Кровь человека особенности строения: с чем связаны особенности строения крови человека

Содержание

особенности строения, функциональное значение. Эритропоэз.

Форменные эл-ты крови. Есть 3 группы:

1. Эритроциты (красные кровяные тельца) — узкоспециализ. кл. У млекопит. в них нет ядра, форма двояковогнутого диска, у др. позвоночных кл- овальной формы, содержат ядро с сильно конденсирована хроматином. Функции:перенос кислорода

2. Лейкоциты (белые, или бесцветные, кл.) Ф: участв. в защитных реакциях, в восстановит-ых и обмен. процессах. Имеют спецефич. зернистость в цитоплазме. Выделяют 2 типа: гранулоциты (базофилы, эозинофилы, нейтрофилы), агранулоциты (лимфоциты, моноциты)

3. Тромбоциты (кровяные пластинки) — овальные ядросодержащие клетки(мелкие двояковыпуклые безъядерные цитоплазматические эл-ты у млекопитов)

Эритроциты: особенности строение, функции, эритроцитопоэз.

Основной тип клеток крови. Узкоспециализ. кл. У млекопит. в эритроцитах нет ядра, форма двояковогнутого диска, у др. позвоночных кл- овальной формы, содержат ядро с сильно конденсированным хроматином.

Снаружи эритроцит покрыт плазмат. мембраной, гликопротеиды которой определяют группу крови. Плазмолемма эритроцитов эластична и пластична (для движении по мелким кровен. сосудам). Она легко проницаема; переносит ионы натрия и глюкозы. Цитоплазма эритроцита на 30% состоит из гемоглобина, служит местом присоединения кислорода. Наличие гемоглобина в эритроцитах обусловливает оксифилию цитоплазмы при окраске азуром и эозином. Ф: переносят кислородКроме того, эритроциты могут адсорбировать на своей поверхности и транспортировать аминокислоты, некоторые лекарственные вещества и токсины.

Эритропоэз- увеличение количества ретикулоцитов (незрелых эритроцитов, в которых наблюдается наличие зернисто-сетчатых структур (рибосом, элементов ЭПС), при окрашивание бриллиантовым крезиловым синим).

46. Группы крови. Понятие о резус-факторе.

В настоящее время применяются две классификации группы крови человека: 

система AB0 и резус-система.

Группы крови системы АВ0

Система АВ0 была предложена Карлом Ландштейнером в 1900 году. В эритроцитах были обнаружены вещества белковой природы, которые назвали агглютиногенами (склеиваемыми веществами). Их существует 2 вида: А и В.

В плазме крови обнаружены агглютинины (склеивающие вещества) двух видов — α и β.

Агглютинация происходит тогда, когда встречаются одноимённые агглютиногены и агглютинины. Агглютинин плазмы α склеивает эритроциты с агглютиногеном A, а агглютинин β склеивает эритроциты с агглютиногеном B.

Агглютинация — склеивание и выпадение в осадок эритроцитов, несущих антигены, под действием специфических веществ плазмы крови — агглютининов.

В крови одного человека одновременно никогда не встречаются одноимённые агглютиногены и агглютинины (А с α и В с β). Это может произойти только при неправильном переливании крови. Тогда наступает реакция агглютинации, при которой эритроциты склеиваются. Комочки склеивающихся эритроцитов могут закупорить капилляры, что очень опасно для человека. Вслед за склеиванием эритроцитов наступает их разрушение. Ядовитые продукты распада отравляют организм, вызывая тяжелые осложнения вплоть до летального исхода. 

Реакцию агглютинации применяют для определения групп крови.

Донор — человек, дающий свою кровь для переливания. 

Реципиент — человек, получающий кровь при переливании.

Принадлежность к той или другой группе крови не зависит от расы или национальности. Группа крови не меняется в течение жизни. 

Группы крови

Антигены в эритроцитах (агглютиногены)

Антитела в плазме (агглютинины)

I (0)

0

α, β

II (A)

А

β

III (B)

В

α

IV (AB)

А, В

0

Существует определённая схема переливания крови по группам (рис. 3).

Рис. 3. Схема переливания крови.

Однако при переливании больших объёмов крови следует использовать только одноимённую группу крови.

Резус-фактор 

При переливании крови, даже при тщательном учёте групповой принадлежности донора и реципиента, иногда встречались тяжелые осложнения, вызванные резус-конфликтом. 

В эритроцитах 85% людей имеется белок, так называемый резус-фактор. Так он назван потому, что впервые был обнаружен в крови макаки-резус. В эритроцитах крови 15% людей резус-фактора нет. 

Кровь, содержащая резус-фактор, называется резус-положительной Rh (+). Кровь, в которой белок резус-фактор отсутствует, называется резус-отрицательной Rh (−).

В отличии от агглютиногенов, для резус-фактора в плазме крови людей готовых антител не имеется, но они могут образоваться, если резус-отрицательному человеку перелить резус-положительную кровь. Поэтому при переливании крови необходимо учитывать совместимость по резус-фактору.

РЕЗУС-КОНФЛИКТ МАТЕРИ И РЕБЁНКА 

Гемолитическая болезнь новорождённых (массовый распад эритроцитов) вызывается несовместимостью матери и плода по резус-фактору, когда у резус-отрицательной матери развивается резус-положительный плод. Белок резус-фактор плода проходит через плаценту в кровь матери и приводит к образованию в ее крови резус-антител. Резус-антитела проникают обратно в кровь плода и вызывают агглютинацию, что приводит к тяжёлым нарушениям, а иногда даже к гибели плода.

К рождению больного ребёнка может привести лишь комбинация «резус-отрицательная мать и резус-положительный отец». Знание этого явления даёт возможность заранее планировать профилактические и лечебные мероприятия, с помощью которых можно спасти новорождённых. 

Кровь и кровообращение

Экспозиция зала знакомит со строением крови и кровеносной системы человека и животных и рассказывает о таких медицинских науках, как гематология (наука о крови), иммунология (наука о защитных свойствах организма), а также кардиология, трансплантация и регенерация.

В зале на электронных микрофотографиях можно увидеть, как выглядят клетки крови: эритроциты (красные клетки крови), лейкоциты (белые клетки крови) и тромбоциты (кровяные пластинки). Во влажных препаратах показаны наиболее важные органы кроветворения: красный костный мозг бедренной кости и вилочковая железа (тимус) человека.

Особое внимание в зале уделено сердцу — важнейшему органу, который прокачивает кровь по кровеносным сосудам. Ряд влажных препаратов экспозиции показывает особенности строения сердца человека и животных, строение клапанов сердца. Отдельно демонстрируются различные патологии сердца и кровеносных сосудов, такие как инфаркт миокарда, лёгочное сердце, гипертрофия сердца и сердце человека, страдающего алкоголизмом.

Раздел «Трансплантация» рассказывает об особенностях пересадки тканей и органов и переливании крови. Открывают этот раздел работы докторов А. Г. Лапчинского и В. П. Демихова (собака с пересаженной почкой и двухголовая собака), показывающие достижения трансплантологов. Эти учёные в середине XX столетия на опытах доказали принципиальную возможность пересадки органов от одного организма к другому, дав тем самым новый толчок в развитии медицины.

Завершает экспозицию раздел «Регенерация». На ряде экспонатов показана способность различных органов и тканей к восстановлению: регенерация хвоста ящерицы, конечностей у аксолотля, восстановление печени и другие.

Экспозиция зала создана в 1985 году. Автор экспозиции — Е. П. Фонина, художник — Ю. З. Ивантер.

В зале проводятся экскурсии «Кровь — река жизни» для младших школьников и «Кровь и кровообращение» (с демонстрацией опытов) для старшеклассников и студентов.

«Возрастная анатомия и гигиена» 1.Внутреняя среда организма. Строение крови человека. Функции форменных элементов крови. Возрастные особенности крови у детей дошкольного возраста.2.Строение и функции спинного мозга. Развитие спинного мозга.

ГПОУ «ДОНЕЦКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

по учебной дисциплине «Возрастная анатомия и гигиена»

студентки 1 курса, 13з группы

заочной формы обучения

(специальность: 44.02.01Дошкольное образование)

Овсяной Марины Алексеевны

Преподаватель: Гуридова Л.А.

Дата регистрации контрольной работы ___________2018г.

регистрации ___________________

Оценка _______________________ _____________________

(«зачтено», «не зачтено»)

Подпись преподавателя _______________

Дата рецензирования ______________20_____ г.

1.Внутреняя среда организма. Строение крови человека. Функции форменных элементов крови. Возрастные особенности крови у детей дошкольного возраста.

Кровь представляет собой одну из важных систем жизнеобеспечения организма, обладающую рядом особенностей. Высокая митотическая активность гемопоэтической ткани обуславливает её повышенную чувствительность к действию повреждённых факторов, а генетическая детерминированность, размножение, диффирецировки, структуры и обмена веществ кровяных клеток создают предпосылки как для геномных нарушений, так и для изменений генетической регуляции.

Своеобразие системы крови состоит в том, что патологические изменения в ней возникают вследствие нарушения функций не только отдельных её компонентов, но и других органов и систем организма в целом. Любое заболевание патологический процесс, а также ряд физиологических сдвигов могут в той или иной степени отразиться на количественный и качественный состав циркулирующей крови.

Этим и определяется огромное значение необходимости изучения крови (как кровяного зеркала организма) и раскрытия закономерностей её изменений при различных заболеваниях.

Цель исследования: рассмотреть, изучить морфологию системы крови и её возрастные особенности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) рассмотреть составляющие системы крови и их морфологии;

2) определить возрастные особенности системы крови;

3) рассмотреть возрастную физиологию;

4) проследить изменение состава крови при физических нагрузках.

кровь эритроцит лейкоцит плазма

Общая характеристика крови

Кровь — это ткань внутренней среды организма, которая состоит из жидкой среды — плазмы и взвешенных в ней клеток — форменных элементов крови: лейкоцитов, постклеточных структур — эритроцитов и тромбоцитов.

Кровь циркулирует по системе сосудов под действием силы ритмически сокращающегося сердца и не сообщается непосредственно с другими тканями тела в виду наличия гистогематических барьеров. В среднем массовая доля крови к общей массе тела человека составляет 6,5-7%.У позвоночных кровь имеет красный цвет. Сами эритроциты жёлто — зелёные и лишь в совокупности образуют красный цвет, в связи с наличием в них гемоглобина.

Кровь, органы, в которых происходит образование клеток крови и их разрушение и регулирующий нейрогуморальный аппарат объединены в общее понятие система крови.

Кровь — основная транспортная система организма. Это жидкая красная непрозрачная жидкость, которая состоит из бледно — жёлтой плазмы и форменных элементов — эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

Главным местом образования клеток крови является костный мозг. В нём же осуществляется и разрушение эритроцитов, повторное использование железа, синтез гемоглобина.

Общее количество крови зависит от пола, массы тела, физической тренированности, интенсивности обмена веществ. Чем выше обмен, тем большая потребность в кислороде, тем больше крови. У женщин циркулирует меньше крови, чем у мужчин, у физически тренированного лица — больше среднего уровня.

Кровь, которая есть в организме, циркулирует не вся по сосудам. Часть её находится в так называемых депо: в печёнке — 20%, коже — 10%, селезёнке — 1,5 — 2% от общего количества крови.

Форменные элементы крови

Все форменные элементы крови — эритроциты, лейкоциты и тромбоциты — образуются в костном мозге из единой полипотентной или плюрипотентной стволовой клетки.

В костном мозге все кроветворные клетки собраны в грозди, которые окружены фибропластами и эндотелиальными клетками. Созревшие клетки пробивают себе путь среди расщелин, образованных фибропластами и эпителиями, в синусы, откуда поступают в венозную кровь.

Несмотря на то, что все клетки крови являются потомками единой кроветворной клетки, они несут различные специфические функции, в тоже время общность происхождения наделила их и общими свойствами.

Так все клетки, независимо от их специфики, участвуют в транспорте различных веществ, выполняют защитную и регуляторную функции.

Эритроциты

Эритроциты (красные кровяные тельца) — высокоспециализированные клетки. У человека в эритроцитах нет ядер. Они представляют собой безъядерные клетки.

Эритроциты в крови человека имеют преимущественно форму двояковогнутого диска. Эта форма увеличивает поверхность эритроцита, обеспечивает транспорт большего количества различных веществ. Но главное преимущество заключается в том, что форма двояковогнутого диска обеспечивает прохождение эритроцита через капилляры.

Эритроцит окружен плазматической мембраной.

В норме число эритроцитов у мужчин равно л.

У женщин число эритроцитов меньше и, как правило, не превышает л.

В цитоплазме эритроцитов содержится красящее белковое вещество — гемоглобин, который и обусловливает красный цвет крови.

Важнейшая функция эритроцитов состоит в том, что они являются переносчиком кислорода. Когда кровь протекает через лёгкие, гемоглобин эритроцитов поглощает кислород, затем насыщенная кислородом артериальная кровь разносится по всему организму. В органах кислород отделяется от гемоглобина и поступает в ткани. Гемоглобин участвует также в переносе углекислоты из тканей в лёгкие, где она переходит из крови в воздух. Большая часть углекислоты переносится в составе плазмы крови.

Лейкоциты

Лейкоциты — белые кровяные клетки; неоднородная группа различных по внешнему виду и функциям клеток крови человека или животных, выделенная по признакам наличия ядра и отсутствия самостоятельной окраски.

Главная сфера действия лейкоцитов — защита. Они играют главную роль в специфической и неспецифической защите организма от внешних и внутренних патогенных агентов, а также в реализации типичных патологических процессов.

Все виды лейкоцитов способны к активному движению и могут переходить через стенку капилляров и проникать в межклеточное пространство, где они поглощают и переваривают чужеродные частицы. Этот процесс называется фагоцитоз, а клетки, его осуществляющие, — фагоциты.

Если чужеродных тел проникло в организм очень много, то фагоциты, поглощая их, сильно увеличиваются в размерах и в конце концов разрушаются. При этом освобождаются вещества, вызывающие местную воспалительную реакцию, которая сопровождается отёком, повышением температуры, покраснением кожного участка.

Вещества, вызывающие реакцию воспаления, привлекают новые лейкоциты к месту внедрения чужеродных тел. Уничтожая чужеродные тела и повреждённые клетки, лейкоциты гибнут в больших количествах. Гной, который образуется при воспалении — это скопление погибших лейкоцитов.

Выделяют пять типов лейкоцитов, которые отличаются по внешнему виду и выполняемым функциям: эозинофилы, базофилы, нейтрофилы, лимфоциты и моноциты. Они присутствуют в организме в относительно стабильных пропорциях и, хотя их численность может значительно изменяться в течение дня, в норме обычно остаются в пределах референсных значений.

Количество лейкоцитов в крови здоровых людей колеблется в пределах л.

Морфология и функция лейкоцитов:

Нейтрофилы

Нейтрофилы — подвид гранулоцитарных лейкоцитов, названных нейтрофилами за то, что при окраске по Романовскому они интенсивно окрашиваются как кислым красителем эозином, так и основными красителями.

Зрелые нейтрофилы имеют сегментированное ядро, то есть относятся к полиморфоядерным лейкоцитам. Они являются классическими фагоцитами: имеют адгезивность, подвижность, способность захватывать частицы, например, бактерии.

Нейтрофилы способны к активному амёбоидному движению, к экстравазации (эмиграции за пределы кровеносных сосудов), и к хемотаксису (преимущественному движению в направлении мест воспаления или повреждения тканей).

Они имеют круглую форму с диаметром около 12 мк. размеры цитоплазмы преобладают над размерами ядра.

Основной функцией нейтрофилов является защита организма от инфекционно-токсических воздействий. Участие нейтрофилов в процессах защиты проявляется как их способность к фагоцитозу и перевариванию микробов, так их ролью в выработки целого ряда ферментов, оказывающих бактерицидное действие. Нейтрофилы не вырабатывают антител, но адсорбируя их на своей оболочке, могут доставлять антитела к очагам инфекции.

Нейтрофилы способны к фагоцитозу, причём являются микрофагами, то есть способны поглощать лишь относительно небольшие чужеродные частицы или клетки. После фагоцитирования чужеродных частиц нейтрофилы обычно погибают, высвобождая большое количество биологически активных веществ, повреждающих бактерии и грибы, усиливающих воспаление и хемотаксис иммунных клеток в очаг. Нейтрофилы содержат большое количество миелопероксидазы, фермента, который способен окислять анион хлора до гипохлорита — сильного антибактериального агента.

Миелопероксидаза имеет зеленоватый цвет, цвет гноя и некоторых других выделений, богатых нейтрофилами. Погибшие нейтрофилы вместе с клеточным детритом из разрушенных воспалением тканей и гноеродными микроорганизмами, послужившими причиной воспаления, формирует массу, известную как гной.

Нейтрофилы играют очень важную роль в защите организма от бактериальных и грибковых инфекций, и сравнительно меньшую — в защите от вирусных инфекций. В противоопухолевой или антигельминтной защите нейтрофилы практически не играют роли.

Свою защитную функцию лейкоциты осуществляют в тканях, где срок их жизни может быть достаточно длительный — до нескольких месяцев.

Эозинофилы

Эозинофилы названы так потому, что при окраске по Романовскому интенсивно окрашиваются кислым красителем эозином и не окрашиваются основными красителями, в отличие от базофилов (окрашиваются только основными красителями) и от нейтрофилов (поглощают оба типа красителей). Также отличительным признаком эозинофила является двудольчатое ядро.

Диаметр их колеблется от 12 мк. до 15 мк.

Эозинофилы обладают способностью к фагоцитозу и амебоидному движению, к экстравазации (проникновению за пределы стенок кровеносных сосудов) и к хемотаксису (преимущественному движению в направлении очага воспаления или повреждения ткани). Они активно адсорбируют гистамин в местах его максимального скопления. Эозинофилы могут инактивировать гистамин и перенести его к органам выделения — легким и кишечнику.

Эозинофилы являются микрофагами то есть способны, в отличие от макрофагов, поглощать лишь относительно мелкие чужеродные частицы или клетки. Однако, эозинофил не является классическим фагоцитом. Физиологическое свойство эозинофилов проявляется в мощном цитотоксическом, а не фагоцитарном действии, и их активное участие в противопаразитарном иммунитете. Однако, повышенная продукция антител класса Е может привести к аллергической реакции немедленного типа (анафилактический шок), что является главным механизмом всех аллергий такого типа.

Эозинофилы способны поглощать и связывать гистамин и ряд других медиаторов аллергии и воспаления. Обладают способностью при необходимости высвобождать эти вещества, подобно базофилам. То есть эозинофилы способны играть как проаллергическую, так и защитную антиаллергическую роль. Процентное содержание эозинофилов в крови увеличивается при аллергических состояниях.

Эозинофилы менее многочисленны, чем нейтрофилы. Большая часть эозинофилов недолго остаётся в крови и, попадая в ткани длительное время находится там.

Эозинофилы могут адсорбировать многие токсические продукты белковой природы и разрушать их. Количество этих клеток в крови колеблется в течение суток. Минимальное количество определяется ночью, максимальное в утренние часы.

Базофилы

Базофилы — подвид гранулоцитарных лейкоцитов. Содержат базофильное S-образное ядро, зачастую не видимое из-за перекрытия цитоплазмы гранулами гистамина и прочих аллергомедиаторов. Базофилы названы так за то, что при окраске по Романовскому интенсивно поглощают основной краситель и не окрашиваются кислым эозином.

