ЕРИТРОЦИТИ (ЕРИТРОЦИТИ): ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦІЇ - АНАТОМІЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ

В еритроцитах , звані також червоні кров'яні клітинами, є дуже гнучкими і рясними кров'яними клітинами двояковогнутого профільованого диска. Вони відповідають за транспортування кисню до всіх тканин організму завдяки наявності гемоглобіну всередині клітини, а також сприяє транспортуванню вуглекислого газу та буферній здатності крові.

У ссавців внутрішня частина еритроциту в основному складається з гемоглобіну, оскільки він втратив усі субклітинні відділення, включаючи ядро. Вироблення АТФ обмежується анаеробним обміном.

Еритроцитам відповідає майже 99% формальних елементів, присутніх у крові, тоді як решта 1% складається з лейкоцитів і тромбоцитів або тромбоцитів. У мілілітрі крові знаходиться приблизно 5,4 мільйона еритроцитів.

Ці клітини виробляються в кістковому мозку і можуть прожити в середньому 120 днів, протягом яких вони можуть проїхати понад 11 000 кілометрів по кровоносних судинах.

Еритроцити були одним з перших елементів, що спостерігалися під мікроскопом у 1723 році. Однак, дослідник Хоппе Сейлер виявив лише до 1865 р. Відкриту здатність транспортувати кисень до цієї клітини.

Загальна характеристика

Вони є дискоїдними клітинами з приблизним діаметром від 7,5 до 8,7 мкм і товщиною від 1,7 до 2,2 мм. Вони тонші в центрі клітини, ніж по краях, надаючи рятівному вигляду. Вони містять понад 250 мільйонів молекул гемоглобіну всередині них.

Еритроцити - це клітини з чудовою гнучкістю, оскільки вони повинні рухатися під час циркуляції через дуже тонкі судини діаметром близько 2 до 3 мкм. При проходженні через ці канали клітина деформується і в кінці проходу повертається до початкової форми.

Автор Джеронім Уокер з Вікімедіа

Цитозол

Цитозоль цієї структури містить молекули гемоглобіну, відповідальні за транспортування газів під час кровообігу. Об'єм клітинного цитозолу становить близько 94 мкм ³ .

У зрілому віці еритроцитів ссавців не вистачає клітинного ядра, мітохондрій та інших цитоплазматичних органел, що робить їх нездатними до синтезу ліпідів та білків або окисного фосфорилювання.

Іншими словами, еритроцити в основному складаються з мембрани, яка закриває молекули гемоглобіну.

Пропонується, щоб еритроцити прагнули позбутися будь-якого субклітинного відділення, щоб забезпечити максимально можливий простір для транспортування гемоглобіну - таким же чином, як ми намагалися б вивезти всі елементи з нашого автомобіля, якби ми перевозили велику кількість речей.

Клітинна мембрана

Клітинна мембрана еритроцитів містить ліпідний двошаровий і спектринову мережу, що разом із цитоскелетом забезпечує еластичність та відповідність цій структурі. Більше 50% складу складають білки, трохи менше ліпідів, а решта частина відповідає вуглеводам.

Еритроцитна мембрана - це біологічна мембрана, яка привернула найбільшу увагу і найбільш широко зрозуміла, ймовірно, через її простоту виділення та відносну простоту.

Мембрана містить ряд інтегральних і периферичних білків, з'єднаних з ліпідним двошаровим і спектриновим. З'єднання, що передбачають зв'язування білка, відомі як вертикальні взаємодії, а ті, що включають двовимірний масив спектрину через молекули актину, є горизонтальними взаємодіями.

Якщо будь-яка з цих вертикальних або горизонтальних взаємодій не вдається, це призводить до можливих змін щільності спектрину, що призводить, в свою чергу, до зміни морфології еритроцитів.

Старіння еритроцитів відбивається на стабільності мембрани, зниженні їх здатності розміщуватися в кровоносної системі. Коли це відбувається, система моноцитів-макрофагів розпізнає погано функціональний елемент, виключаючи його з обігу та переробляючи його вміст.

Білки клітинної мембрани

Білки, знайдені в клітинній мембрані еритроцитів, можна легко розділити на гелі для електрофорезу. У цій системі виділяються наступні смуги: спектрин, анкірин, смуга 3, білки 4.1 та 4.2, іонний канал, глюкофорини та фермент гліцеральдегід-3-фосфат-дегідрогеназа.

Ці білки можна згрупувати у чотири групи відповідно до їх функції: мембранні транспортери, молекули адгезії та рецептори, ферменти та білки, які зв’язують мембрану з компонентами цитоскелету.

