Эритропоэз. Созревание нормальных красных кровяных телец, т.е. нормобластный эритропоэз, проходит следующие этапы: уменьшение размеров нормобластов, сокращение их ядер с конденсацией (сгущением) хроматина, постепенное исчезновение ядер, утрата цитоплазматической РНК и параллельная продукция гемоглобина. Между пронормобластом и поздним нормобластом совершаются три митотических деления, и каждый интервал между митозами, необходимый для нормальной этапной дифференцировки, равен 16 ч. После кровотечений или при гемолитической анемии эти интервалы сокращаются, что сопровождается повышением количества эритроцитов. Снижение митотической активности приводит к увеличению размеров эритроцитов (макроцитозу), что встречается при мегалобластной (макроцитарной) анемии. Повышение митотической активности сопровождается уменьшением размеров эритроцитов (микроцитозом), что наблюдается, например, при железодефицитной анемии. Непосредственным предшественником терминальной формы эритропоэтической дифференцировки является ретикулоцит. Именно эта клетка проходит через все стадии исчезновения ядра из цитоплазмы (безъядерными являются эритроциты только человека и млекопитающих). Созревание ретикулоцита до терминального эритроцита занимает 48—72 ч и последние 24 ч происходит в циркулирующей крови. Ретикулоциты содержат полирибосомы, РНК и митохондрии. Они способны синтезировать гемоглобин, что обеспечивает диффузную базофилию их цитоплазмы при окраске мазков по методике Романовского—Гимзы (Д.Л.Романовский, G.Giemsa). Ретикулоциты успешно выявляются и при суправитальных окрасках, т.е. прижизненных окрасках нефиксированных клеток азуром В или крезиловым синим. Однако в настоящее время эти методики «вытесняются» проточной цитометрией с окраской РНК флюорофорами. Количество ретикулоцитов в периферической крови обычно выражают в процентах от общего количества эритроцитов. У взрослого человека оно колеблется в пределах 0,5—2,0 %, однако более информативными являются данные об абсолютном содержании ретикулоцитов (в норме у взрослых 25—75 х 10/л). Подсчет количества ретикулоцитов дает представление об активности эритропоэза. Содержание ретикулоцитов в крови возрастает при кровопотерях, гемолизе различного происхождения, а также в ответ на гемотерапию (использование при лечении переливаний крови, ее компонентов или изготовленных из нее препаратов). Уменьшение количества ретикулоцитов связано с недостаточной функцией костного мозга или неэффективным эритропоэзом. Контроль за эритропоэзом осуществляет эритропоэтин, который определяет темп перехода эритроидных предшественников КОЭ-Э в нормобласты (проэритробласты). Этот фактор вырабатывается в почках, но некоторое его количество продуцируется также в печени и селезенке. Помимо контроля за темпом воспроизводства нормобластов, эритропоэтин влияет на скорость созревания (терминальной дифференцировки) эритроцитов, синтез гемоглобина и проникновение эритроцитов в кровоток. Тироксин (гормон щитовидной железы), гормон роста и андрогены стимулируют продукцию эритропоэтина. Кроме подсчета количества ретикулоцитов, в оценке состояния и функции костного мозга, в частности эритропоэза, важную роль играют: подсчет клеток эритроидного ряда в трепанобиоптате и феррокинетические исследования (оценка содержания железа после введения 52-61Fe, т.е. железа с радиоактивной меткой). Плазменный клиренс железа, т.е. скорость освобождения трансферринсвязанного железа из плазмы, и параллельное определение содержания железа в плазме дают возможность оценить суточный оборот этого элемента (в норме 72—144 мкмоль/л). Последний показатель отражает общий объем эритропоэтической ткани, как действующей, так и нефункционирующей. Повторное появление радиоактивного железа в циркулирующих эритроцитах свидетельствует о действующем эритропоэзе. В норме 70—80 % вводимого в организм железа используется эритроцитами и может быть определено через 7— 9 сут после инъекции. Зоны эритропоэза могут быть продемонстрированы с помощью приборов для подсчета радиоактивного излучения, помещаемых над селезенкой, печенью и крестцом. Важнейшие признаки эритроцитов. Нормальные эритроциты. Состояние и функции этих эритроцитов оценивают путем определения их количества (RBC) в периферической крови, гематокритного числа (PCV, см. выше) и концентрации гемоглобина (Нb). Средние величины этих показателей приведены в табл. 12.1, для каждого из них приведены интервалы возможных индивидуальных колебаний, на которые влияют возраст, пол и атмосферное давление, убывающее по мере увеличения высоты над уровнем моря. Таблица 12.1. Нормальные показатели для эритроцитов (в средних величинах ± стандартные отклонения)
