ERYTROCYTEN (RODE BLOEDCELLEN): KENMERKEN, FUNCTIES - ANATOMIE EN FYSIOLOGIE - 2025

De erytrocyten , ook wel rode bloedcellen genoemd, zijn zeer flexibele en overvloedige biconcave schijfvormige bloedcellen. Ze zijn verantwoordelijk voor het transport van zuurstof naar alle weefsels van het lichaam dankzij de aanwezigheid van hemoglobine in de cel, en dragen ook bij aan het transport van kooldioxide en de buffercapaciteit van het bloed.

Bij zoogdieren bestaat het inwendige van de erytrocyt in wezen uit hemoglobine, aangezien het alle subcellulaire compartimenten heeft verloren, inclusief de kern. Het genereren van ATP is beperkt tot anaëroob metabolisme.

Erytrocyten komen overeen met bijna 99% van de formele elementen die in het bloed aanwezig zijn, terwijl de resterende 1% bestaat uit leukocyten en bloedplaatjes of trombocyten. In een milliliter bloed zitten ongeveer 5,4 miljoen rode bloedcellen.

Deze cellen worden geproduceerd in het beenmerg en kunnen gemiddeld 120 dagen leven, waarin ze meer dan 11.000 kilometer door de bloedvaten kunnen reizen.

Rode bloedcellen waren een van de eerste elementen die in 1723 onder de microscoop werden waargenomen. Pas in 1865 ontdekte de onderzoeker Hoppe Seyler het zuurstoftransporterend vermogen van deze cel.

Algemene karakteristieken

Het zijn schijfvormige cellen met een diameter van ongeveer 7,5 tot 8,7 um en een dikte van 1,7 tot 2,2 um. Ze zijn dunner in het midden van de cel dan aan de randen, waardoor ze eruitzien als een redder in nood. Ze bevatten meer dan 250 miljoen hemoglobinemoleculen.

Erytrocyten zijn cellen met een opmerkelijke flexibiliteit, omdat ze tijdens de circulatie door zeer dunne bloedvaten moeten bewegen, ongeveer 2 tot 3 um in diameter. Bij het passeren van deze kanalen vervormt de cel en keert aan het einde van de doorgang terug naar zijn oorspronkelijke vorm.

Door Jerome Walker, van Wikimedia Commons

Cytosol

Het cytosol van deze structuur bevat hemoglobinemoleculen, verantwoordelijk voor het transport van gassen tijdens de bloedcirculatie. Het volume van het celcytosol is ongeveer 94 um ³ .

Wanneer ze volwassen zijn, missen zoogdiererytrocyten een celkern, mitochondriën en andere cytoplasmatische organellen, waardoor ze niet in staat zijn tot lipiden- en eiwitsynthese of oxidatieve fosforylering.

Met andere woorden, erytrocyten bestaan ​​in feite uit een membraan dat de hemoglobinemoleculen omsluit.

Er wordt voorgesteld dat erytrocyten proberen om zich te ontdoen van elk subcellulair compartiment om de maximaal mogelijke ruimte voor het transport van hemoglobine te garanderen - op dezelfde manier dat we zouden proberen alle elementen uit onze auto te verwijderen als we een groot aantal dingen zouden vervoeren.

Cellulair membraan

Het celmembraan van de erytrocyten omvat een lipidedubbellaag en een spectrine-netwerk, die samen met het cytoskelet zorgen voor elasticiteit en compliantie met deze structuur. Meer dan 50% van de samenstelling bestaat uit eiwitten, iets minder lipiden en het resterende deel komt overeen met koolhydraten.

Het erytrocytenmembraan is het biologische membraan dat de meeste aandacht heeft gekregen en het meest wordt begrepen, waarschijnlijk vanwege het gemak van isolatie en de relatieve eenvoud.