Білки-транспортери перетинають мембрану кілька разів, і найважливішою з цієї групи є смуга 3, аніоніти хлориду та бікарбонату.

Оскільки еритроцит позбавлений мітохондрій, більшість ферментів прив’язуються до плазматичної мембрани, включаючи ферменти гліколізу фруктозо-бісфосфат-альдолазу А, α-енолазу, ALDOC, гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогеназу, фосгліцераткіназу та піруваткіназу. кіназа.

Що стосується структурних білків, то найбільш поширеними є смуга 3, спектрини, анкірин, актин та білок смуги 4.1, тоді як смуга білка 4.2, дематин, аддукцини, тропомодулін та тропоміозин вважаються другорядними компонентами мембрани.

Спектрин

Спектрин - це нитчастий білок, що складається з альфа-і бета-ланцюга, структура якого - альфа-спіралі.

Спектринові волокна нагадують пружини матраца, а частини тканини, які оточують матрац, представляли б плазматичну мембрану в цьому гіпотетичному прикладі.

Гемоглобін

Гемоглобін - це складний білок з четвертинною структурою, що синтезується в еритроцитах і є основним елементом цих клітин. Він складається з двох пар ланцюгів, двох альфа-і двох не-альфа (вони можуть бути бета, гамма або дельта), пов'язаних між собою ковалентними зв’язками. Кожна одиниця має групу гема.

Він містить у своєму складі групу гема і відповідає за характерний червоний колір крові. Що стосується свого розміру, то він має молекулярну масу 64 000 г / моль.

У дорослих людей гемоглобін складається з двох альфа-і двох бета-ланцюгів, тоді як невелика частина замінює бета-дельта. Навпаки, гемоглобін плода складається з двох альфа-і двох гамма-ланцюгів.

Коледж OpenStax, через Wikimedia Commons

Особливості

Транспорт кисню

Розведеного в плазмі крові кисню недостатньо для задоволення вимогливих вимог клітини, з цієї причини повинна бути організація, відповідальна за її транспортування. Гемоглобін є білковою молекулою і є передавачем кисню.

Найважливіша функція еритроцитів - це зберігання гемоглобіну всередині них, щоб забезпечити надходження кисню до всіх тканин та органів організму, завдяки транспорту та обміну кисню та вуглекислого газу. Згаданий процес не вимагає витрат енергії.

Аномалії

Серповидноклітинна анемія

Серповидноклітинна анемія або серповидноклітинна анемія складається з ряду патологій, які впливають на гемоглобін, викликаючи зміну форми еритроцитів. Клітини скорочують свій період напіввиведення з 120 днів до 20 або 10.

Патологія виникає завдяки унікальній зміні залишку амінокислоти, глутамату на валін у бета-ланцюзі цього білка. Стан може виражатися в його гомозиготному або гетерозиготному стані.

Уражені еритроцити мають форму серпа або коми. На зображенні нормальні клітини крові порівнюються з патологічними. Крім того, вони втрачають свою характерну гнучкість, тому можуть порушуватися при спробі перетину судин.

Цей стан збільшує внутрішньоклітинну в'язкість, впливаючи на проходження уражених еритроцитів через менші судини. Це явище призводить до зниження швидкості кровотоку.

Коледж OpenStax, через Wikimedia Commons

Спадковий сфероцитоз

Сфероцитоз рани - це вроджене порушення, яке включає мембрану еритроцитів. Пацієнти, які страждають на неї, характеризуються меншим діаметром в еритроцитах та концентрацією гемоглобіну, більшим за норму. З усіх захворювань, які вражають мембрану еритроцитів, це найпоширеніші.

Він викликаний дефектом білків, які вертикально з'єднують цитоскелетні білки з мембраною. Мутації, пов’язані з цим розладом, виявляються в генах, кодуючих альфа- та бета-спектрин, анкірин, смугу 3 та білки 4.2.

Постраждалі особи часто належать до кавказького чи японського населення. Тяжкість цього стану залежить від ступеня втрати зв'язку в спектриновій мережі.

Спадковий еліптоцитоз

Спадковий еліптоцитоз - це патологія, яка передбачає різні зміни форми еритроцита, включаючи еліптичні, овальні або подовжені клітини. Це призводить до зниження еластичності та міцності еритроцитів.

Захворюваність в США становить від 0,03% до 0,05% у США і зросла в африканських країнах, оскільки вона забезпечує певний захист від паразитів, які викликають малярію, Plasmodium falciparum та Plasmodium vivax. Ця ж резистентність спостерігається у людей із серповидно-клітинними захворюваннями.

