Erytrocyt to komórka krwi, która dzięki hemoglobinie jest w stanie transportować tlen do tkanek, a dwutlenek węgla do płuc. Jest to komórka o prostej budowie, która ma ogromne znaczenie dla życia ssaków i innych zwierząt. Czerwone krwinki to najliczniejszy typ komórek w ciele: około jedna czwarta wszystkich komórek w ciele to krwinki czerwone.
Ogólne wzorce istnienia erytrocytów
Erytrocyt - komórka pochodząca z czerwonego zarodka krwiotwórczego. Dziennie wytwarza się około 2,4 miliona tych komórek, dostają się one do krwiobiegu i zaczynają pełnić swoje funkcje. W trakcie eksperymentów ustalono, że u osoby dorosłej erytrocyty, których struktura jest znacznie uproszczona w porównaniu z innymi komórkami organizmu, żyją 100-120 dni.
U wszystkich kręgowców (z rzadkimi wyjątkami) tlen jest transportowany z narządów oddechowych do tkanek przez hemoglobinę erytrocytów. Są wyjątki: wszyscy przedstawiciele rodziny ryb białokrwistych istnieją bez hemoglobiny, chociaż mogą ją syntetyzować. Ponieważ w temperaturze ich środowiska tlen dobrze rozpuszcza się w wodzie i osoczu krwi, ryby te nie potrzebują jego masywniejszych nośników, jakimi są erytrocyty.
Erytrocyty Chordata
Komórka, taka jak erytrocyt, ma inną strukturę w zależności od klasy strunowców. Na przykład u ryb, ptaków i płazów morfologia tych komórek jest podobna. Różnią się tylko rozmiarem. Kształt czerwonych krwinek, objętość, wielkość i brak niektórych organelli odróżniają komórki ssaków od innych występujących w innych strunowcach. Jest też wzór: erytrocyty ssaków nie zawierają dodatkowych organelli i jądra komórkowego. Są znacznie mniejsze, chociaż mają dużą powierzchnię styku.
Biorąc pod uwagę strukturę erytrocytów żaby i człowieka, wspólne cechy można natychmiast zidentyfikować. Obie komórki zawierają hemoglobinę i biorą udział w transporcie tlenu. Ale ludzkie komórki są mniejsze, owalne i mają dwie wklęsłe powierzchnie. Erytrocyty żab (a także ptaków, ryb i płazów, z wyjątkiem salamandry) są kuliste, mają jądro i organelle komórkowe, które można aktywować w razie potrzeby.
W ludzkich erytrocytach, podobnie jak w czerwonych krwinkach wyższych ssaków, nie ma jąder i organelli. Wielkość erytrocytów u kozy wynosi 3-4 mikrony, u ludzi 6,2-8,2 mikrona. W amfii (płazie ogoniastym) wielkość komórki wynosi 70 mikronów. Oczywiście rozmiar jest tutaj ważnym czynnikiem. Ludzki erytrocyt, choć mniejszy, ma większąpowierzchnia dzięki dwóm wklęsłościom.
Niewielki rozmiar komórek i ich duża liczba umożliwiły zwielokrotnienie zdolności krwi do wiązania tlenu, która obecnie jest w niewielkim stopniu zależna od warunków zewnętrznych. A takie cechy strukturalne ludzkich erytrocytów są bardzo ważne, ponieważ pozwalają czuć się komfortowo w określonym środowisku. Jest to miara przystosowania do życia na lądzie, która zaczęła się rozwijać nawet u płazów i ryb (niestety nie wszystkie ryby w procesie ewolucji były w stanie zasiedlić ląd), a apogeum osiągała u wyższych ssaków.
Struktura ludzkich erytrocytów
Struktura komórek krwi zależy od przypisanych im funkcji. Opisuje się go pod trzema kątami:
- Cechy struktury zewnętrznej.
- Skład składowy erytrocytów.
- Wewnętrzna morfologia.
Zewnętrznie, z profilu, erytrocyt wygląda jak dwuwklęsły dysk, a na całej twarzy - jak okrągła komórka. Średnica wynosi zwykle 6, 2-8, 2 mikrony.
