ERITROCITI (RDEČE KRVNE CELICE): ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE - ANATOMIJA IN FIZIOLOGIJA - 2025

V eritrocitov , imenovane tudi rdečih krvnih celic, so zelo prilagodljivi in bogate krvne celice biconcave oblikovanega diska. Odgovorni so za transport kisika do vseh telesnih tkiv, zahvaljujoč prisotnosti hemoglobina v celici, pa tudi prispevajo k transportu ogljikovega dioksida in puferski sposobnosti krvi.

Pri sesalcih je notranjost eritrocita v osnovi sestavljena iz hemoglobina, saj je izgubil vse podcelične oddelke, vključno jedro. Generacija ATP je omejena na anaerobni metabolizem.

Eritrociti ustrezajo skoraj 99% formalnih elementov, prisotnih v krvi, preostalih 1% pa tvorijo levkociti in trombociti ali trombociti. V mililitru krvi je približno 5,4 milijona rdečih krvnih celic.

Te celice nastajajo v kostnem mozgu in lahko v povprečju živijo 120 dni, v katerih lahko preko krvnih žil prevozijo več kot 11.000 kilometrov.

Rdeče krvne celice so bile eden prvih elementov, ki so ga pod mikroskopom opazili leta 1723. Vendar je raziskovalec Hoppe Seyler odkril sposobnost prenosa kisika v tej celici šele leta 1865.

Splošne značilnosti

So diskoidne celice s približnim premerom od 7,5 do 8,7 um in 1,7 do 2,2 um. V sredini celice so tanjši kot na robovih, kar daje življenjski učinek. Vsebujejo več kot 250 milijonov molekul hemoglobina.

Eritrociti so celice z izjemno prožnostjo, saj se morajo med kroženjem premikati po zelo tankih žilah, premera približno 2 do 3 um. Pri prehodu skozi te kanale se celica deformira in na koncu prehoda se vrne v prvotno obliko.

Avtor Jerome Walker z Wikimedia Commons

Citosol

Citosol te strukture vsebuje molekule hemoglobina, ki so odgovorne za transport plinov med krvnim obtokom. Obseg celični citosol je okoli 94 um ³ .

Ko dozorijo, pri eritrocitih sesalcev primanjkuje celičnega jedra, mitohondrijev in drugih citoplazemskih organelov, zaradi česar niso sposobni sinteze lipidov in beljakovin ali oksidativne fosforilacije.

Z drugimi besedami, eritrociti v osnovi sestavljajo membrano, ki obdaja molekule hemoglobina.

Predlaga se, da bi se eritrociti želeli znebiti katerega koli podceličnega oddelka, da bi zagotovili čim več prostora za transport hemoglobina - na enak način, kot bi želeli odstraniti vse elemente iz svojega avtomobila, če bi prevažali večje število stvari.

Celična membrana

Celična membrana eritrocitov obsega lipidni dvoplast in spektrin mrežo, ki skupaj s citoskeletom zagotavlja elastičnost in skladnost s to strukturo. Več kot 50% sestavka predstavljajo beljakovine, nekoliko manj lipidov, preostali delež pa ustreza ogljikovim hidratom.

Eritrocitna membrana je biološka membrana, ki je bila deležna največ pozornosti in je najbolj razširjena, verjetno zaradi svoje enostavnosti izolacije in sorazmerne preprostosti.

Membrana vsebuje vrsto integralnih in perifernih beljakovin, povezanih z lipidnim dvoslojem in spektrinom. Povezave, ki vključujejo vezavo proteinov, so znane kot vertikalne interakcije, tiste, ki vključujejo dvodimenzionalni niz spektrina skozi molekule aktina, pa so horizontalne interakcije.

Če katera koli od teh vertikalnih ali horizontalnih interakcij ne uspe, povzroči možne spremembe gostote spektrina, kar povzroči spremembe v morfologiji eritrocita.

Staranje rdečih krvnih celic se kaže v stabilnosti membrane, kar zmanjšuje njihovo sposobnost nastanitve v obtočnem sistemu. Ko se to zgodi, monocitno-makrofažni sistem prepozna slabo funkcionalen element, ki ga izloči iz obtoka in reciklira njegovo vsebino.

Proteini celične membrane

Proteine, ki jih najdemo v celični membrani eritrocitov, je mogoče zlahka ločiti na gelu za elektroforezo. V tem sistemu izstopajo naslednji pasovi: spektrin, ankinrin, pas 3, beljakovine 4.1 in 4.2, ionski kanal, glukoforini in encim gliceraldehid-3-fosfat-dehidrogenaza.

Te beljakovine lahko razvrstimo v štiri skupine glede na svojo funkcijo: membranski transporterji, adhezijske molekule in receptorji, encimi in proteini, ki vežejo membrano s komponentami citoskeleta.

