Эритроциты

Морфология эритроцитов — какие показатели могут быть затронуты ее изменением?

Марина Дмитриевна

2017.08.14

2 804

Эритроциты

В состав крови человека входят различные форменные элементы, в числе которых особо примечательны красные кровяные тельца, имеющие более известное название – «эритроциты». задача этих клеток – доставки кислорода к тканям всех органов и транспортировка в обратном направлении углекислого газа.

Что такое эритроциты

Эритроциты – это красные кровяные клетки человека и животных, содержащие гемоглобин. Они имеют специфическую двояковогнутую дисковую форму. Из-за этой особенной формы общая поверхность этих клеток составляет до 3000 м² и превосходит поверхность тела человека в 1500 раз.

Для обычного человека эта цифра интересна тем, что кровяная клетка выполняет одну из своих основных функций именно своей поверхностью. Справочно. Чем больше суммарная поверхность красных кровяных клеток, тем лучше для организма.

Если бы эритроциты были обычной для клеток шарообразной формы, то площадь их поверхности была на 20 % меньше существующей. Благодаря своей необычной форме красные клетки могут:

• Транспортировать большее количество кислорода и углекислого газа.
• Проходить через узкие и изогнутые капиллярные сосуды. Способность проходить в самые отдаленные участки человеческого тела эритроциты теряют с возрастом, а также при патологиях, связанных с изменением формы и размеров.

Один кубический миллиметр крови здорового человека содержит 3,9-5 миллионов красных кровяных клеток.

Химический состав эритроцитов выглядит так:

• 60% – вода;
• 40% – сухой остаток.

Сухой остаток телец состоит из:

• 90-95 % – гемоглобин, красный пигмент крови;
• 5-10 % – распределяются между липидами, белками, углеводами, солями и ферментами.

Такие клеточные структуры как ядро и хромосомы у кровяных телец отсутствуют. К безядерному состоянию эритроциты приходят в ходе последовательных преобразований в жизненном цикле. То есть жесткая составляющая клеток уменьшена до минимума. Спрашивается, зачем?

Справочно. Природа так создала красные клетки, чтобы, имея стандартный размер 7-8 мкм, они проходили через мельчайшие капилляры диаметром 2—3 мкм. Отсутствие жесткого ядра как раз и позволяет “протискиваться” сквозь тончайшие капилляры, чтобы донести до всех клеток кислород.

Характеристика морфологии мишеневидных клеток

В мишеневидном эритроците мало гемоглобина. В классификации нормальных эритроцитов должно быть 30 процентов гемоглобина от объема клетки. Нехватка вещества вызывает сокращение клеточного объема, формирование плоской формы.

Изменение формы эритроцитов приводит к тому, что они становятся жесткими, плоскими и тонкими. Диаметр клетки растет до 8,5 мкм. Слишком большие размеры и высокая плотность эритроцита обуславливает сложность прохождения через капилляры.

Это причина формирования сжатий. В клеточной оболочке возникают крупные касательные и растягивающие напряжения каплевидной формы. Образования разрушают клеточную структуру по экватору.

Внимание! В ветеринарии при исследовании крови животных также выявляются деформированные дегенеративные клетки крови

Образование, жизненный цикл и разрушение красных клеток

Образуются эритроциты от предшествующих клеток, которые происходят от стволовых. Зарождаются красные тельца в костном мозге плоских костей – черепе, позвоночнике, грудине, ребрах и костях таза.

В случае, когда по причине болезни костный мозг не в состоянии синтезировать красные кровяные тельца, они начинают вырабатываться другими органами, которые отвечали за их синтез во внутриутробном развитии (печень и селезенка).

Заметим, что, получив результаты общего анализа крови, вы можете столкнуться с обозначением RBC – это английская аббревиатура red blood cell count – количество красных кровяных телец.

Справочно. Эритроциты (RBC) производятся (эритропоэз) в костном мозге под контролем гормона эритропоэтина (ЭПО).