Базофилы — очень крупные гранулоциты: они крупнее и нейтрофилов, и эозинофилов. Гранулы базофилов содержат большое количество гистамина, серотонина, лейкотриенов, простагландинов и других медиаторов аллергии и воспаления.

Диаметр базофилов не превышает 10 мк.

Функция базофилов сводится к синтезу гепарина и гистамина. Базофилы содержат около половины всего гистамина крови. Базофилы имеют непосредственное отношение к процессам свертывания крови и течению аллергических реакций немедленного типа (реакции анафилактического шока).

Благодаря базофилам яды насекомых или животных сразу блокируются в тканях и не распространяются по всему телу.

Базофилы способны к экстравазии (эмиграции за пределы кровеносных сосудов), причём могут жить вне кровеносного русла, становясь резидентными тканевыми лаброцитами.

Базофилы обладают способностью к хемотаксису и фагоцитозу. Кроме того, по всей видимости, фагоцитоз не является для базофилов ни основной, ни естественной (осуществляемой в естественных физиологических условиях) активностью. Единственная их функция — мгновенная дегрануляция, ведущая к усилению кровотока, увеличению проницаемости сосудов, росту притока жидкости и прочих гранулоцитов. Другими словами, главная функция базофилов заключается в мобилизации остальных гранулоцитов в очаг воспаления.

Лимфоциты

Лимфоциты — клетки иммунной системы, представляющие собой разновидность лейкоцитов группы агранулоцитов. Лимфоциты — главные клетки иммунной системы, обеспечивают гуморальный иммунитет (выработка антител), клеточный иммунитет (контактное взаимодействие с клетками — жертвами), а также регулируют деятельность клеток других типов.

Морфологической особенностью лимфоцитов является преобладание размеров ядра над размерами цитоплазмы.

Функция лимфоцитов тесно связана с процессами иммуногенеза. Они участвуют в синтезе бета и гамма глобулинов.

Способность к выработке антител максимально выражена у больших и средних лимфоцитов. Мигрируя в ткани, лимфоциты доставляют антитела к очагам воспаления. Лимфоциты обладают также и антитоксической функцией.

По своей функциональной активности и способам выполнения защитной реакции все лимфоциты подразделяются на 2 класса: Т-лимфоциты и В-лимфоциты.

Первые отвечают за клеточный иммунитет, и распознают чужеродные клетки, что называется; при личной встрече. Вторые обеспечивают гуморальный иммунитет — они сидят в лимфоидных органах, реагируют на перенесенные к ним другими клетками антитела, а выработанные ими антитела поступают в кровь и распространяются по всему телу.

Моноциты

Моноцит — крупный зрелый одноядерный лейкоцит группы агранулоцитов диаметром 18 — 20 мкм с эксцентрично расположенным полиморфным ядром, имеющим рыхлую хромативную сеть, азурофильной зернистостью в цитоплазме. Как и лимфоциты, моноциты имеют несегментированное ядро. Моноцит — наиболее активный фагоцит периферической крови.

Морфологически моноциты являются хорошо дифференцированными клетками. Это самые большие элементы периферической крови. Ядро моноцита имеет неправильную овальную форму.

Моноциты обладают способностью к самостоятельному амёбоидному движению. Моноциты — активные фагоциты. Благодаря своей подвижности они легко проникают в очаги воспаления, где фагоцитируют продукты распада клеток и тканей.

Тромбоциты

Тромбоцитам принадлежит ведущая роль в процессе свёртывания крови. Краевое стояние тромбоцитов в кровяном русле является своего рода преградой, мешающей выходу форменных элементов крови из капилляров, при превышении давления внутри капилляров. В результате на месте поражения кровеносного сосуда образуется так называемый гемостатический тромбоцитарный гвоздь, на который затем наслаивается фибриновый сгусток.

Тромбоциты выполняют две основных функции:

1. Формирование тромбоцитарного агрегата, первичной пробки, закрывающей место повреждения сосуда;

2. Предоставление своей поверхности для ускорения ключевых реакций плазменного свёртывания.

Относительно недавно установлено, что тромбоциты также играют важнейшую роль в заживлении и регенерации повреждённых тканей, выделяя из себя в повреждённые ткани факторы роста, которые стимулируют деление и рост повреждённых клеток. Факторы роста представляют собой полилептидные молекулы различного строения и назначения. К важнейшим факторам роста относятся тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующий фактор роста (ТGF), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), фактор роста эпителия (EGF), фактор роста фибропластов (FGF).

Физиологическая плазменная концентрация тромбоцитов -150000-300000 в мкл.

Уменьшение количества тромбоцитов в крови может приводить к кровотечениям. Увеличение же их количества ведёт к формированию сгустков крови (тромбоз), которые могут перекрывать кровеносные сосуды и приводить к таким патологическим состояниям, как инсульт, инфаркт миокарда, лёгочная эмболия или закупоривание кровеносных сосудов в других органах тела.

Плазма крови

Плазма крови — жидкая часть крови, в которой во взвешенном состоянии находятся форменные элементы (клетки крови). Плазма представляет собой вязкую белковую жидкость слегка желтоватого цвета. В состав плазмы входит 90-94% воды и 7-10% органических и не органических веществ. Плазма крови взаимодействует с тканевой жидкостью организма: из плазмы в ткани переходят все вещества, необходимые для жизнедеятельности, а обратно — продукты обмена.

Плазма крови составляет 55 -60% от общего объёма крови. Она служит источником воды для клеток и тканей организма, поддерживает кровяное давление и объём крови. В норме концентрации одних растворённых веществ в плазме крови всё время остаются постоянными, а содержание других может колебаться в определённых пределах в зависимости от скорости их поступления в кровь или удаление из неё.

В состав плазмы входят:

Органические вещества-белки крови: альбумины, глобулины и фибриноген.

Глюкоза, жир и жироподобные вещества, аминокислоты, различные продукты обмена (мочевина, мочевая кислота и др.), а также ферменты и гормоны.

Неорганические вещества (соли натрия, калия, кальция и др.) составляют около 0,9 — 1,0% плазмы крови. При этом концентрация различных солей в плазме примерно постоянна.

Минеральные вещества, особенно ионы натрия и хлора. Они играют основную роль в поддержании относительного постоянства осмотического давления крови. [6]

Белки крови: альбумин.

Одни из основных компонентов плазмы крови — разного типа белки, образующиеся главным образом в печени. Белки плазмы вместе с остальными компонентами крови поддерживают постоянство концентрации водородных ионов на слабощелочном уровне, что жизненно важно, для протекания большинства биохимических процессов в организме.

По форме и величине молекул белки крови разделяют на альбумины и глобулины. Наиболее распространённый белок плазмы крови — альбумин (более 50% всех белков). Они выступают как транспортные белки для некоторых гормонов, свободных жирных кислот, билирубина, различных ионов и лекарственных препаратов, поддерживают постоянство коллоидно — осмотического постоянства крови, участвуют в ряде обменных процессов в организме. Синтез альбумина происходит в печени.

Содержание альбуминов в крови служит дополнительным диагностическим признаком при ряде заболеваний. При низкой концентрации альбумина в крови нарушается равновесие между плазмой крови и межклеточной жидкостью. Последняя перестаёт поступать в кровь, и возникает отёк. [6]

Концентрация альбумина может снижаться как при уменьшении его синтеза (например, при нарушении всасывания аминокислот), так и при увеличении потерь альбумина (например, через изъязвлённую слизистую оболочку желудочно — кишечного тракта). В старческом и пожилом возрасте содержание альбумина снижается. Изменение концентрации альбумина в плазме используется в качестве теста функции печени, поскольку для её хронических заболеваний характерны низкие показатели альбумина, обусловленные снижением его синтеза и увеличением объёма распределения в результате задержки жидкости в организме.

Низкое содержание альбумина у новорожденных увеличивает риск развития желтухи, поскольку альбумин связывает свободный билирубин крови. Альбумин связывает многие лекарственные препараты. Поступающие в кровяное русло, поэтому при снижении его концентрации возрастает риск отравления несвязанным веществом.

Иммуноглобулины

Большинство прочих белков плазмы крови относятся к глобулинам. Среди них различают а — глобулины. Связывающие тироксин и билирубин; b — глобулины, связывающие железо, холестерол и витамины А, D; g — глобулины, связывающие гистамин и играющие важную роль в иммунологических реакциях организма, поэтому их иначе называют иммуноглобулинами или антителами. Уменьшение или увеличение концентрации иммуноглобулинов в плазме крови может иметь как физиологический, так и патологический характер. Известны различные наследственные и приобретённые нарушения синтеза иммуноглобулинов. Снижение их количества часто она возникает при злокачественных заболеваниях крови, таких как хронический лимфатический лейкоз, множественная миелома; может быть следствием применения цитостатических препаратов или при значительных потерях белка (нефротический синдром). При полном отсутствии иммуноглобулинов, например, при Спиде, могут развиваться рецидивирующие бактериальные инфекции.

Повышение концентрации иммуноглобулинов наблюдается при острых и хронических инфекционных, также аутоиммунных заболеваниях, например, при ревматизме.

Помимо альбуминов и иммуноглобулинов, плазма крови содержит ряд других белков: компоненты комплемента. Различные транспортные белки, например, тироксинсвязывающий глобулин, который связывает половые гормоны, трансферрин и другие. Концентрации некоторых белков повышаются при острой воспалительной реакции. Измерение концентрации С-реактивного белка помогает следить за течением заболеваний, характеризующихся эпизодами острого воспаления и ремиссии, например, ревматоидным артритом.

К глобулинам относятся белки плазмы, участвующие в свёртывании крови, такие как протромбин и фибриноген, и определение их концентрации важно при обследовании больных с кровотечениями.

Колебания концентрации белков в плазме определяется скоростью их синтеза и удаления и объёмом их распределения в организме, например, при изменении положения тела (в течение 30 минут после перехода из положения лёжа, в положение стоя, концентрация белков в плазме возрастает на 10 — 20% или после наложения жгута для забора крови из вены (концентрация белка может увеличиться в течение нескольких минут). В обоих случаях увеличение концентрации белков вызвано усилением диффузии жидкости из сосудов в межклеточное пространство, и уменьшением объёма их распределения (эффект дегидратации). Быстрое снижение концентрации белков, напротив, чаще всего является следствием увеличения объёма плазмы, например, при увеличении проницаемости капилляров у пациентов с генерализированным воспалением.

В плазме крови содержатся цитокины — низкомолекулярные лептиды, участвующие в процессах воспаления и иммунного ответа. Определение их концентрации в крови используется для ранней диагностики сепсиса и реакций отторжения пересаженных органов.

Кроме того в плазме крови содержатся питательные вещества (углеводы, жиры), витамины, гормоны, ферменты, участвующие в метаболических процессах. В плазму крови поступают продукты жизнедеятельности организма, подлежащие удалению, например, мочевая кислота, мочевина, билирубин, креатинин и другие. С потоком крови они переносятся в почки. Концентрация мочевой кислоты может наблюдаться при подагре, применение мочегонных препаратов, в результате снижения функции почек и др., снижение — при остром гепатите. Повышение концентрации мочевины в плазме крови наблюдается при почечной недостаточности, остром и хроническом нефрите, при шоке и так далее, снижении — при печёночной недостаточности, нефротическом синдроме и так далее.

В плазме крови содержатся и минеральные вещества — соли натрия, калия, кальция, магния, хлора, фосфора, йода, цинка и другие. Концентрация их близка к концентрации солей в морской воде, где миллионы лет тому назад впервые появились первые многоклеточные вещества. Минеральные вещества плазмы совместно участвуют в регуляции осмотического давления, pH крови, в ряде других процессов. Например, ионы кальция влияют на коллоидное состояние клеток, участвуют в процессе свёртывания крови, в регуляции мышечного сокращения и чувствительности нервных клеток. Большинство солей в плазме крови связано с белками или другими органическими соединениями.

кровь эритроцит лейкоцит плазма

Функции крови

Основными функциями крови являются транспортная, защитная и регуляторная, остальные функции, приписываемые системе крови, являются производными основных её функций. Все три основные функции крови связаны между собой и неотделимы друг от друга.

Транспортная функция. Кровь переносит необходимые для жизнедеятельности органов и тканей различные вещества, газы и продукты обмена. Транспортная функция осуществляется как плазмой, так и форменными элементами. Последние могут переносить все вещества, входящие в состав крови. [9] Многие из них переносятся в неизменном виде, другие вступают в нестойкие соединения с различными белками. Благодаря транспорту осуществляется дыхательная функция крови. Кровь осуществляет перенос гормонов, питательных веществ, продуктов обмена, ферментов, различных биологически активных веществ, солей, кислот, щелочей, катионов, анионов, микроэлементов и других. С транспортом связана и экскреторная функция крови — выделение из организма метаболитов, отслуживших свой срок или находящихся в данный момент в избытке веществ.

Защитные функции. Чрезвычайно разнообразны. С наличием в крови лейкоцитов связана специфическая (иммунитет) и неспецифическая (главным образом фагоцитоз) защита организма. В составе крови содержатся все компоненты так называемой системы комплемента, играющей важную роль, как в специфической, так и не в специфической защите.

К защитным функциям относится сохранение крови в жидком состоянии и остановка кровотечения (гемостаз) в случае нарушения целостности сосудов.

Гуморальная регуляция деятельности организма. В первую очередь связана с поступлением в циркулирующую кровь гормонов, биологически активных веществ и продуктов обмена. Благодаря регуляторной функции крови осуществляется сохранение постоянства внутренней среды организма, водного и солевого баланса тканей и температуры тела, контроль за интенсивностью обменных процессов. Регуляция гемпоэза и других физиологических функций.

Возрастные особенности крови

В плазме крови как у ребенка, так и у взрослого человека содержатся одни и те же вещества и примерно в одном и том же количестве. Это в особенности относится к неорганическим веществам. Содержание некоторых органических веществ с возрастом изменяется. В частности, у новорожденных и в первый год жизни кровь содержит меньше белков и ферментов, чем в последующие годы, причём их количество весьма непостоянно: оно может то увеличиваться, то уменьшаться.

С возрастом значительные изменения происходят в кровяных тельцах. До появления ребенка на свет его кровь получает значительно меньше кислорода, чем после рождения. Недостаток кислорода компенсируется повышенной способностью гемоглобина присоединять кислород: его концентрация в окружающей среде, необходимая, чтобы гемоглобин легко его присоединял, у плода примерно в полтора раза меньше, чем у взрослого человека. К тому же количество эритроцитов в последние дни внутриутробного развития и у новорожденных может достигать 6-7 млн. Соответственно в этот период очень велико содержание гемоглобина — нередко в полтора раза больше, чем у взрослых. В дошкольном возрасте кроветворные органы реагируют на недостаток свежего воздуха, солнца, на сильное физическое напряжение, болезни, нарушение режима питания и многие другие воздействия. Именно в эти годы легко возникает малокровие, которое при соблюдении правильного режима может быть ликвидировано. Большое значение при развившемся у ребенка малокровии имеет организация полноценного питания. Очень полезно детям раннего возраста давать печень в протертом виде как добавление к бульону, каше, овощному пюре.

Фото крови человека под микроскопом – Статьи на сайте Четыре глаза

Главная » Статьи и полезные материалы » Микроскопы » Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира » Кровь человека под микроскопом

Хотели ли вы когда-нибудь увидеть своими глазами, как выглядит кровь человека под микроскопом? Ведь это же одна из наиболее интересных тканей организма! Она состоит из множества клеток разных типов и выполняет жизненно важные функции: транспортную (переносит кислород по телу), защитную (специальные клетки устраняют вредоносные микроорганизмы) и гомеостатическую (поддерживает постоянство внутренней среды организма).

Чтобы вы смогли рассмотреть, как устроена кровь человека, микроскоп должен давать не менее 1000-кратного увеличения. Учитывайте это при его выборе.

Как выглядит кровь под микроскопом?

При большом увеличении можно увидеть все три типа клеток крови.

Эритроциты – красные тельца дисковидной формы, которые транспортируют кислород по телу человека. Диаметр – 7–10 мкм. Цвет этих клеток обусловлен содержанием в них гемоглобина – специального вещества, которое позволяет им переносить молекулы кислорода. Эти клетки наиболее многочисленны, поэтому, рассматривая кровь человека под микроскопом, их вы увидите в первую очередь.

Лейкоциты – клетки округлой формы размером от 7 до 20 мкм. Именно они и формируют иммунную систему, защищающую организм от болезнетворных вирусов, бактерий и грибков. Существует несколько разновидностей лейкоцитов: лимфоциты, моноциты, базофилы, нейтрофилы и эозинофилы.

Тромбоциты – плоские бесцветные клетки, отвечающие за свертываемость крови. У них наименьшие размеры – от 2 до 4 мкм, – поэтому подробно рассмотреть их можно только с помощью профессионального микроскопа.

Кровь под микроскопом – фото

Если у вас нет возможности приобрести микроскоп, вы можете увидеть многочисленные фото клеток крови в интернете. Многие из них сделаны с использованием профессиональной оптической и фототехники, поэтому очень детальны и дают возможность узнать все тонкости клеточного строения крови.

Кровь человека под микроскопом, 150x

Но никакие фотографии не могут заменить настоящее изучение микропрепарата в микроскоп! И если вы – любитель постигать новое, задумайтесь о долгожданной покупке оптической техники и откройте для себя все тайны микромира, не видимого невооруженным глазом.

Если же вы хотите поэкспериментировать и сделать фото крови под микроскопом самостоятельно, для начала вам хватит даже смартфона или фотоаппарата начального уровня. С помощью адаптера вы сможете подсоединить гаджет к микроскопу и сделать красочные снимки.

4glaza.ru
Сентябрь 2017

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.