Prenosni proteini večkrat prečkajo membrano in najpomembnejši v tej skupini je pas 3, anionski izmenjevalec klorida in bikarbonata.

Ker je eritrocit brez mitohondrijev, se večina encimov zasidra na plazemski membrani, vključno z encimi za glikolizo fruktozo-bisfosfat aldolazo A, α-enolazo, ALDOC, gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenazo, fosglicerat kinazo in piruvat kinazo. kinaza.

Kar zadeva strukturne beljakovine, so najpogostejši trakovi 3, spektrini, ankinin, aktin in beljakovine 4.1, medtem ko beljakovine 4.2, dematin, addukini, tropomodulin in tropomiozin veljajo za manjše sestavine membrane.

Spektrin

Spektrin je nitasti protein, sestavljen iz alfa in beta verige, katere strukture so alfa vijaki.

Spektrinska vlakna spominjajo na vzmeti žimnice, deli tkanine, ki obdajajo vzmetnico, pa bi v tem hipotetičnem primeru predstavljali plazemsko membrano.

Hemoglobin

Hemoglobin je kompleksen protein s kvartarno strukturo, ki se sintetizira v eritrocitih in je temeljni element teh celic. Sestavljena je iz dveh parov verig, dveh alfa in dveh ne-alfa (lahko sta beta, gama ali delta), ki sta skupaj povezana s kovalentnimi vezmi. Vsaka enota ima skupino heme.

V svoji strukturi vsebuje skupino hema in je odgovorna za značilno rdečo barvo krvi. Glede na njegovo velikost ima molekulsko maso 64.000 g / mol.

Pri odraslih posameznikih hemoglobin sestavljata dve alfa in dve beta verigi, majhen del pa beta nadomešča z delto. V nasprotju s tem fetalni hemoglobin sestavljata dve alfa in dve gama verigi.

Na kolegiju OpenStax, prek Wikimedia Commons

Lastnosti

Transport kisika

Kisik, ki ga razredčimo v krvni plazmi, ne zadostuje, da bi izpolnil zahtevne zahteve celice, zato mora biti subjekt, ki je zadolžen za njegovo prevažanje. Hemoglobin je beljakovinska molekula in je odlična prenašalka kisika.

Najpomembnejša funkcija eritrocitov je shranjevanje hemoglobina v njih, da se zagotovi transport kisika v vsa tkiva in organe telesa, zahvaljujoč transportu in izmenjavi kisika in ogljikovega dioksida. Omenjeni postopek ne zahteva porabe energije.

Nenormalnosti

Anemija srpastih celic

Srpatocelična anemija ali srpastocelična anemija je sestavljena iz vrste patologij, ki vplivajo na hemoglobin, kar povzroči spremembo oblike rdečih krvnih celic. Celicam skrajša čas razpolovne dobe, z 120 dni na 20 ali 10.

Patologija se pojavi z edinstveno spremembo aminokislinskega ostanka, glutamata za valin, v beta verigi tega proteina. Pogoj se lahko izrazi v homozigotnem ali heteroroznem stanju.

Prizadete rdeče krvne celice imajo obliko srpa ali kome. Na sliki se normalne krvne celice primerjajo s patološkimi. Poleg tega izgubijo svojo značilno prožnost, zato se lahko pri poskusu prečkanja krvnih žil zlomijo.

To stanje poveča znotrajcelično viskoznost, kar vpliva na prehod prizadetih rdečih krvnih celic skozi manjše krvne žile. Zaradi tega pojava se zmanjša hitrost krvnega pretoka.

Na kolegiju OpenStax, prek Wikimedia Commons

Dedna sferocitoza

Sferocitoza rane je prirojena motnja, ki vključuje membrano rdečih krvnih celic. Za bolnike, ki trpijo zanjo, je značilno, da je v eritrocitih manjši premer in koncentracija hemoglobina večja od normalne. Od vseh bolezni, ki prizadenejo membrano rdečih krvnih celic, je ta najpogostejša.

Nastane zaradi pomanjkljivosti beljakovin, ki vertikalno povezujejo citoskeletne beljakovine z membrano. Mutacije, povezane s to motnjo, najdemo v genih, ki kodirajo alfa in beta spektrin, ankinrin, pas 3 in beljakovine 4.2.

Prizadeti posamezniki pogosto pripadajo kavkaški ali japonski populaciji. Resnost tega stanja je odvisna od stopnje izgube povezave v spektrinski mreži.

Dedna eliptocitoza

Dedna eliptocitoza je patologija, ki vključuje različne spremembe oblike eritrocita, vključno z eliptičnimi, ovalnimi ali podolgovatimi celicami. To vodi do zmanjšanja elastičnosti in trajnosti rdečih krvnih celic.

