Ένα ερυθροκύτταρο είναι ένα κύτταρο αίματος που είναι ικανό να μεταφέρει οξυγόνο στους ιστούς λόγω της αιμοσφαιρίνης και διοξείδιο του άνθρακα στους πνεύμονες. Πρόκειται για ένα κύτταρο απλής δομής, το οποίο έχει μεγάλη σημασία για τη ζωή των θηλαστικών και άλλων ζώων. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι ο πιο πολυάριθμος τύπος κυττάρων στο σώμα: περίπου το ένα τέταρτο όλων των κυττάρων του σώματος είναι ερυθρά αιμοσφαίρια.
Γενικά πρότυπα ύπαρξης ερυθροκυττάρου
Ερυθροκύτταρα - ένα κύτταρο που προέρχεται από ένα κόκκινο μικρόβιο της αιμοποίησης. Περίπου 2,4 εκατομμύρια από αυτά τα κύτταρα παράγονται την ημέρα, εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος και αρχίζουν να εκτελούν τις λειτουργίες τους. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, διαπιστώθηκε ότι σε έναν ενήλικα, τα ερυθροκύτταρα, η δομή των οποίων είναι σημαντικά απλοποιημένη σε σύγκριση με άλλα κύτταρα του σώματος, ζουν 100-120 ημέρες.
Σε όλα τα σπονδυλωτά (με σπάνιες εξαιρέσεις), το οξυγόνο μεταφέρεται από τα αναπνευστικά όργανα στους ιστούς μέσω της αιμοσφαιρίνης των ερυθροκυττάρων. Υπάρχουν εξαιρέσεις: όλοι οι εκπρόσωποι της οικογένειας των λευκοαίματων ψαριών υπάρχουν χωρίς αιμοσφαιρίνη, αν και μπορούν να τη συνθέσουν. Δεδομένου ότι, στη θερμοκρασία του οικοτόπου τους, το οξυγόνο διαλύεται καλά στο νερό και στο πλάσμα του αίματος, αυτά τα ψάρια δεν χρειάζονται τους πιο ογκώδεις φορείς του, που είναι τα ερυθροκύτταρα.
ερυθροκύτταρα χορδάτων
Ένα κύτταρο όπως ένα ερυθροκύτταρο έχει διαφορετική δομή ανάλογα με την κατηγορία των χορδών. Για παράδειγμα, στα ψάρια, τα πουλιά και τα αμφίβια, η μορφολογία αυτών των κυττάρων είναι παρόμοια. Διαφέρουν μόνο σε μέγεθος. Το σχήμα των ερυθρών αιμοσφαιρίων, ο όγκος, το μέγεθος και η απουσία ορισμένων οργανιδίων διακρίνουν τα κύτταρα των θηλαστικών από άλλα που βρίσκονται σε άλλα χορδοειδή. Υπάρχει επίσης ένα μοτίβο: τα ερυθροκύτταρα των θηλαστικών δεν περιέχουν επιπλέον οργανίδια και κυτταρικό πυρήνα. Είναι πολύ μικρότερα, αν και έχουν μεγάλη επιφάνεια επαφής.
Λαμβάνοντας υπόψη τη δομή του βατράχου και των ανθρώπινων ερυθροκυττάρων, τα κοινά χαρακτηριστικά μπορούν να εντοπιστούν αμέσως. Και τα δύο κύτταρα περιέχουν αιμοσφαιρίνη και συμμετέχουν στη μεταφορά οξυγόνου. Όμως τα ανθρώπινα κύτταρα είναι μικρότερα, είναι ωοειδή και έχουν δύο κοίλες επιφάνειες. Τα ερυθροκύτταρα βατράχου (καθώς και τα πουλιά, τα ψάρια και τα αμφίβια, εκτός από τη σαλαμάνδρα) είναι σφαιρικά, έχουν πυρήνα και κυτταρικά οργανίδια που μπορούν να ενεργοποιηθούν όταν είναι απαραίτητο.