RBC (х10/л)
PCV (%)
НЬ (г/л)
Мужчины
5,5+1,0
47,0±7,0
155,0+25,0
Женщины
4,8±1,0
42,0±5,0
140,0+25,0
Количественно размеры эритроцитов и содержание в них гемоглобина можно определить при аппаратном измерении этих клеток для вычисления их среднего объема (MCV), средней массы гемоглобина в каждом эритроците (МСН) и средней концентрации гемоглобина в каждом эритроците (МСНС). Первый показатель (MCV) определяется в результате деления гематокритного числа, выраженного в процентах, на количество эритроцитов в 1 л, помноженное на 10; выражается в фемтолитрах (fl, фл, т.е. в единицах, равных 1(Г л). Второй показатель (МСН) вычисляется при делении концентрации гемоглобина (г/л) на число эритроцитов в 1 л (х10); выражается в пикограммах (pg, пг, т.е. в единицах, равных 10г). Третий показатель (МСНС) получается путем деления концентрации гемоглобина (г/л) на гематокритное число (%) и выражается в г/л. В норме величины всех трех показателей варьируют в следующих пределах: MCV = 80-100 фл, MCH = 27-32 пг, МСНС = 300-360 г/л. На эти величины не влияют ни возраст, ни пол, ни атмосферное давление, их определяют с помощью автоматизированных электронных счетчиков. Именно такие параметры, как MCV и МСН, лежат в основе морфологической классификации анемий. Так, нормальные величины MCV и МСН характерны для нормохромных (нормоцитарных), а низкие величины — для гипохромных (микроцитарных) анемий. В то же время нормохромные, но макроцитарные анемии характеризуются высокими значениями MCV и нормальными МСН (см. ниже). Эритроциты человека неодинаковы по объему. Величина их среднего объема (MCV) дает важные сведения о главных видах патологии эритроцитов, но не способствует учету некоторых вариантов. При использовании автоматизированных счетчиков показатели распределения объема эритроцитов (RDW) отражаются на экране графически или в цифрах с указанием стандартных (квадратичных) отклонений или вариационных коэффициентов. В частности, RDW могут показать наличие или отсутствие анизоцитоза (измененного объема эритроцитов), который увеличивается при железодефицитной и макроцитарной (мегалобластной) анемиях. Морфологические изменения эритроцитов. В норме размеры и форма эритроцитов человека колеблются в незначительных пределах. Красные кровяные тельца — это двояковогнутые дискоидные клетки (дискоциты) со средним диаметром 7,0 мкм. При определении их диаметра под обычным микроскопом ориентируются на ядра малых лимфоцитов, служащие эквивалентом диаметра. Из-за двояковогнутого строения дискоциты сильнее воспринимают окраску по периферии цитоплазмы (иными словами, периферия более оксифильна, нежели центр эритроцита). При нормохромии (нормальном окрашивании) размер более бледной центральной зоны не должен превышать площади дискоцита. Анемии часто сопровождаются изменениями размеров (анизоцитозом) и формы (пойкилоцитозом) эритроцитов. Ненормально крупные эритроциты (макроциты) в большом количестве встречаются при мегалобластной, гипопластической (апластической) анемиях и болезнях печени. Ненормально мелкие эритроциты характерны для железодефицитной, гемолитической микросфероцитарной анемиях, (3-талассемии (см. ниже). Пойкилоцитоз встречается при каждой тяжелой форме анемии, но особенно выражен у больных мегалобластной анемией (рис. 12.1). Механическое повреждение эритроцитов, происходящее при микроангиопатической гемолитической анемии, приводит к фрагментации этих клеток на полулунные, колбовидные и прочие формы. У людей со сфероцитозом эритроциты имеют шаровидную, а не дискоидную форму, уменьшены в объеме и окрашиваются с одинаковой интенсивностью по всей площади цитоплазмы. Другие возможные измененные формы эритроцитов — серповидные, овальные, палочковидные. При