Рекомендуемые товары


Смотрите также

Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:

  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеосравнение фильтрованной и нефильтрованной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: жизнь в капле воды с болота (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео радиоактивной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеообзор (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео соленой воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Медицинские микроскопы Levenhuk MED: обзорная статья на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Портативный микроскоп Bresser National Geographic 20–40x и другие детские приборы линейки: видеообзор (канал «Татьяна Михеева», Youtube.com)
  • Книги знаний издательства Levenhuk Press: подробный обзор на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Книга знаний в 2 томах. «Космос. Микромир»: видеопрезентация (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Видео бактерий под микроскопом Levenhuk Rainbow 2L PLUS (канал «Микромир под микроскопом», Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 50L PLUS на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Подробный обзор серии детских микроскопов Levenhuk LabZZ M101 (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Обзор набора оптической техники Levenhuk LabZZ MTВ3 (микроскоп, телескоп и бинокль) на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Микроскоп Levenhuk DTX 90: распаковка и видеообзор цифрового микроскопа (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Видеопрезентация увлекательной и красочной книги для детей «Невидимый мир» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Большой обзор биологического микроскопа Levenhuk 3S NG (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow и LabZZ (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Микроскоп Levenhuk Rainbow 2L PLUS Lime\Лайм. Изучаем микромир
  • Выбираем лучший детский микроскоп
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D2L: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D50L PLUS: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор биологического микроскопа Levenhuk Rainbow 50L
  • Видео! Видеообзор школьных микроскопов Levenhuk Rainbow 2L и 2L PLUS: лучший подарок ребенку (канал KentChannelTV, Youtube.ru)
  • Видео! Как выбрать микроскоп: видеообзор для любителей микромира (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Галерея фотографий! Наборы готовых микропрепаратов Levenhuk
  • Микроскопия: метод темного поля
  • Видео! «Один день инфузории-туфельки»: видео снято при помощи микроскопа Levenhuk 2L NG и цифровой камеры Levenhuk (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 2L NG Azure на телеканале «Карусель» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Фиксики Файер
  • Совместимость микроскопов Levenhuk с цифровыми камерами Levenhuk
  • Как работает микроскоп
  • Как настроить микроскоп
  • Как ухаживать за микроскопом
  • Типы микроскопов
  • Техника приготовления микропрепаратов
  • Галерея фотографий! Что можно увидеть в микроскопы Levenhuk Rainbow 50L, 50L PLUS, D50L PLUS
  • Сетка или шкала. Микроскоп и возможность проведения точных измерений
  • Обычные предметы под объективом микроскопа
  • Насекомые под микроскопом: фото с названиями
  • Инфузории под микроскопом
  • Изобретение микроскопа
  • Как выбрать микроскоп
  • Как выглядят лейкоциты под микроскопом
  • Что такое лазерный сканирующий микроскоп?
  • Микроскоп люминесцентный: цена высока, но оправданна
  • Микроскоп для пайки микросхем
  • Иммерсионная система микроскопа
  • Измерительный микроскоп
  • Микроскопы от самых больших профессиональных моделей до простых детских
  • Микроскоп профессиональный цифровой
  • Силовой микроскоп: для серьезных исследований и развлечений
  • Лечение зубов под микроскопом
  • Кровь человека под микроскопом
  • Галогенные лампы для микроскопов
  • Французские опыты – микроскопы и развивающие наборы от Bondibon
  • Наборы препаратов для микроскопа
  • Юстировка микроскопа
  • Микроскоп для ремонта электроники
  • Операционный микроскоп: цена, возможности, сферы применения
  • «Шкаловой микроскоп» – какой оптический прибор так называют?
  • Бородавка под микроскопом
  • Вирусы под микроскопом
  • Принцип работы темнопольного микроскопа
  • Покровные стекла для микроскопа – купить или нет?
  • Увеличение оптического микроскопа
  • Оптическая схема микроскопа
  • Схема просвечивающего электронного микроскопа
  • Устройство оптического микроскопа у теодолита
  • Грибок под микроскопом: фото и особенности исследования
  • Зачем нужна цифровая камера для микроскопа?
  • Предметный столик микроскопа – что это и зачем он нужен?
  • Микроскопы проходящего света
  • Органоиды, обнаруженные с помощью электронного микроскопа
  • Паук под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Из чего состоит микроскоп?
  • Как выглядят волосы под микроскопом?
  • Глаз под микроскопом: фото насекомых
  • Микроскоп из веб-камеры своими руками
  • Микроскопы светлого поля
  • Механическая система микроскопа
  • Объектив и окуляр микроскопа
  • USB-микроскоп для компьютера
  • Универсальный микроскоп – существует ли такой?
  • Песок под микроскопом
  • Муравей через микроскоп: изучаем и фотографируем
  • Растительная клетка под световым микроскопом
  • Цифровой промышленный микроскоп
  • ДНК человека под микроскопом
  • Как сделать микроскоп в домашних условиях
  • Первые микроскопы
  • Микроскоп стерео: купить или нет?
  • Как выглядит раковая клетка под микроскопом?
  • Металлографический микроскоп: купить или не стоит?
  • Флуоресцентный микроскоп: цена и особенности
  • Что такое «ионный микроскоп»?
  • Грязь под микроскопом
  • Как выглядит клещ под микроскопом
  • Как выглядит червяк под микроскопом
  • Как выглядят дрожжи под микроскопом
  • Что можно увидеть в микроскоп?
  • Зачем нужны исследовательские микроскопы?
  • Бактерии под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • На что влияет апертура объектива микроскопа?
  • Аскариды под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Как использовать микропрепараты для микроскопа
  • Изучаем ГОСТ: микроскопы, соответствующие стандартам
  • Микроскоп инструментальный – купить или нет?
  • Где купить отсчетный микроскоп и зачем он нужен?
  • Атом под электронным микроскопом
  • Как кусает комар под микроскопом
  • Как выглядит муха под микроскопом
  • Амеба: фото под микроскопом
  • Подкованная блоха под микроскопом
  • Вша под микроскопом
  • Плесень хлеба под микроскопом
  • Зубы под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • Снежинка под микроскопом
  • Бабочка под микроскопом: фото и особенности наблюдений
  • Самый мощный микроскоп – как выбрать правильно?
  • Рот пиявки под микроскопом
  • Мошка под микроскопом: челюсти и строение тела
  • Микробы на руках под микроскопом – как увидеть?
  • Вода под микроскопом
  • Как выглядит глист под микроскопом
  • Клетка под световым микроскопом
  • Клетка лука под микроскопом
  • Мозги под микроскопом
  • Кожа человека под микроскопом
  • Кристаллы под микроскопом
  • Основное преимущество световой микроскопии перед электронной
  • Конфокальная флуоресцентная микроскопия
  • Зондовый микроскоп
  • Принцип работы сканирующего зондового микроскопа
  • Почему трудно изготовить рентгеновский микроскоп?
  • Макровинт и микровинт микроскопа – что это такое?
  • Что такое тубус в микроскопе?
  • Главная плоскость поляризатора
  • На что влияет угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора?
  • Назначение поляризатора и анализатора
  • Метод изучения – микроскопия на практике
  • Микроскопия осадка мочи: расшифровка
  • Анализ «Микроскопия мазка»
  • Сканирующая электронная микроскопия
  • Методы световой микроскопии
  • Оптическая микроскопия (световая)
  • Световая, люминесцентная, электронная микроскопия – разные методы исследований
  • Темнопольная микроскопия
  • Фазово-контрастная микроскопия
  • Поляризаторы естественного света
  • Шотландский физик, придумавший поляризатор
  • Механизм фокусировки в микроскопе
  • Что такое полевая диафрагма?
  • Микроскоп Микромед: инструкция по эксплуатации
  • Микроскоп Микмед: инструкция по эксплуатации
  • Где найти инструкцию микроскопа «ЛОМО»?
  • Микроскопы Micros: руководство пользователя
  • Какую функцию выполняют зажимы на микроскопе
  • Рабочее расстояние объектива микроскопа
  • Микропрепарат для микроскопа своими руками
  • Метод висячей капли
  • Метод раздавленной капли
  • Тихоходка под микроскопом
  • Аппарат Гольджи под микроскопом
  • Чем занять детей дома?
  • Чем заняться на карантине дома?
  • Чем заняться школьникам на карантине?
  • Выбираем микроскоп: отзывы имеют значение?
  • Микроскоп для школьника: какой выбрать?
  • Немного об оптовой закупке микроскопов и иной оптической техники
  • Во сколько увеличивает лупа?
  • Где купить лампу-лупу – косметологическую модель с подсветкой?
  • Какую купить лампу-лупу для маникюра?
  • Можно ли купить лампу-лупу для наращивания ресниц в интернет-магазине?
  • Лампа-лупа косметологическая на штативе: купить домой или нет?
  • Лупа бинокулярная с принадлежностями
  • Как выглядит лупа для нумизмата?
  • Лупа-лампа – лупа для рукоделия с подсветкой
  • «Лупа на стойке» – что это за оптический прибор?
  • Лупа – проектор для увеличенного изображения
  • Делаем лупу своими руками
  • Основные функции лупы
  • Где найти лупу?
  • Лупа бинокулярная – цена возможностей
  • Лупа канцелярская: выбираем оптическую технику для офиса
  • Как выглядит коронавирус под микроскопом?
  • Как называется главная часть микроскопа?
  • Где купить блоки питания для микроскопа?
  • Строение объектива микроскопа
  • Как выглядят продукты под микроскопом
  • Что покажет музей микроминиатюр
  • Особенности и применение методов окрашивания клеток

Всё о сердце | Ассоциация сердечно-сосудистых хирургов России Секция «Кардиология и визуализация в кардиохирургии»

СЕРДЦЕ, КАК ОНО РАБОТАЕТ?

Сердце человека – это сильный мышечный насос. Каждый день сердце сокращается и расслабляется 100000 раз и перекачивает 7600 литров крови. За 70 лет жизни среднестатистическое человеческое сердце сокращается более 2,5 миллионов раз.

Сердце прокачивает кровь через кровеносную систему. Кровеносная система – это сеть эластических трубок, по которым кровь поступает к органам и тканям организма. В состав кровеносной системы входят сердце и сосуды: артерии, артериолы, капилляры (самые мелкие сосуды), венулы и вены. Артерии несут богатую кислородом кровь ко всем частям тела. Вены несут углекислый газ и продукты распада обратно к сердцу и легким. Если все сосуды человеческого тела соединить вместе и вытянуть в одну линю, они покроют расстояние в 96,5 тысяч километров. Этого будет достаточно, чтобы обхватить землю более чем 2 раза. Кровь несет кислород и питательные вещества ко всем органам и тканям, включая само сердце. Из тканей в кровь поступают продукты обмена. Продукты обмена удаляются почками, печенью и легкими.

Сердце состоит из 4 камер; 2 предсердия и 2 желудочка. Камеры разделены клапанами, которые открываются и закрываются в процессе сокращения сердца, позволяя крови течь только в одном направлении. Клапаны открываются, когда при сокращении сердца давление в камерах повышается.

Клапаны сердца:

– Трикуспидальный клапан между правым предсердием и правым желудочком

– Легочный клапан между правым желудочком и легочной артерией

– Митральный клапан между левым предсердием и левым желудочком

– Аортальный клапан между левым желудочком и аортой

Каждый клапан имеет несколько створок. У митрального клапана 2 створки, у других клапанов 3.

Как работает сердце?

Сердце качает кровь за счет согласованного последовательного сокращения его камер. В правое предсердие кровь попадает из вен. Венозная кровь богата углекислым газом и почти не содержит кислорода. По сравнению с артериальной кровью она имеет более темный цвет. Когда сердечная мышца расслабляется, венозная кровь поступает через открытый трикуспидальный клапан в правый желудочек.

Электрический импульс, запускает сердечное сокращение, которое начинается с сокращения предсердий. Правое предсердие, сокращаясь, заполняет правый желудочек дополнительным объемом крови. После сокращений правого предсердия сокращается правый желудочек. В этот момент трикуспидальный клапан закрывается, не давая крови поступать обратно в предсердие, и вся кровь из правого желудочка поступает в легочную артерию и затем в легкие. В легких из крови освобождается углекислый газ и кровь насыщается кислородом. Богатая кислородом артериальная кровь поступает из легких в левое предсердие.

Синхронно с правым предсердием сокращается левое предсердие. Из него кровь через митральный клапан поступает в левый желудочек. Левый желудочек, сокращаясь, толкает кровь через аортальный клапан в аорту. От аорты отходят множество артерий, несущих кровь ко всем органам и тканям.

Все четыре камеры сердца должны сокращаться определенным образом. Сокращениями сердца управляют электрические импульсы. Камеры сердца начинают сокращаться, после того как через них проходят электрические импульсы. Импульсы зарождаются в особой части нервной системы сердца, называемой синусовым узлом. Синусовый узел является основным водителем ритма, заставляющим сердце сокращаться. Водитель ритма регенерирует импульсы с определенной частотой. Эмоциональные реакции и гормональные воздействия могут изменять это частоту, заставляя сердце биться чаще или реже.

Электрический импульс, возникающий в синусовом узле, идет через правое и левое предсердие, заставляя мышечные клетки сокращаться. После того, как предсердия сократились, электрический импульс проходит по нервной системе сердца дальше к желудочкам, заставляя их сокращаться и изгонять кровь в сосуды. Роль электрического импульса заключается в обеспечении координированного сокращения сердца, необходимого для его хорошей работы.

Материал подготовлен Голуховой Е.З.

Строение глаза

Глаз человека имеет шаровидную форму, отсюда его название — глазное яблоко. Он состоит из трех оболочек: наружной, сосудистой и сетчатки, а также внутреннего содержимого.

Передняя часть наружной оболочки — роговица — подобна прозрачному окошку во внешний мир, через нее лучи света попадают внутрь глаза. Имея выпуклую форму, она не только пропускает, но и преломляет эти лучи. Остальная часть наружной оболочки — склера — непрозрачна и внешне похожа на вареный яичный белок.

Вторая оболочка — сосудистая — состоит из множества мелких сосудов, по которым кровь снабжает глаз кислородом и питательными веществами. В этой оболочке также выделяют несколько частей: переднюю — радужка, среднюю — цилиарное тело и заднюю — хориоидея. Цвет наших глаз определяется содержанием пигмента в радужке, которая видна через роговицу. В центре радужки находится круглое отверстие — зрачок. Его размеры меняются в зависимости от освещенности: в темноте он увеличивается, на ярком свету — уменьшается.

Пространство между роговицей и радужкой называют передней камерой. Цилиарное тело вырабатывает внутриглазную жидкость, которая циркулирует внутри глаза, омывая и питая роговицу, хрусталик, стекловидное тело. Эта жидкость оттекает через специальную дренажную систему в углу передней камеры. В толще цилиарного тела находится и аккомодационная мышца, которая с помощью связок регулирует форму хрусталика.

Хориоидея — задняя часть сосудистой оболочки — непосредственно контактирует с сетчаткой, обеспечивая ей необходимое питание.

Третья оболочка глаза — сетчатая (или сетчатка) — состоит из нескольких слоев нервных клеток и выстилает его изнутри. Именно она обеспечивает нам зрение. На сетчатке отображаются предметы, которые мы видим. Информация о них затем передается по зрительному нерву в головной мозг. Однако не вся сетчатка видит одинаково: наибольшей зрительной способностью обладает макула — центральная часть сетчатки, где расположено основное количество зрительных клеток (колбочек).

Внутри оболочек заключены передняя и задняя (между радужкой и хрусталиком) камеры, заполненные внутри глазной жидкостью, а главное — хрусталик и стекловидное тело. Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. Как и роговица, он пропускает и преломляет лучи света, фокусируя изображение на сетчатке. Стекловидное тело имеет консистенцию желе и отделяет хрусталик от глазного дна.

Слаженная работа всех отделов глаза позволяет нам видеть вдаль и вблизи, днем и в сумерках, воспринимать многообразие цветов, ориентироваться в пространстве.

Если насморк с кровью

Насморк как таковой – не указывает на развитие патологии. Но если в выделениях присутствует кроль – стоит уделить данной симптоматике максимум внимания.

Причины насморка с кровью

Так специалисты клиники «ИнтелПлюс» г. Видное выделяют физиологические и патологические причины появления данной проблемы.  Если говорить конкретно о физиологическом происхождении негативного явления – насморка с кровью, то тут можно выделить следующие пункты.

  • Слишком сухой воздух в помещении. Слизистая носа пересушена – капиллярные сосуды будут ломаться при любом напряжении, сморкании.
  • Человек слишком сильно сморкается. И именно подобное, интенсивное очищение носа от слизи – причина появления крови в выделениях из носа.
  • Механические травмы. Это нередко случается, если человек ковырялся в носу и травмировал слизистую, либо при очищении носа жесткой палочкой.
  • Индивидуальные у пациента особенности строения сосудов – они лишком хрупкие. И, как итог, при любом напряжении, ударе – в слизи из носа будет присутствовать кровь.
  • Гормональный дисбаланс. Нередко с таким явлением сталкиваются подростки и беременные женщины, а причина – гормональное нарушение.
  • Спазм сосуда. И тут уже из носа кровь может, как говорят, хлестать фонтаном, особенно, при интенсивных физических или эмоциональных нагрузках.
  • Злоупотребление пациентом сосудосуживающих препаратов, применимых в рамках борьбы с насморком. Потому принимать любые сужающие сосуды капли стоит не более недели.

Патологические причины

Не всегда спровоцировать насморк с кровью могут такие простые причины, которые описаны выше. И уже первоисточник стоит искать именно в более серьезной проблеме, а именно:

  • Вирусной природы заболевания. Так всем известная простуда начинается именно через насморк, когда в первые дни выделения прозрачные, а уже спустя 3-5 суток – они меняют свой цвет и консистенцию на густые, зеленые сопли.
  • Синусит. Данная патология есть следствием нескольких патологических состояний, например, того же гайморита. При этом выделения из носа – следствие развития патогенных микробов, пациента могут беспокоить приступы мигрени, а заложенность носа – ведет к желанию его очистить. А это перенапряжение и разрыв сосуда, как итог кровь в выделениях.
  • Нехватка витаминов. В частности витаминов группы В и С, Е и Д ведут к тому, что стенки сосудов слабеют, и при любом насморке или чихе, попытке очистить нос, ведет к появлению в выделении крови. Потому так важно пропить курс витаминов.
  • Повышенное внутричерепное давление – оно также может привести к появлению крови в выделениях из носа. И нередко при таком явлении человек ощущает приступы мигрени, боли в области глаз. Но при появлении крови – стоит незамедлительно посетить специалиста.
  • Отит – болезнь, выступающая осложнением патологии носовой полости, протекающий в хронической его форме. А на развитие отита указывают приступы боли в ухе.
  • Приступы мигрени также могут спровоцировать появление в выделениях из носа крови, которая течет из лопнувшего сосуда. При этом пациента помимо головной боли беспокоит непереносимость яркого света, громких звуков.
  • В гайморовой пазухе развивается киста. Эта патология не так уж и распространена, но может появиться после перенесенного пациентом гайморита. Либо индивидуальных особенностей строения пазухи, когда киста будет затруднять поставку воздуха, а как итог – появление негативных симптомов.

Как говорят специалисты нашей клиники– особого лекарства от насморка с кровью нет. Главное выявить и устранить причину данного состояния, а уже от этого отталкиваться в вопросах профилактики и терапии.

18.3 Эритроциты — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Обсудить структуру и функцию эритроцитов (красных кровяных телец) и гемоглобина

  • Описать анатомию эритроцитов
  • Объясните состав и функцию гемоглобина
  • Обсудите различные этапы жизненного цикла эритроцита

Эритроцит , широко известный как эритроцит (или эритроцит), на сегодняшний день является наиболее часто встречающимся формованным элементом: одна капля крови содержит миллионы эритроцитов и только тысячи лейкоцитов (Рисунок 18.3.1). В частности, у мужчин имеется около 5,4 миллиона эритроцитов на микролитр ( µ л) крови, а у женщин — примерно 4,8 миллиона на µ L. Фактически, по оценкам, эритроциты составляют около 25 процентов от общего количества клеток в организме. . Это небольшие клетки со средним диаметром 7–8 микрометров ( µ м). Основная функция эритроцитов — забирать кислород из легких и транспортировать его к тканям организма, а также захватывать углекислый газ тканями и транспортировать его в легкие.Хотя лейкоциты обычно покидают кровеносные сосуды для выполнения своих защитных функций, движение эритроцитов из кровеносных сосудов является ненормальным.

