ERITROCITE (GLOBULE ROȘII): CARACTERISTICI, FUNCȚII - ANATOMIE ȘI FIZIOLOGIE - 2025

De eritrocite , numite celule roșii sanguine, sunt celule foarte flexibile și abundente de sânge biconcave disc în formă. Acestea sunt responsabile pentru transportul oxigenului la toate țesuturile corpului, datorită prezenței hemoglobinei în interiorul celulei, precum și contribuie la transportul dioxidului de carbon și la capacitatea de tamponare a sângelui.

La mamifere, interiorul eritrocitului constă practic din hemoglobină, deoarece a pierdut toate compartimentele subcelulare, inclusiv nucleul. Generarea de ATP este limitată la metabolismul anaerob.

Eritrocitele corespund aproape 99% din elementele formale prezente în sânge, în timp ce restul de 1% este format din leucocite și trombocite sau trombocite. Într-un mililitru de sânge există aproximativ 5,4 milioane de globule roșii.

Aceste celule sunt produse în măduva osoasă și pot trăi în medie 120 de zile, în care pot parcurge peste 11.000 de kilometri prin vasele de sânge.

Celulele roșii din sânge au fost unul dintre primele elemente observate la microscop în anul 1723. Cu toate acestea, abia în 1865 cercetătorul Hoppe Seyler a descoperit capacitatea de transport a oxigenului acestei celule.

Caracteristici generale

Sunt celule discoidale cu un diametru aproximativ de 7,5 până la 8,7 um și grosime de 1,7 până la 2,2 um. Sunt mai subțiri în centrul celulei decât la margini, dând un aspect de salvare a vieții. Conțin peste 250 de milioane de molecule de hemoglobină din interiorul lor.

Eritrocitele sunt celule cu o flexibilitate remarcabilă, deoarece acestea trebuie să se deplaseze în timpul circulației prin vase foarte subțiri, cu diametrul de aproximativ 2 până la 3 um. La trecerea acestor canale, celula se deformează și la sfârșitul pasajului revine la forma sa inițială.

De Jerome Walker, de la Wikimedia Commons

citosol

Citosolul acestei structuri conține molecule de hemoglobină, responsabile de transportul gazelor în timpul circulației sângelui. Volumul citosolului celular este în jur de 94 um ³ .

Când sunt maturi, eritrocitele mamiferelor nu au un nucleu celular, mitocondrii și alte organule citoplasmatice, ceea ce le face incapabile de sinteza lipidelor și proteinelor sau a fosforilării oxidative.

Cu alte cuvinte, eritrocitele constau practic dintr-o membrană care înglobează moleculele de hemoglobină.

Se propune ca eritrocitele să caute să scape de orice compartiment subcelular pentru a asigura spațiul maxim posibil pentru transportul hemoglobinei - în același mod în care am căuta să scoatem toate elementele din mașina noastră dacă am transporta un număr mare de lucruri.

Membrana celulară

Membrana celulelor eritrocite cuprinde o stratură lipidică și o rețea de spectrină, care, împreună cu citoscheletul, oferă elasticitate și conformitate cu această structură. Peste 50% din compoziție sunt proteine, lipide puțin mai puțin, iar porțiunea rămasă corespunde carbohidraților.

Membrana eritrocitară este membrana biologică care a primit cea mai mare atenție și este cea mai larg înțeleasă, probabil datorită ușurinței sale de izolare și a relativității sale.

Membrana conține o serie de proteine ​​integrale și periferice conectate la bicapa lipidică și spectrină. Conexiunile care implică legarea de proteine ​​sunt cunoscute sub numele de interacțiuni verticale, iar cele care implică un tablou bidimensional de spectrină prin molecule de actină sunt interacțiuni orizontale.

Când oricare dintre aceste interacțiuni verticale sau orizontale eșuează, aceasta are ca rezultat posibile modificări ale densității spectrinei, determinând, la rândul lor, modificări ale morfologiei eritrocitelor.

Îmbătrânirea globulelor roșii se reflectă în stabilitatea membranei, reducând capacitatea lor de acomodare în sistemul circulator. Când se întâmplă acest lucru, sistemul monocit-macrofag recunoaște elementul slab funcțional, eliminându-l din circulație și reciclând conținutul său.

Proteine ​​cu membrană celulară

Proteinele găsite în membrana celulară a eritrocitelor pot fi ușor separate pe un gel de electroforeză. În acest sistem, se evidențiază următoarele benzi: spectrină, ankirină, banda 3, proteine ​​4.1 și 4.2, canalul ionic, glucoforine și enzima gliceraldehidă-3-fosfat-dehidrogenază.

Aceste proteine ​​pot fi grupate în patru grupe în funcție de funcționarea lor: transportori de membrană, molecule și receptori de adeziune, enzime și proteine ​​care leagă membrana cu componentele citoscheletului.

