Самыми мелкими клетками крови являются

Самая маленькая и большая клетка человека

Самыми мелкими клетками крови являются

В теле одного человека более 30 триллионов клеток. Существует много разных типов клеток, каждая из которых имеет определенную функцию. От того, какая функция для клетки выступает основной, будет во многом зависеть и ее размер. Некоторые типы клеток достаточно велики, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, но большинство гораздо меньше.

Какая клетка в организме человека самая маленькая

Существует множество типов клеток, которые, как известно, относительно малы, например, эритроциты. Но фактический размер во многом зависит от того, где она находится в своем жизненном цикле.

Таким образом, отвечая на вопрос, какая клетка самая маленькая у человека, стоит также ориентироваться на измерение ячеек на идентичной фазе циклов.

Однако, взяв средневзвешенные показатели, можно выявить список клеток, которые по размерам или объему самые маленькие в организме взрослого человека.

Топ-10 самых маленьких клеток в организме человека

Какие клетки у людей наименьшие, покажет рейтинг:

  1. Гранулярная клетка мозжечка — наименьшая у человека.
  2. Сперматозоид — лидер рейтинга по объему.
  3. Эритроциты — небольшие клеточки крови.
  4. Клетка эпителия — размер варьируется от местоположения.
  5. Лимфоциты — незаменимые и небольшие.
  6. Тромбоциты — борются с вирусами и останавливают кровь.
  7. Бактерии — крошечные «гости».
  8. Вирусы — могут становиться частью системы.
  9. Нейроны — маленькие соматические клетки.
  10. Клетки гипофиза — содержат мельчайшие гормональные гранулы.

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.

Сперматозоид — на первом месте по объему

Самая маленькая клетка в организме человека встречается только у половины населения. Это сперматозоид, который есть лишь у мужчин.

По мнению многих ученых, он получает такой статус, если рассматривать его с точки зрения объема. Головка сперматозоидов имеет длину 5,1 мкм и ширину 3,1 мкм, а хвост — 50 мкм.

По иронии судьбы, сперматозоид — самая маленькая, а яйцеклетка — самая большая клетка человеческого тела.

Среднестатистический мужчина производит:

  • около 1500 сперматозоидов каждую секунду;
  • за всю жизнь около 500 миллиардов.

Также требуется около двух с половиной месяцев для роста и созревания сперматозоидов в яичках. Известно, что сперматозоиды выживают всего несколько минут вне тела мужчины, но могут жить до 5 дней в теле женщины. При правильном хранении и замораживании сперматозоиды могут жить несколько лет.

Эритроциты — распространенные и небольшие

Также на звание одних из самых маленьких клеток организма человека претендуют эритроциты размером около 5 микрометров. Эритроциты в крови человека выступают самыми распространенными компонентами и главными по доставке кислорода к телу тканей через кровеносную систему.

У человека зрелые эритроциты представляют собой гибкие и овальные двояковогнутые диски. Ежесекундно в теле взрослого человека производится около 2,4 миллиона новых эритроцитов.

Они образуются в костном мозге и находятся в теле порядка 100-120 дней, прежде чем их компоненты перерабатываются макрофагами.

Интересно, что эритроциты составляют приблизительно одну четвертую часть всех клеток в организме человека, а также занимают почти половину объема крови: от 40% до 45%.

Клетка эпителия — важно, какая функция

Эпителий является одним из четырех основных типов животных тканей, наряду с соединительной, мышечной и нервной. Эпителиальные ткани выравнивают внешние поверхности органов и кровеносных сосудов по всему телу, а также внутренние поверхности полостей во многих органах.

Примером является эпидермис — самый внешний слой кожи. Размеры эпителиальных клеток могут варьироваться в пределах 1-5 мкм, в зависимости от того, какая функция им свойственна.

Лимфоциты — какой размер, зависит от активности

Одними из самых маленьких клеток в организме человека являются лимфоциты. Их размер составляет около 7,5-8 микрометров.