Στα ανθρώπινα ερυθροκύτταρα, όπως και στα ερυθρά αιμοσφαίρια ανώτερων θηλαστικών, δεν υπάρχουν πυρήνες και οργανίδια. Το μέγεθος των ερυθροκυττάρων σε μια κατσίκα είναι 3-4 μικρά, στον άνθρωπο - 6,2-8,2 μικρά. Στο άμφιο (ουρά αμφίβιο), το μέγεθος των κυττάρων είναι 70 μικρά. Σαφώς, το μέγεθος είναι ένας σημαντικός παράγοντας εδώ. Το ανθρώπινο ερυθροκύτταρο, αν και μικρότερο, έχει μεγαλύτεροεπιφάνεια λόγω δύο κοιλοτήτων.
Το μικρό μέγεθος των κυττάρων και ο μεγάλος αριθμός τους επέτρεψαν να πολλαπλασιαστεί η ικανότητα του αίματος να δεσμεύει το οξυγόνο, η οποία πλέον εξαρτάται ελάχιστα από τις εξωτερικές συνθήκες. Και τέτοια δομικά χαρακτηριστικά των ανθρώπινων ερυθροκυττάρων είναι πολύ σημαντικά, επειδή σας επιτρέπουν να αισθάνεστε άνετα σε ένα συγκεκριμένο βιότοπο. Αυτό είναι ένα μέτρο προσαρμογής στη ζωή στην ξηρά, η οποία άρχισε να αναπτύσσεται ακόμη και σε αμφίβια και ψάρια (δυστυχώς, δεν μπόρεσαν όλα τα ψάρια στη διαδικασία της εξέλιξης να κατοικήσουν τη γη) και έφτασε στο αποκορύφωμά της στα ανώτερα θηλαστικά.
Η δομή των ανθρώπινων ερυθροκυττάρων
Η δομή των κυττάρων του αίματος εξαρτάται από τις λειτουργίες που τους ανατίθενται. Περιγράφεται από τρεις οπτικές γωνίες:
- Χαρακτηριστικά της εξωτερικής δομής.
- Συστατική σύνθεση ενός ερυθροκυττάρου.
- Εσωτερική μορφολογία.
Εξωτερικά, στο προφίλ, ένα ερυθροκύτταρο μοιάζει με αμφίκοίλο δίσκο και σε πλήρη όψη - σαν στρογγυλό κύτταρο. Η διάμετρος είναι συνήθως 6, 2-8, 2 μικρά.
Πιο συχνά στον ορό του αίματος υπάρχουν κύτταρα με μικρές διαφορές στο μέγεθος. Σε περίπτωση έλλειψης σιδήρου, η άνοδος μειώνεται και η ανισοκυττάρωση αναγνωρίζεται στο επίχρισμα αίματος (πολλά κύτταρα με διαφορετικά μεγέθη και διαμέτρους). Με ανεπάρκεια φολικού οξέος ή βιταμίνης Β12 τα ερυθροκύτταρα αυξάνονται σε μεγαλοβλάστες. Το μέγεθός του είναι περίπου 10-12 μικρά. Ο όγκος ενός φυσιολογικού κυττάρου (νορμοκύτταρο) είναι 76-110 κυβικά μέτρα. μικρά.
Η δομή των ερυθροκυττάρων στο αίμα δεν είναι το μόνο χαρακτηριστικό αυτών των κυττάρων. Πολύ πιο σημαντικός είναι ο αριθμός τους. Το μικρό μέγεθος επέτρεψε να αυξηθεί ο αριθμός τους και, κατά συνέπεια, η περιοχή της επιφάνειας επαφής. Το οξυγόνο δεσμεύεται πιο ενεργά από τα ανθρώπινα ερυθροκύτταρα από τους βατράχους. Και πιο εύκολα χορηγείται σε ιστούς από ανθρώπινα ερυθροκύτταρα.
