Популяція еритроцитів неоднорідна за формою і розмірами. У нормальній крові людини основну масу складають еритроцити двояковогнутой форми - діскоцітов (80-90%). Крім того, є планоціти (з плоскою поверхнею) і старіючі форми еритроцитів - шиповидні еритроцити, або ехіноціти. куполоподібні, або стоматоціти. і кулясті, або сфероціти. Процес старіння еритроцитів йде двома шляхами - кренірованіем (тобто утворенням зубців на плазмолемме) або шляхом інвагінації ділянок плазмолеми.
При кренірованіі утворюються ехіноціти з різним ступенем формування виростів плазмолеми, які згодом відпадають. При цьому формується еритроцит у вигляді мікросфероцітов. При інвагінації плазмолеми еритроцита утворюються стоматоціти, кінцевою стадією яких також є мікросфероціт.
Одним з проявів процесів старіння еритроцитів є їх гемоліз. що супроводжується виходженням гемоглобіну; при цьому в крові виявляються т.зв. «Тіні» еритроцитів - їх оболонки.
Обов'язковою складовою частиною популяції еритроцитів є їхні молоді форми, звані ретикулоцити або поліхроматофільний еритроцитами. У нормі їх від 1 до 5% від кількості всіх еритроцитів. У них зберігаються рибосоми і ендоплазматична мережа, що формують зернисті і сітчасті структури, які виявляються при спеціальній суправітально забарвленням. При звичайній гематологічної забарвленням (АЗУР II - еозином) вони проявляють Поліхроматофілія і фарбуються в сіро-блакитний колір.
При захворюваннях можуть з'являтися аномальні форми еритроцитів, що частіше за все обумовлено зміною структури гемоглобіну (Нb). Заміна навіть однієї амінокислоти в молекулі Нb може бути причиною зміни форми еритроцитів. Як приклад можна привести поява еритроцитів серповидної форми при серповидно-клітинної анемії, коли у хворого має місце генетичне пошкодження в? -ланцюга гемоглобіну. Процес порушення форми еритроцитів при захворюваннях отримав названіепойкілоцітоз.
Як було сказано вище, в нормі кількість еритроцитів зміненої форми може бути близько 15% - це т.зв. фізіологічний пойкилоцитоз.
Розміри еритроцитів в нормальній крові також варіюють. Більшість еритроцитів мають діаметр близько 7,5 мкм і називаються нормоцити. Інша частина еритроцитів представлена мікроцітов і макроцітамі. Мікроціти мають діаметр <7, а макроциты>8 мкм. Зміна розмірів еритроцитів називається анизоцитозом.
Плазмолемма еритроцита складається з бішару ліпідів і білків, представлених приблизно в рівних кількостях, а також невеликої кількості вуглеводів, які формують гликокаликс. Зовнішня поверхня мембрани еритроцита несе негативний заряд.
У плазмолемме еритроцита ідентифіковано 15 головних білків. Більше 60% всіх білків складають: прімембранной білок спектрин і мембранні білки - гликофорин і т.зв. смуга 3.
Спектрин є білком цитоскелету, пов'язаних з внутрішньою стороною плазмолеми, бере участь у підтримці двояковогнутой форми еритроцита. Молекули спектрина мають вигляд паличок, кінці яких пов'язані з короткими Актинові філаменти цитоплазми, утворюючи т.зв. «Вузловий комплекс». Цитоскелетних білок, що зв'язує спектрин і актин, одночасно з'єднується з білком глікофорину.
На внутрішньої цитоплазматичної поверхні плазмолеми утворюється гнучка сетевидная структура, яка підтримує форму еритроцита і протистоїть тискові при проходженні його через тонкий капіляр.
При спадкової аномалії спектрина еритроцити мають сферичну форму. При недостатності спектрина в умовах анемії еритроцити також приймають сферичну форму.
З'єднання спектрінового цитоскелета з плазмолеммой забезпечує внутрішньоклітинний белоканкерін. Анкирин пов'язує спектрин з трансмембраним білком плазмолеми (смуга 3).