Het membraan bevat een reeks integrale en perifere eiwitten die zijn verbonden met de lipidedubbellaag en spectrine. De verbindingen die betrekking hebben op eiwitbinding staan ​​bekend als verticale interacties en die waarbij een tweedimensionale reeks spectrine door actinemoleculen betrokken is, zijn horizontale interacties.

Wanneer een van deze verticale of horizontale interacties mislukt, resulteert dit in mogelijke veranderingen in de dichtheid van spectrine, wat op zijn beurt veranderingen in de morfologie van de erytrocyt veroorzaakt.

De veroudering van rode bloedcellen wordt weerspiegeld in de stabiliteit van het membraan, waardoor ze minder goed in de bloedsomloop kunnen worden opgenomen. Wanneer dit gebeurt, herkent het monocyt-macrofaag-systeem het slecht functionele element, elimineert het uit de circulatie en hergebruikt het de inhoud ervan.

Celmembraan-eiwitten

De eiwitten die in het celmembraan van erytrocyten worden aangetroffen, kunnen gemakkelijk worden gescheiden op een elektroforesegel. In dit systeem vallen de volgende banden op: spectrine, ankyrine, band 3, proteïnen 4.1 en 4.2, het ionkanaal, glucoforines en het enzym glyceraldehyde-3-fosfaat-dehydrogenase.

Deze eiwitten kunnen op basis van hun functie worden gegroepeerd in vier groepen: membraantransporters, adhesiemoleculen en receptoren, enzymen en eiwitten die het membraan binden met de componenten van het cytoskelet.

De transporteiwitten passeren meerdere keren het membraan en de belangrijkste van deze groep is band 3, een anionenwisselaar van chloride en bicarbonaat.

Omdat de erytrocyt geen mitochondriën heeft, verankeren de meeste enzymen zich aan het plasmamembraan, waaronder de glycolyse-enzymen fructose-bisfosfaat aldolase A, α-enolase, ALDOC, glyceraldehyde-3-fosfaat dehydrogenase, fosglyceraat kinase en pyruvaat kinase. kinase.

Met betrekking tot de structurele eiwitten zijn de meest voorkomende band 3, spectrines, ankyrine, actine en band 4.1-eiwit, terwijl band 4.2-eiwit, dematine, adduccines, tropomoduline en tropomyosine als ondergeschikte componenten van het membraan worden beschouwd.

Spectrin

Spectrin is een filamenteus eiwit dat bestaat uit een alfa- en bètaketen, waarvan de structuren alfa-helices zijn.

De spectrinevezels doen denken aan de veren in een matras, en de delen stof die de matras omringen, zouden in dit hypothetische voorbeeld het plasmamembraan vertegenwoordigen.

Hemoglobine

Hemoglobine is een complex eiwit met quaternaire structuur dat wordt gesynthetiseerd in erytrocyten en is het fundamentele element van deze cellen. Het bestaat uit twee paren ketens, twee alfa en twee niet-alfa (ze kunnen bèta, gamma of delta zijn) met elkaar verbonden door covalente bindingen. Elke unit heeft een heemgroep.

Het bevat de heemgroep in zijn structuur en is verantwoordelijk voor de karakteristieke rode kleur van bloed. Wat betreft de grootte heeft het een molecuulgewicht van 64.000 g / mol.

Bij volwassen personen bestaat hemoglobine uit twee alfa- en twee bètaketens, terwijl een klein deel de bèta vervangt door delta. Daarentegen bestaat foetaal hemoglobine uit twee alfa- en twee gamma-ketens.

Door OpenStax College, via Wikimedia Commons

Kenmerken

Zuurstoftransport

De zuurstof die in het bloedplasma wordt verdund, is niet voldoende om aan de veeleisende eisen van de cel te voldoen, daarom moet er een entiteit zijn die belast is met het transporteren ervan. Hemoglobine is een eiwitmolecuul en is de zuurstoftransporteur bij uitstek.

De belangrijkste functie van erytrocyten is om hemoglobine erin te huisvesten om de toevoer van zuurstof naar alle weefsels en organen van het lichaam te verzekeren, dankzij het transport en de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide. Het genoemde proces vereist geen energieverbruik.