Częściej w surowicy krwi znajdują się komórki o niewielkich różnicach wielkości. Przy braku żelaza rozbieg zmniejsza się, aw rozmazie krwi rozpoznaje się anizocytozę (wiele komórek o różnej wielkości i średnicy). Przy niedoborze kwasu foliowego lub witaminy B12 erytrocyt wzrasta do megaloblastu. Jego rozmiar to około 10-12 mikronów. Objętość normalnej komórki (normocytu) wynosi 76-110 metrów sześciennych. mikronów.
Struktura erytrocytów we krwi nie jest jedyną cechą tych komórek. Dużo ważniejsza jest ich liczba. Niewielki rozmiar pozwolił zwiększyć ich liczbę, a co za tym idzie, powierzchnię styku. Tlen jest bardziej aktywnie wychwytywany przez ludzkie erytrocyty niż żaby. A najłatwiej jest podawany w tkankach ludzkich erytrocytów.
Ilość naprawdę ma znaczenie. W szczególności osoba dorosła ma 4,5-5,5 miliona komórek na milimetr sześcienny. Koza ma około 13 milionów czerwonych krwinek na mililitr, podczas gdy gady tylko 0,5-1,6 miliona, a ryby 0,09-0,13 miliona na mililitr. Noworodek ma około 6 milionów czerwonych krwinek na mililitr, podczas gdy starsze dziecko ma mniej niż 4 miliony na mililitr.
Funkcje RBC
Czerwone krwinki - erytrocyty, których liczba, budowa, funkcje i cechy rozwojowe są opisane w tej publikacji, są bardzo ważne dla człowieka. Wdrażają kilka bardzo ważnych funkcji:
- transport tlenu do tkanek;
- przenoszą dwutlenek węgla z tkanek do płuc;
- wiążą substancje toksyczne (hemoglobina glikowana);
- uczestniczyć w reakcjach immunologicznych (odporny na wirusy i ze względu na reaktywne formy tlenu może mieć szkodliwy wpływ na infekcje krwi);
- zdolność do tolerowania niektórych narkotyków;
- uczestniczyć we wdrażaniu hemostazy.
Rozważmy taką komórkę jako erytrocyt, jej struktura jest maksymalnie zoptymalizowana do realizacji powyższych funkcji. Jest tak lekki i mobilny, jak to tylko możliwe, ma dużą powierzchnię styku do dyfuzji gazu.oraz przebieg reakcji chemicznych z hemoglobiną, a także szybki podział i uzupełnianie ubytków we krwi obwodowej. Jest to wysoce wyspecjalizowana komórka, której funkcji nie można jeszcze zastąpić.
Membrana RBC
Komórka, taka jak erytrocyt, ma bardzo prostą strukturę, która nie dotyczy jej błony. Składa się z 3 warstw. Udział masowy membrany to 10% komórki. Zawiera 90% białek i tylko 10% lipidów. To sprawia, że erytrocyty są specjalnymi komórkami w organizmie, ponieważ w prawie wszystkich innych błonach lipidy przeważają nad białkami.
Objętościowy kształt erytrocytów ze względu na płynność błony cytoplazmatycznej może ulec zmianie. Na zewnątrz samej błony znajduje się warstwa białek powierzchniowych z dużą liczbą reszt węglowodanowych. Są to glikopeptydy, pod którymi znajduje się podwójna warstwa lipidów, których hydrofobowe końce skierowane są do i na zewnątrz erytrocytów. Pod membraną, na wewnętrznej powierzchni, ponownie znajduje się warstwa białek, które nie zawierają resztek węglowodanów.
Kompleksy receptorów erytrocytów
Funkcją membrany jest zapewnienie odkształcalności erytrocytów, która jest niezbędna do przejścia przez naczynia włosowate. Jednocześnie struktura ludzkich erytrocytów zapewnia dodatkowe możliwości - interakcję komórkową i prąd elektrolitowy. Białka z resztami węglowodanowymi są cząsteczkami receptorowymi, dzięki czemu erytrocyty nie są „polowane” przez leukocyty CD8 i makrofagi układu odpornościowego.