гипохромии отмечается кольцевидное окрашивание эритроцитов (только по краю цитоплазмы), что характерно для железодефицитной анемии, но встречается также при сидеробластных анемиях, талассемиях и анемиях, сопровождающих хронические инфекции. Диморфизм эритроцитов свидетельствует о наличии смеси нормохромных и гипохромных красных кровяных телец, возникает в ответ на лечение железодефицитной анемии, переливание нормальной крови больному с гипохромной анемией, а также при сидеробластных анемиях. Внутриклеточные включения эритроцитов могут представлять собой остатки и части клеток-предшественников, существовавших на более ранних этапах дифференцировки, а также быть признаками патологических изменений. В нормальной селезенке макрофаги обычно удаляют включения из эритроцитов без малейшего их повреждения — процесс, происходящий в красной пульпе, называют pitting («вынимание фруктовых косточек») [по MacSween R.N.M., Whaley К., 1994]. Если селезенка удалена или подверглась атрофии, то эритроциты с включениями циркулируют в кровотоке в большом количестве. В сидеробластах костного мозга располагаются интенсивно окрашенные базофильные гранулы, дающие реакцию на берлинскую лазурь и, следовательно, содержащие железо. Это мелкие тельца Паппенгейма (A.Pappenheim) с диаметром 1 мкм. При мегалобластных и гемолитических анемиях в эритроцитах содержатся гранулы ядерного хроматина диаметром 1—2 мкм, иногда более известные как тельца Хауэлла—Джолли (F.Howell, G.Jolly) (рис. 12.1). У лиц, подвергшихся спленэктомии, а также больных гемоглобинопатиями или гемолитической анемией, вызванной химикатами, при суправитальном окрашивании мазков крови (см. выше) обнаруживаются эритроциты с преципитатами метгемоглобина (окисленного гемоглобина). Частицы денатурированного глобина называют тельцами Гейнца (R.Heinz) (рис.12.1). Наконец, при инфекциях и гемолитических анемиях, вызванных лекарственными препаратами и химическими соединениями, а также при хронических отравлениях свинцом и миелодиспластических состояниях в эритроцитах, окрашенных по Романовскому—Гимзе, можно видеть множество мелких синих гранул (групп РНК) — это пятнистая базофилия эритроцитов. Дыхательная функция эритроцитов. Ткани человека, находящегося в состоянии покоя, потребляют около 200 мл кислорода в 1 мин. При физической нагрузке это количество может возрастать в десятки раз. Функции переносчика кислорода из легких в ткани, а также углекислоты от тканей к легким выполняет гемоглобин. У взрослого человека его обозначают как НЬА («А» — от англ. adult — взрослый). В одном эритроците содержится около 340 х 10 молекул гемоглобина, каждая из которых состоит из тысяч различных атомов. Атом железа располагается в центре пигментной молекулы гема, придающей крови красный цвет. Гем — небелковая часть молекулы гемоглобина, протопорфирин, комплексно связанный с ионом двухвалентного железа. Он и переносит кислород. Четыре молекулы гема обернуты полипептидными цепями, которые все вместе представляют собой белковую часть молекулы — глобин. Кроме основного гемоглобина НЬА, (или НЬА), в нормальной крови взрослого человека имеются разновидности НЬА2 и HbF (фетальный гемоглобин), самостоятельное функциональное значение которых минимально. При патологии строение молекул гемоглобина может значительно изменяться главным образом за счет замены аминокислот. Известно множество типов аномального гемоглобина (HbH, Hbl, HbS и др.). Эритроцитоз. Продукция эритропоэтина с последующим повышением количества эритроцитов в периферической крови, т.е. эритроцитозом, стимулируется хронической гипоксией. Последняя возникает при хронической легочной или сердечной недостаточности, врожденных пороках сердца, а также при продолжительной жизни в условиях сниженного атмосферного давления. Такой эритроцитоз имеет компенсаторный характер. Изредка он возникает в результате избыточной продукции эритропоэтина при определенных поражениях почек или печени — карциномах, кистах или ишемических повреждениях. Все перечисленные выше варианты называют вторичной полицитемией, так как есть еще и первичная, или истинная, полицитемия — опухолевое поражение эритроцитарного ряда костного мозга.