Мутації, що продукують це захворювання, включають гени, кодуючі альфа- та бета-спектрин та білок 4.2. Таким чином, мутації альфа-спектрину впливають на формування альфа- та бета-гетеродимерів.

Нормальні значення

Гематокрит - це кількісна міра, яка виражає об’єм еритроцитів щодо загального об’єму крові. Нормальне значення цього параметра змінюється залежно від статі: у дорослих чоловіків воно становить 40,7% до 50,3%, тоді як у жінок нормальний діапазон становить від 36,1% до 44,3%.

У перерахунку на кількість клітин у чоловіків нормальний діапазон становить від 4,7 до 6,1 мільйонів клітин на мкл, у жінок - від 4,2 до 5,4 мільйона клітин на 1 л.

Що стосується нормальних значень гемоглобіну, то у чоловіків вона становить від 13,8 до 17,2 г / дл, а у жінок від 12,1 до 15,1 г / дл.

Так само нормальні значення змінюються залежно від віку індивіда, у новонароджених присутні значення гемоглобіну 19 г / дл і поступово знижуються до досягнення 12,5 г / дл. Коли дитина молода і ще годує грудьми, очікуваний рівень становить від 11 до 14 г / дл.

У хлопчиків-підлітків статеве дозрівання призводить до збільшення з 14 г / дл до 18 г / дл. У дівчат, що розвиваються, менструація може призвести до зниження заліза.

Низький рівень еритроцитів

Коли кількість еритроцитів менше норми, зазначеної вище, це може бути пов'язано з низкою неоднорідних умов. Падіння еритроцитів пов’язане з втомою, тахікардією та задишкою. Симптоми також включають блідість, головні болі та біль у грудях.

Медичні патології, пов'язані із занепадом, - це захворювання серця та кровоносної системи загалом. Також такі патології, як рак, перетворюються на низькі значення еритроцитів. Мієлосупресія та панцитопенія знижують вироблення клітин крові

Так само анемії та таласемії викликають зниження цих клітин крові. Анемія може бути викликана генетичними факторами (такими як серповидноклітинна анемія) або дефіцитом вітаміну В12, фолатів або заліза. У деяких вагітних можуть спостерігатися симптоми анемії.

Нарешті, надмірна кровотеча, чи то від рани, геморою, сильної менструальної кровотечі чи виразки шлунка, призводить до втрати еритроцитів.

Високий рівень еритроцитів

Причини високого рівня еритроцитів так само різноманітні, як і ті, що пов'язані з низьким рівнем. Умова прояву великої кількості еритроцитів називається поліцитемія.

Найбільш нешкідливе трапляється у людей, які мешкають у високих регіонах, де концентрація кисню значно нижча. Також зневоднення, як правило, призводить до концентрації еритроцитів.

Захворювання, пов’язані з нирками, дихальною системою та серцево-судинними захворюваннями, можуть бути причиною збільшення.

Деякі зовнішні агенти та шкідливі звички, такі як куріння, можуть збільшити кількість еритроцитів. Тривале вживання сигарет знижує рівень кисню в крові, збільшуючи попит і змушуючи організм виробляти більше еритроцитів.

Споживання анаболічних стероїдів може стимулювати вироблення еритроцитів у кістковому мозку, як і допінг еритропоетину, який використовується для оптимізації фізичної працездатності.

У деяких випадках анемії, коли пацієнт зневоднений, ефект зниження плазми протидіє зменшенню кількості еритроцитів, що призводить до оманливо нормального значення. Патологія виявляється, коли пацієнт гідратний і можуть бути засвідчені аномально низькі значення еритроцитів.

Список літератури

Кемпбелл, штат НС (2001). Біологія: Поняття та стосунки. Пірсон освіта.
Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Форма та біомеханічні характеристики червоних кров'яних клітин людини в галузі здоров'я та хвороб. Бюлетень MRS / Товариство з дослідження матеріалів, 35 (5), 382–388.
Дворкін, М., Кардіналі, Д., Ієрмолі, Р. (2010). Фізіологічні основи найкращої та Тейлорської медичної практики. Panamerican Medical Ed.
Kelley, WN (1993). Терапія . Panamerican Medical Ed.
Родак, Б.Ф. (2005). Гематологія: основи та клінічне застосування. Panamerican Medical Ed.
Ross, MH, & Pawlina, W. (2012). Гістологія: текстовий та кольоровий атлас із клітинною та молекулярною біологією. Редакція Médica Panamericana.
Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Гістологія. Panamerican Medical Ed.

ЕРИТРОЦИТИ (ЕРИТРОЦИТИ): ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦІЇ - АНАТОМІЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ - 2025