потешко ослободување во ткивата. Се јавува при спротивни промени на наведените фактори, како и при присуство на фетален хемоглобин.

7.5. Боров ефект

Боровиот ефект ја опишува промената на афинитетноста на хемоглобинот кон кислородот под влијание на CO₂ и pH. Во периферните ткива, зголемувањето на CO₂ и создавањето водородни јони ја намалуваат афинитетноста на хемоглобинот кон кислородот, што го олеснува неговото ослободување. Во белите дробови, CO₂ се отстранува со издишувањето, pH се зголемува и афинитетот на хемоглобинот кон кислородот се зголемува, со што се олеснува оксигенацијата. Овој механизам овозможува транспортниот систем да одговори на метаболичките потреби на ткивата.

8. Транспорт на јаглеродниот диоксид

Еритроцитите не се важни само за транспортот на кислородот, туку и за отстранување на CO₂ создаден при клеточниот метаболизам. Јаглеродниот диоксид се транспортира во крвта во три главни форми:

• Како бикарбонатни јони (HCO₃⁻), приближно 70%.
• Врзан за протеините, особено за глобинскиот дел на хемоглобинот, како карбамино соединенија, приближно 20–23%.
• Физички растворен во плазмата, приближно 5–10%.

Процентите се ориентациски и зависат од физиолошките услови и начинот на прикажување.

8.1. Улога на карбоанхидразата

Во еритроцитите се наоѓа ензимот карбоанхидраза, кој ја катализира реверзибилната реакција меѓу јаглеродниот диоксид и водата:

 CO2 + H2O =  H2CO3

Јаглеродната киселина потоа се дисоцира:

H2CO3 = H+ + HCO3- 

Создадениот бикарбонат преминува од еритроцитот во плазмата, а за одржување на електричната неутралност хлоридните јони влегуваат во еритроцитот. Оваа размена се нарекува хлориден поместувачки механизам или хлориден shift (Hamburger phenomenon).

Во белите дробови реакциите се одвиваат во спротивна насока: бикарбонатот се враќа во еритроцитот, се претвора во CO₂, а CO₂ потоа дифундира во алвеолите и се издишува.

8.2. Халдејнов ефект

Халдејновиот ефект ја опишува улогата на оксигенацијата на хемоглобинот во транспортот на CO₂ и водородните јони. Деоксигенираниот хемоглобин полесно врзува дел од CO₂ и водородните јони во периферните ткива. Во белите дробови, врзувањето на кислородот ја намалува способноста на хемоглобинот да задржува водородни јони и CO₂, што го олеснува нивното ослободување и издишување. Така, Боровиот и Халдејновиот ефект се комплементарни механизми што ја поврзуваат размената на кислородот со транспортот на CO₂.

9. Улога на еритроцитите во киселинско-базната рамнотежа

Еритроцитите имаат важна улога во одржувањето на pH-вредноста на крвта. Хемоглобинот е еден од најзначајните небикарбонатни пуфери во крвта. Пуфер е систем што ги ублажува промените на pH при додавање киселина или база. Кога CO₂ навлегува во еритроцитот и се претвора во бикарбонат и водородни јони, дел од водородните јони се врзуваат за хемоглобинот. На овој начин се ограничува наглото намалување на pH.

Во периферните ткива деоксихемоглобинот има особено значајна пуферска улога, додека во белите дробови оксигенацијата на хемоглобинот придонесува за ослободување на водородните јони и создавање CO₂ што ќе се издише. Овие механизми се тесно поврзани со бикарбонатниот пуферски систем на плазмата и со регулацијата на CO₂ преку белите дробови.

10. Животен век и разградување на еритроцитите

Просечниот животен век на нормален зрел еритроцит е околу 120 дена. За време на циркулацијата, еритроцитот постојано е изложен на механички стрес, оксидативни влијанија и промени во осмоларноста. Бидејќи нема јадро и рибозоми, тој не може целосно да ги обновува оштетените протеини. Постепено се намалуваат неговата деформабилност и способноста да ја одржува мембранската хомеостаза.

10.1. Екстраваскуларна хемолиза

Најголем дел од старите еритроцити се отстрануваат од циркулацијата преку макрофагите во слезината, црниот дроб и коскената срцевина. Овој процес се нарекува екстраваскуларна хемолиза. Слезината функционира како механички и биолошки филтер. Еритроцитите што се помалку деформабилни потешко минуваат низ тесните простори на слезинската микросредина и полесно се задржуваат и отстрануваат.

10.2. Рециклирање на железото

По разградувањето на еритроцитот, хемоглобинот се распаѓа на глобин и хем. Глобинот се разградува до аминокиселини што повторно можат да се употребат. Железото се ослободува од хемот, се транспортира врзано за трансферинот и се складира во форма на феритин или хемосидерин, или се враќа во коскената срцевина за синтеза на нов хемоглобин. Порфиринскиот дел од хемот се претвора во биливердин, а потоа во билирубин. Неконјугираниот билирубин се транспортира до црниот дроб врзан за албумин. Во хепатоцитите се конјугира, се излачува преку жолчката и во цревата се метаболизира понатаму. Крајните продукти придонесуваат за карактеристичната боја на столицата и урината.

10.3. Интраваскуларна хемолиза

Интраваскуларната хемолиза се случува кога еритроцитите се распаѓаат директно во крвните садови. Тогаш хемоглобинот се ослободува во плазмата, каде што може да се врзе за хаптоглобинот. При изразена хемолиза, капацитетот на хаптоглобинот може да се надмине. Слободниот хемоглобин може да се филтрира преку бубрезите и во одредени случаи да доведе до хемоглобинурија.

11. Еритроцитни индекси и лабораториска процена

Комплетната крвна слика овозможува процена на бројот, големината и содржината на хемоглобин во еритроцитите. Еритроцитните индекси се особено важни за класификација и диференцијална дијагноза на анемиите.

Овие интервали се ориентациски. При толкувањето секогаш се користат референтните граници на конкретната лабораторија.

11.1. Хематокрит

Хематокритот претставува дел од волуменот на крвта што го заземаат еритроцитите. На пример, хематокрит од 0,45 L/L значи дека приближно 45% од волуменот на крвта го сочинуваат еритроцитите. Хематокритот може да се намали при анемија или зголемен волумен на плазмата, а да се зголеми при дехидратација или при вистинско зголемување на еритроцитната маса.

11.2. MCV – просечен волумен на еритроцитите

MCV се користи за морфолошка класификација на анемиите:

• Микроцитна анемија: MCV помал од 80 fL.
• Нормоцитна анемија: MCV од 80 до 100 fL.
• Макроцитна анемија: MCV поголем од 100 fL.

Микроцитозата често се јавува при недостиг на железо и таласемии. Макроцитозата може да се јави при недостиг на витамин B₁₂ или фолна киселина, заболувања на црниот дроб, алкохолна употреба и некои други состојби.

11.3. MCH и MCHC

MCH ја означува просечната маса на хемоглобин во еден еритроцит, додека MCHC ја означува неговата просечна концентрација во еритроцитната маса. При недостиг на железо, еритроцитите често содржат помалку хемоглобин и имаат посветла централна зона при микроскопски преглед. Ова се нарекува хипохромија.

11.4. RDW и ретикулоцити

RDW ја покажува варијацијата во големината на еритроцитите. Зголемен RDW укажува на поголема нееднаквост во големината, што може да се сретне при недостиг на железо, комбинирани нутритивни дефицити и некои други хематолошки состојби. Ретикулоцитите се показател за активноста на еритропоезата. Зголемувањето на ретикулоцитите може да се јави при крвавење или хемолиза, ако коскената срцевина има соодветен капацитет да одговори. Ниски или несоодветно нормални ретикулоцити при анемија може да укажуваат на намалено создавање еритроцити.

12. Крвни групи и антигени на еритроцитите

На мембраната на еритроцитите се наоѓаат различни антигени што се важни за трансфузиската медицина.

12.1. ABO-систем

ABO-крвните групи се определуваат според присуството или отсуството на антигените A и B на еритроцитната мембрана.

Несоодветна трансфузија може да предизвика сериозна имунолошка реакција и интраваскуларна хемолиза. Затоа, пред трансфузија се вршат крвногрупно типизирање, скрининг на антитела и тестирање на компатибилност според клиничкиот протокол.

12.2. Rh-систем

Најзначаен антиген во Rh-системот е антигенот D. Лицата кај кои е присутен антигенот D се RhD-позитивни, а оние кај кои отсуствува се RhD-негативни.

RhD-негативно лице може да создаде анти-D антитела по изложување на RhD-позитивни еритроцити. Ова е особено значајно во бременоста, бидејќи мајчините IgG анти-D антитела можат да ја преминат плацентата и да предизвикаат хемолиза на еритроцитите на фетусот.

Профилакса со анти-D имуноглобулин, кога е индицирана и правилно применета, го намалува ризикот од сензибилизација кај RhD-негативните бремени жени.

13. Патофизиолошки состојби поврзани со еритроцитите

13.1. Анемија

Анемијата е состојба во која концентрацијата на хемоглобинот е пониска од очекуваната за возраста, полот и физиолошката состојба. Со тоа се намалува способноста на крвта да пренесува кислород. Чести механизми се:

• намалено создавање еритроцити;
• загуба на крв;
• зголемено разградување на еритроцитите;
• комбинирани механизми.

Клиничките манифестации може да вклучуваат замор, слабост, бледило, тахикардија, отежнато дишење при напор, вртоглавица и намалена толеранција на физичка активност. Тежината на симптомите зависи од степенот на анемијата, брзината на нејзиниот развој и кардиореспираторната резерва.

13.2. Хемолитична анемија

Хемолитичната анемија настанува кога разградувањето на еритроцитите е забрзано и коскената срцевина не успева целосно да ја надомести загубата. Причините можат да бидат наследни или стекнати. Наследните причини вклучуваат дефекти на мембраната, ензимски дефицити и хемоглобинопатии. Стекнатите причини вклучуваат автоимуни процеси, механичко оштетување, одредени инфекции и реакции на лекови. Лабораториски може да се забележат зголемен индиректен билирубин, намален хаптоглобин, зголемена лактат-дехидрогеназа и зголемен број ретикулоцити, зависно од механизмот и интензитетот на хемолизата.

13.3. Српеста анемија

Српестата анемија е наследна хемоглобинопатија предизвикана од структурна промена во бета-глобинскиот синџир, со создавање хемоглобин S (HbS). При деоксигенација, HbS може да полимеризира, што ја менува формата на еритроцитот и го прави помалку деформабилен. Српестите еритроцити можат да предизвикаат хемолиза и оклузија на малите крвни садови, со последователна болка, исхемија и оштетување на органите.

13.4. Таласемии

Таласемиите се наследни нарушувања на синтезата на глобинските синџири. Во зависност од тоа кој синџир е засегнат, се разликуваат алфа- и бета-таласемии. Намалената синтеза на еден глобински синџир доведува до нерамнотежа во составувањето на хемоглобинот, неефикасна еритропоеза и, во различен степен, хемолиза. Многу форми се карактеризираат со микроцитоза, а клиничката тежина варира од асимптоматски носител до тешка хронична анемија.

13.5. Полицитемија и еритроцитоза

Еритроцитозата означува зголемување на еритроцитната маса или на измерените еритроцитни параметри. Треба да се разликува од релативната еритроцитоза, која се јавува при намалување на волуменот на плазмата, на пример при дехидратација. Примарната полицитемија може да биде поврзана со миелопролиферативно заболување на коскената срцевина, додека секундарната еритроцитоза често е последица на зголемено создавање еритропоетин при хипоксија или од други причини. Зголемената еритроцитна маса може да ја зголеми вискозноста на крвта и да го зголеми ризикот од тромбоза, зависно од основната причина и придружните фактори.

14. Функционално-анатомска поврзаност: еритроцити, срце, бели дробови и ткива

 

Еритроцитите функционираат како дел од интегриран кардиореспираторен систем. Во белите дробови, кислородот дифундира во крвта и се врзува за хемоглобинот. Срцето потоа ја испумпува оксигенираната крв низ системската циркулација. Во ткивата, кислородот се ослободува и дифундира до клетките, каде што се користи во митохондријалното производство на енергија. 

Јаглеродниот диоксид, како продукт на клеточниот метаболизам, се движи во спротивна насока. Тој од ткивата преминува во крвта, се транспортира делумно преку еритроцитите и претежно во форма на бикарбонат, а потоа се отстранува преку белите дробови. Испораката на кислород до ткивата зависи од повеќе фактори:

• концентрацијата на хемоглобинот;
• сатурацијата на хемоглобинот со кислород;
• срцевиот минутен волумен;
• локалниот проток на крв;
• дифузиските својства на ткивата;
• метаболичките потреби на органите.

Затоа, нормална сатурација на кислород не гарантира секогаш нормална испорака на кислород. На пример, кај тешка анемија сатурацијата може да биде нормална, но вкупната содржина на кислород во крвта да биде намалена поради ниската концентрација на хемоглобин.

Испораката на кислород може приближно да се пресмета со формулата:

DO2 = CO х CaO2 х 10 

каде што:

(DO2) е испорака на кислородот во mL/min;

(CO) е срцевиот минутен волумен во L/min;

(CaO2) е артериската содржина на кислород во mL/dL;

факторот 10 служи за претворање на литри во децилитри.

Артериската содржина на кислород може да се процени со равенката:

[CaO2 = 1.34 х Hb х SaO2 + 0.003 х PaO2]

Во оваа формула, Hb е концентрацијата на хемоглобин во g/dL, SaO₂ е артериската сатурација изразена како децимален број, а PaO₂ е парцијалниот притисок на кислородот во mmHg. Првиот член на равенката го претставува кислородот врзан за хемоглобинот, а вториот – физички растворениот кислород во плазмата. Во нормални услови, кислородот врзан за хемоглобинот го сочинува убедливо најголемиот дел од вкупната содржина на кислород во артериската крв.

Овој принцип е важен во клиничката физиологија, бидејќи ја објаснува разликата меѓу оксигенацијата на крвта и нејзиниот вкупен капацитет за транспорт на кислород.

15. Резиме на најважните физиолошки принципи

Еритроцитите се специјализирани клетки за транспорт на кислород и учество во транспортот на CO₂. Нивната биконкавна форма овозможува голема површина за размена на гасови и висока деформабилност. Хемоглобинот е главниот протеин што го врзува кислородот.

Еритропоезата се одвива во црвената коскена срцевина и е регулирана главно преку еритропоетин. Железото, витаминот B₁₂ и фолната киселина се клучни за нормално создавање еритроцити. Зрелите еритроцити создаваат АТП преку анаеробна гликолиза и зависат од пентозофосфатниот пат за заштита од оксидативно оштетување. Боровиот ефект го олеснува ослободувањето кислород во метаболички активните ткива. Карбоанхидразата и хлоридниот поместувачки механизам овозможуваат ефикасен транспорт на CO₂.

Хемоглобинот е важен пуфер во одржувањето на киселинско-базната рамнотежа.

Просечниот животен век на еритроцитот е околу 120 дена.

Еритроцитните индекси, ретикулоцитите и периферниот крвен размаска се важни за процена на хематолошката функција.

Ефикасната испорака на кислород зависи не само од сатурацијата, туку и од концентрацијата на хемоглобинот и срцевиот минутен волумен.

16. Прашања за повторување и проверка на знаењето

1. Која е функционалната предност на биконкавната форма на еритроцитот?
2. Зошто зрелите еритроцити немаат митохондрии и како ја добиваат потребната енергија?
3. Каква е структурата на хемоглобинот A и колку молекули кислород може да врзе?
4. Кои се фазите на еритропоезата?
5. Како хипоксијата го стимулира создавањето еритропоетин?
6. Каква е улогата на железото, витаминот B₁₂ и фолната киселина во еритропоезата?
7. Што претставува Боровиот ефект и какво е неговото значење за ткивното дишење?
8. Како се транспортира CO₂ од периферните ткива до белите дробови?
9. Што е хлориден поместувачки механизам?
10. Која е разликата меѓу MCV, MCH и MCHC?
11. Кои се главните механизми за разградување на старите еритроцити?
12. Зошто нормалната сатурација на кислород не ја исклучува можноста за недоволна испорака на кислород кај пациент со тешка анемија?