Физиология эритропоэза, синтез гемоглобина, как происходит образование эритроцитов?

Синтез эритроцитов представляет собой один из самых важнейших и сложных процессов формирования клеток в организме. В норме каждую секунду создается два-три миллиона кровяных телец. Сам процесс образования эритроцитов называется эритропоэзом. Как же он происходит? Как выполняется нервная и гуморальная регуляция этого процесса?

Кроветворение

Можно выделить единую схему образования всех компонентов крови, в том числе и эритроцитов. На ней кратко и отчетливо видны стадии развития конкретной клетки. С помощью данной схемы можно отследить, на каком этапе произошла ошибка, и образование эритроцита прекратилось.

Специалист может активизировать созревание телец на этой стадии. Пользуясь схемой можно понять физиологию процесса кроветворения, верно поставить диагноз и вовремя предпринять меры по устранению патологии.

Мнение врачей:

Физиология эритропоэза изучает процесс образования эритроцитов, ключевых клеток крови, ответственных за транспорт кислорода. Врачи подчеркивают, что синтез гемоглобина, основного компонента эритроцитов, происходит в красном костном мозге. Этот сложный процесс требует наличия необходимых питательных веществ, включая железо, витамин В12 и фолиевую кислоту. Клетки крови проходят через несколько стадий развития, начиная с мегакариоцитов и заканчивая зрелыми эритроцитами. Важно отметить, что регуляция эритропоэза осуществляется при помощи гормона эритропоэтина, вырабатываемого почками. Понимание этого процесса позволяет врачам эффективно диагностировать и лечить различные заболевания крови, связанные с нарушениями эритропоэза.

Физиология крови. Эритроциты, эритропоэз, эритроцитоз, анемия. Общая характеристика и его функция

Физиология формирования клеток

Какова же физиология образования кровяных клеток? Эритропоэзом называют процесс, в ходе которого формируются и созревают кровяные тельца – эритроциты. Это происходит в костном мозге человека. Первый элемент, от которого начинается происхождение эритроцитов, – полипотентная стволовая клетка.

Она способна дифференцироваться во все клетки без исключения и подвергается нескольким этапам деления, в результате чего появляются клетки-предшественники, от которых потом начинают развиваться эритроциты, лейкоциты, лимфоциты.

Все предшественники эритроцитов в костном мозге и зрелые клетки в кровотоке образуют замкнутую систему, которая называется эритроном. Клетки созревают под регуляцией гормона эритропоэтина и других необходимых компонентов. По времени этот процесс протекает не более двух недель.

Со стадии проэритробласта начинает вырабатываться гемоглобин. Ядро по мере развития эритроцита уменьшается, а потом исчезает вовсе. Уже на стадии ретикулоцита кровяные тельца выходят в кровь. В ней они за нескольких часов дозревают до полноценных эритроцитов.

Когда у человека происходят какие-либо патологические нарушения, которые сопровождаются анемией: острые кровопотери, отравления, инфекционные болезни, в крови могут образовываться недозрелые тельца, называемые нормобластами. Это говорит о том, что эритропоэз происходит в усиленном режиме. Для проверки физиологии этого нарушения проводятся лабораторные исследования.

Важно! Стоит отметить, что при образовании предшественников эритроцитов происходит разрушение части клеток еще в костном мозге. Этот процесс называют неэффективным эритропоэзом. Он заключается в разрушении и гибели кровяных телец, которые не обладают функциональной полноценностью. Роль неэффективного типа эритропоэза состоит в регуляции эритрона.

Компоненты, необходимые для эритропоэза

Чтобы все этапы эритропоэза проходили нормально, требуются микроэлементы, гормоны, витамины и прочие важные для этого процесса веществ. К ним относят:

Железо. Для образования эритроцитов организму требуется до 25 мг железа в сутки. Этот элемент поступает в костный мозг, когда происходит разрушение кровяных телец. Накапливается железо в печени и селезенке, немного в других органах. При дефиците данного компонента образуется железодефицитная анемия.
Медь. Ее роль тоже очень важна для формирования эритроцитов. Она усваивается непосредственно в костном мозге, участвует в выработке гемоглобина. Без меди эритроциты не могут развиваться полностью, они доходят только до стадии ретикулоцита. Если уровень меди снижен, то синтез крови в костном мозге останавливается, что вызывает анемию.
Витамин B12и фолиевая кислота. Данные компоненты взаимодополняют друг друга, положительно влияя на эритропоэз.
Витамин В6 нужен, чтобы в гемоглобине сформировалось железо.
Витамин В2 Требуется для нормализации окислительных и восстановительных процессов в организме.
Гормоны, отвечающие за обмен белков и кальция и принимающие участие в созревании клеток.
Половые гормоны мужчин. Они немного активизируют процесс эритропоэза. А вот женские эстрогены, наоборот, тормозят его. Этим и объясняется тот факт, что количество эритроцитов у женщин меньше, чем у мужчин.

Важно! Главным элемент эритропоэза – гормон эритропоэтин, гуморальный регулятор созревания кровяных телец. Секреция и синтез данного компонента происходит в перитубулярных клетках почек. Некоторая часть эритропоэтинов формируется в печени, селезенке и костном мозге.

Жизненный цикл эритроцитов.

Опыт других людей

Физиология эритропоэза – это процесс образования эритроцитов, ответственных за транспорт кислорода в организме. Синтез гемоглобина, основного компонента эритроцитов, происходит в красном костном мозге. Этот сложный процесс требует наличия определенных питательных веществ, включая железо, витамин В12 и фолиевую кислоту. Образование эритроцитов начинается с образования эритробластов, которые постепенно превращаются в зрелые эритроциты. Этот процесс тесно контролируется гормоном эритропоэтина, который стимулирует красный костный мозг к увеличенной продукции эритроцитов в случае гипоксии или недостатка кислорода в тканях. Важно поддерживать здоровый уровень эритроцитов для обеспечения нормального кислородного обмена в организме.