Лимфоциты, особенно неактивированные Т- или В-клетки (наивные или запоминающие), представляют собой очень маленькие структуры, примерно такого же размера, каким предстает перед нами эритроцит (7 мкм), хотя и более круглые.

Неактивированные лимфоциты имеют очень плотно упакованное ядро с минимальной цитоплазмой, что делает их одной из самых маленьких клеток в организме человека.

Во многих работах лимфоциты часто изображаются как милые маленькие сферические формы с темным, также сферическим ядром и минимальным количеством цитоплазмы. Однако, когда они активируются, они начнут делиться и дифференцироваться в эффекторные клетки, которые намного больше по размеру.

Тромбоциты — важный компонент крови

Тромбоциты выступают важнейшими составляющими крови.

Их основной функцией являются регулирование свертываемости крови и реакция на возникновение кровотечения из-за повреждения кровеносных сосудов путем загустевания.

Тромбоциты не имеют клеточного ядра: они являются фрагментами цитоплазмы. То есть, в свою очередь, являются производными от мегакариоцитов тканей мозга, которые на следующей стадии поступают в обращение.

Циркулирующие неактивированные тромбоциты — это двояковыпуклые линзовидные структуры дискоидного типа и небольшого размера: примерно 2-3 мкм в диаметре.

Активированные тромбоциты имеют выступы клеточной мембраны, покрывающие их поверхность.

Тромбоциты обнаруживаются только у млекопитающих, тогда как у других животных, например, птиц и амфибий, тромбоциты циркулируют, как интактные мононуклеарные клетки.

Тромбоциты играют центральную роль во врожденном иммунитете, участвуя в борьбе со множеством воспалительных процессов, непосредственно связывая патогены и даже уничтожая их. Это подтверждает клинические данные, которые показывают, что многие люди с серьезными бактериальными или вирусными инфекциями имеют тромбоцитопению.

Бактериальные клетки — полезные гости

Микрофлора человека представляет собой совокупность микроорганизмов, которые находятся на поверхности или в составе какой-либо из тканей, в том числе:

  • кожи;
  • молочных желез;
  • плаценты;
  • семенной жидкости;
  • матки;
  • легких;
  • слюны;
  • желудочно-кишечного тракта.

Один из самых распространенных микроорганизмов — бактерии: только в кишечнике их насчитывается порядка 2 кг и от 500 до 1000 видов, поэтому их можно смело причислить к организмам, играющим непосредственную роль в жизнедеятельности человека. Бактериальные клетки составляют примерно одну десятую размера эукариотов и обычно имеют длину 0,5-5 микрометров.

Вирусы — включаются в общую систему

Строго говоря, вирусы нельзя назвать клетками и нельзя причислить к непосредственным составляющим организма. Однако, как и бактерии, они играют важную роль в жизни человека и здоровье организма, а также могут включаться в систему настолько глубоко, что приводят к смерти или наносят непоправимый вред здоровью.

Вирусы демонстрируют большое разнообразие морфологий, форм и размеров. Говоря в общем, вирусы намного меньше по размеру, чем бактерии. Большинство исследованных вирусов имеет диаметр от 20 до 300 нанометров. Некоторые филовирусы имеют общую длину до 1400 нм, а их диаметры составляют всего около 80 нм.

Нейроны — важнейший компонент нервной системы

Все многоклеточные организмы, кроме губок и трихоплакса, имеют нейроны, являющиеся главным составным веществом тканей нервов. Генерирование нейронов по большей части останавливается при наступлении зрелого возраста в подавляющей части областей мозга.

Однако последние исследования подтверждают образование значительного количества вновь образованных нейронов в гиппокампе.

Размер тела нейрона может различаться в зависимости от того, какая функция превалирует: от 5 мкм — у малых зернистых, до 120-150 мкм — у больших пирамидных.

Объем нейронов в мозговых тканях серьезно отличается у разных видов живых существ.