Рисунок 18.3.1 Сводка сформированных элементов в крови

По мере созревания эритроцита в красном костном мозге он вытесняет свое ядро ​​и большинство других своих органелл. В течение первых дней или двух, когда он находится в кровотоке, незрелый эритроцит, известный как ретикулоцит , обычно все еще будет содержать остатки органелл.Ретикулоциты должны составлять примерно 1-2 процента от количества эритроцитов и обеспечивать приблизительную оценку скорости образования эритроцитов. Аномально низкий или высокий уровень ретикулоцитов указывает на отклонения в продукции этих эритроцитов. Эти остатки органелл быстро отслаиваются, поэтому циркулирующие эритроциты имеют мало внутренних структурных компонентов клетки. В отсутствие митохондрий эритроциты полагаются на анаэробное дыхание. Это означает, что они не используют кислород, который они транспортируют, поэтому они могут доставить его в ткани.У них также отсутствует эндоплазматическая сеть и они не синтезируют белки. Однако эритроциты содержат некоторые структурные белки, которые помогают клеткам крови поддерживать свою уникальную структуру и позволяют им изменять свою форму, чтобы протиснуться через капилляры. Сюда входит белковый спектрин, белковый элемент цитоскелета.

Эритроциты — двояковогнутые диски; то есть они пухлые на периферии и очень тонкие в центре (рис. 18.3.2). Поскольку в них отсутствует большинство органелл, внутри больше места для присутствия молекул гемоглобина, которые, как вы вскоре увидите, переносят газы.Двояковогнутая форма также обеспечивает большую площадь поверхности, на которой может происходить газообмен, по сравнению с ее объемом; сфера аналогичного диаметра будет иметь меньшее отношение площади поверхности к объему. В капиллярах кислород, переносимый эритроцитами, может диффундировать в плазму, а затем через стенки капилляров, достигая клеток, в то время как часть углекислого газа, производимого клетками в качестве продукта жизнедеятельности, диффундирует в капилляры и поглощается ими. эритроциты. Капиллярные русла чрезвычайно узкие, что замедляет прохождение эритроцитов и предоставляет расширенные возможности для газообмена.Однако пространство внутри капилляров может быть настолько маленьким, что, несмотря на свой небольшой размер, эритроциты иногда складываются сами по себе, чтобы пройти через них. К счастью, их структурные белки, такие как спектрин, гибкие, что позволяет им складываться, а затем снова отскакивать, когда они попадают в более широкий сосуд.

Рисунок 18.3.2 — Форма красных кровяных телец: Эритроциты представляют собой двояковогнутые диски с очень мелкими центрами. Эта форма оптимизирует соотношение площади поверхности к объему, облегчая газообмен.Это также позволяет им складываться при движении по узким кровеносным сосудам.

Гемоглобин — большая молекула, состоящая из белков и железа. Он состоит из четырех свернутых цепей белка , глобина , обозначенных альфа 1 и 2 и бета 1 и 2 (рис. 18.3.3 a ). Каждая из этих молекул глобина связана с молекулой красного пигмента под названием гем , который содержит ион железа (Fe 2+ ) (рис. 18.3.3 b ).

Рисунок 18.3.3 — Гемоглобин: (a) Молекула гемоглобина содержит четыре глобиновых белка, каждый из которых связан с одной молекулой железосодержащего пигментного гема. (б) Один эритроцит может содержать 300 миллионов молекул гемоглобина и, следовательно, более 1 миллиарда молекул кислорода.

Каждый ион железа в геме может связываться с одной молекулой кислорода, следовательно, каждая молекула гемоглобина может переносить четыре молекулы кислорода. Отдельный эритроцит может содержать около 300 миллионов молекул гемоглобина и может связываться и транспортировать до 1.2 миллиарда молекул кислорода.

В легких гемоглобин поглощает кислород, который связывается с ионами железа, образуя оксигемоглобин . Ярко-красный насыщенный кислородом гемоглобин перемещается в капилляры тканей тела, где он высвобождает некоторые молекулы кислорода, становясь более темно-красным дезоксигемоглобин . Выделение кислорода зависит от потребности в кислороде окружающих тканей, поэтому гемоглобин редко оставляет весь свой кислород позади. В это время диоксид углерода (CO 2 ) попадает в кровоток.Около 76 процентов CO 2 растворяется в плазме, часть его остается в виде растворенного CO 2 , а остальная часть образует бикарбонат. Около 23–24 процентов его связывается с аминокислотами в гемоглобине, образуя молекулу, известную как карбаминогемоглобин . Из капилляров гемоглобин переносит CO 2 обратно в легкие.

Изменения в уровнях эритроцитов могут существенно повлиять на способность организма эффективно доставлять кислород к тканям.Избыточное производство эритроцитов вызывает состояние, называемое полицитемией. Основным недостатком полицитемии является не отсутствие достаточного количества кислорода в тканях, а, скорее, повышенная вязкость крови, которая затрудняет циркуляцию крови в сердце. Неэффективный гемопоэз приводит к недостаточному количеству эритроцитов и приводит к одной из нескольких форм анемии. У пациентов с недостаточным гемоглобином ткани могут не получать достаточного количества кислорода, что приводит к другой форме анемии.

При определении оксигенации тканей наибольший интерес в здравоохранении представляет процент насыщения; то есть процент участков гемоглобина, занятых кислородом в крови пациента. Клинически это значение обычно обозначается просто как «процент насыщения». Процент насыщения обычно контролируется с помощью устройства, известного как пульсоксиметр, который прикладывают к тонкой части тела, обычно к кончику пальца пациента. Устройство работает, посылая через палец световые волны двух разных длин (одна красная, другая инфракрасная) и измеряя свет с помощью фотодетектора на выходе.Гемоглобин по-разному поглощает свет в зависимости от его насыщения кислородом. Устройство калибрует количество света, полученного фотодетектором, по количеству, поглощенному частично оксигенированным гемоглобином, и представляет данные как процент насыщения. Нормальные показания пульсоксиметра находятся в диапазоне 95–100 процентов. Более низкие проценты отражают гипоксемию или низкий уровень кислорода в крови. Термин «гипоксия» является более общим и просто относится к низкому уровню кислорода. Уровень кислорода также контролируется непосредственно по свободному кислороду в плазме, обычно после артериальной палочки.Когда применяется этот метод, количество присутствующего кислорода выражается в единицах парциального давления кислорода или просто pO 2 и обычно регистрируется в миллиметрах ртутного столба, мм рт.

Рецепторы насыщения кислородом находятся в почках, что является идеальным местом для контроля насыщения, поскольку почки фильтруют около 180 литров (~ 380 пинт) крови у среднего взрослого каждый день. В ответ на гипоксемию в почки проникает меньше кислорода, что приводит к гипоксии почечных клеток, где фактически контролируется концентрация кислорода.Интерстициальные фибробласты в почках секретируют ЭПО, что приводит к увеличению продукции эритроцитов и, в конечном итоге, к восстановлению уровня кислорода. В петле отрицательной обратной связи по мере увеличения насыщения кислородом секреция ЭПО падает, и наоборот, тем самым поддерживая гомеостаз. Население, живущее на больших высотах, с изначально более низким уровнем кислорода в атмосфере, естественно, поддерживает более высокий гематокрит, чем люди, живущие на уровне моря. Следовательно, люди, путешествующие на большие высоты, могут испытывать симптомы гипоксемии, такие как усталость, головная боль и одышка, в течение нескольких дней после прибытия.В ответ на гипоксемию почки секретируют ЭПО, чтобы увеличить производство эритроцитов до тех пор, пока гомеостаз снова не будет достигнут. Чтобы избежать симптомов гипоксемии или высотной болезни, альпинисты обычно отдыхают от нескольких дней до недели или более в нескольких лагерях, расположенных на увеличивающейся высоте, чтобы обеспечить повышение уровня ЭПО и, следовательно, количества эритроцитов. При восхождении на самые высокие вершины, такие как Эверест и К2 в Гималаях, многие альпинисты полагаются на баллонный кислород, когда они приближаются к вершине.

Производство:

Производство эритроцитов в костном мозге происходит с ошеломляющей скоростью — более 2 миллионов клеток в секунду. Для того, чтобы это производство произошло, необходимо наличие определенного количества сырья в достаточных количествах. К ним относятся те же питательные вещества, которые необходимы для производства и поддержания любой клетки, такие как глюкоза, липиды и аминокислоты. Однако для производства эритроцитов также необходимы несколько микроэлементов:

  • Железо: Мы сказали, что каждая гемовая группа в молекуле гемоглобина содержит ион микроэлемента железа.В среднем усваивается менее 20 процентов потребляемого нами железа. Гемовое железо из продуктов животного происхождения, таких как мясо, птица и рыба, усваивается более эффективно, чем негемовое железо из растительной пищи. После абсорбции железо становится частью общего запаса железа в организме. Костный мозг, печень и селезенка могут хранить железо в белковых соединениях , ферритине и гемосидерине . Ферропортин транспортирует железо через плазматические мембраны клеток кишечника и из мест его хранения в тканевую жидкость, где оно попадает в кровь.Когда ЭПО стимулирует выработку эритроцитов, железо высвобождается из хранилища, связывается с трансферрином и переносится в красный костный мозг, где оно прикрепляется к предшественникам эритроцитов.
  • Медь: Микроэлемент, медь входит в состав двух белков плазмы, гефестина и церулоплазмина. Без этого гемоглобин не мог бы вырабатываться должным образом. Гефестин, расположенный в ворсинках кишечника, обеспечивает всасывание железа клетками кишечника. Церулоплазмин переносит медь.Оба обеспечивают окисление железа из Fe 2+ в Fe 3+ , форму, в которой оно может быть связано со своим транспортным белком, трансферрином, для транспортировки к клеткам организма. В состоянии дефицита меди транспорт железа для синтеза гема снижается, и железо может накапливаться в тканях, что в конечном итоге может привести к повреждению органов.
  • Цинк: Микроэлемент цинка действует как кофермент, который способствует синтезу гемовой части гемоглобина.
  • Витамины группы В: Витамины группы В, фолиевая кислота и витамин В 12 действуют как коферменты, способствующие синтезу ДНК.Таким образом, оба имеют решающее значение для синтеза новых клеток, в том числе эритроцитов.

Деградация:

Эритроциты живут до 120 дней в кровообращении, после чего изношенные клетки удаляются миелоидными фагоцитарными клетками, называемыми макрофагами , расположенными в основном в костном мозге, печени и селезенке. Компоненты гемоглобина разрушенных эритроцитов подвергаются дальнейшей переработке следующим образом:

  • Глобин, белковая часть гемоглобина, расщепляется на аминокислоты, которые могут быть отправлены обратно в костный мозг для использования в производстве новых эритроцитов.Гемоглобин, который не подвергается фагоцитозу, расщепляется в кровотоке, высвобождая альфа- и бета-цепи, которые удаляются из кровотока почками.
  • Железо, содержащееся в гемовой части гемоглобина, может храниться в печени или селезенке, прежде всего в форме ферритина или гемосидерина, или переноситься через кровоток с трансферрином в красный костный мозг для рециркуляции в новые эритроциты.
  • Часть гема, не содержащая железа, разлагается на продукт жизнедеятельности биливердин , зеленый пигмент, а затем на другой продукт отходов, билирубин , желтый пигмент.Билирубин связывается с альбумином и перемещается с кровью в печень, которая использует его для производства желчи — соединения, выделяемого в кишечнике для эмульгирования пищевых жиров. В толстом кишечнике бактерии расщепляют билирубин отдельно от желчи и превращают его в уробилиноген, а затем в стеркобилин. Затем он выводится из организма с калом. Антибиотики широкого спектра действия обычно также уничтожают эти бактерии и могут изменить цвет фекалий. Почки также удаляют циркулирующий билирубин и другие побочные продукты метаболизма, такие как уробилин, и выделяют их с мочой.

Пигменты разложения, образовавшиеся в результате разрушения гемоглобина, можно увидеть в различных ситуациях. В месте травмы биливердин из поврежденных эритроцитов дает некоторые из драматических цветов, связанных с синяками. При нарушении функции печени билирубин не может быть эффективно удален из кровообращения, и тело приобретает желтоватый оттенок, связанный с желтухой. Стеркобилины в фекалиях дают типичный коричневый цвет, связанный с этими отходами. А желтый цвет мочи связан с уробилинами.

Жизненный цикл эритроцитов представлен на Рисунке 18.3.4.

Рисунок 18.3.4 — Жизненный цикл эритроцитов: эритроцитов вырабатываются в костном мозге и отправляются в кровоток. В конце своего жизненного цикла они уничтожаются макрофагами, а их компоненты перерабатываются.

Размер, форма и количество эритроцитов, а также количество молекул гемоглобина могут иметь большое влияние на здоровье человека. Когда количество эритроцитов или гемоглобина недостаточное, общее состояние называется анемией .Существует более 400 типов анемии, и более 3,5 миллионов американцев страдают этим заболеванием. Анемии можно разделить на три основные группы: анемии, вызванные потерей крови, анемии, вызванные неправильным или сниженным образованием эритроцитов, и анемии, вызванные чрезмерным разрушением эритроцитов. Клиницисты часто используют две группы в диагностике: кинетический подход фокусируется на оценке образования, разрушения и удаления эритроцитов, тогда как морфологический подход исследует сами эритроциты, уделяя особое внимание их размеру.Распространенным тестом является средний объем тельца (MCV), который измеряет размер. Клетки нормального размера называются нормоцитами, клетки меньшего размера — микроцитами, а клетки большего размера — макроцитами. Подсчет ретикулоцитов также важен и может выявить недостаточное производство эритроцитов. Эффекты различных анемий широко распространены, потому что уменьшение количества эритроцитов или гемоглобина приведет к снижению уровня кислорода, доставляемого к тканям организма. Поскольку кислород необходим для функционирования тканей, анемия вызывает утомляемость, вялость и повышает риск инфицирования.Дефицит кислорода в головном мозге снижает способность ясно мыслить и может вызвать головные боли и раздражительность. Недостаток кислорода вызывает у пациента одышку, даже если сердце и легкие работают тяжелее в ответ на его дефицит.

Анемии кровопотери довольно просты. Помимо кровотечения из ран или других повреждений, эти формы анемии могут быть вызваны язвами, геморроем, воспалением желудка (гастритом) и некоторыми видами рака желудочно-кишечного тракта. Чрезмерное употребление аспирина или других нестероидных противовоспалительных препаратов, таких как ибупрофен, может вызвать язвы и гастрит.Также потенциальными причинами могут быть обильная менструация и потеря крови во время родов.

Анемии, вызванные нарушением или снижением выработки эритроцитов, включают серповидно-клеточную анемию, железодефицитную анемию, авитаминозную анемию, а также заболевания костного мозга и стволовых клеток.

  • Характерное изменение формы эритроцитов наблюдается при серповидно-клеточной анемии (также называемой серповидно-клеточной анемией). Это генетическое заболевание, вызванное выработкой гемоглобина аномального типа, называемого гемоглобином S, который доставляет меньше кислорода к тканям и заставляет эритроциты принимать серповидную (или серповидную) форму, особенно при низких концентрациях кислорода (рис.3.5). Эти клетки аномальной формы могут затем оседать в узких капиллярах, потому что они не могут сложиться сами по себе, чтобы протиснуться через них, блокируя кровоток к тканям и вызывая множество серьезных проблем от болезненных суставов до задержки роста и даже слепоты и нарушений мозгового кровообращения (инсульты). ). Серповидно-клеточная анемия — это генетическое заболевание, которое особенно встречается у лиц африканского происхождения.
Рисунок 18.3.5 — Серповидные клетки: Серповидно-клеточная анемия вызывается мутацией в одном из генов гемоглобина.Эритроциты производят гемоглобин аномального типа, из-за которого клетка принимает серповидную или серповидную форму. (кредит: Дженис Хейни Карр)
  • Железодефицитная анемия является наиболее распространенным типом и возникает, когда количество доступного железа недостаточно для производства достаточного количества гема. Это состояние может возникать у людей с дефицитом железа в рационе и особенно часто встречается у подростков и детей, а также у веганов и вегетарианцев. Кроме того, железодефицитная анемия может быть вызвана либо неспособностью усваивать и транспортировать железо, либо медленным хроническим кровотечением.
  • Витаминно-дефицитные анемии обычно связаны с недостаточностью витамина B12 и фолиевой кислоты.
    • Мегалобластная анемия связана с дефицитом витамина B12 и / или фолиевой кислоты и часто связана с диетами с дефицитом этих основных питательных веществ. Отсутствие мяса или жизнеспособного альтернативного источника, а также переварка или употребление недостаточного количества овощей могут привести к недостатку фолиевой кислоты.
    • Пагубная анемия вызвана плохой абсорбцией витамина B12 и часто наблюдается у пациентов с болезнью Крона (тяжелое кишечное расстройство, часто лечатся хирургическим путем), хирургическим удалением кишечника или желудка (обычно при некоторых операциях по снижению веса), кишечными паразитами, и СПИД.
    • Беременность, некоторые лекарства, чрезмерное употребление алкоголя и некоторые заболевания, такие как целиакия, также связаны с дефицитом витаминов. Очень важно обеспечить достаточное количество фолиевой кислоты на ранних сроках беременности, чтобы снизить риск неврологических дефектов, в том числе расщелины позвоночника, когда нервная трубка не закрывается.
  • Различные болезненные процессы также могут препятствовать производству и образованию эритроцитов и гемоглобина. Если миелоидные стволовые клетки являются дефектными или заменяются раковыми клетками, будет произведено недостаточное количество эритроцитов.
    • Апластическая анемия — это состояние, при котором наблюдается недостаточное количество стволовых клеток эритроцитов. Апластическая анемия часто передается по наследству или может быть вызвана радиацией, лекарствами, химиотерапией или инфекцией.
    • Талассемия — это унаследованное заболевание, обычно встречающееся у людей с Ближнего Востока, Средиземноморья, Африки и Юго-Восточной Азии, при котором созревание эритроцитов не происходит нормально. Самая тяжелая форма называется анемией Кули.
    • Воздействие свинца из промышленных источников или даже пыль от кусочков краски железосодержащих красок или керамики, которая не была должным образом глазурована, также может привести к разрушению красного костного мозга.
  • Различные болезненные процессы также могут приводить к анемии. К ним относятся хронические заболевания почек, часто связанные со снижением выработки ЭПО, гипотиреоз, некоторые формы рака, волчанка и ревматоидный артрит.

В отличие от анемии повышенное количество эритроцитов называется полицитемией и обнаруживается при повышенном гематокрите пациента. Это может происходить временно у обезвоженного человека; при недостаточном водопотреблении или чрезмерных потерях воды объем плазмы падает.В результате повышается гематокрит. По причинам, упомянутым ранее, легкая форма полицитемии является хронической, но нормой для людей, живущих на больших высотах. Некоторые элитные спортсмены тренируются на большой высоте специально для того, чтобы вызвать это явление. Наконец, тип заболевания костного мозга, называемый истинной полицитемией (от греческого vera = «истинный»), вызывает чрезмерное производство незрелых эритроцитов. Истинная полицитемия может привести к опасному повышению вязкости крови, повышению артериального давления и затруднению перекачки крови сердцем по всему телу.Это относительно редкое заболевание, которое чаще встречается у мужчин, чем у женщин, и чаще встречается у пожилых пациентов старше 60 лет.

