Erytrocyty (czerwone krwinki): cechy, funkcje, nieprawidłowości, wartości

Erytrocyty, zwane także krwinkami czerwonymi lub krwinkami czerwonymi, są bardzo elastycznymi i obfitymi komórkami krwi, o kształcie dysku dwuwklęsłego. Są one odpowiedzialne za transport tlenu do wszystkich tkanek organizmu dzięki obecności hemoglobiny we wnętrzu komórki, a także przyczyniają się do transportu dwutlenku węgla i zdolności buforowania krwi.

U ssaków wnętrze erytrocytów składa się zasadniczo z hemoglobiny, ponieważ utraciło wszystkie przedziały subkomórkowe, w tym jądro. Wytwarzanie ATP jest ograniczone do metabolizmu beztlenowego.

Erytrocyty odpowiadają prawie 99% utworzonych pierwiastków obecnych we krwi, podczas gdy pozostałe 1% składa się z leukocytów i płytek krwi lub trombocytów. W mililitrze krwi znajduje się około 5, 4 miliona czerwonych krwinek.

Komórki te są produkowane w szpiku kostnym i mogą przeżyć średnio 120 dni, w których można przebyć ponad 11 000 kilometrów przez naczynia krwionośne.

Czerwone krwinki były jednym z pierwszych elementów obserwowanych w świetle mikroskopu w 1723 r. Jednak dopiero w 1865 r. Badacz Hoppe Seyler odkrył zdolność transportu wspomnianej komórki do tlenu.

Ogólna charakterystyka

Są to dyskoidalne komórki o średnicy około 7, 5 do 8, 7 um i 1, 7 do 2, 2 um grubości. Są one cieńsze w środku celi niż na krawędziach, dając wrażenie ratownika. Zawierają ponad 250 milionów cząsteczek hemoglobiny.

Erytrocyty są komórkami o niezwykłej elastyczności, ponieważ muszą poruszać się podczas krążenia przez bardzo cienkie naczynia o średnicy 2 do 3 um. Podczas przechodzenia przez te kanały komórka jest zdeformowana i na końcu przejścia powraca do pierwotnego kształtu.

Citosol

Cytozol tej struktury zawiera cząsteczki hemoglobiny odpowiedzialne za transport gazów podczas krążenia krwi. Objętość cytozolu komórkowego wynosi około 94 um3.

Gdy dojrzewają, erytrocyty ssaków nie mają jądra komórkowego, mitochondriów i innych organelli cytoplazmatycznych, więc nie są w stanie syntetyzować lipidów, białek ani wykonywać fosforylacji oksydacyjnej.

Innymi słowy, erytrocyty zasadniczo składają się z membrany, która zamyka cząsteczki hemoglobiny.

Proponuje się, aby erytrocyty próbowały pozbyć się jakiegokolwiek przedziału subkomórkowego w celu zapewnienia maksymalnej możliwej przestrzeni dla transportu hemoglobiny - w taki sam sposób, w jaki staralibyśmy się usunąć wszystkie elementy naszego samochodu, gdybyśmy mieli przewieźć wiele rzeczy.

Błona komórkowa

Błona komórkowa erytrocytów składa się z dwuwarstwy lipidowej i sieci spektrynowej, która wraz z cytoszkieletem zapewnia elastyczność i rozciągliwość tej struktury. Ponad 50% kompozycji stanowią białka, nieco mniej lipidów, a pozostała część odpowiada węglowodanom.

Błona erytrocytów jest błoną biologiczną, która zyskała większą uwagę i której jest większa wiedza, prawdopodobnie ze względu na łatwość izolacji i względną prostotę.

Membrana zawiera szereg integralnych i obwodowych białek połączonych z dwuwarstwą lipidową i spektryną. Połączenia, które wiążą się z białkami, znane są jako interakcje pionowe, a te obejmujące dwuwymiarową matrycę spektryny za pomocą cząsteczek aktyny są oddziaływaniami poziomymi.

Gdy którakolwiek z tych interakcji pionowych lub poziomych ulegnie awarii, powoduje możliwe zmiany gęstości spektralnej, powodując z kolei zmiany w morfologii erytrocytów.

Starzenie się czerwonych krwinek znajduje odzwierciedlenie w stabilności błony, zmniejszając jej zdolność do przyjmowania w układzie krążenia. Gdy to nastąpi, system monocytów-makrofagów rozpoznaje element niefunkcjonalny, eliminując go z obiegu i zawracając jego zawartość.

Białka błony komórkowej

Białka znajdujące się w błonie komórkowej erytrocytów można łatwo rozdzielić w żelu do elektroforezy. W tym systemie wyróżniają się następujące pasma: spektryna, ankyryna, pasmo 3, białka 4.1 i 4.2, kanał jonowy, glikoforyny i dehydrogenaza 3-fosforanowa gliceraldehydu.