Читайте также:

Причины возникновения гипоплазии артерии головного мозга, методы диагностики, лечение и симптоматика

Как меняются клетки?

Проходя через все стадии эритропоэза, клетки подвергаются изменения морфологических характеристик. Происходит следующее:

Меняются параметры клеток в сторону уменьшения.
Увеличивается число цитоплазматического матрикса.
Изменяется оттенок телец от голубого до красного. Это происходит потому, что снижается концентрация РНК и ДНК, а уровень гемоглобина, наоборот, повышается.
Становятся меньше параметры ядра, в конечном итоге оно вообще исчезает.
Содержащий в эритроцитах хроматин приобретает большую плотность.

Физиология крови. Гемоглобин. Виды. Кислородное ёмкость крови.

Гуморальная регуляция

Регуляция образования крови еще не полностью исследована на данный момент. Чтобы эритропоэз протекал непрерывно, все потребности различных клеток удовлетворялись в полной мере, обеспечивалось постоянство и баланс гомеостаза, требуется работа сложного регуляторного механизма.

Главный гуморальный регулятор, как уже говорилось, – гормон эритропоэтин. Он образуется в различных внутренних органах человека, но больше всего в почках, сосудах и печени. Концентрация этого компонента всегда одинаковая. Но возникают ситуации, когда уровень гормона нарушается. Это происходит при обильном кровотечении, подъеме в горы, ишемической болезни почек.

Вместе с гуморальным регулятором эритропоэтином в синтезе эритроцитов принимают участие ингибиторы. Они представляют собой разнообразные вещества, некоторые из которых относятся к токсинам, выделяющимся при патологических нарушениях.

На первых стадиях дифференцировки регуляция происходит благодаря факторам микроокружения клеток. Затем только в игру вступают эритропоэтин и ингибиторы.

Когда организму требуется в краткий срок сформировать множество новых кровяных телец, начинает действовать стрессовый механизм. Это значит, что эритропоэтин становится намного активнее ингибиторов эритропоэза, в результате чего нарушается регуляция эритропоэза. Возможен и обратный эффект, когда ингибиторы сильнее воздействуют на созревание клеток, приводя к торможению этого процесса.

Нервная регуляция

Конечно же, воздействие гуморальных факторов на эритропоэз намного сильнее и значимее, чем влияние нервной системы, но все же и последнее имеется. Когда возбуждается симпатический отдел вегетативной нервной системы, повышается количество эритроцитов в крови. Такое нарушение имеет перераспределительный характер и во многом зависит от опорожнения селезенки, в которой скапливаются кровяные тельца.

В это же время адреналин и норадреналин способствует стимуляции аденилатциклазной системы. В итоге усиленно выделяется эритропоэтин. В гипоталамусе человека присутствуют особые центры, благодаря которым происходит нервная регуляция эритропоэза. Если на него воздействует какой-то раздражитель, то он начинает провоцировать образование клеток, что приводит к повышению уровня эритроцитов в крови.

Выработка гемоглобина

Гемоглобин содержит в себе железо, дефицит которого может вызвать развитие анемии. Выработка этого вещества и эритропоэз связаны друг с другом. Когда уровень гемоглобина достигает определенного порога, образование эритроцитов останавливается.

Читайте также:

Анализ крови: за сколько часов нельзя есть перед тем как сдавать биоматериал?

Синтез гемоглобина начинается в клетках-предшественниках кровяных телец. Это происходит еще при внутриутробном развитии плода. После появления ребенка на свет у него появляется гемоглобин F, а потом гемоглобин А. У взрослых может отмечаться возникновение гемоглобина F, например, при кровопотере.

В составе гемоглобина содержатся два типа цепей глобина. Они располагаются вокруг гема, который содержит в себе железо. Исходя из того, как изменяются последовательности остатков аминокислот в цепях, модифицируются и свойства гемоглобина. К примеру, он может под воздействием некоторых условий преобразовываться в кристаллы и терять способность к растворению.

Образование эритроцитов и прочих компонентов крови – это довольно сложный и важный процесс, который проходит в несколько этапов. Любое нарушение в созревании клеток может привести к отклонениям в работе организма, поэтому необходимо своевременно выявлять факторы, способные вызвать его.

Частые вопросы

Как происходит образование эритроцитов?

Формирование эритроцитов (эритропоэз) происходит в красном костном мозге тазовых костей, черепа, рёбер и позвоночника, а у детей — ещё и в костном мозге в окончаниях длинных костей рук и ног. Срок созревания эритроцитов человека составляет от 7 до 8 дней.

Как вырабатываются эритроциты?

Производство красных клеток у взрослых происходит в костном мозге позвонков, таза, ребер, грудины, черепа и проксимальных концов бедра и плечевой кости. Производство эритроцитов регулируется гормоном эритропоэтином, который вырабатывается и секретируется почками.

Где происходит синтез эритроцитов?

Эритроциты, как и прочие кровяные клетки, вырабатывает костный мозг, находящийся в полости костей. Продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней.

Как происходит эритропоэз?

Эритропоэз регулируется гликопротеиновым гормоном – эритропоэтином. Этот гормон вызывает увеличение продукции эритроцитов крови. Образуется эритропоэтин преимущественно в почках, а при недостатке кислорода в крови – в костном мозге. Таким образом, гормон участвует в ответе организма на гипоксию.