ERITROCITI (CRVENE KRVNE STANICE): KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE - ANATOMIJA I FIZIOLOGIJA - 2026

U eritrociti, koji se nazivaju crvenih krvnih stanica, vrlo su fleksibilne i bogat krvne stanice izdubljen oblikovanog disk. Oni su odgovorni za transport kisika do svih tjelesnih tkiva zahvaljujući prisutnosti hemoglobina u stanici, kao i doprinose transportu ugljičnog dioksida i puferskoj sposobnosti krvi.

Kod sisavaca unutrašnjost eritrocita u osnovi se sastoji od hemoglobina, jer je izgubio sve subcelularne odjele, uključujući jezgru. Stvaranje ATP-a ograničeno je na anaerobni metabolizam.

Eritrociti odgovaraju gotovo 99% formalnih elemenata prisutnih u krvi, dok preostalih 1% čine leukociti i trombociti ili trombociti. U mililitru krvi nalazi se otprilike 5,4 milijuna crvenih krvnih stanica.

Te se stanice proizvode u koštanoj srži i mogu živjeti u prosjeku 120 dana tijekom kojih mogu proći više od 11.000 kilometara kroz krvne žile.

Crvene krvne stanice jedan su od prvih elemenata koji su promatrani pod mikroskopom 1723. Međutim, tek 1865. godine, istraživač Hoppe Seyler otkrio je kapacitet transporta kisika u ovoj stanici.

Opće karakteristike

Oni su diskoidne stanice s približnim promjerom od 7,5 do 8,7 um i 1,7 do 2,2 um. Oni su tanji u središtu stanice nego na rubovima, što daje izgled za spašavanje života. Sadrže više od 250 milijuna molekula hemoglobina.

Eritrociti su stanice izuzetne fleksibilnosti, jer se tijekom cirkulacije moraju kretati kroz vrlo tanke žile, promjera oko 2 do 3 um. Prolazeći kroz ove kanale stanica se deformira i na kraju prolaza vraća se u svoj izvorni oblik.

Autor Jerome Walker, iz Wikimedia Commons

citosolu

Citosol ove strukture sadrži molekule hemoglobina, odgovorne za transport plinova tijekom cirkulacije krvi. Volumen staničnog citosola oko 94 um ³.

Kad sazriju, eritrocitima sisavaca nedostaje stanično jezgro, mitohondrije i druge citoplazmatske organele, što ih čini nesposobnima za sintezu lipida i proteina ili oksidacijsku fosforilaciju.

Drugim riječima, eritrociti se u osnovi sastoje od membrane koja zatvara molekule hemoglobina.

Predlaže se da eritrociti nastoje riješiti bilo koji subcelularni odjeljak kako bi se osigurao maksimalni mogući prostor za transport hemoglobina - na isti način na koji bismo pokušali ukloniti sve elemente iz automobila ako bismo prevezli veliki broj stvari.

Stanična membrana

Stanična membrana eritrocita sadrži lipidni dvoslojni i spektrinsku mrežu, koji zajedno s citoskeletom osigurava elastičnost i usklađenost s ovom strukturom. Više od 50% sastava čine proteini, nešto manje lipidi, a preostali dio odgovara ugljikohidratima.

Membrana eritrocita je biološka membrana koja je privukla najviše pažnje i najšire je shvaćena, vjerojatno zbog svoje lakoće izoliranja i relativne jednostavnosti.

Membrana sadrži niz integralnih i perifernih proteina povezanih lipidnog dvosloja i spektrina. Veze koje uključuju vezanje proteina poznate su kao vertikalne interakcije, a one koje uključuju dvodimenzionalni niz spektrina kroz molekule aktina su horizontalne interakcije.

Kad bilo koja od tih vertikalnih ili horizontalnih interakcija ne uspije, to rezultira mogućim promjenama gustoće spektrina, što uzrokuje promjene u morfologiji eritrocita.

Starenje crvenih krvnih zrnaca ogleda se u stabilnosti membrane, smanjujući njihovu sposobnost smještaja u cirkulacijskom sustavu. Kad se to dogodi, monocitni-makrofagi sustav prepoznaje slabo funkcionalan element, uklanjajući ga iz cirkulacije i reciklirajući njegov sadržaj.

Proteini stanične membrane

Proteini koji se nalaze u staničnoj membrani eritrocita mogu se lako odvojiti na gelu za elektroforezu. U ovom se sustavu izdvajaju slijedeće trake: spektrin, ankinrin, traka 3, proteini 4.1 i 4.2, ionski kanal, glukoforini i enzim gliceraldehid-3-fosfat-dehidrogenaza.

Ti se proteini mogu grupirati u četiri skupine prema njihovoj funkciji: membranski transporteri, adhezijske molekule i receptori, enzimi i proteini koji vežu membranu sa komponentama citoskeleta.