Incidenca bolezni je od 0,03% do 0,05% v ZDA, v afriških državah pa se je povečala, saj zagotavlja določeno zaščito pred zajedavci, ki povzročajo malarijo, Plasmodium falciparum in Plasmodium vivax. To isto odpornost opažamo pri posameznikih z boleznijo srpastih celic.

Mutacije, ki povzročajo to bolezen, vključujejo gene, ki kodirajo alfa in beta spektrin in protein 4.2. Tako mutacije v alfa spektrinu vplivajo na tvorbo alfa in beta heterodimerov.

Normalne vrednosti

Hematocrit je količinsko merilo, ki izraža volumen eritrocitov glede na količino celotne krvi. Normalna vrednost tega parametra se razlikuje glede na spol: pri odraslih moških znaša 40,7% do 50,3%, medtem ko je pri ženskah normalen razpon od 36,1% do 44,3%.

Glede na število celic je pri moških normalen razpon od 4,7 do 6,1 milijona celic na uL, pri ženskah pa med 4,2 in 5,4 milijona celic na uL.

Kar zadeva normalne vrednosti hemoglobina, je pri moških med 13,8 do 17,2 g / dL, pri ženskah pa od 12,1 do 15,1 g / dL.

Na enak način se normalne vrednosti razlikujejo glede na starost posameznika, novorojenčki imajo vrednosti hemoglobina 19 g / dL in se postopoma znižujejo, dokler ne dosežejo 12,5 g / dL. Ko je otrok mlad in še doji, je pričakovana raven od 11 do 14 g / dL.

Pri mladostniških dečkih puberteta vodi do povečanja s 14 g / dL na 18 g / dL. Pri deklicah v razvoju lahko menstruacija privede do zmanjšanja železa.

Nizka raven eritrocitov

Ko je število rdečih celic nižje od zgoraj omenjenih normalnih vrednosti, je to lahko posledica številnih heterogenih pogojev. Padec rdečih krvnih celic je povezan z utrujenostjo, tahikardijo in dispnejo. Simptomi vključujejo tudi bledico, glavobole in bolečine v prsih.

Medicinske patologije, povezane z upadom, so bolezni srca in ožilja na splošno. Tudi patologije, kot je rak, prehajajo v nizke vrednosti eritrocitov. Mielosupresija in pancitopenija zmanjšujeta nastajanje krvnih celic

Prav tako anemija in talasemija povzročata zmanjšanje teh krvnih celic. Anemijo lahko povzročijo genetski dejavniki (na primer srpastecelična anemija) ali pomanjkanje vitamina B12, folatov ali železa. Pri nekaterih nosečnicah se lahko pojavijo simptomi anemije.

Nazadnje, prekomerna krvavitev, bodisi iz rane, hemoroidov, močnih menstrualnih krvavitev ali želodčnih razjed, privede do izgube rdečih krvnih celic.

Visoka raven eritrocitov

Vzroki za visoko raven eritrocitov so prav tako raznoliki kot tisti, povezani z nizko raven. Pogoj izpostavljenosti velikega števila rdečih krvnih celic se imenuje policitemija.

Najbolj neškodljiva je pri posameznikih, ki živijo v visokih regijah, kjer je koncentracija kisika bistveno nižja. Tudi dehidracija na splošno povzroči koncentracijo rdečih krvnih celic.

Bolezni, povezane z ledvicami, dihali in boleznimi srca in ožilja, so lahko vzrok za povečanje.

Nekateri zunanji povzročitelji in škodljive navade, kot je kajenje, lahko povečajo število rdečih krvnih celic. Dolgotrajna uporaba cigaret znižuje raven kisika v krvi, povečuje povpraševanje in prisili telo, da ustvari več rdečih krvnih celic.

Uživanje anaboličnih steroidov lahko spodbudi proizvodnjo rdečih krvnih celic v kostnem mozgu, prav tako tudi doping eritropoetina, ki se uporablja za optimizacijo telesne zmogljivosti.

V nekaterih primerih anemije, ko je bolnik dehidriran, učinek zniževanja plazme prepreči zmanjšanje števila rdečih krvnih celic, kar ima za posledico varljivo normalno vrednost. Patologija pride do izraza, ko je bolnik hidriran in je mogoče opaziti nenormalno nizke vrednosti eritrocitov.

Reference

1. Campbell, NA (2001). Biologija: pojmi in odnosi. Pearsonova vzgoja.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Oblika in biomehanske značilnosti človeških rdečih krvnih celic v zdravju in bolezni. Bilten MRS / Society Research Society, 35 (5), 382–388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Fiziološke osnove najboljše in Taylorjeve medicinske prakse. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Interna medicina . Panamerican Medical Ed.
5. Rodak, BF (2005). Hematologija: osnove in klinične uporabe. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, in Pawlina, W. (2012). Histologija: besedilni in barvni atlas s celično in molekularno biologijo. Uredništvo Médica Panamericana.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.