Erytrocyty istnieją dzięki receptorom i nie są niszczone przez własną odporność. A kiedy erytrocyty na skutek wielokrotnego przepychania się przez naczynia włosowate lub na skutek uszkodzeń mechanicznych tracą niektóre receptory, makrofagi śledziony „wyciągają” je z krwiobiegu i niszczą.
Wewnętrzna struktura erytrocytów
Co to jest erytrocyt? Jego struktura jest nie mniej interesująca niż funkcje. Komórka ta jest podobna do worka hemoglobiny ograniczonego błoną, na której wyrażane są receptory: skupiska różnicowania i różne grupy krwi (według Landsteinera, Rhesusa, Duffy'ego i innych). Ale wnętrze komórki jest wyjątkowe i bardzo różni się od innych komórek w ciele.
Różnice są następujące: erytrocyty u kobiet i mężczyzn nie zawierają jądra, rybosomów i retikulum endoplazmatycznego. Wszystkie te organelle usunięto po napełnieniu cytoplazmy komórek hemoglobiną. Wtedy organelle okazały się niepotrzebne, ponieważ do przepchnięcia naczyń włosowatych potrzebna była komórka o minimalnych rozmiarach. Dlatego w środku zawiera tylko hemoglobinę i niektóre białka pomocnicze. Ich rola nie została jeszcze wyjaśniona. Ale z powodu braku retikulum endoplazmatycznego, rybosomów i jądra, stała się lekka i zwarta, a co najważniejsze, może się łatwo odkształcać wraz z płynną błoną. I to są najważniejsze cechy strukturalne czerwonych krwinek.
Cykl życia RBC
Głównymi cechami erytrocytów jest ich krótka żywotność. Nie mogą dzielić i syntetyzować białka ze względu na jądro usunięte z komórki, a zatem strukturalneuszkodzenia ich komórek kumulują się. W rezultacie erytrocyty starzeją się. Jednak hemoglobina wychwytywana przez makrofagi śledziony w momencie śmierci krwinek czerwonych zawsze będzie wysyłana w celu utworzenia nowych nośników tlenu.
Cykl życiowy czerwonych krwinek zaczyna się w szpiku kostnym. Organ ten występuje w substancji blaszkowatej: w mostku, w skrzydłach kości biodrowej, w kościach podstawy czaszki, a także w jamie kości udowej. Tutaj prekursor mielopoezy z kodem (CFU-GEMM) powstaje z komórki macierzystej krwi pod wpływem cytokin. Po podziale poda przodka hematopoezy, oznaczonego kodem (BOE-E). Stanowi prekursor erytropoezy, który jest oznaczony kodem (CFU-E).
Ta sama komórka nazywana jest komórką tworzącą kolonię czerwonego zarodka krwi. Jest wrażliwy na erytropoetynę, substancję hormonalną wydzielaną przez nerki. Wzrost ilości erytropoetyny (zgodnie z zasadą dodatniego sprzężenia zwrotnego w układach funkcjonalnych) przyspiesza procesy podziału i produkcji czerwonych krwinek.
Tworzenie czerwonych krwinek
Sekwencja przemian komórkowych CFU-E w szpiku kostnym jest następująca: z niego powstaje erytroblast, az niego - pronormocyt, z którego powstaje bazofilowy normoblast. Gdy białko się akumuluje, staje się polichromatofilnym normoblastem, a następnie oksyfilnym normoblastem. Po usunięciu jądra staje się retikulocytem. Ten ostatni dostaje się do krwiobiegu i różnicuje (dojrzewa) do normalnego erytrocytu.
Zniszczenie czerwonych krwinek
Około 100-125 dni, w których komórka krążykrew stale przenosi tlen i usuwa produkty przemiany materii z tkanek. Transportuje dwutlenek węgla związany z hemoglobiną i odsyła go z powrotem do płuc, po drodze wypełniając cząsteczki białka tlenem. A gdy ulega uszkodzeniu, traci cząsteczki fosfatydyloseryny i cząsteczki receptora. Z tego powodu erytrocyt wpada „na widok” makrofaga i jest przez niego niszczony. A hem, uzyskany z całej strawionej hemoglobiny, jest ponownie wysyłany do syntezy nowych czerwonych krwinek.