Proteinele transportoare traversează de mai multe ori membrana, iar cea mai importantă a acestei grupe este banda 3, un schimbător de anioni de clorură și bicarbonat.

Deoarece eritrocitul este lipsit de mitocondrii, majoritatea enzimelor se ancorează pe membrana plasmatică, incluzând enzimele glicolizei fructoză-bisfosfat aldolază A, α-enolază, ALDOC, gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază, fosglicer kinază și piruvat kinază. kinazei.

În ceea ce privește proteinele structurale, cele mai abundente sunt banda 3, spectrinele, ankirina, actina și proteina bandă 4.1, în timp ce proteina bandă 4.2, dematina, aducinele, tropomodulina și tropomiozina sunt considerate componente minore ale membranei.

spectrin

Spectrina este o proteină filamentoasă formată dintr-un lanț alfa și beta, ale cărui structuri sunt elicele alfa.

Fibrele de spectrină amintesc de arcurile dintr-o saltea, iar porțiunile de țesătură care înconjoară saltea ar reprezenta membrana plasmatică în acest exemplu ipotetic.

Hemoglobină

Hemoglobina este o proteină complexă cu structura cuaternară sintetizată în eritrocite și este elementul fundamental al acestor celule. Este alcătuit din două perechi de lanțuri, două alfa și două non-alfa (pot fi beta, gamma sau delta) legate între ele prin legături covalente. Fiecare unitate are un grup heme.

Conține grupa heme în structura sa și este responsabilă pentru culoarea roșie caracteristică a sângelui. În ceea ce privește dimensiunea sa, are o greutate moleculară de 64.000 g / mol.

La persoanele adulte, hemoglobina este formată din două lanțuri alfa și două beta, în timp ce o porțiune mică înlocuiește beta cu delta. În schimb, hemoglobina fetală este formată din două lanțuri alfa și două gamma.

De OpenStax College, prin Wikimedia Commons

Caracteristici

Transport de oxigen

Oxigenul care este diluat în plasma sanguină nu este suficient pentru a răspunde cerințelor solicitante ale celulei, din acest motiv trebuie să existe o entitate responsabilă cu transportul acesteia. Hemoglobina este o moleculă de proteine ​​și este transportorul de oxigen prin excelență.

Cea mai importantă funcție a eritrocitelor este aceea de a găzdui hemoglobina în interiorul acestora pentru a asigura furnizarea de oxigen la toate țesuturile și organele corpului, datorită transportului și schimbului de oxigen și dioxid de carbon. Procesul menționat nu necesită cheltuieli de energie.

Anomaliile

Anemia celulelor secera

Anemia cu celule grase sau anemia cu celule secera constă dintr-o serie de patologii care afectează hemoglobina, determinând o modificare a formei globulelor roșii. Celulele își reduc timpul de înjumătățire, de la 120 de zile la 20 sau 10.

Patologia apare printr-o schimbare unică a unui reziduu de aminoacizi, glutamat pentru valină, în lanțul beta al acestei proteine. Starea poate fi exprimată în starea sa homozigotă sau heterozigotă.

Celulele roșii afectate iau forma unei secera sau a unei comă. În imagine, celulele normale din sânge sunt comparate cu cele patologice. În plus, își pierd flexibilitatea caracteristică, astfel încât se pot rupe atunci când încearcă să traverseze vasele de sânge.

Această afecțiune crește vâscozitatea intracelulară, afectând trecerea globulelor roșii afectate prin vasele de sânge mai mici. Acest fenomen duce la o scădere a vitezei fluxului de sânge.

De OpenStax College, prin Wikimedia Commons

Sferocitoza ereditară

Sferocitoza rănilor este o afecțiune congenitală care implică membrana globulelor roșii. Pacienții care suferă de acesta se caracterizează prin faptul că au un diametru mai mic în eritrocite și o concentrație de hemoglobină mai mare decât în ​​mod normal. Dintre toate bolile care afectează membrana globulelor roșii, aceasta este cea mai frecventă.

Este cauzată de un defect al proteinelor care conectează vertical proteinele cito-scheletice cu membrana. Mutațiile legate de această afecțiune se găsesc în genele care codifică spectrina alfa și beta, ankirina, banda 3 și proteinele 4.2.

Persoanele afectate aparțin adesea populațiilor caucaziene sau japoneze. Severitatea acestei afecțiuni depinde de gradul de pierdere a conexiunii în rețeaua de spectrină.

Eliptocitoză ereditară

Eliptocitoza ereditară este o patologie care implică modificări diferite în forma eritrocitului, inclusiv celule eliptice, ovale sau alungite. Aceasta duce la reducerea elasticității și durabilității globulelor roșii.