Η ποσότητα έχει μεγάλη σημασία. Συγκεκριμένα, ένας ενήλικας έχει 4,5-5,5 εκατομμύρια κύτταρα ανά κυβικό χιλιοστό. Μια κατσίκα έχει περίπου 13 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια ανά χιλιοστόλιτρο, ενώ τα ερπετά έχουν μόνο 0,5-1,6 εκατομμύρια και τα ψάρια έχουν 0,09-0,13 εκατομμύρια ανά χιλιοστόλιτρο. Ένα νεογέννητο μωρό έχει περίπου 6 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια ανά χιλιοστόλιτρο, ενώ ένα μεγαλύτερο παιδί έχει λιγότερα από 4 εκατομμύρια ανά χιλιοστόλιτρο.
συναρτήσεις RBC
Ερυθρά αιμοσφαίρια - ερυθροκύτταρα, ο αριθμός, η δομή, οι λειτουργίες και τα αναπτυξιακά χαρακτηριστικά των οποίων περιγράφονται σε αυτή τη δημοσίευση, είναι πολύ σημαντικά για τον άνθρωπο. Εφαρμόζουν μερικά πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά:
- μεταφορά οξυγόνου στους ιστούς;
- μεταφέρουν διοξείδιο του άνθρακα από τους ιστούς στους πνεύμονες;
- δεσμεύουν τοξικές ουσίες (γλυκολιωμένη αιμοσφαιρίνη);
- συμμετοχή σε ανοσολογικές αντιδράσεις (η ανοσία στους ιούς και λόγω των αντιδραστικών ειδών οξυγόνου μπορεί να έχει επιζήμια επίδραση στις λοιμώξεις του αίματος)
- ικανός να ανέχεται ορισμένα φάρμακα;
- συμμετέχουν στην εφαρμογή της αιμόστασης.
Ας συνεχίσουμε να θεωρούμε ένα τέτοιο κύτταρο ως ερυθροκύτταρο, η δομή του είναι στο μέγιστο βαθμό βελτιστοποιημένη για την υλοποίηση των παραπάνω λειτουργιών. Είναι όσο το δυνατόν πιο ελαφρύ και κινητό, έχει μεγάλη επιφάνεια επαφής για διάχυση αερίου.και την πορεία των χημικών αντιδράσεων με την αιμοσφαιρίνη, καθώς και την ταχεία διαίρεση και αναπλήρωση των απωλειών στο περιφερικό αίμα. Αυτό είναι ένα εξαιρετικά εξειδικευμένο κελί, οι λειτουργίες του οποίου δεν μπορούν ακόμη να αντικατασταθούν.
Μεμβράνη RBC
Ένα κύτταρο όπως ένα ερυθροκύτταρο έχει μια πολύ απλή δομή, η οποία δεν εφαρμόζεται στη μεμβράνη του. Είναι 3 στρώσεις. Το κλάσμα μάζας της μεμβράνης είναι το 10% του κυττάρου. Περιέχει 90% πρωτεΐνες και μόνο 10% λιπίδια. Αυτό κάνει τα ερυθροκύτταρα ειδικά κύτταρα στο σώμα, αφού σχεδόν σε όλες τις άλλες μεμβράνες, τα λιπίδια υπερισχύουν των πρωτεϊνών.
Το ογκομετρικό σχήμα των ερυθροκυττάρων λόγω της ρευστότητας της κυτταροπλασματικής μεμβράνης μπορεί να αλλάξει. Έξω από την ίδια τη μεμβράνη υπάρχει ένα στρώμα επιφανειακών πρωτεϊνών με μεγάλο αριθμό υπολειμμάτων υδατανθράκων. Πρόκειται για γλυκοπεπτίδια, κάτω από τα οποία υπάρχει μια διπλή στιβάδα λιπιδίων, με τα υδρόφοβα άκρα τους να κοιτούν μέσα και έξω από τα ερυθροκύτταρα. Κάτω από τη μεμβράνη, στην εσωτερική επιφάνεια, υπάρχει πάλι ένα στρώμα πρωτεϊνών που δεν έχουν υπολείμματα υδατανθράκων.