Здесь важно, что в дополнение к ЭПО, для производства эритроцитов требуется поставка составляющих, главным образом железа, витамина B 12 и фолиевой кислоты, которые поставляются либо с пищей, либо в качестве добавок. https://www.youtube.com/embed/MbBe0Q4i0eU

Живут эритроциты около 3-3,5 месяцев. Каждую секунду в теле человека их распадается от 2 до 10 миллионов. Старение клеток сопровождается изменением их формы. Разрушаются эритроциты чаще всего в печени и селезенке, образуя при этом продукты распада – билирубин и железо.

Функции

Эритроциты — высокоспециализированные клетки, функцией которых является перенос кислорода из лёгких к тканям тела и транспорт диоксида углерода (CO₂) в обратном направлении. У позвоночных, кроме млекопитающих, эритроциты имеют ядро, у эритроцитов млекопитающих ядро отсутствует.

Наиболее специализированы эритроциты млекопитающих, лишённые в зрелом состоянии ядра и органелл и имеющие форму двояковогнутого диска, обусловливающую высокое отношение площади к объёму, что облегчает газообмен. Особенности цитоскелета и клеточной мембраны позволяют эритроцитам претерпевать значительные деформации и восстанавливать форму (эритроциты человека диаметром 8 мкм проходят через капилляры диаметром 2—3 мкм).

Транспорт кислорода обеспечивается гемоглобином (Hb), на долю которого приходится ≈98 % массы белков цитоплазмы эритроцитов (в отсутствии других структурных компонентов). Гемоглобин является тетрамером, в котором каждая белковая цепь несёт гем — комплекс протопорфирина IX с ионом 2-валентного железа, кислород обратимо координируется с ионом Fe2+ гемоглобина, образуя оксигемоглобин HbO₂:

Hb + O₂⇌{\displaystyle \rightleftharpoons } HbO₂

Особенностью связывания кислорода гемоглобином является его аллостерическое регулирование — стабильность оксигемоглобина падает в присутствии 2,3-дифосфоглицериновой кислоты — промежуточного продукта гликолиза и, в меньшей степени, углекислого газа, что способствует высвобождению кислорода в тканях, в нём нуждающихся.

Транспорт углекислого газа эритроцитами происходит с участием , содержащейся в их цитоплазме. Этот фермент катализирует обратимое образование бикарбоната из воды и углекислого газа, диффундирующего в эритроциты:

H₂O + CO₂⇌{\displaystyle \rightleftharpoons } H+ + HCO₃—

В результате в цитоплазме накапливаются ионы водорода, однако снижение pH при этом незначительно из-за высокой буферной ёмкости гемоглобина. Вследствие накопления в цитоплазме ионов бикарбоната возникает градиент концентрации, однако ионы бикарбоната могут покидать клетку только при условии сохранения равновесного распределения зарядов между внутренней и внешней средой, разделённых цитоплазматической мембраной, то есть выход из эритроцита иона бикарбоната должен сопровождаться либо выходом катиона, либо входом аниона. Мембрана эритроцита практически непроницаема для катионов, но содержит хлоридные ионные каналы, в результате выход бикарбоната из эритроцита сопровождается входом в него хлорид-аниона (хлоридный сдвиг).

Физиология формирования клеток

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

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

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

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

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

Нормы

Чтобы определить уровень эритроцитов, важно знать их границы нормы. Нормы этих клеток в крови зависят от возраста и пола

У мужчин

Норма эритроцитов в крови у мужчин зависит от возраста. Нормы (среднее значение) представлены в таблице.

Возраст	Количество эритроцитов (10 X 12/л)
20—30	4,2—5,6
30—39	4,2—5,6
40—49	4,0—5,6
50—59	3,9—5,6
60—65	3,9—5,3
старше 65	3,1—5,7

У женщин

Норма эритроцитов в крови у женщин также зависит от возраста. Данные представлены в таблице.

Возраст	Количество эритроцитов (10 X 12/л)
20—30	3,5—5,0
30—39	3,5—5,0
40—49	3,6—5,1
50—59	3,6—5,1
60—65	3,5—5,2
старше 65	3,4—5,2

Число красных кровяных телец у ребенка отличается от количества данных клеток в крови взрослого.

Возраст	Гемоглобин, г/л
< 14 дней	134—198
14 дней — 1 мес.	107—171
1—2 мес.	94—130
2—4 мес.	103—141
4—6 мес.	111—141
6—9 мес.	114—140
9—12 мес.	113—141
1—5 лет	110—140
5—10 лет	115—145
10—12 лет	120—150

Где и как образуются

Жизненный путь эритроциты начинают в красном костном мозге всех костей человека (до пятилетнего возраста).

