§ 19. Строение и функции эритроцитов. Группы крови и переливание крови

Вспомните, у всех ли животных кровь красная. Какую кровь называют артериальной, а какую — венозной? Знаете ли вы свою группу крови и резус-фактор?

Строение эритроцитов. Эритроциты — это клетки крови, основная функция которых заключается в транспорте кислорода и углекислого газа. Выполнение эритроцитами дыхательной функции обусловлено особенностями их строения.

В крови человека эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска (ил. 51). Площадь его поверхности составляет около 145 мкм².

Форма двояковогнутого диска, увеличивая поверхность эритроцита, обеспечивает транспорт большего количества различных веществ. Снаружи эритроцит имеет плазматическую мембрану, проницаемую для кислорода и углекислого газа. Зрелый эритроцит крови человека не имеет ядра. Клетка-предшественник, из которой образуется эритроцит, имеет ядро. При созрева-ниии эритроцита ядро выходит за пределы клетки, а его место занимает дыхательный пигмент гемоглобин. В крови здорового человека его содержится 117-173 г/л. Молекула гемоглобина (Hb) имеет шаровидную форму и состоит из белковой части — глобина — и небелковой — гема. Четыре молекулы гема размещаются на ее поверхности в специальных углублениях (ил. 51). Гем — это соединение, содержащее четыре атома железа и легко соединяющееся с кислородом. Это и обусловливает способность гемоглобина переносить кислород.

Транспорт кислорода. Кислород из вдыхаемого воздуха через стенки кровеносных капилляров легких поступает в эритроциты. Здесь он с помощью слабых связей присоединяется к атому Fe (II). Присоединив O гемоглобин (Hb) преобразуется в оксигемоглобин (HbO₂) — неустойчивое соединение ярко-красного цвета, легко распадающееся на Hb и O₂. Одна молекула гемоглобина может связать 4 молекулы кислорода, так как гем содержит 4 атома Fe (II). Благодаря этому свойству гемоглобина все ткани организма снабжаются кислородом (ил. 52).

Гемоглобин может связывать и другие газы, в частности СО (угарный газ), и образовывать устойчивое соединение карбоксигемоглобин (HbСO). Распад этого соединения на Hb и СО происходит очень медленно (в 200 раз медленнее, чем оксигемоглобина). Поэтому при наличии в воздухе угарного газа большая часть гемоглобина связывается с ним, утрачивая способность к транспорту кислорода. Это приводит к нарушению тканевого дыхания, что

смертельно опасно для человека.

Транспорт углекислого газа. Известно, что в клетках в процессе дыхания образуется углекислый газ, который переносится кровью в легкие. Способы транспорта СО₂ различны. Так, 80 % углекислого газа транспортируется не непосредственно гемоглобином, а соединениями карбонатной кислоты (Н₂СО₃). Эта кислота образуется в эритроцитах вследствие соединения СО₂ и Н₂О. Определенная часть углекислого газа (около 10 %) связывается с белковой частью гемоглобина, образуя карбгемоглобин. Остальная часть СО₂ остается в виде растворенного газа в плазме крови.

Группы крови системы АВ0. Эритроциты, кроме транспортной, выполняют и другие функции, среди которых особое значение имеет функция определения групп крови человека. Это обусловлено наличием в плазматической мембране эритроцитов набора определенных веществ белковой природы. Сегодня известно более 250 таких эритроцитарных веществ, которые обусловливают специфические свойства крови и выборочно в различных комбинациях присущи только определенным группам людей. Набор эритроцитарных белков для каждого человека индивидуален и наследуется от родителей, то есть содержится в организме от рождения. Эти вещества обозначаются латинскими буквами: A, B, D, s, c и др. — и по характеру их влияния на свойства крови объединяются в определенные системы. Изучено около 30 таких групповых систем крови. Рассмотрим некоторые из них, в частности системы АВ0 и резус (Rh), поскольку вещества, входящие в их состав, вызывают очень сильные реакции при переливании крови, а также несовместимость крови матери и плода во время беременности.

Групповая система АВ0 объединяет эритроцитарные белки А и В (содержатся в плазматической мембране эритроцитов) и белки а и в (содержатся в плазме крови). Вещества А и В называются агглютиногенами, а и в — агглютининами. При взаимодействии агглютиногена А и агглютинина а (соответственно агглютиногена В и агглютинина в) происходит агглютинация — склеивание эритроцитов. Поэтому в крови человека не могут одновременно находиться способные к взаимодействию друг с другом агглютиноген А и агглютинин а или агглютиноген В и агглютинин в, поскольку будет происходить агглютинация эритроцитов. У человека, эритроциты которого содержат агглютиноген А, в плазме обязательно есть агглютинины в, а у человека, эритроциты которого содержат агглютиноген В, в плазме обязательно есть агглютинины а.

Агглютиногены А и В могут существовать независимо друг от друга, поэтому четыре возможные их комбинации с агглютининами лежат в основе четырех групп крови (ил. 53).

Группы крови являются наследственными и не изменяются в течение жизни. Определение принадлежности к определенной группе крови по системе АВ0 проводят в лабораториях путем идентификации агглютиногенов и агглютининов (так называемый двойной метод, или перекрестная реакция).

За открытие групп крови австрийский врач и химик Карл Ландштейнер был удостоен Нобелевской премии в 1930 г.