Afwijkingen

Sikkelcelanemie

Sikkelcelanemie of sikkelcelanemie bestaat uit een reeks pathologieën die hemoglobine beïnvloeden en een verandering in de vorm van rode bloedcellen veroorzaken. De cellen verkorten hun halfwaardetijd, van 120 dagen tot 20 of 10.

De pathologie vindt plaats door een unieke verandering van een aminozuurresidu, glutamaat voor valine, in de bètaketen van dit eiwit. De aandoening kan worden uitgedrukt in zijn homozygote of heterozygote toestand.

De aangetaste rode bloedcellen nemen de vorm aan van een sikkel of een coma. In de afbeelding worden normale bloedcellen vergeleken met pathologische. Bovendien verliezen ze hun karakteristieke flexibiliteit, zodat ze kunnen breken wanneer ze door bloedvaten proberen te passeren.

Deze toestand verhoogt de intracellulaire viscositeit, waardoor de doorgang van aangetaste rode bloedcellen door de kleinere bloedvaten wordt beïnvloed. Dit fenomeen resulteert in een afname van de snelheid van de bloedstroom.

Door OpenStax College, via Wikimedia Commons

Erfelijke sferocytose

Wond sferocytose is een aangeboren aandoening waarbij het membraan van rode bloedcellen betrokken is. Patiënten die eraan lijden, worden gekenmerkt door een kleinere diameter in de erytrocyten en een hemoglobineconcentratie die hoger is dan normaal. Van alle ziekten die het membraan van de rode bloedcellen aantasten, is dit de meest voorkomende.

Het wordt veroorzaakt door een defect in de eiwitten die de cytoskeletale eiwitten verticaal met het membraan verbinden. Mutaties die verband houden met deze aandoening worden gevonden in de genen die coderen voor alfa- en bèta-spectrine, ankyrine, band 3 en eiwitten 4.2.

Getroffen individuen behoren vaak tot de blanke of Japanse bevolking. De ernst van deze aandoening hangt af van de mate van verbindingsverlies in het spectrinanetwerk.

Erfelijke elliptocytose

Erfelijke elliptocytose is een pathologie die verschillende veranderingen in de vorm van de erytrocyt met zich meebrengt, waaronder elliptische, ovale of langwerpige cellen. Dit leidt tot een vermindering van de elasticiteit en duurzaamheid van de rode bloedcellen.

De incidentie van de ziekte is van 0,03% tot 0,05% in de Verenigde Staten en is toegenomen in Afrikaanse landen, omdat het enige bescherming biedt tegen de parasieten die malaria veroorzaken, Plasmodium falciparum en Plasmodium vivax. Dezelfde resistentie wordt gezien bij personen met sikkelcelziekte.

Bij de mutaties die deze ziekte veroorzaken, zijn de genen betrokken die coderen voor alfa- en bèta-spectrine en eiwit 4.2. Mutaties in alfaspectrine hebben dus invloed op de vorming van alfa- en bèta-heterodimeer.

Normale waarden

Hematocriet is de kwantitatieve maat die het volume van erytrocyten uitdrukt in relatie tot het totale bloedvolume. De normale waarde van deze parameter varieert naargelang het geslacht: bij volwassen mannen is het 40,7% tot 50,3%, terwijl bij vrouwen het normale bereik varieert van 36,1% tot 44,3%.

In termen van celaantal is het normale bereik bij mannen 4,7 tot 6,1 miljoen cellen per ul, en bij vrouwen tussen 4,2 en 5,4 miljoen cellen per ul.

Wat de normale hemoglobinewaarden betreft, ligt deze bij mannen tussen 13,8 en 17,2 g / dl en bij vrouwen tussen 12,1 en 15,1 g / dl.