Białka te można podzielić na cztery grupy w zależności od ich funkcji: transportery błonowe, cząsteczki adhezyjne i receptory, enzymy i białka, które wiążą się z błoną ze składnikami cytoszkieletu.

Białka transportowe przechodzą przez membranę kilka razy i najważniejszą z tej grupy jest pasmo 3, anionowy chlorek i wodorowęglan.

Ponieważ erytrocyt jest pozbawiony mitochondriów, większość enzymów jest zakotwiczona w błonie plazmatycznej, w tym enzymy glikolizy fruktozo-bisfosforanowej aldolazy A, α-enolazy, ALDOC, dehydrogenazy aldehydu 3-fosforanowo-glicerynowego, kinazy glicerynowej i pirogronianu kinaza

Jeśli chodzi o białka strukturalne, najbardziej rozpowszechnione są pasmo 3, spektriny, ankyryna, aktyna i prążek białka 4.1, podczas gdy prążek białka 4.2, dematyna, addukty, tropomodulina i tropomiozyna są uważane za mniejsze składniki błony.

Spectrine

Spektryna jest białkiem nitkowatym utworzonym przez łańcuch alfa i beta, którego strukturami są helisy alfa.

Włókna spektralne przypominają sprężyny materaca, a części tkaniny otaczające materac w tym hipotetycznym przykładzie reprezentują błonę plazmową.

Hemoglobina

Hemoglobina jest złożonym białkiem o czwartorzędowej strukturze syntetyzowanej w erytrocytach i stanowi podstawowy element tych komórek. Składa się z dwóch par łańcuchów, dwóch alfa i dwóch nie-alfa (może być beta, gamma lub delta) połączonych ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi. Każda jednostka ma grupę heme.

Zawiera w swojej strukturze grupę hemową i odpowiada za charakterystyczny czerwony kolor krwi. Pod względem wielkości ma masę cząsteczkową 64 000 g / mol.

U dorosłych osobników hemoglobina składa się z dwóch łańcuchów alfa i dwóch łańcuchów beta, podczas gdy mała część zastępuje beta dla delt. Natomiast hemoglobina płodowa składa się z dwóch łańcuchów alfa i dwóch łańcuchów gamma.

Funkcje

Transport tlenu

Tlen, który jest rozcieńczony w osoczu krwi, nie wystarcza, aby sprostać wymagającym wymaganiom komórki, dlatego musi istnieć w organizmie odpowiedzialnym za transport. Hemoglobina jest cząsteczką o charakterze białkowym i jest par excellence nośnikiem tlenu.

Najważniejszą funkcją erytrocytów jest umieszczenie hemoglobiny wewnątrz, aby zapewnić dostarczanie tlenu do wszystkich tkanek i narządów ciała, dzięki transportowi i wymianie tlenu i dwutlenku węgla. Wspomniany proces nie wymaga wydatkowania energii.

Nieprawidłowości

Anemia sierpowata

Niedokrwistość sierpowatokrwinkowa lub anemia sierpowata składa się z szeregu patologii, które wpływają na hemoglobinę, powodując zmianę kształtu czerwonych krwinek. Komórki zmniejszają średnią długość życia ze 120 dni do 20 lub 10 dni.

Patologia występuje poprzez unikalną zmianę reszty aminokwasowej, glutaminianu przez walinę, w łańcuchu beta tego białka. Stan może być wyrażony w stanie homozygotycznym lub heterozygotycznym.

Dotknięte krwinki czerwone przybierają kształt sierpa lub śpiączki. Na obrazie normalne globule są porównywane z globulami patologicznymi. Ponadto tracą swoją charakterystyczną elastyczność, więc mogą się złamać, próbując przebić naczynia krwionośne.

Warunek ten zwiększa lepkość wewnątrzkomórkową, wpływając na przejście czerwonych krwinek dotkniętych przez mniejsze naczynia krwionośne. Zjawisko to powoduje zmniejszenie prędkości przepływu krwi.

Dziedziczna sferocytoza

Sferocytoza rany jest wrodzonym zaburzeniem, które obejmuje błonę czerwonych krwinek. Pacjenci cierpiący na tę chorobę charakteryzują się mniejszą średnicą erytrocytów i wyższym niż normalne stężeniem hemoglobiny. Spośród wszystkich chorób, które wpływają na błonę erytrocytów, jest to najbardziej powszechna.

Jest to spowodowane defektem białek, które łączą pionowo białka cytoszkieletu z błoną. Mutacje związane z tym zaburzeniem znajdują się w genach kodujących spektrynę alfa i beta, ankyrynę, pasmo 3 i białka 4.2.

Osoby dotknięte chorobą często należą do populacji kaukaskiej lub japońskiej. Dotkliwość tego warunku zależy od stopnia utraty połączenia w sieci spektralnej.