У человека, по разным оценкам, порядка 10-20 миллиардов нейронов в структурах тканей коры мозга и 55-70 миллиардов в области мозжечка.

А вот у червя под названием Caenorhabditis elegans насчитывается лишь 302 нейрона, что делает его идеальным образцом организма, поскольку ученые смогли картировать и изучить все его нейроны.

Какая клетка в организме человека самая большая

Когда мы знаем, какая клетка наименьшая, встает вопрос о том, какая же из них самая большая. Самый маленький объект, который человек может увидеть невооруженным глазом, составляет около 0,1 мм, поэтому, например, сперматозоиды без микроскопа заметить не удастся. А вот яйцеклетка примерно в 30 раз больше — достаточно большая, чтобы ее можно было увидеть без микроскопа.

Она имеет сферическую форму и диаметр около 0,1 миллиметра. В отличие от других в теле, их действительно можно увидеть даже без микроскопа.

Какая яйцеклетка по размеру и на что похожа? Все просто: они размером с песчинку. Каждая яйцеклетка имеет центральное ядро, которое содержит генетический материал женщины.

Центральное ядро окружено клеточной плазмой, которая содержит питательные элементы, необходимые для развития яйцеклетки.

Яйцеклетки образуются в яичниках и присутствуют с самого рождения девочки в виде «незрелых яиц». По достижении половой зрелости организм женщины выпускает готовые к нормальному функционированию клетки каждый месяц во время овуляции для возможного оплодотворения.

Источник: https://travelask.ru/articles/samaya-malenkaya-i-bolshaya-kletka-cheloveka

Клинический анализ крови: от светового микроскопа к гематологическим анализаторам

Самыми мелкими клетками крови являются
Общий клинический анализ крови – это самый распространенный диагностический тест, который назначает пациенту врач. За последние десятилетия технология этого рутинного, но очень информативного исследования проделала колоссальный рывок – она стала автоматической.

В помощь врачу лабораторной диагностики, орудием труда которого был обычный световой микроскоп, пришли высокотехнологичные автоматические гематологические анализаторы.

В этом посте мы расскажем, что именно происходит внутри «умной машины», видящей нашу кровь насквозь, и почему ей следует верить.

Мы будем рассматривать физику процессов на примере гематологического анализатора UniCel DxH800 мирового бренда Beckman Coulter. Именно на этом оборудовании выполняются исследования, заказанные в сервисе лабораторной диагностики LAB4U.RU.

Но для того, чтобы понять технологию автоматического анализа крови, мы разберемся с тем, что видели врачи-лаборанты под микроскопом и как они интерпретировали эту информацию.

Итак, в крови содержится три вида клеток:

  • лейкоциты, обеспечивающие иммунную защиту;
  • тромбоциты, отвечающие за свертываемость крови;
  • эритроциты, осуществляющие транспорт кислорода и углекислого газа.

Эти клетки находятся в крови в совершенно определенных количествах. Их обуславливают возраст человека и состояние его здоровья. В зависимости от условий, в которых находится организм, костный мозг производит столько клеток, сколько их требуется организму. Поэтому, зная количество определенного вида клеток крови и их форму, размер и другие качественные характеристики, можно уверенно судить о состоянии и текущих потребностях организма. Именно эти ключевые параметры – количество клеток каждого вида, их внешний вид и качественные характеристики – составляют общий клинический анализ крови. При проведении общего анализа крови производят подсчет количества эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. С лейкоцитами сложнее: их несколько видов, и каждый вид выполняет свою функцию. Выделяют 5 разных видов лейкоцитов:

  1. нейтрофилы, нейтрализующие в основном бактерии;
  2. эозинофилы, нейтрализующие иммунные комплексы антиген-антитело;
  3. базофилы, участвующие в аллергических реакциях;
  4. моноциты – главные макрофаги и утилизаторы;
  5. лимфоциты, обеспечивающие общий и местный иммунитет.

В свою очередь, нейтрофилы по степени зрелости разделяют на:

  • палочкоядерные,
  • сегментоядерные,
  • миелоциты,
  • метамиелоциты.