Proteinski transporteri nekoliko puta prelaze membranu, a najvažnija grupa iz ove skupine je trak 3, anionski izmjenjivač klorida i bikarbonata.

Budući da je eritrocit lišen mitohondrija, većina enzima usidri se na plazma membranu, uključujući enzime glikolize fruktoza-bisfosfat aldolaze A, α-enolazu, ALDOC, gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenazu, fosglicerat kinazu i piruvat kinazu. kinaze.

Što se tiče strukturnih proteina, najzastupljeniji su bend 3, spektrini, ankinrin, aktin i protein 4.1, dok se bend 4.2 proteina, dematin, addukcini, tropomodulin i tropomiozin smatraju manjim sastojcima membrane.

spektrin

Spektrin je vlaknasti protein sastavljen od alfa i beta lanca, čije su strukture alfa-helike.

Spektrinska vlakna podsjećaju na opruge madraca, a dijelovi tkanine koji okružuju madrac predstavljali bi plazma membranu u ovom hipotetičkom primjeru.

Hemoglobin

Hemoglobin je složen protein s kvartarnom strukturom koji se sintetizira u eritrocitima i osnovni je element ovih stanica. Sastoji se od dva para lanaca, dva alfa i dva ne-alfa (mogu biti beta, gama ili delta) povezani međusobno kovalentnim vezama. Svaka jedinica ima skupinu hemea.

Sadrži skupinu hema u svojoj strukturi i odgovorna je za karakterističnu crvenu boju krvi. S obzirom na njegovu veličinu, ima molekulsku masu od 64 000 g / mol.

U odraslih pojedinaca hemoglobin se sastoji od dva alfa i dva beta lanca, dok mali dio beta zamjenjuje delta. Suprotno tome, fetalni hemoglobin čine dva alfa i dva gama lanaca.

Autor OpenStax College, Wikimedia Commons

Značajke

Transport kisika

Kisik razrijeđen u krvnoj plazmi nije dovoljan da udovolji zahtjevnim stanicama, zato mora postojati subjekt koji je zadužen za njegov transport. Hemoglobin je molekula proteina i prijenosnik je kisika par excellence.

Najvažnija funkcija eritrocita je smjestiti hemoglobin u njih kako bi se osigurala opskrba kisikom u svim tkivima i organima tijela, zahvaljujući transportu i razmjeni kisika i ugljičnog dioksida. Spomenuti postupak ne zahtijeva potrošnju energije.

abnormalnosti

Srpka stanična anemija

Srpka stanična anemija ili anemija srpastih stanica sastoji se od niza patologija koje utječu na hemoglobin, uzrokujući promjenu oblika crvenih krvnih stanica. Stanice smanjuju vrijeme svog poluživota sa 120 dana na 20 ili 10.

Patologija se javlja jedinstvenom izmjenom aminokiselinskog ostatka, glutamata za valin, u beta lancu ovog proteina. Stanje se može izraziti u njegovom homozigotnom ili heterozigotnom stanju.

Pogođene crvene krvne stanice poprimaju oblik srpa ili kome. Na slici se normalne krvne stanice uspoređuju s patološkim. Osim toga, gube karakterističnu fleksibilnost, pa se mogu slomiti prilikom pokušaja prelaska krvnih žila.

Ovo stanje povećava unutarćelijsku viskoznost, utječu na prolazak pogođenih crvenih krvnih stanica kroz manje krvne žile. Ova pojava rezultira smanjenjem brzine protoka krvi.

Autor OpenStax College, Wikimedia Commons

Nasljedna sferocitoza

Sferocitoza rane je urođeni poremećaj koji uključuje membranu crvenih krvnih stanica. Bolesnici koji pate od toga karakteriziraju manjim promjerom u eritrocitima i koncentracijom hemoglobina većom od normalne. Od svih bolesti koje utječu na membranu crvenih krvnih stanica, ova je najčešća.

To je uzrokovano defektom proteina koji vertikalno spajaju citoskeletne proteine ​​na membranu. Mutacije povezane s ovim poremećajem nalaze se u genima koji kodiraju alfa i beta spektrin, ankinrin, pojas 3 i proteine ​​4.2.

Pogođeni pojedinci često pripadaju kavkaškoj ili japanskoj populaciji. Ozbiljnost ovog stanja ovisi o stupnju gubitka veze u spektrinskoj mreži.

Nasljedna eliptocitoza

Nasljedna eliptocitoza je patologija koja uključuje različite promjene u obliku eritrocita, uključujući eliptične, ovalne ili izdužene stanice. To dovodi do smanjenja elastičnosti i trajnosti crvenih krvnih stanica.