У взрослого, после 20 лет, красные кровяные клетки вырабатываются в:

• Позвоночнике;
• Грудине;
• Ребрах;
• Подвздошной кости.

Где образуются эритроциты

Их образование проходит под влиянием эритропоэтина – почечного гормона.

Образование кровяной клетки начинается с проэритробласта. В результате многократного деления создаются зрелые клетки.

От единицы, образующей колонию, эритроцит проходит следующие этапы:

1. Эритробласт.
2. Пронормоцит.
3. Нормобласты разных видов.
4. Ретикулоцит.
5. Нормоцит.

Первородная клетка имеет ядро, которое сначала становится меньше, а затем вообще покидает клетку. Цитоплазма ее постепенно наполняется гемоглобином.

Повышение уровня эритроцитов в крови

эритремиейэритроцитозомполицитемией

• Поликистоз почек (заболевание, при котором в обеих почках появляются и постепенно увеличиваются кисты);
• ХОБЛ (хронические обструктивные болезни легких – бронхиальная астма, эмфизема легких, хронические бронхиты);
• Синдром Пиквика (ожирение, сопровождающееся легочной недостаточностью и артериальной гипертензией, т.е. стойким повышением артериального давления);
• Гидронефроз (стойкое прогрессирующее расширение почечной лоханки и чашечек на фоне нарушения оттока мочи);
• Курс терапии стероидами;
• Врожденные либо приобретенные пороки сердца;
• Пребывание в высокогорных районах;
• Стеноз (сужение) почечных артерий;
• Злокачественные новообразования;
• Синдром Кушинга (совокупность симптомов, которые возникают при чрезмерном увеличении количества стероидных гормонов надпочечников, в частности кортизола);
• Длительное голодание;
• Чрезмерные физические нагрузки.

Патология

Эритроциты человека:

1. нормальные — двояковогнутые;
2. нормальные, вид с ребра;
3. в гипотоническом растворе, разбухшие (сфероциты);
4. в гипертоническом растворе, съёжившиеся (эхиноциты)

При различных заболеваниях крови возможно изменение цвета эритроцитов, их размеров, количества, а также формы; они могут принимать, например, серповидную, овальную, сферическую или мишеневидную форму.

Изменение формы эритроцитов называется . Сфероцитоз (сферическая форма эритроцитов) наблюдается при некоторых формах наследственной анемии. Эллиптоциты (эритроциты овальной формы) встречаются при мегалобластной и железодефицитной анемии, талассемиях и других заболеваниях. Акантоциты и эхиноциты (эритроциты шиповатой формы) встречаются при поражениях печени, наследственных дефектах пируваткиназы и др. Мишеневидные эритроциты (кодоциты) — это клетки с бледной тонкой периферией и центральным утолщением, содержащем скопление гемоглобина. Встречаются при талассемиях и других гемоглобинопатиях, интоксикации свинцом и др. Серповидные эритроциты — признак серповидноклеточной анемии. Встречаются и другие формы эритроцитов.

При изменении кислотно-щелочного баланса крови в сторону закисления (от 7,43 до 7,33) происходит склеивание эритроцитов в виде монетных столбиков, либо их агрегация.

Среднее содержание гемоглобина для мужчин — 13,3—18 г% (или 4,0—5,0·1012 единиц), для женщин — 11,7—15,8 г% (или 3,9—4,7·1012 единиц). Единица измерения уровня гемоглобина представляет собой процент содержания гемоглобина в 1 грамме эритроцитарной массы.

Средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC — mean corpuscular hemoglobin concentration)

Средняя концентрация гемоглобина в эритроците вычисляется как отношение гемоглобина (г/дл) к гематокриту (%) и умноженное на 100. Различия между двумя последними индексами заключается в том, что MCH указывает на массу гемоглобина в одном эритроците и выражается в долях грамма (пикограммах), а MCHC показывает концентрацию гемоглобина в одном эритроците, т.е. соотношение содержания гемоглобина к объему клетки.