Процент каждого вида лейкоцитов в их общем объеме называют лейкоцитарной формулой, которая имеет важное диагностическое значение. Например, чем более выражен бактериальный воспалительный процесс, тем больше нейтрофилов в лейкоцитарной формуле. Наличие нейтрофилов разной степени зрелости говорит о тяжести бактериальной инфекции. Чем острее процесс, тем больше в крови палочкоядерных нейтрофилов. Появление в крови метамиелоцитов и миелоцитов говорит о крайне тяжелой бактериальной инфекции. Для вирусных заболеваний характерно увеличение лимфоцитов, при аллергических реакциях – увеличение эозинофиллов. Помимо количественных показателей, крайне важна морфология клеток. Изменение их обычной формы и размеров также свидетельствует о наличии определенных патологических процессов в организме. Важный и наиболее известный показатель – количество в крови гемоглобина – сложного белка, обеспечивающего поступление кислорода к тканям и выведение углекислого газа. Концентрация гемоглобина в крови – главный показатель при диагностике анемий. Еще один из важных параметров – это скорость оседания эритроцитов (СОЭ). При воспалительных процессах у эритроцитов появляется свойство слипаться друг с другом, образуя небольшие сгустки. Обладая большей массой, слипшиеся эритроциты под действием силы тяжести оседают быстрее, чем одиночные клетки. Изменение скорости их оседания в мм/ч является простым индикатором воспалительных процессов в организме. Забор крови Вспомним, как раньше сдавали кровь: болезненный прокол подушечки скарификатором, бесконечные стеклянные трубочки, в которые собирали драгоценные капли выжатой крови. Как лаборант одним стёклышком проводил по другому, где находилась капля крови, царапая на стекле номер простым карандашом. И бесконечные пробирки с разными жидкостями. Сейчас это уже кажется какой-то алхимией. Кровь брали именно из безымянного пальца, на что были вполне серьезные причины: анатомия этого пальца такова, что его травмирование дает минимальную угрозу сепсиса в случае инфицирования ранки. Забор крови из вены считался куда более опасным. Поэтому анализ венозной крови не был рутинным, а назначался по необходимости, и в основном в стационарах. Стоит отметить, что уже на этапе забора начинались значительные погрешности. Например, разная толщина кожи дает разную глубину укола, вместе с кровью в пробирку попадала тканевая жидкость – отсюда изменение концентрации крови, кроме того, при давлении на палец клетки крови могли разрушаться. Помните ряд пробирок, куда помещали собранную из пальца кровь? Для подсчета разных клеток действительно нужны были разные пробирки. Для эритроцитов – с физраствором, для лейкоцитов – с раствором уксусной кислоты, где эритроциты растворялись, для определения гемоглобина – с раствором соляной кислоты. Отдельный капилляр был для определения СОЭ. И на последнем этапе делался мазок на стекле для последующего подсчета лейкоцитарной формулы. Для подсчета клеток под микроскопом в лабораторной практике использовался специальный оптический прибор, предложенный еще в ХIX веке русским врачом, именем которого этот прибор и был назван – камера Горяева. Она позволяла определить количество клеток в заданном микрообъеме жидкости и представляла собой толстое предметное стекло с прямоугольным углублением (камерой). На нее была нанесена микроскопическая сетка. Сверху камера Горяева накрывалась тонким покровным стеклом. Эта сетка состояла из 225 больших квадратов, 25 из которых были разделены на 16 малых квадратов. Эритроциты считались в маленьких исчерченных квадратах, расположенных по диагонали камеры Горяева. Причем существовало определенное правило подсчета клеток, которые лежат на границе квадрата. Расчет числа эритроцитов в литре крови осуществлялся по формуле, исходя из разведения крови и количества квадратов в сетке. После математических сокращений достаточно было посчитанное количество клеток в камере умножить на 10 в 12-й степени и внести в бланк анализа. Лейкоциты считали здесь же, но использовали уже большие квадраты сетки, поскольку лейкоциты в тысячу раз больше, чем эритроциты. После подсчета лейкоцитов их количество умножали на 10 в 9-й степени и вносили в бланк. У опытного лаборанта подсчет клеток занимал в среднем 3-5 мин. Методы подсчета тромбоцитов в камере Горяева были очень трудоемки из-за малой величины этого вида клеток. Оценивать их количество приходилось только на основе окрашенного мазка крови, и сам процесс был тоже весьма трудоемким. Поэтому, как правило, количество тромбоцитов рассчитывали только по специальному запросу врача.

