ЕРИТРОЦИТИ (ЧЕРВЕНИ КРЪВНИ КЛЕТКИ): ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ - АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ - 2025

На еритроцитите, наричани червени кръвни клетки, са много гъвкави и изобилие кръвни клетки двойно вдлъбнати форма на диск. Те са отговорни за транспортирането на кислород до всички тъкани на тялото, благодарение на наличието на хемоглобин вътре в клетката, както и допринасят за транспортирането на въглероден диоксид и буферния капацитет на кръвта.

При бозайниците вътрешността на еритроцита основно се състои от хемоглобин, тъй като той е загубил всички субклетъчни отделения, включително ядрото. Генерирането на АТФ е ограничено до анаеробния метаболизъм.

Еритроцитите съответстват на почти 99% от официалните елементи, присъстващи в кръвта, докато останалите 1% са съставени от левкоцити и тромбоцити или тромбоцити. В милилитър кръв има приблизително 5,4 милиона червени кръвни клетки.

Тези клетки се произвеждат в костния мозък и могат да живеят средно 120 дни, през които могат да изминат повече от 11 000 километра през кръвоносните съдове.

Червените кръвни клетки бяха един от първите елементи, наблюдавани под микроскоп през 1723 г. Въпреки това, едва през 1865 г. изследователят Хопе Сейлер откри капацитета за транспортиране на кислород в тази клетка.

Основни характеристики

Те са дискоидни клетки с приблизителен диаметър от 7,5 до 8,7 mm и дебелина от 1,7 до 2,2 um. Те са по-тънки в центъра на клетката, отколкото в краищата, придавайки спасителен вид. Те съдържат повече от 250 милиона молекули хемоглобин вътре в тях.

Еритроцитите са клетки със забележителна гъвкавост, тъй като те трябва да се движат по време на циркулация през много тънки съдове с диаметър около 2 до 3 um. При преминаване през тези канали клетката се деформира и в края на пасажа се връща в първоначалната си форма.

От Джером Уолкър от Wikimedia Commons

Цитозол

Цитозолът от тази структура съдържа молекули на хемоглобина, отговорни за транспортирането на газове по време на кръвообращението. Обемът на цитозола на клетките е около 94 цт ³.

Когато са зрели, еритроцитите на бозайници нямат клетъчно ядро, митохондрии и други цитоплазмени органели, което ги прави неспособни за синтез на липиди и протеини или окислително фосфорилиране.

С други думи, еритроцитите основно се състоят от мембрана, която затваря молекулите на хемоглобина.

Предлага се еритроцитите да се стремят да се отърват от всяко субклетъчно отделение, за да осигурят максимално възможното пространство за транспортиране на хемоглобин - по същия начин, по който бихме се стремили да премахнем всички елементи от колата си, ако трябваше да транспортираме голям брой неща.

Клетъчна мембрана

Клетъчната мембрана на еритроцитите съдържа липиден бислой и спектринова мрежа, която заедно с цитоскелета осигурява еластичност и съответствие на тази структура. Повече от 50% от състава са протеини, малко по-малко липиди, а останалата част съответства на въглехидратите.

Еритроцитната мембрана е биологичната мембрана, която е получила най-много внимание и е най-широко разбрана, вероятно поради своята лекота на изолиране и относителна простота.

Мембраната съдържа серия от интегрални и периферни протеини, свързани с липидния двуслоен и спектрин. Връзките, които включват свързване на протеин, са известни като вертикални взаимодействия, а тези, които включват двуизмерен спектър от спектрин чрез молекули актин, са хоризонтални взаимодействия.

Когато някое от тези вертикални или хоризонтални взаимодействия се провали, това води до възможни промени в плътността на спектрин, което от своя страна води до промени в морфологията на еритроцита.

Стареенето на червените кръвни клетки се отразява в стабилността на мембраната, намалявайки способността им да се настаняват в кръвоносната система. Когато това се случи, моноцитно-макрофаговата система разпознава лошо функционалния елемент, елиминирайки го от циркулация и рециклира съдържанието му.

Протеини на клетъчната мембрана

Протеините, намиращи се в клетъчната мембрана на еритроцитите, могат лесно да бъдат отделени върху гел за електрофореза. В тази система се открояват следните ленти: спектрин, анкирин, лента 3, протеини 4.1 и 4.2, йонният канал, глюкофорините и ензимът глицералдехид-3-фосфат-дехидрогеназа.

Тези протеини могат да бъдат групирани в четири групи според тяхната функция: мембранни транспортери, адхезионни молекули и рецептори, ензими и протеини, които свързват мембраната с компонентите на цитоскелета.