Dziedziczna elliptocytoza

Dziedziczna eliptocytoza jest patologią, która obejmuje różne zmiany w kształcie erytrocytów, w tym komórki eliptyczne, owalne lub wydłużone. Prowadzi to do zmniejszenia elastyczności i trwałości czerwonych krwinek.

Częstość występowania choroby wynosi od 0, 03% do 0, 05% w Stanach Zjednoczonych i wzrosła w krajach afrykańskich, ponieważ zapewnia pewną ochronę przed pasożytami powodującymi malarię, Plasmodium falciparum i Plasmodium vivax . Ta sama oporność jest obserwowana u osób cierpiących na niedokrwistość sierpowatą.

Mutacje, które wytwarzają tę chorobę, obejmują geny kodujące spektrynę alfa i beta oraz białko 4.2. Zatem mutacje w spektrze alfa wpływają na tworzenie heterodimeru alfa i beta.

Normalne wartości

Hematokryt jest miarą ilościową, która wyraża objętość erytrocytów w stosunku do objętości pełnej krwi. Normalna wartość tego parametru różni się w zależności od płci: u dorosłych mężczyzn wynosi 40, 7% do 50, 3%, podczas gdy u kobiet zakres normalny waha się od 36, 1% do 44, 3%.

Pod względem liczby komórek, u mężczyzn normalny zakres wynosi od 4, 7 do 6, 1 miliona komórek na µl, a u kobiet od 4, 2 do 5, 4 milionów komórek na µL.

Jeśli chodzi o normalne wartości hemoglobiny, u mężczyzn wynosi ona od 13, 8 do 17, 2 g / dl, a u kobiet od 12, 1 do 15, 1 g / dL.

W ten sam sposób wartości normalne różnią się w zależności od wieku osobnika, noworodki prezentują wartości hemoglobiny 19 g / dL i stopniowo zmniejszają się, aż osiągną 12, 5 g / dL. Kiedy dziecko jest małe i nadal karmi piersią, oczekiwany poziom wynosi od 11 do 14 g / dL.

U dorastających mężczyzn dojrzewanie prowadzi do wzrostu z 14 g / dl do 18 g / dL. W przypadku rozwijających się dziewcząt miesiączka może prowadzić do zmniejszenia żelaza.

Niski poziom erytrocytów

Gdy liczba erytrocytów jest niższa niż wartości normalne wymienione powyżej, może to być spowodowane szeregiem warunków heterogenicznych. Spadek czerwonych krwinek jest związany ze zmęczeniem, tachykardią i dusznością. Objawy obejmują również bladość, bóle głowy i bóle w klatce piersiowej.

Patologie medyczne związane ze spadkiem są ogólnie chorobami serca i układu krążenia. Również patologie takie jak rak przekładają się na niskie wartości erytrocytów. Zahamowanie czynności szpiku i pancytopenia zmniejszają produkcję krwinek

Podobnie, anemie i talasemie powodują zmniejszenie liczby tych komórek krwi. Anemie mogą być spowodowane czynnikami genetycznymi (takimi jak niedokrwistość sierpowata) lub niedoborem witaminy B12, kwasu foliowego lub żelaza. Niektóre kobiety w ciąży mogą odczuwać objawy niedokrwistości.

Wreszcie, nadmierne krwawienie z rany, hemoroidów, ciężkiego krwawienia miesiączkowego lub wrzodów żołądka powoduje utratę erytrocytów.

Wysoki poziom erytrocytów

Przyczyny generujące wysoki poziom erytrocytów są równie zróżnicowane, jak te związane z niskimi poziomami. Stan wykazywania dużej liczby czerwonych krwinek jest nazywany policytemią.

Najbardziej nieszkodliwe występuje u osób zamieszkujących wysokie regiony, gdzie stężenie tlenu jest znacznie niższe. Również odwodnienie generalnie powoduje koncentrację krwinek czerwonych.

Przyczyną wzrostu mogą być choroby związane z nerkami, układem oddechowym i chorobami układu krążenia.

Niektóre czynniki zewnętrzne i szkodliwe nawyki, takie jak palenie tytoniu, mogą zwiększyć liczbę erytrocytów. Długotrwałe używanie papierosa zmniejsza poziom tlenu we krwi, zwiększając zapotrzebowanie i zmuszając organizm do generowania większej liczby erytrocytów.

Stosowanie sterydów anabolicznych może stymulować wytwarzanie czerwonych krwinek w szpiku kostnym, podobnie jak doping erytropoetyną, która jest wykorzystywana do optymalizacji wydolności fizycznej.

W niektórych przypadkach niedokrwistości, gdy pacjent jest odwodniony, wpływ zmniejszającego się osocza przeciwdziała spadkowi liczby erytrocytów, co powoduje pozornie normalną wartość. Patologia ujawnia się, gdy pacjent jest uwodniony i można wykazać nienormalnie niskie wartości erytrocytów.