Снижение значения MCHC наблюдается при заболеваниях, сопровождающихся нарушением синтеза гемоглобина.

Повышение MCHC выше 38 г/дл встречается редко (врожденный сфероцитоз). Чаще всего увеличение этого параметра свидетельствует об ошибках, допущенных при измерении пробы.

Термины, применяемые для описания данных клеток

• Микроцитоз – средний размер красных кровяных клеток меньше нормального;
• Макроцитоз – средний размер красных кровяных клеток больше нормального;
• Нормоцитоз – средний размер красных кровяных клеток нормальный;
• Анизоцитоз – размеры красных кровяных клеток значительно отличаются, одни чересчур маленькие, другие очень большие;
• Пойкилоцитоз – форма клеток варьирует от правильной до овальной, серповидной;
• Нормохромия – красные кровяные тельца окрашены нормально, что является признаком нормального уровня в них гемоглобина;
• Гипохромия – красные кровяные клетки окрашены слабо, что указывает на то, что гемоглобина в них меньше нормы.

Эти уникальные клетки…

Еще одна важная особенность эритроцитов заключается в их двояковогнутой форме, но если бы они были шарообразными, то общая площадь их поверхности была бы меньше на 20% настоящей. Однако способности эритроцитов заключаются не только в величине их общей площади. Благодаря двояковогнутой дисковидной форме:

1. Эритроциты способны переносить больше кислорода и углекислого газа;
2. Проявлять пластичность и свободно проходить через узкие отверстия и изогнутые капиллярные сосуды, то есть, для молодых полноценных клеток в кровяном русле практически нет препятствий. Способность проникать в самые отдаленные уголки организма теряется с возрастом эритроцитов, а также при их патологических состояниях, когда изменяется их форма и размер. Например, сфероциты, серповидные, гири и груши (пойкилоцитоз), не обладают такой высокой пластичностью, не могут пролезать в узкие капилляры макроциты, а тем более, мегалоциты (анизоцитоз), поэтому и задачи свои измененные клетки выполняют не столь безупречно.

Химический состав Er представлен в большей степени водой (60%) и сухим остатком (40%), в котором 90 – 95% занимает красный пигмент крови – гемоглобин, а остальные 5 – 10% распределены между липидами (холестерин, лецитин, кефалин), белками, углеводами, солями (калий, натрий, медь, железо, цинк) и, конечно, ферментами (карбоангидраза, холинэстераза, гликолитические и пр.).

Клеточные структуры, которые мы привыкли отмечать в других клетках (ядро, хромосомы, вакуоли), у Er отсутствуют за ненадобностью. Живут эритроциты до 3 – 3,5 месяцев, затем состариваются и с помощью эритропоэтических факторов, которые выделяются при разрушении клетки, подают команду, что их пора заменить новыми – молодыми и здоровыми.

Начало свое эритроцит берет от предшественников, которые, в свою очередь, происходят от стволовой клетки. Воспроизводятся красные кровяные тельца , если в организме все нормально, в костном мозге плоских костей (череп, позвоночник, грудина, ребра, тазовые кости). В случаях, когда по каким-либо причинам костный мозг не может их производить (поражение опухолью), эритроциты «вспоминают», что во внутриутробном развитии этим занимались другие органы (печень, вилочковая железа, селезенка) и заставляют организм начать эритропоэз в забытых местах.

Нервная регуляция

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

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

Место образования эритроцитов

Важно знать, где образуются красные кровяные тельца, чтобы в случае возникновения проблем с их концентрацией в крови суметь вовремя принять меры. Сам процесс их создания сложен

Место образования эритроцитов — костный мозг, позвоночник и ребра. Рассмотрим более подробно первое из них: сначала ткани мозга растут за счет деления клеток. Позже из клеток, которые отвечают за создание всей кровеносной системы человека, формируется одно большое красное тельце, имеющее ядро и гемоглобин. Из него непосредственно получается предшественник красного кровяного тельца (ретикулоцит), который, попадая в кровь, за 2-3 часа трансформируется в эритроцит.

Жизненный цикл красных клеток крови

Рождаются эритроциты в костном мозге. Ежесекундно костный мозг производит около 2,4 миллионов новых эритроцитов.

