ERYTROCYTY (ČERVENÉ KRVINKY): CHARAKTERISTIKA, FUNKCIE - ANATÓMIA A FYZIOLÓGIA - 2026

Tieto erytrocyty , nazývané aj červených krviniek, sú veľmi flexibilné a hojné krvinky bikonkávne tvarovaného disku. Sú zodpovedné za prenos kyslíka do všetkých telesných tkanív vďaka prítomnosti hemoglobínu vo vnútri bunky, ako aj prispievajú k transportu oxidu uhličitého a tlmiacej kapacite krvi.

U cicavcov je vnútro erytrocytov v podstate tvorené hemoglobínom, pretože stratil všetky subcelulárne kompartmenty vrátane jadra. Tvorba ATP je obmedzená na anaeróbny metabolizmus.

Erytrocyty zodpovedajú takmer 99% formálnych prvkov prítomných v krvi, zatiaľ čo zvyšných 1% tvoria leukocyty a krvné doštičky alebo trombocyty. V mililitri krvi je približne 5,4 milióna červených krviniek.

Tieto bunky sa tvoria v kostnej dreni a môžu žiť v priemere 120 dní, počas ktorých môžu cez krvné cievy prejsť viac ako 11 000 kilometrov.

Červené krvinky boli jedným z prvých prvkov pozorovaných pod mikroskopom v roku 1723. Až do roku 1865 však výskumník Hoppe Seyler objavil transportnú kapacitu kyslíka v tejto bunke.

Všeobecné charakteristiky

Sú to diskoidálne bunky s približným priemerom 7,5 až 8,7 um a hrúbkou 1,7 až 2,2 um. Sú tenšie v strede bunky ako na okrajoch, čo dáva zachráncovi vzhľad. Obsahujú v nich viac ako 250 miliónov molekúl hemoglobínu.

Erytrocyty sú bunky so značnou flexibilitou, pretože sa musia počas cirkulácie pohybovať cez veľmi tenké cievy s priemerom približne 2 až 3 um. Pri prechode cez tieto kanály sa bunka deformuje a na konci pasáže sa vracia do pôvodného tvaru.

Autor: Jerome Walker, z Wikimedia Commons

cytosol

Cytosol tejto štruktúry obsahuje molekuly hemoglobínu, ktoré sú zodpovedné za transport plynov počas krvného obehu. Objem cytosolu je okolo 94 um ³ .

Keď zrelé cicavčie erytrocyty postrádajú bunkové jadro, mitochondrie a ďalšie cytoplazmatické organely, sú tak neschopné syntézy lipidov a proteínov alebo oxidačnej fosforylácie.

Inými slovami, erytrocyty v podstate pozostávajú z membrány, ktorá obklopuje molekuly hemoglobínu.

Navrhuje sa, aby sa erytrocyty snažili zbaviť akéhokoľvek subcelulárneho kompartmentu, aby sa zabezpečil maximálny možný priestor na transport hemoglobínu - rovnakým spôsobom by sme sa snažili odstrániť všetky prvky z nášho automobilu, ak by sme prepravovali veľké množstvo vecí.

Bunková membrána

Bunková membrána erytrocytov obsahuje lipidovú dvojvrstvu a spektrovú sieť, ktorá spolu s cytoskeletom poskytuje elasticitu a poddajnosť tejto štruktúre. Viac ako 50% kompozície sú proteíny, o niečo menej lipidov a zvyšná časť zodpovedá uhľohydrátom.

Membrána erytrocytov je biologická membrána, ktorá získala najväčšiu pozornosť a je najrozšírenejšia, pravdepodobne kvôli jej ľahkej izolácii a relatívnej jednoduchosti.

Membrána obsahuje sériu integrálnych a periférnych proteínov spojených s lipidovou dvojvrstvou a spektrom. Spojenia, ktoré zahŕňajú väzbu na proteín, sú známe ako vertikálne interakcie a tie, ktoré zahŕňajú dvojrozmerné spektrum spektrínu prostredníctvom aktínových molekúl, sú horizontálne interakcie.

Ak niektorá z týchto vertikálnych alebo horizontálnych interakcií zlyhá, vedie to k možným zmenám v hustote spektra, čo následne vedie k zmenám v morfológii erytrocytov.

Starnutie červených krviniek sa odráža v stabilite membrány, čo znižuje ich schopnosť prispôsobiť sa obehovému systému. Ak k tomu dôjde, systém monocytov a makrofágov rozpoznáva zle funkčný prvok, vylučuje ho z obehu a recykluje jeho obsah.

Proteíny bunkových membrán

Proteíny nachádzajúce sa v bunkovej membráne erytrocytov sa dajú ľahko separovať na elektroforéznom géli. V tomto systéme vynikajú nasledujúce pásy: spektrin, ankyrin, pás 3, proteíny 4.1 a 4.2, iónový kanál, glukoforíny a enzým glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza.

Tieto proteíny môžu byť zoskupené do štyroch skupín podľa ich funkcie: membránové transportéry, adhézne molekuly a receptory, enzýmy a proteíny, ktoré viažu membránu so zložkami cytoskeletu.

Transportné proteíny niekoľkokrát prechádzajú membránou a najdôležitejšou z tejto skupiny je pás 3, aniónový výmenník chloridu a hydrogenuhličitanu.

Pretože erytrocyty neobsahujú mitochondrie, väčšina enzýmov kotví k plazmatickej membráne, vrátane glykolytických enzýmov fruktóza-bisfosfát aldoláza A, a-enoláza, ALDOC, glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza, fosglycerátkináza a pyruvátkináza. kináza.

Pokiaľ ide o štrukturálne proteíny, najčastejšie sú pás 3, spektríny, ankyrín, aktín a proteín pásov 4,1, zatiaľ čo pás 4,2 proteín, dematín, adducíny, tropomodulín a tropomyosín sa považujú za minoritné komponenty membrány.

spektrinu

Spektín je vláknitý proteín tvorený alfa a beta reťazcom, ktorého štruktúry sú alfa helixy.

Spektrínové vlákna pripomínajú pramene matraca a časti látky, ktoré matrac obklopujú, by predstavovali plazmatickú membránu v tomto hypotetickom príklade.

hemoglobín

Hemoglobín je komplexný proteín s kvartérnou štruktúrou syntetizovaný v erytrocytoch a je základným prvkom týchto buniek. Skladá sa z dvoch párov reťazcov, dvoch alfa a dvoch ne-alfa (môžu byť beta, gama alebo delta), navzájom spojené kovalentnými väzbami. Každá jednotka má skupinu hem.

Obsahuje štruktúru hemu vo svojej štruktúre a je zodpovedný za charakteristickú červenú farbu krvi. Pokiaľ ide o jeho veľkosť, má molekulovú hmotnosť 64 000 g / mol.

U dospelých jedincov je hemoglobín tvorený dvoma alfa a dvoma beta reťazcami, zatiaľ čo malá časť beta nahrádza delta. Naopak, fetálny hemoglobín sa skladá z dvoch alfa a dvoch gama reťazcov.

OpenStax College prostredníctvom Wikimedia Commons

Vlastnosti

Transport kyslíka

Kyslík, ktorý sa riedi v krvnej plazme, nestačí na splnenie náročných požiadaviek bunky, z tohto dôvodu musí existovať entita zodpovedná za jeho transport. Hemoglobín je molekula proteínu a par excellence je transportér kyslíka.

Najdôležitejšou funkciou erytrocytov je umiestnenie hemoglobínu v nich, aby sa zabezpečil prísun kyslíka do všetkých tkanív a orgánov tela vďaka transportu a výmene kyslíka a oxidu uhličitého. Spomenutý proces nevyžaduje energetické výdavky.

abnormality

Kosáčiková anémia

Kosáčikovitá anémia alebo kosáčikovitá anémia pozostáva z radu patológií, ktoré ovplyvňujú hemoglobín a spôsobujú zmenu tvaru červených krviniek. Bunky skracujú svoj polčas rozpadu zo 120 dní na 20 alebo 10 rokov.

K patológii dochádza jedinečnou zmenou aminokyselinového zvyšku, glutamátu za valín, v beta reťazci tohto proteínu. Podmienka môže byť vyjadrená v homozygotnom alebo heterozygotnom stave.

Postihnuté červené krvinky majú tvar kosáka alebo kómy. Na obrázku sa porovnávajú normálne krvné bunky s patologickými. Okrem toho strácajú svoju charakteristickú flexibilitu, takže sa môžu pri pokuse prekročiť krvné cievy zlomiť.

Tento stav zvyšuje intracelulárnu viskozitu a ovplyvňuje priechod postihnutých červených krviniek cez menšie krvné cievy. Tento jav má za následok zníženie rýchlosti prietoku krvi.

OpenStax College prostredníctvom Wikimedia Commons

Dedičná sferocytóza

Sférocytóza rán je vrodená porucha, ktorá sa týka membrány červených krviniek. Pacienti, ktorí ju trpia, sa vyznačujú tým, že majú menší priemer v erytrocytoch a koncentráciu hemoglobínu vyššiu ako je obvyklé. Zo všetkých chorôb, ktoré ovplyvňujú membránu červených krviniek, je to najbežnejšia.

Je to spôsobené defektom proteínov, ktoré vertikálne spájajú cytoskeletálne proteíny s membránou. Mutácie súvisiace s touto poruchou sa nachádzajú v génoch, ktoré kódujú alfa a beta spektrín, ankyrín, pás 3 a proteíny 4.2.

Postihnutí jednotlivci často patria k belošskej alebo japonskej populácii. Závažnosť tohto stavu závisí od stupňa straty spojenia v spektrovej sieti.

Dedičná eliptocytóza

Dedičná eliptocytóza je patológia, ktorá zahŕňa rôzne zmeny tvaru erytrocytov, vrátane eliptických, oválnych alebo predĺžených buniek. To vedie k zníženiu elasticity a trvanlivosti červených krviniek.

Výskyt choroby je v Spojených štátoch od 0,03% do 0,05% a v afrických krajinách sa zvýšil, pretože poskytuje určitú ochranu pred parazitmi, ktoré spôsobujú maláriu, Plasmodium falciparum a Plasmodium vivax. Rovnaká rezistencia sa pozoruje u jedincov s kosáčikovitou chorobou.

Mutácie, ktoré spôsobujú toto ochorenie, zahŕňajú gény, ktoré kódujú alfa a beta spektrín a proteín 4.2. Mutácie v alfa spektíne teda ovplyvňujú tvorbu alfa a beta heterodimérov.

Normálne hodnoty

Hematokrit je kvantitatívne opatrenie, ktoré vyjadruje objem erytrocytov vo vzťahu k celkovému objemu krvi. Normálna hodnota tohto parametra sa líši podľa pohlavia: u dospelých mužov je to 40,7% až 50,3%, zatiaľ čo u žien je normálne rozmedzie od 36,1% do 44,3%.

Pokiaľ ide o počet buniek, normálny rozsah u mužov je 4,7 až 6,1 milióna buniek na ul a u žien medzi 4,2 a 5,4 miliónmi buniek na ul.

Pokiaľ ide o normálne hodnoty hemoglobínu, je to u mužov medzi 13,8 až 17,2 g / dl a u žien od 12,1 do 15,1 g / dl.

Rovnakým spôsobom sa normálne hodnoty menia v závislosti od veku jednotlivca, novorodenci vykazujú hodnoty hemoglobínu 19 g / dl a postupne klesajú až do dosiahnutia 12,5 g / dl. Keď je dieťa mladé a stále dojčí, očakávaná hladina je od 11 do 14 g / dl.

U dospievajúcich chlapcov vedie puberta k zvýšeniu zo 14 g / dl na 18 g / dl. U rozvojových dievčat môže menštruácia viesť k poklesu železa.

Nízke hladiny erytrocytov

Ak je počet červených krviniek nižší ako normálne hodnoty uvedené vyššie, môže to byť spôsobené množstvom heterogénnych podmienok. Pokles červených krviniek je spojený s únavou, tachykardiou a dýchavičnosťou. Medzi príznaky patrí aj bledosť, bolesti hlavy a bolesť na hrudníku.

Lekárske patológie spojené s úpadkom sú ochorenia srdca a obehového systému všeobecne. Patológie, ako je rakovina, sa premietajú aj do nízkych hodnôt erytrocytov. Myelosupresia a pancytopénia znižujú tvorbu krvných buniek

Podobne anémie a talasémie spôsobujú pokles týchto krvných buniek. Anémia môže byť spôsobená genetickými faktormi (ako je kosáčikovitá anémia) alebo nedostatkom vitamínu B12, folátu alebo železa. Niektoré tehotné ženy môžu mať príznaky anémie.

Napokon nadmerné krvácanie, či už z rany, hemoroidov, ťažkého menštruačného krvácania alebo žalúdočných vredov, vedie k strate červených krviniek.

Vysoké hladiny erytrocytov

Príčiny vysokej hladiny erytrocytov sú rovnako rôznorodé ako príčiny spojené s nízkou hladinou erytrocytov. Stav vykazujúci vysoký počet červených krviniek sa nazýva polycytémia.

Najnebezpečnejšie sa vyskytuje u jednotlivcov, ktorí žijú vo vysokých oblastiach, kde je koncentrácia kyslíka výrazne nižšia. Dehydratácia vo všeobecnosti tiež produkuje koncentráciu červených krviniek.

Príčinou nárastu môžu byť choroby súvisiace s obličkami, respiračným systémom a kardiovaskulárnymi ochoreniami.

Niektoré vonkajšie látky a škodlivé návyky, ako napríklad fajčenie, môžu zvýšiť počet červených krviniek. Dlhodobé používanie cigariet znižuje hladinu kyslíka v krvi, zvyšuje dopyt a núti telo vytvárať viac erytrocytov.

Spotreba anabolických steroidov môže stimulovať tvorbu červených krviniek v kostnej dreni, rovnako ako doping erytropoetínu, ktorý sa používa na optimalizáciu fyzickej výkonnosti.

V niektorých prípadoch anémie, keď je pacient dehydratovaný, pôsobí účinok znižovania plazmy na zníženie počtu červených krviniek, čo vedie k zdanlivo normálnej hodnote. Patológia sa objaví, keď je pacient hydratovaný a je možné dokázať abnormálne nízke hodnoty erytrocytov.

Referencie

1. Campbell, NA (2001). Biológia: Koncepty a vzťahy. Pearson Education.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., a Suresh, S. (2010). Tvar a biomechanické vlastnosti ľudských červených krviniek v zdraví a chorobe. Bulletin MRS / Society Research Society, 35 (5), 382–388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Fyziologické základy najlepšej a Taylorovej lekárskej praxe. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Interné lekárstvo . Panamerican Medical Ed.
5. Rodak, BF (2005). Hematológia: základy a klinické aplikácie. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH a Pawlina, W. (2012). Histológia: textový a farebný atlas s bunkovou a molekulárnou biológiou. Editorial Médica Panamericana.
7. Welsch, U. a Sobotta, J. (2008). Histológie. Panamerican Medical Ed.