ЭРИТРОЦИТЫ (КРАСНЫЕ КРОВЯНЫЕ ТЕЛЬЦА): ХАРАКТЕРИСТИКА, ФУНКЦИИ - АНАТОМИЯ И ПСИХОЛОГИЯ - 2026

В эритроцитах , называемые также красные кровяные клетками, являются очень гибкими и обильными кровяными клетками двояковогнутого профилированного диска. Они несут ответственность за транспортировку кислорода ко всем тканям организма благодаря наличию гемоглобина внутри клетки, а также за транспортировку углекислого газа и буферную способность крови.

У млекопитающих внутренняя часть эритроцита в основном состоит из гемоглобина, поскольку он потерял все субклеточные компартменты, включая ядро. Производство АТФ ограничено анаэробным метаболизмом.

Эритроциты соответствуют почти 99% формальных элементов, присутствующих в крови, а оставшийся 1% состоит из лейкоцитов и тромбоцитов или тромбоцитов. В миллилитре крови содержится примерно 5,4 миллиона эритроцитов.

Эти клетки производятся в костном мозге и могут жить в среднем 120 дней, за которые они могут пройти более 11 000 километров по кровеносным сосудам.

Красные кровяные тельца были одними из первых элементов, наблюдаемых под микроскопом в 1723 году. Однако только в 1865 году исследователь Хоппе Зейлер открыл способность этой клетки переносить кислород.

Общие характеристики

Это дискоидные ячейки с приблизительным диаметром от 7,5 до 8,7 мкм и толщиной от 1,7 до 2,2 мкм. В центре клетки они тоньше, чем по краям, что создает впечатление спасителя. В них содержится более 250 миллионов молекул гемоглобина.

Эритроциты - это клетки с удивительной гибкостью, так как они должны перемещаться во время циркуляции через очень тонкие сосуды диаметром около 2–3 мкм. При прохождении через эти каналы клетка деформируется и в конце прохода возвращается к своей первоначальной форме.

Автор Джером Уокер, из Wikimedia Commons

цитозоль

Цитозоль этой структуры содержит молекулы гемоглобина, отвечающие за транспорт газов во время кровообращения. Объем цитозоля клетки составляет около 94 мкм ³ .

В зрелом состоянии эритроциты млекопитающих лишены ядра клетки, митохондрий и других цитоплазматических органелл, что делает их неспособными к синтезу липидов и белков или окислительному фосфорилированию.

Другими словами, эритроциты в основном состоят из мембраны, в которой находятся молекулы гемоглобина.

Предполагается, что эритроциты стремятся избавиться от любого субклеточного отсека, чтобы обеспечить максимально возможное пространство для транспорта гемоглобина - таким же образом, как мы бы пытались удалить все элементы из нашей машины, если бы нам пришлось перевозить большое количество вещей.

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана эритроцитов состоит из липидного бислоя и спектриновой сети, которая вместе с цитоскелетом придает этой структуре эластичность и податливость. Более 50% состава составляют белки, чуть меньше липидов, а оставшаяся часть соответствует углеводам.

Мембрана эритроцитов - это биологическая мембрана, которая привлекла наибольшее внимание и наиболее широко известна, вероятно, из-за простоты ее выделения и относительной простоты.

Мембрана содержит ряд интегральных и периферических белков, связанных с липидным бислоем и спектрином. Связи, которые включают связывание с белками, известны как вертикальные взаимодействия, а те, которые включают двумерный массив спектрина через молекулы актина, - горизонтальные взаимодействия.

Когда любое из этих вертикальных или горизонтальных взаимодействий терпит неудачу, это приводит к возможным изменениям плотности спектрина, вызывая, в свою очередь, изменения морфологии эритроцитов.

Старение эритроцитов отражается на стабильности мембраны, что снижает их способность к адаптации в системе кровообращения. Когда это происходит, система моноцитов-макрофагов распознает плохо функциональный элемент, устраняя его из обращения и повторно используя его содержимое.

Белки клеточной мембраны

Белки, обнаруженные в клеточной мембране эритроцитов, можно легко разделить на геле для электрофореза. В этой системе выделяются следующие полосы: спектрин, анкирин, полоса 3, белки 4.1 и 4.2, ионный канал, глюкофорины и фермент глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназа.

Эти белки можно разделить на четыре группы в зависимости от их функции: мембранные переносчики, адгезионные молекулы и рецепторы, ферменты и белки, связывающие мембрану с компонентами цитоскелета.

Белки-переносчики пересекают мембрану несколько раз, и наиболее важной из этой группы является полоса 3, анионообменник хлорида и бикарбоната.

Поскольку эритроцит лишен митохондрий, большинство ферментов прикрепляются к плазматической мембране, включая ферменты гликолиза, фруктозо-бисфосфатальдолазу A, α-енолазу, ALDOC, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу, фосглицераткиназу и пируваткиназу. киназы.

Что касается структурных белков, наиболее распространенными являются полоса 3, спектрины, анкирин, актин и белок полосы 4.1, тогда как белок полосы 4.2, дематин, аддукцины, тропомодулин и тропомиозин считаются второстепенными компонентами мембраны.

спектринового

Спектрин - это нитчатый белок, состоящий из альфа- и бета-цепей, структура которых представляет собой альфа-спирали.

Волокна спектрина напоминают пружины матраса, а части ткани, окружающие матрас, в этом гипотетическом примере представляют плазматическую мембрану.

гемоглобин

Гемоглобин представляет собой сложный белок с четвертичной структурой, синтезируемый в эритроцитах, и является основным элементом этих клеток. Он состоит из двух пар цепей, двух альфа и двух не альфа (они могут быть бета, гамма или дельта), связанных ковалентными связями. У каждой единицы есть гемовая группа.

Он содержит в своей структуре гемовую группу и отвечает за характерный красный цвет крови. Что касается его размера, он имеет молекулярную массу 64000 г / моль.

У взрослых людей гемоглобин состоит из двух альфа- и двух бета-цепей, в то время как небольшая часть заменяет бета на дельта. Напротив, гемоглобин плода состоит из двух альфа- и двух гамма-цепей.

Автор OpenStax College, через Wikimedia Commons

Характеристики

Транспорт кислорода

Кислорода, разбавленного в плазме крови, недостаточно для удовлетворения высоких потребностей клетки, по этой причине должен существовать объект, ответственный за его транспортировку. Гемоглобин - это белковая молекула, которая в первую очередь является переносчиком кислорода.

Самая важная функция эритроцитов - удерживать внутри себя гемоглобин, чтобы обеспечить снабжение кислородом всех тканей и органов тела благодаря переносу и обмену кислорода и углекислого газа. Указанный процесс не требует затрат энергии.

аномалии

Серповидноклеточная анемия

Серповидно-клеточная анемия или серповидно-клеточная анемия состоит из ряда патологий, которые влияют на гемоглобин, вызывая изменение формы красных кровяных телец. Время полужизни клеток уменьшается со 120 дней до 20 или 10.

Патология возникает в результате уникальной замены аминокислотного остатка глутамата на валин в бета-цепи этого белка. Состояние может выражаться в гомозиготном или гетерозиготном состоянии.

Пораженные эритроциты принимают форму серпа или комы. На изображении нормальные клетки крови сравниваются с патологическими. Кроме того, они теряют свою характерную гибкость, поэтому могут сломаться при попытке пересечь кровеносные сосуды.

Это состояние увеличивает внутриклеточную вязкость, влияя на прохождение пораженных эритроцитов через более мелкие кровеносные сосуды. Это явление приводит к снижению скорости кровотока.

Автор OpenStax College, через Wikimedia Commons

Наследственный сфероцитоз

Сфероцитоз раны - это врожденное заболевание, которое затрагивает мембрану красных кровяных телец. Пациенты, страдающие этим заболеванием, характеризуются меньшим диаметром эритроцитов и концентрацией гемоглобина выше нормы. Из всех заболеваний, поражающих мембрану красных кровяных телец, это наиболее распространенное.

Это вызвано дефектом белков, которые вертикально связывают белки цитоскелета с мембраной. Мутации, связанные с этим заболеванием, обнаруживаются в генах, которые кодируют альфа- и бета-спектрин, анкирин, полосу 3 и белки 4.2.

Больные часто принадлежат к европеоидной или японской популяциям. Серьезность этого состояния зависит от степени потери соединения в спектриновой сети.

Наследственный эллиптоцитоз

Наследственный эллиптоцитоз - это патология, которая включает в себя различные изменения формы эритроцита, включая клетки эллиптической, овальной или удлиненной формы. Это приводит к снижению эластичности и прочности красных кровяных телец.

Заболеваемость составляет от 0,03% до 0,05% в Соединенных Штатах и ​​была увеличена в африканских странах, поскольку это обеспечивает некоторую защиту от паразитов, вызывающих малярию, Plasmodium falciparum и Plasmodium vivax. Такое же сопротивление наблюдается у людей с серповидно-клеточной анемией.