Evenzo variëren normale waarden afhankelijk van de leeftijd van het individu, neonaten vertonen hemoglobinewaarden van 19 g / dl en nemen geleidelijk af tot 12,5 g / dl. Als het kind jong is en nog borstvoeding geeft, is het verwachte niveau van 11 tot 14 g / dL.

Bij adolescente jongens leidt de puberteit tot een toename van 14 g / dl naar 18 g / dl. Bij het ontwikkelen van meisjes kan menstruatie leiden tot een afname van ijzer.

Lage erytrocyteniveaus

Wanneer het aantal rode bloedcellen lager is dan de hierboven genoemde normale waarden, kan dit te wijten zijn aan een aantal heterogene omstandigheden. De daling van het aantal rode bloedcellen wordt in verband gebracht met vermoeidheid, tachycardie en kortademigheid. Symptomen zijn ook bleekheid, hoofdpijn en pijn op de borst.

De medische pathologieën die gepaard gaan met de achteruitgang zijn ziekten van het hart en van de bloedsomloop in het algemeen. Ook pathologieën zoals kanker vertalen zich in lage erytrocytenwaarden. Myelosuppressie en pancytopenie verminderen de productie van bloedcellen

Evenzo veroorzaken anemieën en thalassemieën een afname van deze bloedcellen. Bloedarmoede kan worden veroorzaakt door genetische factoren (zoals sikkelcelanemie) of door een tekort aan vitamine B12, foliumzuur of ijzer. Sommige zwangere vrouwen kunnen symptomen van bloedarmoede krijgen.

Ten slotte leidt overmatig bloeden, of het nu gaat om een ​​wond, aambeien, zware menstruatiebloedingen of maagzweren, tot verlies van rode bloedcellen.

Hoge erytrocyteniveaus

De oorzaken van hoge erytrocyteniveaus zijn net zo divers als die geassocieerd met lage niveaus. De toestand van het vertonen van een hoog aantal rode bloedcellen wordt polycytemie genoemd.

Het meest onschadelijke komt voor bij individuen die in hoge streken wonen, waar de zuurstofconcentratie aanzienlijk lager is. Ook uitdroging produceert in het algemeen de concentratie van rode bloedcellen.

Ziekten die verband houden met de nieren, het ademhalingssysteem en hart- en vaatziekten kunnen de oorzaak zijn van de toename.

Sommige externe factoren en schadelijke gewoonten, zoals roken, kunnen het aantal rode bloedcellen verhogen. Langdurig gebruik van sigaretten verlaagt het zuurstofgehalte in het bloed, verhoogt de vraag en dwingt het lichaam om meer rode bloedcellen aan te maken.

De consumptie van anabole steroïden kan de aanmaak van rode bloedcellen in het beenmerg stimuleren, evenals doping van erytropoëtine, die wordt gebruikt om de fysieke prestaties te optimaliseren.

In sommige gevallen van anemie, wanneer de patiënt uitgedroogd is, werkt het plasmaverminderende effect de afname van rode bloedcellen tegen, wat resulteert in een bedrieglijk normale waarde. De pathologie komt aan het licht wanneer de patiënt gehydrateerd is en abnormaal lage erytrocytenwaarden kunnen worden aangetoond.

Referenties

1. Campbell, NA (2001). Biologie: concepten en relaties. Pearson Education.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Vorm en biomechanische kenmerken van menselijke rode bloedcellen bij gezondheid en ziekte. MRS Bulletin / Materials Research Society, 35 (5), 382-388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., en Iermoli, R. (2010). Fysiologische grondslagen van de beste en Taylor-medische praktijk. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Inwendig medicijn . Panamerican Medical Ed.
5. Rodak, BF (2005). Hematologie: fundamentals en klinische toepassingen. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH en Pawlina, W. (2012). Histologie: tekst- en kleurenatlas met cellulaire en moleculaire biologie. Redactioneel Médica Panamericana.
7. Welsch, U., en Sobotta, J. (2008). Histologie. Panamerican Medical Ed.