Лейкоцитарную формулу, то есть процентный состав лейкоцитов каждого вида в общем их количестве мог определять только врач – по результатам изучения мазков крови на стеклах.

Визуально определяя находящиеся в поле зрения различные виды лейкоцитов по форме их ядра, врач считал клетки каждого вида и общее их количество. Насчитав 100 в совокупности, он получал требуемое процентное соотношение каждого вида клеток. Для упрощения подсчета использовались специальные счетчики с отдельными клавишами для каждого вида клеток. Примечательно, что такой важный параметр, как гемоглобин, определялся лаборантом визуально (!) по цвету гемолизированной крови в пробирке с соляной кислотой. Метод был основан на превращении гемоглобина в солянокислый гематин коричневого цвета, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию гемоглобина. Полученный раствор солянокислого гематина разводили водой до цвета стандарта, соответствующего известной концентрации гемоглобина. В общем, прошлый век Начнем с того, что сейчас полностью поменялась технология забора крови. На смену скарификаторам и стеклянным капиллярам с пробирками пришли вакуумные контейнеры. Использующиеся теперь системы забора крови малотравматичны, процесс полностью унифицирован, что значительно сократило процент погрешностей на этом этапе. Вакуумные пробирки, содержащие консерванты и антикоагулянты, позволяют сохранять и транспортировать кровь от точки забора до лаборатории. Именно благодаря появлению новой технологии стало возможным сдавать анализы максимально удобно – в любое время, в любом месте. На первый взгляд, автоматизировать такой сложный процесс, как идентификация клеток крови и их подсчет, кажется невозможно. Но, как обычно, все гениальное просто. В основе автоматического анализа крови лежат фундаментальные физические законы. Технология автоматического подсчета клеток была запатентована в далеком 1953 году американцами Джозефом и Уолессом Культерами. Именно их имя стоит в название мирового бренда гематологического оборудования Bеckman&Coulter. Апертурно-импедансный метод (метод Культера или кондуктометрический метод) основан на подсчете количества и оценке характера импульсов, возникающих при прохождении клетки через отверстие малого диаметра (апертуру), по обе стороны которого расположены два электрода. При прохождении клетки через канал, заполненный электролитом, возрастает сопротивление электрическому току. Каждое прохождение клетки сопровождается появлением электрического импульса. Чтобы выяснить, какова концентрация клеток, необходимо пропустить через канал определенный объем пробы и сосчитать количество появившихся импульсов. Единственное ограничение – концентрация пробы должна обеспечивать прохождение через апертуру только одной клетки в каждый момент времени.
За прошедшие более 60 лет технология автоматического гематологического анализа прошла большой путь. Вначале это были простые счетчики клеток, определяющие 8-10 параметров: количество эритроцитов (RBC), количество лейкоцитов (WBC), гемоглобин (Hb) и несколько расчетных. Такими были анализаторы первого класса.

Второй класс анализаторов определял уже до 20 различных параметров крови.

Они существенно выше по уровню в дифференциации лейкоцитов и способны выделять популяции гранулоцитов (эозинофилы + нейтрофилы + базофилы), лимфоцитов и интегральной популяции средних клеток, куда относились моноциты, эозинофилы, базофилы и плазматические клетки. Такая дифференциация лейкоцитов успешно использовалась при обследовании практически здоровых людей.

Самыми технологичными и инновационными анализаторами на сегодняшний день являются машины третьего класса, определяющие до сотни различных параметров, проводящие развернутое дифференцирование клеток, в том числе по степени зрелости, анализирующие их морфологию и сигнализирующие врачу-лаборанту об обнаружении патологии. Машины третьего класса, как правило, снабжены еще и автоматическими системами приготовления мазков (включая их окраску) и вывода изображения на экран монитора. К таким передовым гематологическим системам относятся оборудование BeckmanCoulter, в частности система клеточного анализа UniCel DxH 800.

Современные аппараты BeckmanCoulter используют метод многопараметрической проточной цитометрии на основе запатентованной технологии VCS (Volume-Conductivity-Scatter). VCS-технология подразумевает оценку объема клетки, ее электропроводимость и светорассеяние. Первый параметр – объем клетки – измеряется с использованием принципа Культера на основе оценки сопротивления при прохождении клеткой апертуры при постоянном токе. Величину и плотность клеточного ядра, а также ее внутренний состав определяют с помощью измерения ее электропроводности в переменном токе высокой частоты. Рассеяние лазерного света под разными углами позволяет получить информацию о структуре клеточной поверхности, гранулярности цитоплазмы и морфологии ядра клетки. Полученные по трем каналам данные комбинируются и анализируются. В результате клетки распределяются по кластерам, включая разделение по степени зрелости эритроцитов и лейкоцитов (нейтрофилов). На основе полученных измерений этих трех размерностей определяется множество гематологических параметров – до 30 в диагностических целях, более 20 в исследовательских целях и более ста специфичных расчетных параметров для узкоспециализированных цитологических исследований. Данные визуализируются в 2D- и 3D-форматах. Врач-лаборант, работающий с гематологическим анализатором BackmanCoulter, видит результаты анализа на мониторе примерно в таком виде: А далее принимает решение – надо ли их верифицировать или нет. Стоит ли говорить, что информативность и точность современного автоматического анализа во много раз выше мануального? Производительность машин подобного класса – порядка сотни образцов в час при анализе тысяч клеток в образце. Вспомним, что при микроскопии мазка врачом анализировалось только 100 клеток! Однако несмотря на эти впечатляющие результаты, именно микроскопия до сих пор пока остается «золотым стандартом» диагностики. В частности, при выявлении аппаратом патологической морфологии клеток образец анализируется под микроскопом вручную. При обследовании больных с гематологическими заболеваниями микроскопия окрашенного мазка крови проводится только вручную опытным врачом-гематологом. Именно так, вручную, дополнительно к автоматическому подсчету клеток, выполняется оценка лейкоцитарной формулы во всех детских анализах крови по заказам, сделанным с помощью лабораторного онлайн-сервиса LAB4U.RU. Технологии автоматизированного гематологического анализа продолжают активно развиваться. По существу они уже заменили микроскопию при выполнении рутинных профилактических анализов, оставив ее для особо значимых ситуаций. Мы имеем в виду детские анализы, анализы людей, имеющих подтвержденные заболевания, особенно гематологические. Однако в обозримом будущем и на этом участке лабораторной диагностики врачи получат аппараты, способные самостоятельно выполнять морфологический анализ клеток с использованием нейронных сетей. Снизив нагрузку на врачей, они в то же время повысят требования к их квалификации, поскольку в зоне принятия решений человеком останутся только нетипичные и патологические состояния клеток.

Количество информативных параметров анализа крови, увеличившиеся многократно, поднимает требования к профессиональной квалификации и врача-клинициста, которому необходимо анализировать сочетания значений массы параметров в диагностических целях.

На помощь врачам этого фронта идут экспертные системы, которые, используя данные анализатора, предоставляют рекомендации по дальнейшему обследованию пациента и выдают возможный диагноз. Такие системы уже представлены на лабораторном рынке.

Но это уже тема отдельной статьи.

Источник: https://habr.com/post/328508/

МедДемопат
Добавить комментарий