Σύμπλοκα υποδοχέων ερυθροκυττάρων
Η λειτουργία της μεμβράνης είναι να διασφαλίζει την παραμόρφωση των ερυθροκυττάρων, η οποία είναι απαραίτητη για την τριχοειδική διέλευση. Ταυτόχρονα, η δομή των ανθρώπινων ερυθροκυττάρων παρέχει πρόσθετες ευκαιρίες - κυτταρική αλληλεπίδραση και ρεύμα ηλεκτρολυτών. Οι πρωτεΐνες με υπολείμματα υδατανθράκων είναι μόρια υποδοχείς, χάρη στους οποίους τα ερυθροκύτταρα δεν «κυνηγούνται» από τα CD8-λευκοκύτταρα και τα μακροφάγα του ανοσοποιητικού συστήματος.
Τα ερυθροκύτταρα υπάρχουν χάρη στους υποδοχείς και δεν καταστρέφονται από τη δική τους ανοσία. Και όταν, λόγω επαναλαμβανόμενης ώθησης μέσω των τριχοειδών αγγείων ή λόγω μηχανικής βλάβης, τα ερυθροκύτταρα χάνουν ορισμένους υποδοχείς, τα μακροφάγα σπλήνα τους «εξάγουν» από την κυκλοφορία του αίματος και τα καταστρέφουν.
Εσωτερική δομή ενός ερυθροκυττάρου
Τι είναι τα ερυθροκύτταρα; Η δομή του δεν είναι λιγότερο ενδιαφέρουσα από τις λειτουργίες του. Αυτό το κύτταρο είναι παρόμοιο με μια σακούλα αιμοσφαιρίνης που δεσμεύεται από μια μεμβράνη στην οποία εκφράζονται υποδοχείς: συστάδες διαφοροποίησης και διάφορες ομάδες αίματος (σύμφωνα με τον Landsteiner, rhesus, Duffy και άλλους). Όμως μέσα στο κύτταρο είναι ιδιαίτερο και πολύ διαφορετικό από τα άλλα κύτταρα του σώματος.
Οι διαφορές είναι οι εξής: τα ερυθροκύτταρα στις γυναίκες και στους άνδρες δεν περιέχουν πυρήνα, δεν έχουν ριβοσώματα και ενδοπλασματικό δίκτυο. Όλα αυτά τα οργανίδια αφαιρέθηκαν μετά την πλήρωση του κυτταρικού κυτταροπλάσματος με αιμοσφαιρίνη. Στη συνέχεια, τα οργανίδια αποδείχθηκαν περιττά, επειδή ένα κύτταρο με ελάχιστο μέγεθος χρειαζόταν να σπρώξει μέσα από τα τριχοειδή αγγεία. Επομένως, στο εσωτερικό του περιέχει μόνο αιμοσφαιρίνη και μερικές βοηθητικές πρωτεΐνες. Ο ρόλος τους δεν έχει ακόμη διευκρινιστεί. Αλλά λόγω της έλλειψης ενδοπλασματικού δικτύου, ριβοσωμάτων και πυρήνα, έχει γίνει ελαφρύ και συμπαγές, και το πιο σημαντικό, μπορεί εύκολα να παραμορφωθεί μαζί με μια ρευστή μεμβράνη. Και αυτά είναι τα πιο σημαντικά δομικά χαρακτηριστικά των ερυθρών αιμοσφαιρίων.