Обзор главы

Эритроциты, самые распространенные в крови форменные элементы, представляют собой красные двояковогнутые диски, заполненные соединением, переносящим кислород, называемым гемоглобином. Молекула гемоглобина содержит четыре белка глобина, связанных с молекулой пигмента, называемой гемом, который содержит ион железа. В кровотоке железо поглощает кислород в легких и отдает его тканям; Затем аминокислоты в гемоглобине переносят углекислый газ из тканей обратно в легкие.Эритроциты живут в среднем всего 120 дней, и поэтому их необходимо постоянно восстанавливать. Изношенные эритроциты фагоцитируются макрофагами, и их гемоглобин расщепляется. Продукты распада перерабатываются или удаляются как отходы: глобин расщепляется на аминокислоты для синтеза новых белков; железо хранится в печени или селезенке или используется костным мозгом для производства новых эритроцитов; а остатки гема превращаются в билирубин или другие продукты жизнедеятельности, которые поглощаются печенью и выводятся с желчью или удаляются почками.Анемия — это дефицит эритроцитов или гемоглобина, тогда как полицитемия — это избыток эритроцитов.

Контрольные вопросы

Вопросы о критическом мышлении

1. У молодой женщины в течение нескольких лет наблюдается необычно обильное менструальное кровотечение. Она придерживается строгой веганской диеты (без продуктов животного происхождения). По какому заболеванию она подвержена риску и почему?

2. У пациента талассемия — генетическое заболевание, характеризующееся аномальным синтезом белков глобина и чрезмерным разрушением эритроцитов.Этот пациент страдает желтухой и имеет повышенный уровень билирубина в крови. Объясните связь.

Глоссарий

анемия
дефицит эритроцитов или гемоглобина
билирубин
Желтоватый желчный пигмент, образующийся при удалении железа из гема и его дальнейшем распаде на отходы
биливердин
зеленый желчный пигмент, образующийся при разложении не содержащей железа части гема в отходы; превращается в билирубин в печени
карбаминогемоглобин
соединение диоксида углерода и гемоглобина, и один из путей, которым диоксид углерода переносится в кровь
дезоксигемоглобин
Молекула гемоглобина без связанной с ней молекулы кислорода
эритроцит
(также эритроцит) зрелая миелоидная кровяная клетка, которая состоит в основном из гемоглобина и функционирует в основном в транспортировке кислорода и углекислого газа
ферритин
Белковая форма хранения железа, обнаруженная в костном мозге, печени и селезенке
глобин
гемсодержащий глобулярный белок, входящий в состав гемоглобина
гем
красный железосодержащий пигмент, с которым связывается кислород в гемоглобине
гемоглобин
кислород-переносящее соединение в эритроцитах
гемосидерин
Белковая форма хранения железа, обнаруженная в костном мозге, печени и селезенке
гипоксемия
уровень насыщения крови кислородом ниже нормы (обычно <95 процентов)
макрофаг
фагоцитарная клетка миелоидной линии; Созревший моноцит
оксигемоглобин
молекула гемоглобина, с которой связан кислород
полицитемия
Повышенный уровень гемоглобина, адаптивный или патологический
ретикулоцитов
незрелый эритроцит, который может еще содержать фрагменты органелл
серповидноклеточная анемия
(также серповидно-клеточная анемия) наследственное заболевание крови, при котором молекулы гемоглобина деформированы, что приводит к разрушению эритроцитов, которые принимают характерную серповидную форму
талассемия
наследственное заболевание крови, при котором созревание эритроцитов не происходит нормально, что приводит к аномальному образованию гемоглобина и разрушению эритроцитов
трансферрин
Белок плазмы, который обратимо связывается с железом и распределяет его по организму

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

  1. Она подвержена риску анемии, потому что ее необычно обильное менструальное кровотечение приводит к чрезмерной потере эритроцитов каждый месяц.В то же время ее веганская диета означает, что она не имеет диетических источников гемового железа. Негемовое железо, которое она потребляет с растительной пищей, усваивается не так хорошо, как гемовое железо.
  2. Билирубин представляет собой продукт распада не содержащего железа компонента гема, который отщепляется от глобина при разложении эритроцитов. Чрезмерное разрушение эритроцитов приведет к накоплению чрезмерного билирубина в крови. Билирубин — это желтоватый пигмент, высокий уровень которого в крови может проявляться пожелтением кожи.

Состав крови | SEER Training

Когда образец крови вращается в центрифуге, клетки и клеточные фрагменты отделяются от жидкого межклеточного матрикса.Поскольку формованные элементы тяжелее жидкой матрицы, они уплотняются на дне пробирки под действием центробежной силы. Жидкость светло-желтого цвета наверху — это плазма, на которую приходится около 55 процентов объема крови, а эритроциты называются гематокритом или объемом упакованных клеток (PCV). Лейкоциты и тромбоциты образуют тонкий белый слой, называемый «лейкоцитная пленка», между плазмой и эритроцитами.

Плазма

Водянистая жидкая часть крови (90 процентов воды), в которой взвешены корпускулярные элементы.Он переносит питательные вещества, а также отходы по всему телу. В нем растворены различные соединения, включая белки, электролиты, углеводы, минералы и жиры.

Формованные элементы

Форменные элементы — это клетки и фрагменты клеток, взвешенные в плазме. Три класса форменных элементов — это эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные тельца) и тромбоциты (тромбоциты).

Эритроциты (красные кровяные тельца)

Эритроциты, или красные кровяные тельца, являются наиболее многочисленными форменными элементами.Эритроциты представляют собой крошечные двояковогнутые диски, тонкие в середине и более толстые по периферии. Форма обеспечивает комбинацию гибкости для движения через крошечные капилляры с максимальной площадью поверхности для диффузии газов. Основная функция эритроцитов — переносить кислород и, в меньшей степени, углекислый газ.

Лейкоциты (лейкоциты)

Лейкоциты, или белые кровяные тельца, обычно больше эритроцитов, но их меньше.Несмотря на то, что они считаются клетками крови, большую часть своей работы лейкоциты выполняют в тканях. Они используют кровь как транспортную среду. Некоторые из них фагоцитируют, другие вырабатывают антитела; одни выделяют гистамин и гепарин, а другие нейтрализуют гистамин. Лейкоциты способны перемещаться через стенки капилляров в тканевые пространства, этот процесс называется диапедезом. В тканевых пространствах они обеспечивают защиту от организмов, вызывающих заболевание, а также способствуют или подавляют воспалительные реакции.

В крови есть две основные группы лейкоцитов. Клетки, которые образуют гранулы в цитоплазме, называются гранулоцитами, а те, которые не имеют гранул, называются агранулоцитами. Нейтрофилы, эозинофилы и базофилы представляют собой гранулоциты. Моноциты и лимфоциты — агранулоциты.

Нейтрофилы, самые многочисленные лейкоциты, фагоцитируют и имеют светлые гранулы. Эозинофилы имеют гранулы и помогают противодействовать воздействию гистамина. Базофилы секретируют гистомин и гепарин и имеют синие гранулы.В тканях они называются тучными клетками. Лимфоциты — это агранулоциты, играющие особую роль в иммунных процессах. Некоторые атакуют бактерии напрямую; другие вырабатывают антитела.

Тромбоциты (тромбоциты)

Тромбоциты, или тромбоциты, не являются полноценными клетками, а представляют собой небольшие фрагменты очень крупных клеток, называемые мегакариоцитами. Мегакариоциты развиваются из гемоцитобластов красного костного мозга. Тромбоциты становятся липкими и слипаются, образуя тромбоцитарные пробки, закрывающие разрывы и разрывы в кровеносных сосудах.Они также инициируют образование тромбов.

красных кровяных телец (эритроцитов) — функция / структура и микроскопия

Функция / структура и микроскопия


Определение: что такое эритроциты?

Эритроциты, широко известные как красные кровяные тельца, представляют собой тип клеток крови, в первую очередь участвующих в транспортировке кислорода к тканям организма (из легких) и углекислого газа из тканей в легкие для удаления из организма.

Эритроциты характеризуются своей плоской пончиковой формой (без отверстия), что позволяет им эффективно выполнять свои функции. В отличие от других клеток крови (которые могут покидать сосуды для выполнения своих функций), эритроциты остаются в сосудистой сети, откуда они транспортируются по всему телу.

* Хотя красные кровяные тельца участвуют в транспортировке кислорода, они не используют кислород, который транспортируют, для дыхания.

* Слова «эритроциты» и «красные кровяные тельца» будут использоваться в этой статье как синонимы.


Функция красных кровяных телец

Как упоминалось ранее, красные кровяные тельца в первую очередь участвуют в газообмене у животных. Прежде чем взглянуть на процесс газообмена, выполняемый этими клетками, важно понять, как они приспособлены к своим функциям.


Структура эритроцитов и их адаптация к их функциям


Двояковогнутая форма

Одной из наиболее важных адаптаций красных кровяных телец является их общая форма.

Обычно эритроциты имеют форму бублика без отверстия посередине. Это важная адаптация, которая позволяет клетке эффективно переносить молекулы кислорода.

Помимо своей общей формы, которая идеально соответствует их функциям, было показано, что эритроциты способны возвращаться к этой двояковогнутой дискообразной форме после воздействия внешних сил, которые вызывают их деформации.

Эта способность выдерживать такие деформации (как in vivo, так и in vitro) объясняется их структурой, соотношением площади поверхности к объему, а также различными механическими свойствами.В то время как красные кровяные тельца имеют очень тонкую мембрану, мембрана состоит из липидного бислоя, прикрепленного к сети цитоскелета.

Эта особенность эритроцитов позволяет им выдерживать силы, которые в противном случае могут вызвать деформации. С другой стороны, внутренняя жидкая матрица клетки, а также композитная мембрана способствует вязкоупругому поведению эритроцитов, что, в свою очередь, позволяет им перемещаться через меньшие пространства.

* Считается, что эритроциты обладают памятью формы благодаря своей способности возвращаться к своей двояковогнутой форме после воздействия различных сил.Однако это касается не только общей формы ячейки. Скорее всего, мембранные элементы также возвращаются в свое исходное положение в клетке.

* Благодаря своим вязкоупругим свойствам красные кровяные тельца способны протискиваться через очень тонкие капилляры, доставляя кислород и удаляя углекислый газ.

* Двояковогнутая форма красных кровяных телец помогает максимизировать общую площадь поверхности, необходимую для поглощения кислорода.


Красные кровяные тельца не имеют ядра

В то время как красные кровяные тельца таких животных, как рыбы и птицы, имеют неактивные ядра, эритроциты у людей и ряда других животных не имеют ядер или ядра. Это позволяет клеткам содержать больше гемоглобина, который участвует в транспортировке молекул кислорода.

В отличие от других клеток в организме, красные кровяные тельца состоят из известных пигментов и гемоглобина (состоящего из 4 гемов (которые придают эритроцитам красный цвет) и белка глобина).Здесь четыре гема присоединяются к одному белку, образуя полипептидную цепь. Именно эта особая структура позволяет клетке переносить кислород и транспортировать его к другим клеткам тела.

* Согласно исследованию, проведенному в Институте Уайтхеда, было показано, что по мере того, как эритроциты млекопитающих достигают зрелости, одна из форм деления клеток приводит к выбросу ядра из клетки. Здесь кольцо актиновой нити сжимается и в конечном итоге отщипывает часть клетки, содержащую ядро.Затем этот сегмент клетки разрушается макрофагами.

* Красные кровяные тельца не имеют ядра и поэтому не размножаются / не делятся.

* Гемоглобин в клетке позволяет одной клетке переносить 4 молекулы кислорода.

* Было также показано, что отсутствие ядра снижает общий вес эритроцитов, что, в свою очередь, позволяет им двигаться быстрее, поскольку они переносят кислород.

Было также показано, что макрофаги участвуют в гематопоэзе, где они производят сигналы, запускающие дифференцировку и пролиферацию коммитированных предшественников.

В среднем через 120 дней циркуляции старые эритроциты удаляются из кровотока под действием макрофагов (фагоцитоз). Следовательно, макрофаги (из селезенки и печени) играют решающую роль в жизни эритроцитов с момента их образования до момента их смерти.

Хотя эритроциты неспособны к размножению / делению клеток, в костном мозге каждую секунду вырабатывается до 2 миллионов клеток, что обеспечивает поддержание постоянного количества эритроцитов.Подобно тучным клеткам, эритроциты также являются долгоживущими клетками (по сравнению с другими клетками крови) с продолжительностью жизни около 120 дней.

Некоторые материалы, необходимые для производства эритроцитов, включают:

  • Железо
  • Медь
  • Цинк
  • Липиды
  • Аминокислоты
  • Витамины группы В


Анаэробное дыхание

В отличие от других клеток, в красных кровяных тельцах отсутствуют митохондрии.В результате они полагаются на анаэробное дыхание для получения энергии. С другой стороны, у них отсутствует эндоплазматический ретикулум (ЭР), и поэтому они не синтезируют белки, как это делают другие клетки.

Хотя это может показаться недостатком для эритроцитов, это большое преимущество с точки зрения их функции, поскольку они не используют переносимый ими кислород. Скорее они могут использовать энергию, полученную в результате анаэробного дыхания, поскольку они переносят весь кислород, который они несут, другим клеткам, которые в нем нуждаются. Это гарантирует, что кислород не будет потрачен впустую.

Поскольку в эритроцитах отсутствуют митохондрии, в них также отсутствуют окислительные ферменты, необходимые для аэробного дыхания. По этой причине путь Эмбдена-Мейерхофа используется для обработки глюкозы и, таким образом, получения энергии. Это анаэробный процесс производства энергии, который, как было показано, использует гликоген в отсутствие глюкозы.

* Хотя красные кровяные тельца не имеют E.R., в которой синтезируются белки, в них есть белок, который позволяет им эффективно выполнять свою функцию.


Транспорт газов эритроцитами

Большинству животных кислород необходим для дыхания. То есть кислород необходим для производства энергии. В то же время углекислый газ, образующийся в результате этого процесса (аэробное дыхание), должен быть удален из организма, чтобы избежать вреда для органов тела. Здесь красные кровяные тельца выполняют роль специализированной транспортной системы этих газов в легкие и другие ткани организма и из них.

* около 1,5% кислорода растворяется в плазме крови

В легких газообмен происходит посредством процесса, известного как диффузия. Здесь газы перемещаются из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Учитывая, что кровь из организма имеет низкую концентрацию кислорода по сравнению с легкими, кислород диффундирует в кровь из-за градиента концентрации.

Здесь гемоглобин в эритроцитах связывается с кислородом.Учитывая, что гемоглобин содержит четыре гема, он способен нести и транспортировать четыре молекулы кислорода (и, таким образом, каждая клетка может нести четыре молекулы кислорода). У здоровых людей сатурация гемоглобина колеблется от 95 до 99 процентов. Это означает, что почти все звенья гема связаны с молекулами кислорода.

Гемоглобин + кислород = оксигемоглобин

* Связывание кислорода с гемовыми группами заставляет кровь, несущую кислород, выглядеть более яркой по сравнению с деоксигенированной кровью.

* Связывание первой молекулы кислорода приводит к конформационным изменениям в гемоглобине, что, в свою очередь, облегчает связывание трех других молекул.

Поскольку связывание молекул кислорода с гемоглобином является обратимым, кислород легко отделяется от гемоглобина за счет диффузии и парциального давления. Как уже упоминалось, кислород переместится из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Учитывая, что кровь из легких будет иметь более высокую концентрацию кислорода по сравнению с тканями, кислород будет перемещаться из крови в ткань путем диффузии.

В то время как большой процент кислорода переносится эритроцитами в организме, это не относится к двуокиси углерода. Здесь около 20 процентов газа (углекислого газа) переносится в легкие эритроцитами.

В отличие от кислорода, который связывается с гемоглобином, диоксид углерода связывается с аминокислотными фрагментами, присутствующими в части глобина, с образованием карбаминогемоглобина.

По сравнению с эритроцитами, переносящими кислород, эритроциты, несущие углекислый газ, имеют тенденцию быть более темными (темно-бордовыми).Однако, как и в случае с кислородом, связывание и диссоциация происходит в результате парциального давления. Здесь газы перемещаются из области с высокой концентрацией газа в область с более низкой концентрацией.

Однако в легочных капиллярах парциальное давление углекислого газа выше, чем в альвеолах. По этой причине было показано, что газ легко отделяется от эритроцитов и в конечном итоге диффундирует в воздух через дыхательную мембрану.

Некоторые из других механизмов, посредством которых углекислый газ транспортируется в крови, включают:

В плазме крови — Двуокись углерода, растворяющаяся в плазме крови.На это приходится около 10 процентов углекислого газа.

Бикарбонатный буфер — Включает диоксид углерода, который диффундирует в капилляры и, следовательно, в эритроциты. Этот углекислый газ транспортируется в виде бикарбоната и составляет около 70 процентов от общего количества углекислого газа, переносимого с кровью.

* По сравнению с углекислым газом окись углерода плохо отделяется от гемоглобина.Он имеет большее сродство к гемоглобину, чем к кислороду, и поэтому легко связывается с гемоглобином, если он присутствует. В результате он предотвращает связывание и транспортировку кислорода к тканям тела, что приводит к отравлению угарным газом.


Подсчет эритроцитов

По сути, количество эритроцитов — это тест, используемый для измерения количества эритроцитов в крови. Как часть общего анализа крови, количество эритроцитов используется во время общего осмотра, а также для выявления конкретных проблем со здоровьем, таких как анемия и внутреннее кровотечение.

Помимо метода мазка крови, который используется для подсчета эритроцитов, гемоцитометр является одним из устройств, которые долгое время использовались для измерения количества эритроцитов.


Ручной подсчет с помощью гемоцитометра

Требования:

  • Реснитчатая кровь — 4% (вес / объем) инфузорий натрия с pH, отрегулированным с помощью лимонной кислоты
  • Чистый гемоцитометр
  • Пипетка
  • Чистое предметное стекло / покровное стекло
  • Трипановый синий / эритрозин B

* Образец крови разбавляют физиологическим раствором (1: 200), чтобы уменьшить количество эритроцитов и облегчить подсчет.

Процедура:

· С помощью пипетки смешайте образец крови с любым из красителей (пропорция 1: 1). Этого можно достичь, просто смешав около 10 мкл образца крови с 10 мкл любого из красителей.

· Поместите чистое предметное стекло / покровное стекло поверх гемоцитометра.

· Используя другую чистую пипетку, введите смесь в зазор между предметным стеклом / покровным стеклом и гемоцитометром — не переполняйте камеру.

· Поместите гемоцитометр под микроскоп и вручную подсчитайте количество клеток в самой маленькой сетке (в центральном квадрате). Здесь подсчет включает добавление количества ячеек, присутствующих в 5 центральных квадратах устройства.

Для определения количества эритроцитов на микролитр используется следующая формула:

Количество подсчитанных клеток * коэффициент разбавления / количество подсчитанных квадратов * объем маленького квадрата

Некоторые из других методов, используемых для подсчета эритроцитов, включают:

· Методы на основе преобразования Хафа — это автоматический метод, используемый для подсчета как красных, так и белых кровяных телец с помощью компьютерного зрения.В настоящее время введен ряд автоматизированных методов подсчета эритроцитов, в которых используется преобразование Хафа.

· Метод на основе порогового значения — Создает двоичное изображение, используемое для определения количества эритроцитов.

· Метод на основе преобразования водораздела — использует такие методы обработки изображений, как пространственная фильтрация, сегментация с использованием преобразования водораздела, а также морфологические операции для подсчета эритроцитов в образце.

· Метод на основе структуры ячеек и интенсивности — это метод углового кольцевого соотношения, который влечет за собой преобразование изображения RGB в оттенки серого.