Переливание крови. Открытие групповой системы АВ0 позволило понять такие явления, как совместимость и несовместимость при переливании

крови. Традиционно считается, что переливание крови — это введение с лечебной целью в кровеносные сосуды больного крови или отдельных ее компонентов (эритроцитов, лейкоцитов или тромбоцитов, плазмы, белков плазмы, сыворотки и т. п.).

Переливание крови — это метод лечения больных, в основе которого лежит трансплантация (от лат. transplantatio [трансплантатио] — перенос) жидкой соединительной ткани человека — крови. Применение этого метода предполагает высокую степень ответственности как медперсонала, так и доноров. Доноры — это люди, у которых берут кровь, а те, кому ее переливают, — реципиенты. Донорами могут быть все здоровые люди в возрасте 18-60 лет.

Достижения современной науки позволяют предотвратить осложнения при переливании крови, которые, к сожалению, еще встречаются в лечебной практике и даже приводят к смерти реципиента. При переливании крови необходимо соблюдать правила групповой совместимости донора и реципиента. Переливать реципиенту следует цельную кровь его же группы. Но в экстренных случаях переливают не цельную кровь, а только эритроцитарную массу. Причем эритроциты группы 0 (I) можно переливать реципиентам всех групп крови эритроциты группы А (II) — реципиентам с группами крови А (II) и АВ (IV) эритроциты группы В (ІІІ) — реципиентам с группами крови В (Ш) и АВ (IV). Сегодня в лечебной практике широко используют искусственные кровезаменители (реосорбилакт, гемодез и т. д.).

Система резус (Rh) объединяет шесть эритроцитарных веществ — D, C, E, d, c, e. По их возможным комбинациям различают 8 групп крови. Самое сильное действие среди всех проявляет агглютиноген D. Поэтому именно его называют резус-фактором. Кровь, содержащую этот агглютиноген, называют резус-положительной (Rh+), а ту, что его не содержит, — резус-отрицательной (Rh^-). Переливание несовместимой по резус-фактору крови вызывает резус-конфликт, что приводит к агглютинации эритроцитов.

Если у родителей разные группы крови системы Rh (в частности, когда отец Rh+, а мать Rh^-), то во время беременности между матерью и плодом Rh+ возникает резус-конфликт (ил. 54).

В крови матери образуются особые вещества (Rh-антитела), разрушающие соб-

ственные эритроциты или эритроциты плода. У плода развивается гемолитическая болезнь. Это заболевание встречается с частотой один случай на 500 новорожденных. С каждой последующей беременностью возрастает риск и увеличивается вероятность гемолитической болезни новорожденных и степень ее тяжести. Чтобы избежать последствий резус-конфликта, принимают специальные медицинские меры.

Эритроциты. Гемоглобин. Оксигемоглобин. Карбоксигемоглобин. Карбгемоглобин. Система АВ0. Группы крови. Агглютиноген. Агглютинины. Переливание крови. Резус-фактор

По данным научных исследований, в Украине преобладают люди с группой крови А (II) — 40,87 % общей численности населения, затем — с группой 0 (I) — 30,76 %, далее с группой В (III) — 19,50 % и группой АВ (IV) — 8,85 %. Людей с Rh+ в нашей стране 86,00 %, с Rh^- — 14,00 %.

Американские ученые в лабораторных условиях вырастили искусственные эритроциты, которые поставляют кислород не менее эффективно, чем природные. Новое достижение повышает шансы получить со временем универсальную кровь, которую можно будет переливать любым пациентам. Выскажите отношение к этому открытию. В чем заключается преимущество искусственной крови?

I.    К каким структурным компонентам крови относятся эритроциты? Какую функцию они выполняют? 2. Какими особенностями строения эритроцитов обусловлена дыхательная функция крови? 3. Что такое гемоглобин? Охарактеризуйте его строение. 4. Как происходит транспорт кислорода кровью? 5. Назовите формы транспорта углекислого газа кровью. 6. Почему наличие в воздухе даже незначительного количества угарного газа для человека опасно? 7. Какими особенностями строения эритроцитов обусловлена функция определения групп крови человека? 8. Охарактеризуйте группы крови человека системы АВ0. 9. Охарактеризуйте систему резус (Rh). 10. Что такое резус-конфликт?

II.    Почему очень важно, чтобы каждый человек знал свою группу крови и резус-фактор? 12. Пользуясь дополнительными источниками информации, подготовьте сообщение о современных методах диагностики крови, методах консервирования крови, искусственных кровезаменителях. 13. В художественной литературе для характеристики человека, принадлежащего к аристократическому кругу, довольно часто употребляют выражение «голубая кровь». Как вы понимаете эти слова? Существуют ли люди с голубой кровью? Существуют ли в природе животные с голубой кровью?

14. Проблема инфицирования через кровь в медицинских учреждениях — потенциальная опасность заражения различными вирусами (ВИЧ, герпес, гепатиты А, В, С и т. д.), возбудителями заболеваний, передающихся половым путем (сифилис, гонорея и т. д.). Как эта проблема решается: а) на государственном уровне; б) медиками; в) лично каждым человеком? Ответ аргументируйте. 15. Карл Ландштейнер, получая Нобелевскую премию, сказал: «Система АВ0 — только начало исследований. Со временем количество таких систем будет расти, пока каждый человек не станет обладателем собственной неповторимой группы». Как вы считаете, сбывается ли его предвидение?

Это материал учебника Биология 8 класс Мищук