Κύκλος ζωής RBC
Τα κύρια χαρακτηριστικά των ερυθροκυττάρων είναι η σύντομη ζωή τους. Δεν μπορούν να διαιρεθούν και να συνθέσουν πρωτεΐνες λόγω του πυρήνα που αφαιρέθηκε από το κύτταρο και επομένως είναι δομικάσυσσωρεύεται βλάβη στα κύτταρα τους. Ως αποτέλεσμα, τα ερυθροκύτταρα τείνουν να γερνούν. Ωστόσο, η αιμοσφαιρίνη που δεσμεύεται από τα μακροφάγα της σπλήνας τη στιγμή του θανάτου των RBC θα αποστέλλεται πάντα για να σχηματίσει νέους φορείς οξυγόνου.
Ο κύκλος ζωής των ερυθρών αιμοσφαιρίων ξεκινά από τον μυελό των οστών. Αυτό το όργανο υπάρχει στην ελασματική ουσία: στο στέρνο, στα φτερά του ιλίου, στα οστά της βάσης του κρανίου και επίσης στην κοιλότητα του μηριαίου οστού. Εδώ, ένας πρόδρομος της μυελοποίησης με κωδικό (CFU-GEMM) σχηματίζεται από ένα βλαστοκύτταρο αίματος υπό τη δράση των κυτοκινών. Μετά τη διαίρεση, θα δώσει τον πρόγονο της αιμοποίησης, που συμβολίζεται με τον κωδικό (BOE-E). Αποτελεί τον πρόδρομο της ερυθροποίησης, ο οποίος χαρακτηρίζεται από τον κωδικό (CFU-E).
Το ίδιο κύτταρο ονομάζεται κύτταρο που σχηματίζει αποικία του ερυθρού φύτρου του αίματος. Είναι ευαίσθητο στην ερυθροποιητίνη, μια ορμονική ουσία που εκκρίνεται από τα νεφρά. Η αύξηση της ποσότητας της ερυθροποιητίνης (σύμφωνα με την αρχή της θετικής ανάδρασης στα λειτουργικά συστήματα) επιταχύνει τις διαδικασίες διαίρεσης και παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων.
Σχηματισμός ερυθρών αιμοσφαιρίων
Η αλληλουχία των κυτταρικών μετασχηματισμών του μυελού των οστών του CFU-E είναι η εξής: σχηματίζεται ένας ερυθροβλάστης από αυτό και από αυτόν - ένα προνορμοκύτταρο, που δημιουργεί έναν βασεόφιλο νορμοβλάστες. Καθώς η πρωτεΐνη συσσωρεύεται, μετατρέπεται σε πολυχρωματοφιλικό νορμοβλάστες και στη συνέχεια σε οξυφιλικό νορμοβλάστες. Αφού αφαιρεθεί ο πυρήνας, μετατρέπεται σε δικτυοερυθρά. Το τελευταίο εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος και διαφοροποιείται (ωριμάζει) σε ένα φυσιολογικό ερυθροκύτταρο.
Καταστροφή ερυθρών αιμοσφαιρίων
Περίπου 100-125 ημέρες το κύτταρο κυκλοφορεί σεαίμα, μεταφέρει συνεχώς οξυγόνο και απομακρύνει τα μεταβολικά προϊόντα από τους ιστούς. Μεταφέρει διοξείδιο του άνθρακα συνδεδεμένο με την αιμοσφαιρίνη και το στέλνει πίσω στους πνεύμονες, γεμίζοντας τα πρωτεϊνικά του μόρια με οξυγόνο στην πορεία. Και καθώς καταστρέφεται, χάνει μόρια φωσφατιδυλοσερίνης και μόρια υποδοχέων. Εξαιτίας αυτού, το ερυθροκύτταρο πέφτει «υπό το βλέμμα» του μακροφάγου και καταστρέφεται από αυτό. Και η αίμη, που λαμβάνεται από όλη την χωνεμένη αιμοσφαιρίνη, αποστέλλεται και πάλι για τη σύνθεση νέων ερυθρών αιμοσφαιρίων.