Гликофорин - трансмембранний білок, який пронизує плазмолемму у вигляді одиночної спіралі, і його велика частина виступає на зовнішній поверхні еритроцита, де до нього приєднано 15 окремих ланцюгів олігосахаридів, які несуть негативні заряди. Глікофорину відносяться до класу мембранних глікопротеїнів, які виконують рецепторні функції. Глікофорину виявлені тільки в еритроцитах.
Смуга 3 являє собою трансмембранний гликопротеид, поліпептидний ланцюг якого багато разів перетинає бислой ліпідів. Цей гликопротеид бере участь в обміні кисню і вуглекислоти, які зв'язує гемоглобін - основний білок цитоплазми еритроцита.
Олігосахариди гликолипидов і глікопротеїдів утворюють гликокаликс. Вони визначають антигенний склад еритроцитів. При зв'язуванні цих антигенів відповідними антитілами відбувається склеювання еритроцитів - аглютинація. Антигени еритроцитів отримали назву агглютіногени. а відповідні їм антитіла плазми крові - аглютиніни. У нормі в плазмі крові немає аглютинінів до власних еритроцитів, в іншому випадку виникає аутоімунне руйнування еритроцитів.
В даний час виділяють понад 20 систем груп крові за антигенними властивостями еритроцитів, тобто за наявністю або відсутністю на їх поверхні агглютиногенов. За системою AB0 виявляють агглютіногени A і B. Цим антигенів еритроцитів відповідають # 945; - і # 946; -агглютініни плазми крові.
Аглютинація еритроцитів властива також нормальної свіжої крові, при цьому утворюються так звані «монетні стовпчики», або сладж. Це явище пов'язане з втратою заряду плазмолеми еритроцитів. Швидкість осідання (аглютинації) еритроцитів (ШОЕ) в 1 ч у здорової людини становить 4-8 мм у чоловіків і 7-10 мм у жінок. ШОЕ може значно змінюватися при захворюваннях, наприклад при запальних процесах, і тому служить важливою діагностичною ознакою. В рухається крові еритроцити відштовхуються через наявність на їх плазмолемме однойменних негативних зарядів.
Цитоплазма еритроцита складається з води (60%) і сухого залишку (40%), що містить, в основному, гемоглобін.
Кількість гемоглобіну в одному еритроциті називають колірним показником. При електронній мікроскопії гемоглобін виявляється в гіалоплазме еритроцита у вигляді численних щільних гранул діаметром 4-5 нм.
Гемоглобін - це складний пігмент, що складається з 4 поліпептидних ланцюгів глобіну ІГЕМ (железосодержащего порфирина), що володіє високою здатністю зв'язувати кисень (O2), вуглекислоту (CO2), чадний газ (CO).
Гемоглобін здатний зв'язувати кисень в легенях, - при цьому в еритроцитах утворюється оксигемоглобін. У тканинах виділяється вуглекислота (кінцевий продукт тканинного дихання) надходить в еритроцити і з'єднуючись з гемоглобіном образуеткарбоксігемоглобін.
Руйнування еритроцитів з виходом гемоглобіну з клітин називається гемоліз ом. Утилізація старих або пошкоджених еритроцитів проводиться макрофагами головним чином в селезінці, а також в печінці та кістковому мозку, при цьому гемоглобін розпадається, а вивільняється з гема залізо використовується для утворення нових еритроцитів.
У цитоплазмі еритроцитів містяться ферменти гліколізу. за допомогою яких синтезуються АТФ і НАДН, що забезпечують енергією основні процеси, пов'язані з перенесенням О2 і СО2, а також підтримання осмотичного тиску і перенесення іонів через плазмолемму еритроцита. Енергія гліколізу забезпечує активний транспорт катіонів через плазмолемму, підтримання оптимального співвідношення концентрації К + і Na + в еритроцитах і плазмі крові, збереженні форми і цілісності мембрани еритроцита. НАДН бере участь в метаболізмі Нb, запобігаючи окислення його в метгемоглобін.
Еритроцити беруть участь в транспорті амінокислот і поліпептидів, регулюють їх концентрацію в плазмі крові, тобто виконують роль буферної системи. Постійність концентрації амінокислот і поліпептидів в плазмі крові підтримується за допомогою еритроцитів, які адсорбують їх надлишок з плазми, а потім віддають різних тканин і органів. Таким чином, еритроцити є рухомим депо амінокислот і поліпептидів.