Микроскопия

Мазки крови используются в лаборатории для таких целей, как наблюдение эритроцитов (для студентов), лабораторной диагностики малярии, а также для подсчета эритроцитов. Это может быть достигнуто просто с помощью влажных образцов или окрашивания для лучшего обзора клеток.Приготовленные мазки могут быть толстыми или тонкими в зависимости от предполагаемого назначения.

* Для простого влажного крепления поместите небольшую каплю воды на чистое предметное стекло и добавьте каплю дистиллированной воды для просмотра под микроскопом.

Требования:

  • Образец крови
  • Чистые предметные стекла
  • Дистиллированная вода
  • Giemsa
  • Метанол (99 процентов)
  • Составной микроскоп
  • Метанол 95%

пленка процедура:

· Поместите каплю крови на предметное стекло микроскопа

· С помощью другого предметного стекла или покровного стекла коснитесь капли крови и дайте ей растечься по ширине

· плавно протолкните предметное стекло (под углом) вперед, чтобы создать тонкую пленку вдоль первого предметного стекла.

Процедура толстой пленки:

Чтобы образовать толстую пленку, поместите каплю крови в центр прозрачного предметного стекла и с помощью проволочной петли или края другого чистого предметного стекла распределите каплю крови круговыми движениями. Чтобы получить мазок диаметром около 1 1/2 см.

* Не фиксировать толстый мазок

Процедура окрашивания:

· Перед окрашиванием зафиксируйте тонкую пленку 99-процентным метанолом примерно на 5 минут

84 мазок (как тонкий, так и толстый) с помощью Гимзы — для этого нужно окунуть предметное стекло в банку, содержащую пятно, примерно на 15 минут

· Используя водопроводную или дистиллированную воду, осторожно промойте предметное стекло

· Вытрите избыточной воды, наклонив предметное стекло под углом и дайте ему высохнуть (высохнуть на воздухе)

· Просмотрите предметное стекло под микроскопом (начиная с 10-кратного увеличения)

Дополнительная информация о окрашивании клеток

Наблюдение:

При мокрой модели эритроциты будут бесцветными, и их можно будет распознать по форме пончика.

Для предметного стекла, окрашенного Гимза, красные клетки будут иметь розовый цвет с более яркой центральной частью.

Если малярийные паразиты присутствуют, их можно увидеть внутри клеток, и они будут выглядеть как крошечные голубоватые кольца.

Связанные: Лейкоциты — лейкоциты

Вернуться к клеточной биологии

Вернуться к пониманию Гематурия

Вернуться к мазку крови — метод

Вернуться из красных кровяных телец в MicroscopeMaster Home


Список литературы

Алаа Хамуда.(2012). Автоматический подсчет эритроцитов. ResearchGate.

Даниэль Кордаско и Просенджит Багчи. (2017). О памяти формы красных кровяных телец. Издательство AIP.

Уильям Р. Дридзич, Кэти А. Клоу и Конни Э. Шорт. (2014). Внеклеточная глюкоза может стимулировать метаболизм в эритроцитах атлантической трески с высоким гликемическим индексом (Gadus morhua), но не короткорогий бычок с низким гликемическим индексом (Myoxocephalus scorpius). Журнал экспериментальной биологии, 2014, 217: 3797-3804; DOI: 10.1242 / jeb.110221.

Ёнчан Ким, Кюхён Ким и ЁнКын Пак. (2011). Методы измерения деформируемости эритроцитов: последние достижения. Рецензируемая глава открытого доступа.

Шрикришна У. Колхар. (2015). Исследование по автоматическому обнаружению и подсчету эритроцитов. ResearchGate.

Ссылки

https://www.urmc.rochester.edu/encyclopedia/content.aspx?contenttypeid=167&contentid=red_blood_cell_Count

https:ca / anatomyandphysiology / chapter / 18-3-erythrocytes /

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Состав крови | BioNinja


Кровь — это жидкая среда, в которой материалы транспортируются по телу через кровеносные сосуды

  • Средний взрослый человек содержит примерно 5-6 литров крови (примерно 77 мл на килограмм)


При фракционировании крови центрифугированием , становятся очевидными три ключевых элемента

  • Фракционированная кровь содержит примерно 55% плазмы, 45% эритроцитов и менее 1% образует лейкоцитарную пленку


Плазма

  • Состоит в основном из воды, которая растворяет материалы и функционирует как транспортная среда
  • Содержит электролиты (минералы, которые несут заряд), которые важны для поддержания баланса жидкости и pH крови
  • Белки в плазме крови поддерживают осмотический потенциал (альбумин), транспортные липиды (глобулин) и способствуют свертыванию ( фибриноген)
  • Плазма крови также предназначена для транспортировки различных материалов, необходимых организму, и отходов, производимых организмом. lls


Красные кровяные тельца

  • Красные кровяные тельца (эритроциты) отвечают за транспортировку кислорода по всему телу
  • Кислород связан с гемоглобином в легких и высвобождается из красных кровяных телец в дышащих тканях тела


Баффи-покрытие

  • Баффи-покрытие — это фракция образца крови, которая содержит лейкоциты и тромбоциты
  • Лейкоциты (лейкоциты) участвуют в иммунной защите организма (устранение инфекций)
  • Тромбоциты (тромбоциты) ) участвуют в свертывании крови (восстановление поврежденных сосудов для предотвращения кровопотери)

Состав крови человека



Состав плазмы крови

В плазме транспортируются различные материалы для использования организмом, в том числе:

N вспомогательные вещества — необходимые клеткам для производства химической энергии (например,грамм. глюкоза)

A антитела — участвующие в идентификации и устранении патогенов

C диоксид углерода — отходы, образующиеся как побочный продукт клеточного дыхания

H или движущиеся мессенджеры — химические посредники через кровоток

O xygen — требуется тканям организма для аэробного дыхания

U rea — соединение, которое выводится для удаления азота из организма

H есть — нет молекула, но все же важный компонент плазмы крови

Мнемоника:
Начо, э-э!

Улучшение распознавания эритроцитов человека с трехмерными морфологическими особенностями, полученными с помощью цифрового голографического изображения

1.

Введение

Кровь человека содержит разные типы клеток; однако эритроциты (RBC) или эритроциты являются наиболее распространенным типом клеток. RBC содержит гемоглобин, который связывается либо с кислородом, либо с углекислым газом. Это позволяет транспортировать кислород к тканям и органам, а углекислый газ выводить во время микроциркуляции. Двояковогнутая форма эритроцита чрезвычайно важна для функционирования эритроцитов. Это позволяет мембране иметь высокое отношение площади поверхности к объему (SAV), облегчая большую обратимую упругую деформацию эритроцитов при прохождении через крошечные капилляры. 1 3 В силу своей важности он привлек значительное внимание к исследованиям патологии при клинически значимых заболеваниях крови. Патологические нарушения могут изменять эритроциты и приводить к значительным изменениям их первоначальной формы. 4 Последствия модифицированных эритроцитов часто наблюдаются, поскольку клинические симптомы варьируются от закупорки капилляров и ограничения кровотока к тканям до некроза и критических повреждений органов. 4 9 Кроме того, подсчет типов клеток в образце крови является еще одной важной задачей для исследования клинического статуса, который можно оценить с помощью хорошо известных методов, таких как общий анализ крови или ширина распределения эритроцитов, которые являются частью поле цитометрии.Поскольку автоматический счетчик клеток отбирает и подсчитывает очень много клеток, результаты в большинстве случаев надежны. 10 Однако некоторые аномальные клетки в крови могут быть неправильно идентифицированы, что требует ручного просмотра и идентификации любых аномальных эритроцитов, которые прибор не может классифицировать. Эта информация может быть очень полезной при определении причины анемии пациента. Аномальное увеличение или уменьшение количества эритроцитов, выявленное при полном подсчете эритроцитов, может указывать на то, что у вас есть основное заболевание, требующее дальнейшего обследования.

В случае эритроцитов двояковыпуклые клетки являются существенным типом у здорового человека, но существуют и другие типы эритроцитов, процентное содержание которых варьируется между здоровыми и нездоровыми людьми. Было показано, что процентное содержание различных типов эритроцитов будет различным в зависимости от типа заболевания эритроцитов. 10 Соответственно, важно измерить процентную долю каждого типа эритроцитов в образце крови, состоящем из нескольких эритроцитов, для диагностики и тестирования на наркотики. Обычно диагностика выполняется специалистом-человеком, и она показывает некоторые недостатки, такие как трудоемкость и неточность.Как правило, эксперты визуализируют образец на изображениях через микроскоп на основе своих субъективных знаний с точки зрения интенсивности, морфологии, текстуры и т. Д. На основе характеристик. Обычно мелкомасштабные различия в характеристиках не замечаются человеческими глазами, особенно для пограничного диагностического сценария.

Однако ситуация полностью изменилась с появлением алгоритмов автоматической классификации. Эти методы были применены к проблемам биологии и показали многообещающие результаты для автоматического распознавания и классификации различных микроорганизмов. 11 , 12 Среди методов классификации нейронная сеть распознавания образов (PRNN) была предложена в задачах нелинейной классификации, таких как классификация и подсчет RBC. 13 15 Фундаментальное преимущество искусственной нейронной сети (ИНС) — ничто, но она не использует никакой математической модели, поскольку ИНС учится на наборах данных и идентифицирует шаблоны в последовательности входных и выходных данных без каких-либо предварительных данных. предположения об их типе и взаимосвязи.Кроме того, ИНС устраняет недостатки традиционных методов, извлекая нужную информацию с использованием входных данных.

В обычных задачах классификации эритроцитов специалисты имеют дело с двумерными (2-D) изображениями эритроцитов, полученными с помощью обычных микроскопов и камер. 13 , 16 19 Эти методы обычно имеют хорошую производительность, но большинство из них имеют значительное количество функций, поскольку им необходимо различать группы с помощью двухмерных функций.Однако в случае прозрачных или полупрозрачных эритроцитов мы не можем воспользоваться преимуществами обычных микроскопов, основанных на интенсивности. Поэтому мы считаем, что для получения удовлетворительного уровня точности при классификации и распознавании необходимо также учитывать трехмерную (3-D) форму эритроцитов. Среди методов, которые могут обеспечить трехмерные изображения прозрачных или полупрозрачных клеток, цифровая голографическая микроскопия (DHM) показала многообещающие результаты. 20 24 Кроме того, метод DHM использовался при классификации эритроцитов с использованием 2-D и 3-D функций, поскольку DHM может обеспечить количественное фазовое изображение. 25 27 При изучении эритроцитов DHM позволяет измерять трехмерные характеристики, такие как средний корпускулярный объем, площадь поверхности, коэффициент SAV, коэффициент функциональности, индекс сферичности и коэффициенты сферичности. 28 , 29 Химические параметры MCH и MCHSD также могут быть получены благодаря DHM. Соответственно, мы считаем, что любая автоматическая классификация эритроцитов, которая может точно различать различные типы эритроцитов, должна учитывать преимущества метода визуализации DHM.

В данном исследовании четыре основных типа эритроцитов: двояковыпуклая (форма пончика), плоские диски, стоматоциты и эхиносфероциты представляют интерес для количественного определения процента типов эритроцитов в нескольких эритроцитах человека. Причина дифференциации эритроцитов в форме пончика и плоских дисков заключается в том, что это может помочь в применении разделения старых клеток по сравнению с молодыми. Было показано, что на этапах трансформации двояковогнутых эхиноцитов в так называемое накопительное поражение двояковогнутые клетки становятся плоскими дисками (потеря АТФ приводит к более жесткому цитоскелету, который вытягивает бислой) после нескольких недель хранения в банке крови. 29 34 Переливание этих старых образцов может иметь критические последствия согласно предыдущим исследованиям. 35 , 36

Сначала эритроциты визуализируются внеосевым DHM, а количественные фазовые изображения восстанавливаются с помощью численного алгоритма. 37 , 38 Затем отдельные эритроциты извлекаются из изображений с несколькими эритроцитами с использованием алгоритма водораздела. 39 На следующем этапе извлекаются следующие двухмерные характеристики площади проекции поверхности (PSA), периметра, радиуса, удлинения и скорости PSA по периметру.В этой статье мы проигнорировали извлечение двумерных деталей, относящихся к внутренней части RBC, в отличие от предыдущего метода, предложенного Refs. 25, 26, поскольку плоские диски и эхинофероциты эритроцитов не имеют внутренней секции. Кроме того, из отдельных эритроцитов извлекаются объем, площадь поверхности, коэффициент SAV, средняя толщина эритроцитов, индекс сферичности, коэффициент сферичности и факторы функциональности, а также поверхностная плотность MCH и MCH (химические свойства эритроцитов). Последний набор функций связан с морфологическими и биохимическими свойствами трехмерного профиля эритроцитов.Наряду с трехмерными функциями представлены две новые функции, связанные с кольцевой секцией RBC. Эти функции добавляют важную информацию в модель классификации и увеличивают способность распознавания классификатора. Затем каждый набор функций вводится в PRNN отдельно, и результаты классификации сравниваются с использованием 10-кратной перекрестной проверки (CV). Поскольку мы участвуем в модели классификации с нелинейной границей решения, мы решили использовать стратегию PRNN. В PRNN обучающий алгоритм представляет собой байесовское регулирование обратного распространения, которое обновляет веса в соответствии с техникой оптимизации Левенберга – Марквардта, а функцией активации для слоев среднего уровня является сигмоидный гиперболический тангенс.

Наконец, чтобы предложить лучший набор функций, касающихся как 2-D, так и 3-D функций, здесь используется последовательный прямой выбор функций (SFFS). Было показано, что наилучшая производительность модели классификации может быть достигнута путем выбора наиболее информативных функций и удаления зашумленных функций, которые либо являются избыточными, либо неактуальными. 40 Действительно, сокращение количества функций может сократить время обучения, уменьшить сложность классификатора и упростить модель для целей интерпретации.Метод SFFS пытается выбрать подмножество переменных, которые наилучшим образом предсказывают данные, путем последовательного выбора признаков до тех пор, пока предсказание не улучшится.

В этой статье мы извлекли 108 двояковогнутых эритроцитов из здорового образца, хранящегося в течение 1 дня в банке крови, 106 образцов формы стоматоцитов из образца с преимущественно клетками устьиц, 38 образцов плоской формы диска и 71 образец. формы эхинофероцитов для обучения и тестирования PRNN. Плоскодисковые и эхиносфероцитарные клетки извлекаются из образцов эритроцитов, хранящихся в банке крови в течение 40 и 57 дней соответственно.Сравнение производительности оценивается путем расчета коэффициента ошибочной классификации 10-кратного метода CV. Часто утверждается, что перекрестная проверка с исключением одного-выхода (LOOCV) имеет более высокую дисперсию, чем k-кратное CV, и это потому, что обучающие наборы в LOOCV имеют большее перекрытие. Это делает оценки из разных крат более зависимыми, чем в k-кратном CV, и, следовательно, увеличивает общую дисперсию. 41

Наши экспериментальные результаты демонстрируют, что PRNN, обученная трехмерными функциями, дает хорошие результаты при классификации и подсчете эритроцитов в нескольких человеческих эритроцитах в автоматическом режиме по сравнению с двухмерными функциями.Кроме того, мы представляем лучший набор функций, который сочетает в себе двухмерные и трехмерные функции для повышения точности классификации эритроцитов. Мы считаем, что окончательный набор характеристик, оцененный с помощью представленной стратегии классификации нейронных сетей, может обеспечить лучшие результаты распознавания.

Этот документ организован следующим образом. Раздел 2 объясняет общую схему внеосевого DHM для визуализации эритроцитов и подготовки эритроцитов. В Разделе 3 объясняются двухмерные и трехмерные особенности, извлеченные в ходе этого исследования, и дается их краткий обзор.В гл. 4 мы сосредоточимся на разработке PRNN и автоматическом подсчете различных RBC в нескольких RBC. Результаты экспериментов и обсуждения представлены в гл. 5. Наконец, заключение представлено в разд. 6.

2.

Внеосевая цифровая голографическая микроскопия и подготовка эритроцитов

2.1.

Внеосевая цифровая голографическая микроскопия

На рисунке 1 показана внеосевая DHM, основанная на геометрии интерферометра Маха – Цендера. 42 В этой оптической установке свет от когерентного источника (источник HeNe-лазерного диода λ = 682 нм) разделяется на опорный и объектный пучки с помощью светоделителя.Объектный луч проходит через образец эритроцитов и увеличивается объективом микроскопа с числовой апертурой 40 × / 0,75 NA и интерферирует с эталонным лучом. Интерференционные картины между дифрагировавшим объектным лучом и опорным лучом записываются на камеру CCD. Реконструкция волнового фронта эритроцитов получается из записанной голограммы с использованием численного алгоритма, описанного в [3,16]. 37 и 38.

Рис. 1

Схематическое изображение внеосевой установки DHM.

После реконструкции фазовых изображений эритроцитов отдельные эритроциты извлекаются с помощью алгоритма сегментации водораздела, контролируемого производителем. 39 На рис. 2 показано восстановленное фазовое изображение образца, состоящего из двояковогнутых, плоских дисков и эритроцитов в форме стоматоцитов. Это изображение показывает, что в одном образце можно увидеть эритроциты разной морфологии.

Рис. 2

Восстановленное изображение и три разных эритроцита внутри. A — плоский диск RBC, B — двояковогнутый RBC, C — стоматоцит. Белая полоса 10 мкм.

2.2.

RBC Preparation

RBC здорового персонала лаборатории получали через Laboratoire Suisse d ’Analyze Du Dopage, CHUV и хранили при 4 ° C в течение периода хранения.Измерения DHM были выполнены через несколько дней после взятия крови у персонала лаборатории. Всего от 100 до 150 мкл исходного раствора эритроцитов суспендировали в высокоэффективном воздушном буфере для твердых частиц (HEPA) при гематокрите 0,2% для эритроцитов преимущественно в форме стоматоцитов и дискоцитов, в то время как для эритроцитов в форме преимущественно эхиноцитов в концентрации примерно 0,15%. . Всего 4 мкл суспензии эритроцитов разбавляли до 150 мкл буфера HEPA и вводили в экспериментальную камеру, включая два покровных стекла, разделенных спейсерами 1.Толщиной 2 мм. Клетки инкубировали 30 мин при температуре 37 ° C перед установкой в ​​камеру на столике ДХМ. Все эксперименты проводились при комнатной температуре (22 ° C).

3.

Извлечение признаков

3.1.

Двумерные элементы

После этапа сегментации и извлечения множества отдельных RBC можно выделить элементы. Сначала мы начнем с двухмерных объектов. Следующие функции извлечены в двухмерном корпусе.

Удлинение эритроцитов — это мера отношения ширины к длине для продолговатых эритроцитов.Его можно вычислить из кода цепочки, суммируя количество элементов каждого типа от 0 до 7 и комбинируя 0 и 4, 1 и 5, 2 и 6, а также 3 и 7. 16 Средние и стандартные значения вышеуказанных характеристик согласуются с ранее сообщенными значениями (данные здесь не показаны). 25 , 26

3.2.