Время жизни красных клеток крови — примерно 120 дней. К этому времени они постепенно «стареют», меняют свою форму. Во время гибели из этих клеток в плазму крови выделяется гемоглобин. Это явление называют гемолизом.

Старые клетки красной крови разрушаются, главным образом, в селезенке. Частично — в печени и красном костном мозге. Здесь их «поедают» специальные клетки — макрофаги. При этом гемоглобин распадается на составные части, которые впоследствии используются организмом для синтеза новых нормальных эритроцитов.

Особенности строения

Эритроциты относятся к самой многочисленной группе высокоспециализированных клеток крови, основной функцией которой, как уже упоминалось выше, является перенос кислорода (О₂) тканям из легких, и обратно двуокиси углерода (СО₂). Взрослые клетки не содержат ядра и цитоплазматических органелл, вследствие чего не могут синтезировать белки, жиры и АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту), участвуя в процессах окислительного фосфорилирования.

В свою очередь, это очень снижает потребности непосредственно красных телец в кислороде (они потребляют не более 2% от всего переносимого объема), а выработка АТФ обеспечивается расщеплением сахаров. Основным компонентом белковой массы, находящейся в цитоплазме красных телец, является гемоглобин (Hb), железосодержащий белок, обеспечивающий перенос кислорода. На его долю приходится около 98%.

Примерно 85% зрелых кровяных телец, имеющих название нормоциты, в диаметре не превышают 7-8 мкм, их объем составляет 80-100 мкм3 или фемтолитров, а форма напоминает двояковогнутые диски. За последний признак данные клетки иногда называют дискоциты.

Такое строение обеспечивает им увеличение площади газообмена (что в сумме составляет приблизительно 3800 м2) и минимизирует расстояние диффузии кислорода до участка его соединения с гемоглобином. При этом остальные 15% красных телец имеют нетипичную для них форму, размеры, а также могут содержать отростки, образующиеся на их поверхности.

«Взрослые» полноценные эритроциты имеют высокую пластичность, или способность к обратимой деформации. Это дает им возможность скручиваться и передвигаться по сосудам с малым диаметром, к примеру, таким как капилляры не более 2-3 мкм.

Данная возможность обеспечивается жидким состоянием клеточной мембраны и слабыми связями между гликофоринами (мембранными протеинами), фосфолипидами, и протеиновым цитоскелетом внутриклеточной основы. В ходе старения красных телец в их оболочке накапливаются холестерол, фосфолипиды с большим количеством жирных кислот, происходит необратимая агрегация (склеивание) гемоглобина и спектрина.

Это приводит к нарушению целостности мембраны, формы красных телец (дискоциты становятся сфероцитами), и как результат потери их пластичности. Данные клетки утрачивают способность проникать в капилляры и выполнять свое предназначение. Их отлавливают и разрушают макрофаги селезенки, а отдельные эритроциты гемолизируются (разрушаются) в кровеносном русле.

Ретикулоциты

Ретикулоциты представляют собой незрелые эритроциты, содержащие остатки РНК и образующиеся после потери нормобластами ядер. Число ретикулоцитов в крови отражает регенеративные свойства костного мозга.

Увеличение количества ретикулоцитов наблюдается при усиленном эритропоэзе, обусловленном кровопотерей, гемолизом, адекватным лечением анемий (железодефицитной, мегалобластной).

Уменьшение количества ретикулоцитоа или нормальное их содержание при анемии характерно для любой недостаточности эритропоэза (при гипоплазиях гемопоэза любого генеза, в том числе при острых лейкозах и метастатическом поражении костного мозга, а также при мегалобластной и железодефицитной анемии, анемиях при хронических инфекциях и заболеваниях почек).

Структура и состав

Размеры и форма эритроцитов широко варьируют среди позвоночных. Лишенные ядра эритроциты млекопитающих имеют наименьшие размеры. Почти столь же малы имеющие ядро эритроциты птиц. У остальных групп позвоночных они заметно крупнее.

Зрелые эритроциты птиц имеют ядро, однако в крови взрослых самок папуанского пингвина с очень низкой частотой встречаются и безъядерные красные кровяные тельца (B).

У большинства групп позвоночных эритроциты имеют ядро и другие органоиды.

