Нормальная и патологическая физиология эритроцитов

Эритроциты  привлекают  все  большее  внимание  в  связи  с  тем,  что  обнаружена  высокая  биологическая  активность их  мембраны,  способной  адсорбировать, транспортировать, а в некоторых случаях и метаболизировать  гормоны, нейромедиаторы, иммунологически активные вещества и другие  соединения, а также выполняют ряд важных для организма функций, одной из которых является транспорт газов содержащимся в них гемоглобином.

В крови здоровых людей 97% эритроцитов по форме определяются как дискоцитарные клетки с гладкой поверхностью и диаметром 6,5-8,0 мкм. Они обладают уникальной способностью к изменениям формы и размеров, что позволяет им свободно проходить через микроциркуляторное русло. Деформации эритроцита обусловливаются молекулярной организацией мембраны и физико-химическими свойствами образующих ее молекул. Особая роль в обеспечении упругих способностей (при сдвиговой деформации) и поддержании формы клетки отводится белковому цитоскелетумембран эритроцитов.

Нормальное функционирование эритроцитов обеспечивает стабильный электрический заряд[6]. При патологических состояниях заряд может существенно изменяться в результате модификаций физико-химической структуры клеточной поверхности, а также вследствие нарушения состава окружающей среды.

Среди многообразия факторов, определяющих форму эритроцита, выделяют: систему мембранных белков, составляющих ее цитоскелет; липидную компоненту мембраны, химический состав и ее возможную неоднородность вдоль мембраны; концентрацию ионов; АТФ; РО₂; электростатические факторы (поверхностный заряд мембраны и состояние ионизации белков цитоскелета); состояние молекул гемоглобина, внутриклеточных структур[7].

Эритроцитарная мембрана – композитарная структура; ее основу составляет липидный бислой с асимметрично встроенными белками – гликофоринами, которые, благодаря большому количеству остатков сиаловой кислоты, ответственны примерно за 60 % отрицательного заряда на поверхности эритроцитов. Мембранные белки способны влиять на липиды, изменяя их молекулярную упорядоченность и ограничивая подвижность анулярных липидов, вызывая изменение низкочастотных колебаний липидной фазы, стимулируя разделение фаз и способствуя асимметричному распределению липидов[8]- [10]. Липиды мембраны регулируют подвижность и активность внутримембранных белков, обеспечивая клетке селективную проницаемость и нормальное функционирование мембранных ферментов и рецепторов[11].

Эритроциты способны подвергаться обратимым и необратимым трансформациям, в связи с чем выделяют обратимые и необратимые формы эритроцитов[12]. При обратимых трансформациях эритроцитов основным фактором, вызывающим изменения формы нормальных клеток, является ионный состав среды, окружающей эритроцит. Эти формы, как переходные, могут также появляться в процессе старения клетки. 

Необратимо измененные клеточные формы появляются в патологических условиях. В современной гематологии общепризнана классификация «необратимо измененных» эритроцитов в виде шести групп[13], [14]:

I. Клетки, сохраняющие дискоидную форму, появление которых связано с нарушениями в синтезе гемоглобина:

· микроциты – клетки с диаметром менее 6,5 мкм и лептоциты – тонкие клетки с нормальным диаметром. Все они имеют уменьшенный объем (MCV) и пониженное содержание гемоглобина (MCH) вследствие нарушения его синтеза, что характерно для анемий (железодефицитной), при хронических болезнях, гемоглобинопатиях;

· макроциты – клетки с увеличенным диаметром (>8,5 мкм) и объемом (>110 мкм³). Появление макроцитов происходит при усиленном эритропоэзе, В12 и фолиеводефицитных анемиях; среднее содержание гемоглобина в клетке более 40 пг. Площадь пэллора уменьшена, или он не выявляется. При усиленном эритропоэземакроциты имеют обычную круглую форму;

· анулоциты – гипохромные эритроциты с широким просветлением в центре клетки в виде бублика или кольца. Как правило, маркируют железодефицитную анемию.

II. Клетки, форма которых изменена за счет присутствия патологических форм гемоглобина:

· дрепаноциты (серповидные клетки) характерны для серповидноклеточной анемии, содержат гемоглобин S, способный полимеризоваться и деформировать мембрану, особенно при низком значении РO₂.

III. Клетки с первичным нарушением функции липидного компонента мембраны:

· планоциты – тонкие макроциты. Характеризуются увеличенным диаметром и нормальным объемом. Форма их обычно круглая, а область пэллора увеличена. В мазке часто встречаются вместе с мишеневидными клетками. Содержание холестеролаилецитина в мембране увеличено. Наблюдаются при болезнях печени, алкоголизме, после спленэктомии;

· кодоциты, или мишеневидные клетки (targetcells). Площадь поверхности увеличена за счет избыточного включения холестерола. Особенно часто появляются при обструктивной желтухе (до 75% всех клеток), талассемии, гемоглобинопатиях С и S, железодефицитной анемии;

· акантоциты – сферические эритроциты без пэллора, с множественными нерегулярно расположенными выростами (от 3 до 12 спикул), которые в отличие от эхиноцитов не способны к возврату в нормальное состояние при помещении в свежую плазму. Длина и толщина спикул сильно варьируют. Объем, площадь поверхности, содержание гемоглобина обычно близки к норме 

· дакриоциты, или каплевидные клетки (teardropcells). В отличие от акантоцитов имеют одну большую спикулу и часто содержат включение – тельце Гейнца; как правило, микроциты типичны для миелофиброза.

IV. Клетки с нарушениями белков транспортных систем (нарушение транспортной функции мембраны):

· ксероциты – уплотненные дегидратированные клетки не-регулярной формы. Характерны для наследственной болезни семейного ксероцитоза.

V. Клетки с нарушениями белков спектриновой сети (нарушение механической функции мембраны):

· микросфероциты – небольшие (5,7-6,9 мкм) эритроциты сферической формы с отсутствием центрального просветления (пэллора), модификация или исчезновение спектрина в которых приводят к неустойчивости мембраны;

· сфероциты представляют терминальную стадию, в которую переходят эхиноциты, акантоциты и стоматоциты при необратимом повреждении и естественном старении;

· эллиптоциты (овалоциты) – эритроциты овальной формы. В норме составляют менее 1% всех клеток, а при анемиях (талассемия, железодефицитная и мегалобластная анемии) их содержание доходит до 10%.

VI. Клетки, появление которых обусловлено аутоиммунными механизмами:

· «укушенные» клетки (дегмациты), эксцентроциты и полутени. При воздействии солей тяжелых металлов (в основном свинца), органических соединений изменяются антигенные свойства эритроцитов и они становятся мишенью для макрофагов, которые «откусывают» часть клетки. Часто наблюдаются тельца Гейнца; 

· шизоциты и шлемовидные клетки – мелкие, с диаметром меньше 4 мкм, клетки нерегулярной формы, фрагменты клеток. Встречаются при гемолитической анемии.