Трехмерные элементы

Поскольку для некоторых трехмерных элементов требуется толщина RBC, нам сначала нужно преобразовать фазовое изображение в изображение толщины.Соответственно, значение толщины h (i, j) для каждого пикселя (i, j) со значением фазы ϕ (i, j) в фазовом изображении может быть выражено как 28 , 29

Eq. (1)

h (i, j) = ϕ (i, j) × λ2π (nrbc − nm), где ϕ (i, j) — значение фазы в радианах, а показатель преломления эритроцитов, nrbc, был рассчитан измеряется с помощью двухволнового DHM. Здесь nrbc составляет 1,396 без существенной разницы между группами эритроцитов. Показатель преломления среды HEPA, нм, равен 1,3334. Площадь поверхности — еще одно важное свойство, которое играет основную роль в различных трехмерных объектах.Вообще говоря, площадь поверхности эритроцитов — это площадь поверхности мембранной сетки плюс ПСА. Метод, описанный в этой статье, разбивает и разделяет поверхности RBC на более мелкие регулярные области (здесь треугольники) и добавляет эти более мелкие области, чтобы получить всю площадь поверхности. Понятно, что точность такого расчета зависит от выбранной меньшей площади. 29

Трехмерные объекты, перечисленные в таблице 1, извлечены в этой статье. Мы даем лишь краткое описание восьми особенностей, связанных с морфологическими свойствами RBC, но заинтересованные читатели могут обратиться к Refs.28 и 29 для деталей каждой особенности. Что касается расчета трех характеристик (F9-F11), мы получили много точек над кольцевым участком RBC, применив два метода. Сначала мы оцениваем сечение кольца (синие треугольники на рис. 3) путем вычисления радиуса круга, имеющего площадь проекции RBC на плоскость X-Y (кольцо составляет около трех четвертей радиуса RBC). Затем мы обновляем положение каждой точки на предполагаемом кольце (синие треугольники), находя самую толстую точку у соседа размером 3 × 3 (красные звезды на рис.3). С этого момента мы называем красные звезды RP. Единственная зеленая точка показывает центр RBC относительно расчета коэффициента сферичности. В этом исследовании мы решили получить 30 очков RP. Причина в том, что общее количество точек на кольцевом срезе для эритроцитов стоматоцитов по нашим расчетам составляет от 90 до 120 точек. Кроме того, поскольку мы смотрим на окрестности 3 × 3 вокруг синих треугольников, чтобы найти точку на кольце (красные звезды), существует высокая вероятность перекрытия между красными звездами.Например, на рис. 4 показано положение красных звезд и синих треугольников при увеличении количества точек. Мы видим, что, увеличивая количество красных звезд, многие из них перекрываются.

Таблица 1

Описание трехмерных элементов.

Название функции Описание
3-D-F1 AT AT = ∑i = 1k∑j = 1lh (i, j) k × l [h (i, j) is толщина в (i, j) -м пикселе]
3-D-F2 Объем (В) V≅p2∑i = 1k∑j = 1lh (i, j)
3 -D-F3 Площадь TVS Площадь поверхности верхнего вида эритроцита, рассчитанная путем деления поверхности на маленькие треугольники и последующего суммирования площадей поверхности каждого треугольника
3-D-F4 Отношение объема площади TVS TVSV = TVSV
3-D-F5 Общая площадь поверхности ( SA ) SA = TVS + PSA
3-D-F6 Отношение площади поверхности к объему (SAV) SAV = SAV
3-D-F7 Индекс сферичности (SI) SI = 4πV2 / 3 (4π / 3) 2 / 3SA
3-D-F8 Фактор функциональности (FF) f = SA4πR2
3-D-F9 Коэффициент сферичности (SP) SP = dcdr (dc и dr — значения толщины в центре RBC и кольцевом сечении, соответственно)
3-D-F10 STD толщины в кольцевом сечении Эта функция измеряет изменение толщины RP в кольце RBC
3-D-F11 Верхняя сторона кольца / нижняя сторона кольца Эта функция является рассчитывается путем деления четырех максимальных RP на четыре минимума
3-D-F12 Средний гемоглобин (MCH) MCH = 10ϕ¯ (PSA) 2πα (ϕ¯ — среднее значение фазы, λ — длина волны источник света установки, а α = 0.(00196 дл / г — константа, известная как удельное приращение рефракции, связанное с концентрацией белка)
3-D-F13 Поверхностная плотность MCH (MCHSD) MCHSD = MCHPSA

Рис.3

Трехмерное представление четырех категорий и точек RBC на кольцевом разрезе. (а) Типичный двояковогнутый образец, (б) плоский диск с приподнятым центром, (в) эритроциты стоматоцитов и (г) эритроциты сфероцитов.

Рис. 4

Трехмерное изображение сечения кольца RBC с красными звездами и синими треугольниками на нем.(а) количество точек — 60 и (б) количество точек — 600.

Мы полагаем, что более ранние трехмерные особенности могут различать различные эритроциты, поскольку они связаны с трехмерным профилем эритроцитов. Статистический t-критерий с использованием двухвыборочного критерия Колмогорова – Смирнова показал, что некоторые из этих характеристик независимы (данные не показаны). В таблице 2 показаны средние значения и значения STD каждой функции для каждого типа эритроцитов.

Таблица 2

Трехмерные характеристики (среднее ± стандартное отклонение).

Двояковыпуклый Плоский диск Стоматоцит Эхиносфероцит
Средняя толщина (мкм) 2.18 ± 0,3 2,27 ± 0,25 2,75 ± 0,36 4,47 ± 0,36
Объем (мкм3) 93,23 ± 13 103,29 ± 14,72 95,85 ± 11,52 9122 Площадь TVS (мкм2) 103,85 ± 15 94,50 ± 9,62 106,04 ± 12,39 95,65 ± 10,6
Соотношение объемов площади TVS (мкм − 1) 1,12 ± 0,09 0,92 1,11 ± 0,1 0,95 ± 0,06
Общая СК (мкм2) 148.32 ± 16,38 143,21 ± 12,48 147,32 ± 16,11 120,76 ± 11,79
Объемное отношение ПА (мкм − 1) 1,61 ± 0,17 1,40 ± 0,13
9 1,522 ± 0,19 1 9122 ± 0,121 9122 0,612 ± 0,121 0,08
Индекс сферичности ( SI ) 0,40 ± 0,18 0,74 ± 0,04 0,69 ± 0,06 0,87 ± 0,032
Фактор функциональности ( F12
62 0,126 9122 9122 0,126 9122 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 ± 0,07 0.93 ± 0,19 1,21 ± 0,14
Коэффициент сферичности ( SP ) 0,67 ± 0,05 0,82 ± 0,06 0,5799 ± 0,21 1,16 ± 0,14
кольцо 0,0332 ± 0,021 0,054 ± 0,018 0,1321 ± 0,096 0,1254 ± 0,03
Верхняя сторона кольца / нижняя сторона кольца 1,31 ± 0,11 1,25 ± 0,09 912 ± 0,4422 1,1221 1.44 ± 1,14
MCH (пг) 31,29 ± 4,55 34,68 ± 5,01 32,17 ± 3,94 34,29 ± 5,51
MCHSD (пг / мкм2) 0,85 ± 11 1,39 ± 0,11

4.

Нейронная сеть с распознаванием образов

ИНС — это сильно упрощенные математические модели биологических нейронных сетей, способных обучаться и предоставлять значимые решения проблем с высоким уровнем доступа. уровень сложности и нелинейности.Подход ИНС быстрее по сравнению с традиционными методами, надежен в шумной среде и может решить широкий спектр проблем. Благодаря своим преимуществам ИНС используются во многих приложениях. 13 15 Типичная ИНС представлена ​​на рис. 5. Важным применением нейронных сетей является распознавание образов, которое может быть реализовано с помощью нейронной сети с прямой связью с определенной функцией обучения и конкретной функцией в выходной слой. Во время обучения сеть обучается связывать выходные данные с входными шаблонами.Когда сеть используется, она идентифицирует входной шаблон и пытается вывести связанный выходной шаблон.

Рис. 5

Конфигурация ИНС прямой связи с пятью входными узлами, двумя выходными узлами и двумя скрытыми слоями.

Обработка информации в стратегии ИНС начинается от входного слоя к скрытому слою (от одного скрытого слоя к другому, если их больше одного) и с последнего скрытого слоя к выходному слою. Каждой ссылке назначается синаптический вес, чтобы представить относительную силу соединения двух узлов на обоих концах при прогнозировании отношения ввода-вывода.yj (выход) любого узла j задается как

Eq. (2)

yj = f (∑i = 1nWiXi + bi), где Wi — вес соединения, Xi обозначает i-й вход узла j, n — число входов узла j, а bj — значение смещения. Функция f или так называемая функция активации определяет реакцию узла на общий полученный входной сигнал. Как правило, функция активации для скрытого слоя в PRNN представляет собой сигмовидную передаточную функцию с гиперболическим тангенсом из-за следующих преимуществ: (1) она ограничивает диапазон данных значениями от -1 до 1.Эта функция почти линейна около среднего. Он гладкий и обладает свойством монотонной нелинейности в обоих крайних точках; (2) он остается дифференцируемым всюду, и нормализация не влияет на знак производной. Как правило, для скрытых слоев требуется дифференцируемое требование, и передаточная функция сигмоида с гиперболическим тангенсом часто рекомендуется как более сбалансированная, (3) 0 для передаточной функции сигмоидного гиперболического тангенса находится в самой быстрой точке (самый высокий градиент или усиление), а не в ловушке. , (4) сигмоидальная передаточная функция гиперболического тангенса соответствует выходному слою для конкурентных выходов функции softmax, (5) поскольку ее можно оценить как (2/1 + e − 2x) −1, ее можно реализовать быстрее в MATLAB ® .

Для выходного уровня в PRNN функция активации — это передаточная функция softmax (нормализованная экспонента), которую можно интерпретировать как апостериорные вероятности для категориальной целевой переменной. Крайне желательно, чтобы эти выходные значения находились между нулем и единицей и в сумме были равны единице. Назначение функции активации softmax — наложить эти ограничения на выходы. Пусть входом для каждого блока вывода является ql, l = 1,…, k, где k — количество классов. Тогда выход softmax yl равен

Согласно формуле.(3) сумма всех «y» равна единице и может интерпретироваться как апостериорная вероятность окончательного решения. Алгоритм обучения обновляет значения веса и смещения в соответствии с оптимизацией Левенберга – Марквардта. Он минимизирует комбинацию квадратов ошибок и весов, а затем определяет правильную комбинацию, чтобы создать сеть, которая хорошо обобщается (байесовская регуляризация). 43

5.

Экспериментальные результаты и обсуждение

В этом эксперименте 108 эритроцитов помечены как двояковыпуклые, 106 эритроцитов помечены как стоматоциты, 38 эритроцитов помечены как плоские диски и 71 эритроциты помечены как эхинофероциты.Четыре образца каждой группы показаны на рис. 6. Все моделирование выполняется на 64-битном компьютере под управлением Windows 7 с процессором Intel Core i7-4790 с тактовой частотой 3,60 ГГц, 8 ГБ ОЗУ и 8 ядрами. Эффективность модели классификации оценивается с помощью 10-кратной проверки CV. Проще говоря, набор данных делится на 10 подмножеств, и тест повторяется 10 раз. Каждый раз один из 10 подмножеств используется в качестве тестового набора, а остальные 9 подмножеств объединяются, чтобы сформировать обучающий набор. Тогда средняя ошибка неправильной классификации по всем 10 испытаниям может показать общую ошибку неправильной классификации.PRNN состоит из одного входного, выходного и трех скрытых слоев. Количество нейронов в каждом скрытом слое — 5, 10 и 5 соответственно. Числа нейронов получены методом проб и ошибок. Все коды моделирования реализованы в MATLAB ® 2014.

Рис. 6

Образцы каждой группы эритроцитов, использованные в этом исследовании: (a) четыре образца плоских дисков, (b) четыре образца морфологии стоматоцитов, (c ) Четыре образца двояковогнутых эритроцитов и (г) четыре образца эритроцитов сфероэхиноцитов.

5.1.

Сравнение двухмерных и трехмерных характеристик

В случае двухмерных объектов (таблица 3) 10-кратное CV показало, что общий коэффициент ошибочной классификации значительно высок. В частности, ошибочная классификация каждой группы такова: плоский диск 64%, стоматоциты 13,4%, двояковогнутые 32,3% и эхинофероциты 4,2%. Только эхиносфероциты эритроцитов могут быть точно классифицированы с учетом двухмерных характеристик, в то время как другие категории имеют значительную ошибку. Согласно матрице путаницы, PRNN путает двояковыпуклые и плоские диски, используя двумерные функции (данные не показаны).Напротив, трехмерные функции, описанные в таблице 1, дают более точные и интересные результаты. Согласно результатам 10-кратного CV, частота ошибочной классификации составляет 0%, 1,6%, 3,2% и 0% для эритроцитов с плоским диском, стоматоцитов, двояковогнутых и эхинофероцитов соответственно. В таблице 4 показана ошибка классификации для двухмерных и трехмерных объектов. Следует отметить, что представленная стратегия классификации нейронной сети использовалась для оценки способности различать набор признаков на основе трехмерных морфологических свойств эритроцитов по сравнению с двумерными признаками.Результаты классификации, полученные с помощью нейронной сети, показывают, что трехмерные признаки могут быть более эффективными при классификации эритроцитов, чем двухмерные признаки.

Таблица 3

Описание двухмерных функций.

Название функции Описание
2-D-F1 PSA PSA = N × p2 (p — размер пикселя в голографическом изображении, N — количество пикселей в RBC)
2-D-F2 Периметр ( Pr ) Длина границы RBC
2-D-F3 Окружность ( Ci ) Ci = Pr2PSA 2-D1213- 2 -1213- 9 F4 Удлинение ( El ) Ориентация кода цепочки на границе ячейки
2-D-F5 Радиостанции (R) Радиус оценивается с учетом радиуса круга, имеющего площадь PSA R = PSA / π
2-D-F6 PSA / периметр (PSP) PSP = PSAPr

Таблица 4

Результаты ошибочной классификации 2-D и 3-D элементов.

Плоский диск Стоматоцит Двояковыпуклый Эхинофероцит
2-D элементы 64% % 31222 9122 0% 1,6% 3,2% 0%

В другом эксперименте мы оценили нормализованную взаимную информацию между каждой характеристикой в ​​двух- и трехмерных объектах. 40 В случае двухмерных объектов оказывается, как показано в Таблице 5, что между некоторыми функциями существует большая взаимная информация.Взаимная информация — это количество информации, которую разделяют две функции. Если взаимная информация между двумя функциями велика (мала), эти две функции тесно (а не тесно) связаны. Если взаимная информация становится равной нулю, две функции независимы. Например, 2-D-F1 имеет важную взаимную информацию с функциями 2-D-F2, 2-D-F4, 2-D-F5 и 2-D-F6 (см. Первую строку таблицы 5). Следовательно, эта функция статистически избыточна и не может добавить существенную информацию.

Таблица 5

Нормализованная взаимная информация между двумерными объектами.

2-D-F1 2-D-F2 2-D-F3 2-D-F4 2-D-F5 2-D-F6
2 -D-F1 1 0,61 0,13 0,37 0,31 0,33
2-D-F2 0,61 1
21 0,057
21 0,057
2-D-F3 0,13 0,057 1 0.12 0,7 0,014
2-D-F4 0,37 0,25 0,12 1 0,15 0,14
912 -0,312 -0,312 912 -22 D-F4 912 -0 912-912-912-21 0,7 0,15 1 0,04
2-D-F6 0,33 0,37 0,014 0,14 0,04 19.

Объединение двухмерных и трехмерных объектов и выбор наилучшего набора признаков

Мы считаем, что лучшая модель классификации должна учитывать не только трехмерные, но и двухмерные особенности.Однако стоит отметить, что ни одна функция не может добавить существенную информацию в модель классификации. Таким образом, мы считаем, что производительность любой модели классификации можно повысить, воспользовавшись преимуществами стратегии выбора признаков (FS). В FS мы стремимся найти лучший набор функций, у которых есть самая сильная (или сильная) способность различать каждый класс. Вообще говоря, FS сохраняет исходные характеристики без изменений; функции, которые считаются неважными / несущественными / избыточными, просто исключаются из дальнейшего рассмотрения, при этом выбираются только те функции, которые вносят значительный вклад в проблему классификации.Следовательно, FS может уменьшить количество функций (переменных) задачи классификации и сделать модель более простой (или менее сложной) и сократить время обучения. 40 Мы также применили FS в этом исследовании, используя технику SFFS. Вообще говоря, в SFFS функции последовательно добавляются к пустому набору кандидатов до тех пор, пока добавление дополнительных функций не уменьшит критерий. Он состоит из двух компонентов: целевой функции, называемой критерием, и алгоритма последовательного поиска.Раньше общими критериями были степень ошибочной классификации объектов классификации (аналогичные в этой статье) и среднеквадратичная ошибка для регрессионных моделей. Алгоритм последовательного прямого поиска добавляет функции из подмножества кандидатов при оценке критерия. Поскольку исчерпывающее сравнение значения критерия на всех 2n подмножествах набора данных с n признаками обычно невозможно (иногда возможно, но требует много времени), последовательные поиски увеличивают набор кандидатов. Оказывается, что следующие характеристики: средняя толщина эритроцитов (3-D-F1), соотношение объемов площади поверхности вида сверху (TVS) (3-D-F4), коэффициент сферичности (3-D-F9), верхняя сторона кольцо, разделенное нижней стороной кольца (3-D-F11), и периметр (2-D-F2) могут лучше классифицировать несколько эритроцитов в этом исследовании.Наши экспериментальные результаты также показывают, что добавление дополнительных функций не добавляет значительной способности различения к окончательной модели классификации. Как уже упоминалось ранее, SFFS отвечает за добавление или удаление функций из окончательного набора функций. Одним из компонентов SFFS является целевая функция, которая в данном случае представляет собой степень ошибочной классификации. SFFS начинает с пустого набора и добавляет в набор одну за другой функции и оценивает частоту ошибочной классификации. Если есть существенное изменение целевой функции (частота ошибочной классификации), то этот признак может быть добавлен к окончательному набору признаков (см. Таблицу 6).

Таблица 6

Степень ошибочной классификации после добавления каждой функции в набор функций.

Элементы, добавленные в набор Значение критерия (степень ошибочной классификации)
Средняя толщина эритроцитов (3-D-F1) 0,252396
Периметр эритроцитов (2-D-F1221) 0,1234522
Отношение площади к объему TVS (3-D-F4) 0,0670927
Коэффициент сферичности (3-D-F9) 0.0607029
Верхняя сторона кольца, разделенная нижней стороной кольца (3-D-F11) 0,0511182
Добавление следующего элемента в набор функций (шестой элемент) 0,479233
Добавление следующей функции к набору функций (седьмая функция) 0,479233
Добавление следующей функции к набору функций (восьмая функция) 0,479233

Согласно таблице 6 после добавления 7-й и 8-й функций неверная классификация ставка никогда не меняется.Это означает, что они не вносят никакого вклада в окончательный набор функций. Добавление 6-й функции незначительно снижает частоту ошибочной классификации, но мы по-прежнему не рассматривали ее как часть набора функций, так как мы хотели, чтобы окончательный набор функций был как можно меньше (всего пять функций).

На рисунке 7 показаны RBC распределения данных для каждой выбранной функции. Мы видим, что распределение средней толщины эритроцитов эхинофероцитов практически не перекрывается с другими распределениями [рис.7 (а)]. Таблица 7 показывает частоту ошибочной классификации окончательного набора функций и подхода PRNN.

Рис. 7

Распределение данных наилучшего набора функций. (а) Среднее значение толщины. (б) Коэффициент сферичности. (c) Верхняя сторона кольца / нижняя сторона кольца. (d) Соотношение объема поверхности при виде сверху. (e) Периметр.