Učestalost bolesti je od 0,03% do 0,05% u Sjedinjenim Državama, a povećana je u afričkim zemljama, jer pruža određenu zaštitu protiv parazita koji uzrokuju malariju, Plasmodium falciparum i Plasmodium vivax. Ista otpornost vidljiva je kod osoba sa srpastim stanicama.

Mutacije koje proizvode ovu bolest uključuju gene koji kodiraju alfa i beta spektrin i protein 4.2. Tako mutacije u alfa spektrinu utječu na stvaranje alfa i beta heterodimera.

Normalne vrijednosti

Hematokrit je kvantitativna mjera koja izražava volumen eritrocita u odnosu na ukupni volumen krvi. Normalna vrijednost ovog parametra varira ovisno o spolu: u odraslih muškaraca iznosi 40,7% do 50,3%, dok se u žena normalan raspon kreće od 36,1% do 44,3%.

U pogledu broja stanica u muškaraca normalan raspon iznosi 4,7 do 6,1 milijuna stanica po uL, a u žena između 4,2 i 5,4 milijuna stanica po uL.

Što se tiče normalnih vrijednosti hemoglobina, u muškaraca je između 13,8 do 17,2 g / dL, a u žena od 12,1 do 15,1 g / dL.

Slično tome, normalne vrijednosti variraju ovisno o dobi pojedinca, novorođenčad ima vrijednosti hemoglobina od 19 g / dL i postupno se smanjuje do dostizanja 12,5 g / dL. Kada je dijete mlado i još doji, očekivana razina je od 11 do 14 g / dL.

U dječaka adolescenta pubertet dovodi do povećanja sa 14 g / dL na 18 g / dL. U djevojčica u razvoju menstruacija može dovesti do smanjenja željeza.

Niska razina eritrocita

Kad je broj crvenih ćelija niži od gore spomenutih normalnih vrijednosti, to može biti zbog niza heterogenih stanja. Pad crvenih krvnih stanica povezan je s umorom, tahikardijom i dispnejom. Simptomi uključuju blijedost, glavobolju i bol u prsima.

Medicinske patologije povezane s padom su bolesti srca i krvožilnog sustava općenito. Također se patologije poput raka prevode u niske vrijednosti eritrocita. Mijelosuppresija i pancitopenija smanjuju proizvodnju krvnih stanica

Isto tako, anemija i talasemija uzrokuju smanjenje ovih krvnih stanica. Anemija može biti uzrokovana genetskim faktorima (poput srpaste stanične anemije) ili manjkom vitamina B12, folata ili željeza. Neke trudnice mogu osjetiti simptome anemije.

Konačno, prekomjerno krvarenje, bilo od rane, hemoroida, jakog menstrualnog krvarenja ili čira na želucu, dovodi do gubitka crvenih krvnih zrnaca.

Visoka razina eritrocita

Uzroci visoke razine eritrocita jednako su raznoliki kao i oni povezani s niskim razinama. Stanje izlaganja velikog broja crvenih krvnih zrnaca naziva se policitemija.

Najnekodnije se javlja kod pojedinaca koji žive u visokim predjelima, gdje je koncentracija kisika znatno niža. Također, dehidracija općenito stvara koncentraciju crvenih krvnih zrnaca.

Bolesti povezane s bubrezima, dišnim sustavom i kardiovaskularnim bolestima mogu biti uzrok povećanja.

Neki vanjski uzročnici i štetne navike, poput pušenja, mogu povećati broj crvenih krvnih stanica. Dugotrajna upotreba cigareta snižava razinu kisika u krvi, povećavajući potražnju i prisiljavajući tijelo da stvara više crvenih krvnih zrnaca.

Konzumiranje anaboličkih steroida može potaknuti proizvodnju crvenih krvnih stanica u koštanoj srži, kao i doping eritropoetina koji se koristi za optimizaciju fizičkih performansi.

U nekim slučajevima anemije, kad je pacijent dehidriran, učinak snižavanja plazme suzbija smanjenje crvenih krvnih stanica, što rezultira varljivo normalnom vrijednošću. Patologija dolazi do izražaja kada je pacijent hidriran i mogu se dokazati nenormalno niske vrijednosti eritrocita.

Reference

1. Campbell, NA (2001). Biologija: pojmovi i odnosi. Pearson Education.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Oblik i biomehaničke karakteristike crvenih krvnih stanica u zdravlju i bolesti. Bilten MRS / Društvo za istraživanje materijala, 35 (5), 382–388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Fiziološke osnove najbolje i Taylorove medicinske prakse. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Interna medicina. Panamerican Medical Ed.
5. Rodak, BF (2005). Hematologija: osnove i kliničke primjene. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, i Pawlina, W. (2012). Histologija: tekst i atlas u boji sa staničnom i molekularnom biologijom. Uredništvo Médica Panamericana.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.