У млекопитающих зрелые эритроциты лишены ядер, внутренних мембран и большинства органоидов. Ядра выбрасываются из клеток-предшественников в ходе эритропоэза. Обычно эритроциты млекопитающих имеют форму двояковогнутого диска и содержат в основном дыхательный пигмент гемоглобин. У некоторых животных (например, верблюдов) эритроциты имеют овальную форму.

Содержимое эритроцита представлено главным образом дыхательным пигментом гемоглобином, обусловливающим красный цвет крови. Однако на ранних стадиях количество гемоглобина в них мало, и на стадии эритробластов цвет клетки синий; позже клетка становится серой и, лишь полностью созрев, приобретает красную окраску.

Эритроциты (красные кровяные тельца) человека

Важную роль в эритроците выполняет клеточная (плазматическая) мембрана, пропускающая газы (кислород, углекислый газ), ионы (Na, K) и воду. Мембрану пронизывают трансмембранные белки — гликофорины, которые благодаря большому количеству остатков N-ацетилнейраминовой (сиаловой) кислоты ответственны примерно за 60 % отрицательного заряда на поверхности эритроцитов.

На поверхности липопротеидной мембраны находятся специфические антигены гликопротеиновой природы — агглютиногены — факторы систем групп крови (на данный момент изучено более 15 систем групп крови: AB0, резус-фактор, антиген Даффи (англ.)русск., антиген Келл, антиген Кидд (англ.)русск.), обусловливающие агглютинацию эритроцитов при действии специфических агглютининов.

Эффективность функционирования гемоглобина зависит от величины поверхности соприкосновения эритроцита со средой. Суммарная поверхность всех эритроцитов крови в организме тем больше, чем меньше их размеры. У низших позвоночных эритроциты крупные (например, у хвостатого земноводного амфиумы — 70 мкм в диаметре), эритроциты высших позвоночных мельче (например, у козы — 4 мкм в диаметре). У человека диаметр эритроцита составляет 6,2—8,2 мкм, толщина — 2 мкм, объём — 76—110 мкм³.

Содержание эритроцитов в крови:[источник не указан 858 дней]

• у мужчин — 3,9—5,5 × 1012 на литр (3,9—5,5 млн в 1 мм³),
• у женщин — 3,9—4,7 × 1012 на литр (3,9—4,7 млн в 1 мм³),
• у новорождённых — до 6,0 × 1012 на литр (до 6 млн в 1 мм³),
• у пожилых людей — 4,0 × 1012 на литр (менее 4 млн в 1 мм³).

Гранулярная клетка мозжечка — лидер рейтинга

Если рассматривать с точки зрения размера, какая клетка будет самой маленькой, то лидером станут гранулярные клетки мозжечка. Они имеют длину от 4 до 4,5 микрометров. Гранулярные клетки мозжечка образуют толстый зернистый слой коры мозжечка и являются одними из самых маленьких нейронов в мозге. Этот термин используется для нескольких несвязанных типов мелких нейронов в различных частях мозга.

Гранулярные клетки мозжечка также являются наиболее многочисленными нейронами в мозге: у людей их общее количество в среднем составляет около 50 миллиардов, что означает что они составляют около 3/4 всех нейронов мозга. Они получают все свои входные данные из мшистых волокон, при этом их соотношение находится в пропорции 200:1. Таким образом, информация в состоянии активности популяции гранулярных клеток такая же, как информация в мшистых волокнах, но перекодирована гораздо более массовым образом.

Поскольку структуры настолько малы и настолько плотно «упакованы» в своем хранилище, было очень трудно зафиксировать их пиковую активность, поэтому данных для формирования сколько-нибудь определенной теории относительно их функций немного. Наиболее популярная концепция их назначения была предложена Дэвидом Марром, который предположил, что они могут кодировать комбинации мшистых волокон. Идея состоит в том, что гранулярная клетка, находящаяся во взаимодействии с 4-5 мшистыми волокнами, не будет отвечать, если активен только один из ее входов, но будет реагировать, если активны более одного. Эта схема «комбинаторного кодирования» потенциально позволила бы мозжечку проводить более тонкие различия между входными паттернами, чем при использовании одних лишь мшистых волокон.