Мутации, вызывающие это заболевание, включают гены, которые кодируют альфа- и бета-спектрин и белок 4.2. Таким образом, мутации в альфа-спектрине влияют на образование альфа- и бета-гетеродимеров.

Нормальные значения

Гематокрит - это количественная мера, которая выражает объем эритроцитов по отношению к общему объему крови. Нормальное значение этого параметра варьируется в зависимости от пола: у взрослых мужчин оно составляет от 40,7% до 50,3%, у женщин - от 36,1% до 44,3%.

Что касается количества клеток, у мужчин нормальный диапазон составляет от 4,7 до 6,1 миллиона клеток на мкл, а у женщин - от 4,2 до 5,4 миллиона клеток на мкл.

Что касается нормального уровня гемоглобина, то у мужчин он составляет от 13,8 до 17,2 г / дл, а у женщин от 12,1 до 15,1 г / дл.

Точно так же нормальные значения варьируются в зависимости от возраста человека, у новорожденных уровень гемоглобина составляет 19 г / дл и постепенно снижается до 12,5 г / дл. Когда ребенок маленький и все еще кормит грудью, ожидаемый уровень составляет от 11 до 14 г / дл.

У мальчиков-подростков половое созревание приводит к увеличению с 14 г / дл до 18 г / дл. У развивающихся девушек менструация может привести к снижению содержания железа.

Низкий уровень эритроцитов

Когда количество эритроцитов меньше нормальных значений, упомянутых выше, это может быть связано с рядом неоднородных условий. Падение эритроцитов связано с утомляемостью, тахикардией и одышкой. Симптомы также включают бледность, головные боли и боль в груди.

К медицинским патологиям, связанным с упадком, относятся болезни сердца и системы кровообращения в целом. Также такие патологии, как рак, приводят к низкому уровню эритроцитов. Миелосупрессия и панцитопения снижают выработку клеток крови

Точно так же анемия и талассемия вызывают уменьшение этих клеток крови. Анемии могут быть вызваны генетическими факторами (такими как серповидноклеточная анемия) или дефицитом витамина B12, фолиевой кислоты или железа. Некоторые беременные женщины могут испытывать симптомы анемии.

Наконец, чрезмерное кровотечение из раны, геморроя, обильного менструального кровотечения или язвы желудка приводит к потере красных кровяных телец.

Высокий уровень эритроцитов

Причины высокого уровня эритроцитов столь же разнообразны, как и причины, связанные с низким уровнем. Состояние появления большого количества красных кровяных телец называется полицитемией.

Наиболее безобидно происходит у людей, которые живут в высокогорных районах, где концентрация кислорода значительно ниже. Также обезвоживание, как правило, вызывает концентрацию красных кровяных телец.

Причиной увеличения могут быть заболевания почек, дыхательной системы и сердечно-сосудистые заболевания.

Некоторые внешние факторы и вредные привычки, такие как курение, могут увеличивать количество эритроцитов. Длительное употребление сигарет снижает уровень кислорода в крови, увеличивая потребность в нем и заставляя организм вырабатывать больше эритроцитов.

Употребление анаболических стероидов может стимулировать выработку красных кровяных телец в костном мозге, как и допинг эритропоэтина, который используется для оптимизации физической работоспособности.

В некоторых случаях анемии, когда пациент обезвоживается, плазменный эффект противодействует снижению количества красных кровяных телец, что приводит к обманчиво нормальному значению. Патология выявляется, когда пациент гидратирован, и могут быть обнаружены аномально низкие значения эритроцитов.

Ссылки

1. Кэмпбелл, Северная Каролина (2001). Биология: понятия и отношения. Pearson Education.
2. Диез-Сильва, М., Дао, М., Хан, Дж., Лим, К.-Т., и Суреш, С. (2010). Форма и биомеханические характеристики эритроцитов человека в условиях здоровья и болезней. Бюллетень MRS / Общество исследования материалов, 35 (5), 382–388.
3. Дворкин М., Кардинали Д. и Иермоли Р. (2010). Физиологические основы медицинской практики Best & Taylor. Panamerican Medical Ed.
4. Келли, WN (1993). Медицина внутренних органов . Panamerican Medical Ed.
5. Родак, Б.Ф. (2005). Гематология: основы и клиническое применение. Panamerican Medical Ed.
6. Росс, М.Х., и Павлина, В. (2012). Гистология: текстовый и цветной атлас с клеточной и молекулярной биологией. От редакции Médica Panamericana.
7. Велш, У., и Соботта, Дж. (2008). Гистологии. Panamerican Medical Ed.