Транспортните протеини преминават няколко пъти през мембраната и най-важната от тази група е лента 3, анионен обменник на хлорид и бикарбонат.

Тъй като еритроцитът е лишен от митохондрии, повечето ензими се закотвят към плазмената мембрана, включително ензимите за гликолиза фруктоза-бисфосфат алдолаза А, α-енолаза, ALDOC, глицералдехид-3-фосфат дехидрогеназа, фосглицерат киназа и пируват киназа. киназа.

По отношение на структурните протеини най-разпространени са лента 3, спектрини, анкирин, актин и протеин от лента 4.1, докато лентата 4.2 протеин, дематин, аддуцини, тропомодулин и тропомиозин се считат за незначителни компоненти на мембраната.

спектин

Спектринът е нишкообразен протеин, съставен от алфа и бета верига, чиито структури са алфа спирали.

Спектриновите влакна напомнят пружините на матрака и частите от тъканта, които обграждат матрака, биха представлявали плазмената мембрана в този хипотетичен пример.

хемоглобин

Хемоглобинът е сложен протеин с кватернерна структура, синтезиран в еритроцитите и е основен елемент на тези клетки. Той е съставен от две двойки вериги, две алфа и две не-алфа (те могат да бъдат бета, гама или делта), свързани заедно с ковалентни връзки. Всяка единица има група хем.

Той съдържа групата на хема в структурата си и е отговорен за характерния червен цвят на кръвта. По отношение на размера си, той има молекулно тегло 64 000 g / mol.

При възрастни индивиди хемоглобинът се състои от две алфа и две бета вериги, докато малка част замества бета с делта. За разлика от тях феталният хемоглобин е съставен от две алфа и две гама вериги.

От OpenStax College, чрез Wikimedia Commons

Характеристика

Транспортиране на кислород

Кислородът, който се разрежда в кръвната плазма, не е достатъчен, за да отговори на взискателните изисквания на клетката, поради тази причина трябва да има образувание, което да отговаря за транспортирането му. Хемоглобинът е протеинова молекула и е преносител на кислород.

Най-важната функция на еритроцитите е да съхраняват хемоглобин вътре в тях, за да осигурят доставката на кислород до всички тъкани и органи на тялото, благодарение на транспорта и обмена на кислород и въглероден диоксид. Споменатият процес не изисква разход на енергия.

Аномалии

Сърповидно-клетъчна анемия

Серповидноклетъчната анемия или сърповидноклетъчната анемия се състои от поредица от патологии, които засягат хемоглобина, причинявайки промяна във формата на червените кръвни клетки. Клетките намаляват времето си на полуживот от 120 дни на 20 или 10.

Патологията възниква чрез уникална промяна на аминокиселинен остатък, глутамат за валин, в бета веригата на този протеин. Състоянието може да се изрази в хомозиготно или хетерозиготно състояние.

Засегнатите червени кръвни клетки приемат формата на сърп или кома. На изображението нормалните кръвни клетки се сравняват с патологичните. Освен това те губят характерната си гъвкавост, така че могат да се счупят при опит за кръстосване на кръвоносни съдове.

Това състояние повишава вътреклетъчния вискозитет, засяга преминаването на засегнатите червени кръвни клетки през по-малките кръвоносни съдове. Това явление води до намаляване на скоростта на притока на кръв.

От OpenStax College, чрез Wikimedia Commons

Наследствена сфероцитоза

Сфероцитозата на раната е вродено заболяване, което включва мембраната на червените кръвни клетки. Пациентите, които страдат от него, се характеризират с по-малък диаметър в еритроцитите и концентрация на хемоглобин, по-голяма от нормалната. От всички заболявания, които засягат мембраната на червените кръвни клетки, това е най-често срещаното.

Причинява се от дефект в протеините, които вертикално свързват цитоскелетните протеини с мембраната. Мутации, свързани с това разстройство, се намират в гените, които кодират алфа и бета спектрин, анкирин, лента 3 и протеини 4.2.

Засегнатите индивиди често принадлежат към кавказката или японската популация. Тежестта на това състояние зависи от степента на загуба на връзка в спектриновата мрежа.

Наследствена елиптоцитоза

Наследствената елиптоцитоза е патология, която включва различни промени във формата на еритроцита, включително елиптични, овални или удължени клетки. Това води до намаляване на еластичността и издръжливостта на червените кръвни клетки.

Честотата на заболяването е от 0,03% до 0,05% в САЩ и се увеличава в африканските страни, тъй като осигурява известна защита срещу паразитите, които причиняват малария, Plasmodium falciparum и Plasmodium vivax. Същата съпротива се наблюдава при хора със сърповидно-клетъчна болест.

Мутациите, които предизвикват това заболяване, включват гените, които кодират алфа и бета спектрин и протеин 4.2. По този начин мутациите в алфа спектрина влияят на образуването на алфа и бета хетеродимер.

Нормални стойности

Хематокритът е количествената мярка, която изразява обема на еритроцитите спрямо общия обем на кръвта. Нормалната стойност на този параметър варира в зависимост от пола: при възрастни мъже тя е 40,7% до 50,3%, докато при жените нормалният диапазон варира от 36,1% до 44,3%.

По отношение на броя на клетките, при мъжете нормалният диапазон е от 4,7 до 6,1 милиона клетки на uL, а при жените между 4,2 и 5,4 милиона клетки на uL.

Що се отнася до нормалните стойности на хемоглобина, при мъжете той е между 13,8 до 17,2 g / dL, а при жените от 12,1 до 15,1 g / dL.

По същия начин нормалните стойности варират в зависимост от възрастта на индивида; новородените имат стойности на хемоглобин от 19 g / dL и постепенно намаляват, докато достигнат 12,5 g / dL. Когато детето е малко и все още кърми, очакваното ниво е от 11 до 14 g / dL.

При подрастващите момчета пубертетът води до повишаване от 14 g / dL на 18 g / dL. При развиващите се момичета менструацията може да доведе до намаляване на желязото.

Ниски нива на еритроцитите

Когато броят на червените клетки е по-нисък от посочените по-горе нормални стойности, това може да се дължи на редица хетерогенни условия. Спадът на червените кръвни клетки е свързан с умора, тахикардия и задух. Симптомите включват също бледност, главоболие и болки в гърдите.

Медицинските патологии, свързани с упадъка, са заболявания на сърцето и на кръвоносната система като цяло. Също патологии като рак се превръщат в ниски стойности на еритроцитите. Миелосупресията и панцитопенията намаляват производството на кръвни клетки

По същия начин, анемиите и таласемиите причиняват намаляване на тези кръвни клетки. Анемиите могат да бъдат причинени от генетични фактори (като сърповидно-клетъчна анемия) или от недостиг на витамин В12, фолат или желязо. Някои бременни жени могат да изпитат симптоми на анемия.

И накрая, прекомерното кървене, независимо дали е от рана, хемороиди, силно менструално кървене или язви на стомаха, води до загуба на червени кръвни клетки.

Високи нива на еритроцитите

Причините за високите нива на еритроцитите са също толкова разнообразни, колкото и тези, свързани с ниските нива. Състоянието на проявяване на голям брой червени кръвни клетки се нарича полицитемия.

Най-безобидно се среща при индивиди, които живеят във високи региони, където концентрацията на кислород е значително по-ниска. Като цяло дехидратацията води до концентрация на червени кръвни клетки.

Заболяванията, свързани с бъбреците, дихателната система и сърдечно-съдовите заболявания, могат да бъдат причина за увеличението.

Някои външни агенти и вредни навици, като пушенето, могат да увеличат броя на червените кръвни клетки. Дългосрочната употреба на цигари понижава нивата на кислород в кръвта, увеличава търсенето и принуждава тялото да генерира повече еритроцити.

Консумацията на анаболни стероиди може да стимулира производството на червени кръвни клетки в костния мозък, както и доринга на еритропоетина, който се използва за оптимизиране на физическите показатели.

В някои случаи на анемия, когато пациентът е дехидратиран, ефектът на понижаване на плазмата противодейства на намаляването на червените кръвни клетки, което води до измамно нормална стойност. Патологията се проявява, когато пациентът е хидратиран и могат да се докажат анормално ниски стойности на еритроцитите.

Препратки

1. Кембъл, НС (2001). Биология: Понятия и взаимоотношения. Pearson Education.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Форма и биомеханични характеристики на човешките червени кръвни клетки в здравето и болестите. Бюлетин на MRS / Общество за изследвания на материали, 35 (5), 382–388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Физиологични основи на най-добрите & Taylor Medical Practice. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Вътрешна медицина. Panamerican Medical Ed.
5. Родак, BF (2005). Хематология: основи и клинични приложения. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2012). Хистология: текст и цветен атлас с клетъчна и молекулярна биология. Редакция Médica Panamericana.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Хистология. Panamerican Medical Ed.