Incidența bolii este de la 0,03% la 0,05% în Statele Unite și a fost crescută în țările africane, deoarece oferă o anumită protecție împotriva paraziților care provoacă malarie, Plasmodium falciparum și Plasmodium vivax. Aceeași rezistență se observă la persoanele cu boală celulară secera.

Mutațiile care produc această boală implică genele care codifică spectrina alfa și beta și proteina 4.2. Astfel, mutațiile spectrinei alfa afectează formarea heterodimerului alfa și beta.

Valori normale

Hematocrit este măsura cantitativă care exprimă volumul eritrocitelor în raport cu volumul total de sânge. Valoarea normală a acestui parametru variază în funcție de sex: la bărbații adulți este de 40,7% până la 50,3%, în timp ce la femei intervalul normal variază între 36,1% și 44,3%.

În ceea ce privește numărul de celule, la bărbați intervalul normal este de 4,7 până la 6,1 milioane de celule per uL, iar la femei între 4,2 și 5,4 milioane de celule per uL.

În ceea ce privește valorile normale ale hemoglobinei, la bărbați aceasta este cuprinsă între 13,8 și 17,2 g / dL și la femei între 12,1 și 15,1 g / dL.

În același mod, valorile normale variază în funcție de vârsta individului; nou-născuții prezintă valori ale hemoglobinei de 19 g / dL și scade treptat până la 12,5 g / dL. Când copilul este mic și încă alăptează, nivelul așteptat este de la 11 la 14 g / dL.

La băieții adolescenți, pubertatea duce la o creștere de la 14 g / dL la 18 g / dL. La fetele în curs de dezvoltare, menstruația poate duce la scăderea fierului.

Niveluri scăzute de eritrocite

Când numărul de celule roșii este mai mic decât valorile normale menționate mai sus, se poate datora unui număr de condiții eterogene. Scăderea globulelor roșii este asociată cu oboseala, tahicardie și dispnee. Simptomele includ, de asemenea, paloare, dureri de cap și dureri în piept.

Patologiile medicale asociate cu declinul sunt boli ale inimii și ale sistemului circulator în general. De asemenea, patologii precum cancerul se traduc în valori scăzute ale eritrocitelor. Mielosupresia și pancitopenia scad producția de celule sanguine

De asemenea, anemiile și talasemiile determină o scădere a acestor celule sanguine. Anemiile pot fi cauzate de factori genetici (cum ar fi anemia cu celule secera) sau de deficiența de vitamina B12, folat sau fier. Unele femei însărcinate pot prezenta simptome de anemie.

În cele din urmă, sângerarea excesivă, indiferent de rană, hemoroizi, sângerare menstruală grea sau ulcerații ale stomacului, duce la pierderea globulelor roșii.

Niveluri ridicate de eritrocite

Cauzele nivelurilor ridicate de eritrocite sunt la fel de diverse ca cele asociate cu niveluri scăzute. Starea de a prezenta un număr mare de globule roșii se numește policitemie.

Cel mai inofensiv apare la indivizii care trăiesc în regiuni înalte, unde concentrația de oxigen este semnificativ mai mică. De asemenea, deshidratarea, în general, produce concentrația de globule roșii.

Bolile legate de rinichi, sistemul respirator și bolile cardiovasculare pot fi cauza creșterii.

Unii agenți externi și obiceiuri dăunătoare, cum ar fi fumatul, pot crește numărul de globule roșii. Utilizarea pe termen lung a țigărilor scade nivelul de oxigen în sânge, crescând cererea și forțând organismul să genereze mai multe eritrocite.

Consumul de steroizi anabolici poate stimula producerea de globule roșii în măduva osoasă, la fel ca și dopajul de eritropoietină, care este utilizat pentru a optimiza performanța fizică.

În unele cazuri de anemie, când pacientul este deshidratat, efectul de reducere a plasmei contracarează scăderea globulelor roșii, ducând la o valoare înșelător normală. Patologia iese la iveală atunci când pacientul este hidratat și se pot evidenția valori anormal de scăzute ale eritrocitelor.

Referințe

1. Campbell, NA (2001). Biologie: concepte și relații. Pearson Education.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Forma și caracteristicile biomecanice ale celulelor de sânge roșu uman în sănătate și boli. Buletinul MRS / Societatea de cercetare a materialelor, 35 (5), 382–388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Bazele fiziologice ale celei mai bune practici medicale Taylor. Editura Medicală Panamericană.
4. Kelley, WN (1993). Medicina interna . Editura Medicală Panamericană.
5. Rodak, BF (2005). Hematologie: fundamente și aplicații clinice. Editura Medicală Panamericană.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2012). Histologie: text și atlas de culoare cu biologie celulară și moleculară. Editorial Médica Panamericana.
7. Welsch, U. și Sobotta, J. (2008). Histologie. Editura Medicală Panamericană.