Таблица 7

Результаты ошибочной классификации для наилучшего набора признаков, полученного методом последовательного выбора признаков.

Плоский диск Стоматоцит Двояковогнутый Эхиносфероцит
Лучший набор функций 0% 0.9% 3,1% 0%

Матрица неточностей тестового набора показывает, что PRNN иногда путает стоматоциты и эхинофероциты, потому что есть случаи, в которых эритроциты имеют морфологию, аналогичную как стоматоцитам, так и эхинофероцитам (см. Рис. 8). ). Из рис. 8 видно, что эритроциты сходны по морфологии как с стоматоцитами, так и с эхинофероцитами, а апостериорная вероятность принадлежности к категориям стоматоцитов и эхиносфероцитов составляет 0,33 и 0,66 соответственно.Даже для человека-экзаменатора может быть сложно отнести его к правильной категории.

Рис. 8

Образец эритроцитов, сбивающий с толку нейронную сеть, похож как на устьица, так и на сфероцит. (а) трехмерное представление и (б) представление на плоскости X-Y.

В другом эксперименте мы попытались подсчитать различные типы эритроцитов в пяти количественных фазовых изображениях с несколькими эритроцитами. Изображения проверяются визуально инспектором-человеком, а затем представляются результаты. На рис. 9 (а) доминируют эритроциты стоматоцитов (плоские диски 0/80, стоматоциты 58/80, двояковогнутые 8/80 и эхинофероциты 14/80), а на других изображениях двояковогнутые эритроциты [рис.9 (b) имеет следующие плоские диски 2/27, стоматоциты 5/27, двояковогнутые 20/27 и эхиносфероциты 0/27], и эхиносфероциты являются доминирующими [Рис. 9 (c) показаны типы RBC плоского диска 0/49, стоматоцитов 5/49, двояковыпук 6/49 и эхинофероцитов 38/49, а на фиг. 9 (d) показаны типы RBC плоского диска 0/63, стоматоциты 3/63, двояковыпук 1/63 и эхиносфероциты 59/63]. На рисунке 9 (e) показано изображение со временем хранения 40 дней с большим количеством плоских дисковых эритроцитов (плоский диск: 16/36, стоматоциты: 7/36, двояковыпуклые: 5/36 и эхинофероциты: 8/36).Цифры в скобках показывают количество каждой морфологии, полученной инспектором-человеком. Сначала каждое изображение сегментируется на множество эритроцитов, поскольку выделение признаков должно применяться на уровне отдельных ячеек. Затем рассчитывается процентное содержание различных типов эритроцитов в фазовых изображениях эритроцитов (см. Рис. 9). Как и ожидалось, классификатор показал, что на первом образце эритроциты стоматоцитов доминируют. Напротив, на втором и пятом рисунках основными типами являются двояковогнутые и плоские эритроциты.Третий и четвертый рисунки показывают, что эхиносфероциты являются доминирующими эритроцитами. Хотя есть небольшая ошибка в подсчете недоминирующих эритроцитов, главное и важное — это подсчет и отчет о доминирующем типе для дальнейшего исследования.

Рис. 9

Пять образцов эритроцитов и результаты подсчета. (а) Плоский диск: 0%, стоматоциты: 76,2% (61/80), двояковыпуклые: 11,25% (9/80) и эхиносфероциты: 10% (8/80). (b) Плоский диск: 7,40% (2/27), стоматоциты: 18,51% (5/27), двояковыпуклые: 74,07% (20/27) и эхиносфероциты: 0%.(c) Плоский диск: 0%, стоматоциты: 12,24% (6/49), двояковыпуклые: 10,2% (5/49) и эхиносфероциты: 77,55% (38/49). (d) Плоский диск: 0%, стоматоциты: 7,94% (5/63), двояковогнутые: 1,59% (1/63) и эхинофероциты: 90,4% (57/63). (e) Плоский диск: 47,22% (17/36), стоматоциты: 25% (9/36), двояковыпуклые: 19,5,2% (7/36) и эхинофероциты: 8,3% (3/36).

Согласно результатам, предлагаемый набор функций и классификатор могут автоматически подсчитывать и классифицировать различные типы эритроцитов в эритроцитах человека, используя преимущества двухмерных и трехмерных профилей эритроцитов.Классификатор полезен для оценки аномалий, связанных с эритроцитами, поскольку соотношение различных типов эритроцитов связано с определенными типами заболеваний. Использование технологии NN имеет некоторые недостатки в отношении классификации, например, отсутствие формулы для количества узлов и скрытых слоев. Как правило, эти числа в сети зависят от проблемы и определяются методом проб и ошибок.

Мы считаем, что DHM, предоставляя количественные фазовые изображения, позволяет выполнять различные виды анализа, особенно для целей классификации.Например, кто-то может легко классифицировать эхино-эхино-сфероцит от остальных клеток, используя обычный классификатор бинарной машины опорных векторов (SVM) и одну или две функции. На рисунке 10 (а), например, показана плотность средней толщины клеток эхинофероцитов по сравнению с другими эритроцитами. Для разделения этих двух групп можно использовать любой двоичный классификатор. На рисунке 10 (b) показано рассеяние двух групп на основе значения средней толщины (AT) и площади поверхности, а также классификатора SVM с его граничной областью.

Рис. 10

(a) Распределение значений AT для эхиносфероцитов и других эритроцитов и (b) классификатор SVM для разделения эхиноцитов и других клеток с использованием AT и общей площади поверхности.

6.

Выводы

Автоматическая классификация различных типов эритроцитов в эритроцитах человека — сложная и важная проблема для патологической диагностики. В частности, что касается эритроцитов, очень актуальна классификация на основе их трехмерного профиля. Другая проблема заключается в том, что, поскольку потребности в лабораториях постоянно растут, а уровень финансирования и укомплектования персоналом, как правило, ниже желаемого уровня, очень желательно внедрение системы, которая сокращает время персонала, экономична и неинвазивна.В этой статье мы представили и оценили использование PRNN применительно к 2-D и 3-D характеристикам эритроцитов, полученных с помощью DHM, для классификации и подсчета двояковогнутых, стоматоцитов, плоских дисков и эхиностоматоцитов в образце эритроцитов. с несколькими типами. Шесть двумерных объектов и 13 трехмерных объектов были извлечены, и сразу после этого сравниваются результаты классификации. Наши экспериментальные результаты показывают, что трехмерные функции содержат больше полезной информации при классификации эритроцитов. Кроме того, FS показывает, что средняя толщина эритроцитов, объемное соотношение площади TVS, коэффициент сферичности, верхняя сторона кольца, разделенная на нижнюю сторону кольца, и периметр эритроцитов могут лучше классифицировать эритроциты по желаемым категориям.Экспериментальные результаты и производительность предполагают, что окончательный набор функций может помочь в классификации и подсчете эритроцитов, что существенно важно при анализе аномалий эритроцитов и заболеваний, связанных с формой.

Раскрытие информации

У авторов нет соответствующих финансовых интересов или конфликтов интересов, которые следует раскрывать.

Благодарности

Эта работа была поддержана Программой фундаментальных научных исследований через Национальный исследовательский фонд Кореи (NRF), который финансируется Министерством науки, ИКТ и будущего планирования (NRF-2015K1A1A2029224) и исследовательскими фондами из Чосуна. Университет, 2016.

Литература

3.

Z. Tu, «Геометрия мембран», J. Geom. Физика симметрии, 24 45 –75 (2011). Google ученый

4.

М. Бессис, Р. Вид и П. Леблон, Форма красных клеток, физиология, ультраструктура патологии, Спрингер, Нью-Йорк (1973). Google ученый

12.

Дж. Коллакова и др., «Голографическая микроскопия с контролем когерентности позволила распознать некроз как механизм гибели раковых клеток после воздействия цитопатической мутной эмульсии», Дж.Биомед. Опт., 20 111213 (2015). http://dx.doi.org/10.1117/1.JBO.20.11.111213 JBOPFO 1083-3668 Google Scholar

16.

Дж. Бакус и Дж. Веенс, «Автоматизированный метод дифференциальной классификации эритроцитов с применением для диагностики анемии», J. Histochem. Cytochem., 25 614 –632 (1977). http://dx.doi.org/10.1177/25.7.330716 JHCYAS 0022-1554 Google Scholar

21.

П. Марке, К. Деперсинг и П. Магистретти, «Обзор количественной фазово-цифровой голографической микроскопии: многообещающий новый метод визуализации для определения активности нейронных сетей и идентификации клеточных биомаркеров психических расстройств», Нейрофотоника, 1 020901 (2014).http://dx.doi.org/10.1117/1.NPh.1.2.020901 Google Scholar

27.

R. Liu et al., «Распознавание и классификация эритроцитов с использованием цифровой голографической микроскопии и кластеризации данных с дискриминантным анализом», J. Opt. Soc. Являюсь. А, 28 1204 –1210 (2011). http://dx.doi.org/10.1364/JOSAA.28.001204 JOAOD6 0740-3232 Google Scholar

28.

I. Moon et al., «Автоматический количественный анализ трехмерной морфологии и среднего корпускулярного гемоглобина в эритроцитах человека, хранящихся в разные периоды», Опт.Экспресс, 21 30947 –30957 (2013). http://dx.doi.org/10.1364/OE.21.030947 OPEXFF 1094-4087 Google Scholar

29.

К. Яферзаде и И. Мун, «Количественное исследование трехмерных геометрических и химических изменений эритроцитов в области накопления с использованием цифровой голографической микроскопии», J. Biomed. Опт., 20 111218 (2015). http://dx.doi.org/10.1117/1.JBO.20.11.111218 JBOPFO 1083-3668 Google Scholar

30.

W. Reinhart and S.Чиен, «Реология эритроцитов в трансформации стоматоцитов в эхиноциты: роль геометрии и формы клеток», Кровь, 67 1110 –1118 (1986). BLOOAW 0006-4971 Google Scholar

31.

Л. Джеральд, М. Уортис и Р. Мухопадхьяй, «Последовательность эхиноцитов стоматоцитов-дискоцитов эритроцита человека: доказательство гипотезы двухслойной пары из мембранной механики», Proc. Natl. Акад. Sci. США, 99 4457 –4461 (2002). http: // dx.doi.org/10.1073/pnas.202617299 Google Scholar

33.

Д. Кор, К. Ван Бускерк и О. Гайич, «Повреждение хранения красных кровяных телец», Bosn J. Basic Med. Наук, 9 21 –27 (2009). Google ученый

37.

Э. Куш, П. Марке и К. Деперсинг, «Одновременная амплитудная и количественная фазово-контрастная микроскопия путем численной реконструкции внеосевых голограмм Френеля», Прил. Опт., 38 6994 –7001 (1999). http: // dx.doi.org/10.1364/AO.38.006994 APOPAI 0003-6935 Google Scholar

38.

T. Colomb et al., «Автоматическая процедура компенсации аберраций в цифровой голографической микроскопии и применение компенсации формы образца», Прил. Опт., 45 851 –863 (2006). http://dx.doi.org/10.1364/AO.45.000851 APOPAI 0003-6935 Google Scholar

40.

Г. Форман, «Обширное эмпирическое исследование показателей выбора функций для классификации текста», Дж.Мах. Учиться. Res., 3 1289 –1305 (2003). Google ученый

41.

Y. Bengio и Y. Grandvalet, «Нет объективной оценки дисперсии перекрестной проверки в K-кратном размере», J. Mach. Учиться. Рез., 5 1089 –1105 (2004). Google ученый

42.

P. Marquet et al., «Цифровая голографическая микроскопия: метод неинвазивной контрастной визуализации, позволяющий количественно визуализировать живые клетки с субволновой осевой точностью», Опт.Lett., 30 468 –470 (2005). http://dx.doi.org/10.1364/OL.30.000468 OPLEDP 0146-9592 Google Scholar

Биография

Кейван Джаферзаде — аспирант факультета компьютерной инженерии Университета Чосун. Он получил степень бакалавра программной инженерии и степень магистра мехатронной инженерии в 2006 и 2010 годах соответственно. Его текущие исследовательские интересы включают обработку изображений, цифровую голографию, сжатие изображений и машинное зрение.

Инкю Мун получил степень бакалавра электроники в университете Сунгкюнкван в Корее в 1996 году и докторскую степень в области электротехники и вычислительной техники в Университете Коннектикута в США в 2007 году. Он присоединился к университету Чосун в Корее в 2009 году. в настоящее время профессор Школы компьютерной инженерии. Его исследовательские интересы включают цифровую голографию, биомедицинскую визуализацию и оптическую обработку информации. Он является членом IEEE, OSA и SPIE.

Гемоглобин: структура, функция, аномальные уровни

Гемоглобин играет жизненно важную роль в вашем организме. Это белок в красных кровяных тельцах (эритроцитах), который переносит кислород из легких во все ткани и органы. Таким образом, любые отклонения от нормы уровня или структуры гемоглобина могут привести к серьезным симптомам.

Симптомы, связанные с аномалиями гемоглобина, могут включать усталость, учащенное сердцебиение, бледность кожи и многое другое. Если у вас есть какие-либо из этих проблем, ваш лечащий врач начнет диагностический процесс, чтобы определить причину, и может назначить вам тест на гемоглобин.

Структура

Гемоглобин — это белок, состоящий из четырех аминокислотных цепей. Каждая из этих цепочек содержит гем — соединение, содержащее железо и переносящее кислород в кровоток.

Гемоглобин отвечает за форму эритроцитов, которые обычно выглядят как пончики, но с тонким центром, а не отверстием. В условиях, связанных с аномальным гемоглобином, таких как серповидно-клеточная анемия, аномальная форма эритроцитов может привести к проблемам.

Пигмент гемоглобина отвечает за красный цвет крови.

Функция

Гемоглобин связывает и транспортирует кислород из капилляров легких ко всем тканям тела. Он также играет роль в транспортировке углекислого газа из тканей тела обратно в легкие.

Оксид азота и окись углерода также могут связываться с гемоглобином. Окись углерода связывается с гемоглобином намного легче, чем кислород, и ее присутствие фактически препятствует связыванию кислорода с гемоглобином. Вот почему отравление угарным газом так серьезно.

Условия с низким гемоглобином

Низкий уровень гемоглобина часто называют анемией. Причины анемии могут включать все, что влияет на уровень или функцию гемоглобина или эритроцитов.

Причины низкого гемоглобина включают:

  • Кровопотеря: Это может произойти из-за хирургического вмешательства, обильных менструаций, кровотечения в желудочно-кишечном тракте или любой другой формы кровотечения. У женщин в пременопаузе более низкий уровень гемоглобина, чем у мужчин, из-за менструации.
  • Отсутствие производства: Снижение производства клеток в костном мозге может происходить из-за недостаточности костного мозга (например, апластической анемии) или инфильтрации костного мозга раком, таким как лейкемия, лимфома или солидными опухолями, такими как метастатический рак груди.
  • Гемолиз (распад эритроцитов): Клетки крови могут быть гемолизированы из-за таких состояний, как тяжелые инфекции, токсины и малярия.
  • Дефицит питания: Дефицит железа, дефицит витамина B12 и дефицит фолиевой кислоты могут вызывать анемию.
  • Заболевание почек: Здоровые почки выделяют эритропоэтин, гормон, который способствует выработке эритроцитов.
Веривелл / JR Bee

Условия с повышенным гемоглобином

Несколько состояний связаны с повышенным уровнем гемоглобина, в том числе:

  • Заболевания легких, такие как ХОБЛ и фиброз легких
  • Врожденный (присутствующий при рождении) порок сердца
  • Правожелудочковая недостаточность (легочное сердце)

В этих случаях повышенный гемоглобин является результатом механизма компенсации недостатка кислорода в организме.

Тест на гемоглобин может показать искусственно повышенный уровень гемоглобина из-за обезвоживания. В этой ситуации гемоглобин более концентрирован, когда в организме мало жидкости.

Гемоглобин также может быть повышен у людей, живущих на больших высотах, из-за наличия кислорода в атмосфере.

Аномальный гемоглобин

Состояния, при которых гемоглобин имеет ненормальную структуру, включают:

  • Серповидно-клеточная анемия : Это наследственное заболевание, при котором аномальный гемоглобин приводит к образованию эритроцитов серповидной формы.Они могут «застревать» в кровеносных сосудах, вызывая боль, образование тромбов и повышенный риск инсульта.
  • Талассемия : Эти наследственные заболевания характеризуются различными типами аномального гемоглобина. Как альфа-талассемия, так и бета-талассемия имеют много разных типов, и симптомы варьируются от нулевых до тяжелых.

Люди с талассемией часто страдают пожизненной анемией, и им могут потребоваться частые переливания крови. Промежуточная талассемия также называется «талассемией, не зависящей от переливания крови» и может быть обнаружена только в зрелом возрасте.

Оценка уровней гемоглобина

Уровень гемоглобина обычно измеряется как часть общего анализа крови (CBC). Результаты других лабораторных тестов также могут помочь определить причину проблем с гемоглобином.

Это включает:

  • Общее количество эритроцитов
  • Индексы эритроцитов, такие как MCHC (средняя концентрация корпускулярного гемоглобина), MCH (средний корпускулярный гемоглобин) и MCV (средний корпускулярный объем)
  • Уровень ферритина в сыворотке, измеряющий запасы железа в организме

Нормальные диапазоны гемоглобина

Нормальный уровень гемоглобина зависит от возраста и пола.Они измеряются в граммах на децилитр (г / дл).

  • Взрослый самец : 13,8-17,2 г / дл
  • Взрослый самец : 12,1-15,1 г / дл

Слово Verywell

Если вы слышите о гемоглобине, вы можете подумать о кровотечении, особенно обильном менструальном кровотечении. Тем не менее, существует широкий спектр заболеваний, которые могут привести как к повышенному, так и к пониженному уровню гемоглобина. Кроме того, аномальные типы гемоглобина могут способствовать развитию болезни.

Чтобы определить причину низкого или высокого гемоглобина, ваш лечащий врач задаст вопросы, проведет физический осмотр и оценит другие анализы крови в сочетании с вашим уровнем гемоглобина.

Часто задаваемые вопросы

  • Каковы признаки того, что у меня низкий уровень эритроцитов?

    Усталость — признак номер один. Это вызвано анемией — заболеванием крови, возникающим из-за недостатка гемоглобина, необходимого белка, содержащегося в красных кровяных тельцах. Другие симптомы могут включать головную боль, головокружение, слабость, бледность кожи, ощущение холода и затрудненное дыхание.

  • Вызывает ли анемия частые упражнения?

    Интенсивные тренировки, особенно у спортсменов на выносливость, могут вызвать состояние, называемое «спортивной анемией».«Это не анемия, которая вызывает усталость и требует добавок железа. Спортивная анемия относится к относительно низким уровням гемоглобина у хорошо подготовленных спортсменов, что является результатом увеличения объема плазмы. Это имеет положительный эффект, позволяя крови лучше циркулировать кислород во время упражнений.

  • Как медицинские работники определяют, есть ли у вас проблемы с гемоглобином?

    Анализ крови, называемый электрофорезом, измеряет типы гемоглобина в вашей крови и определяет аномальный гемоглобин, в том числе:

    • HgbS: связано с серповидно-клеточной анемией
    • HgbC: вызывает легкую анемию
    • HgbE: вызывает легкую анемию
.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *