Erytrocyt je krvná bunka, ktorá je schopná transportovať kyslík do tkanív vďaka hemoglobínu a oxid uhličitý do pľúc. Ide o bunku jednoduchej štruktúry, ktorá má veľký význam pre život cicavcov a iných živočíchov. Červené krvinky sú najpočetnejším typom buniek v tele: približne štvrtina všetkých buniek v tele sú červené krvinky.
Všeobecné vzorce existencie erytrocytu
Erytrocyt – bunka, ktorá vznikla z červeného zárodku krvotvorby. Denne sa vyprodukuje asi 2,4 milióna týchto buniek, dostanú sa do krvného obehu a začnú plniť svoje funkcie. Počas experimentov sa zistilo, že u dospelého človeka žijú erytrocyty, ktorých štruktúra je výrazne zjednodušená v porovnaní s inými bunkami tela, 100-120 dní.
U všetkých stavovcov (až na zriedkavé výnimky) je kyslík transportovaný z dýchacích orgánov do tkanív cez hemoglobín erytrocytov. Existujú výnimky: všetci predstavitelia rodiny bielokrvných rýb existujú bez hemoglobínu, hoci ho môžu syntetizovať. Keďže pri teplote ich biotopu sa kyslík dobre rozpúšťa vo vode a krvnej plazme, tieto ryby nepotrebujú jeho masívnejšie nosiče, ktorými sú erytrocyty.
Chordata erytrocyty
Bunka ako erytrocyt má odlišnú štruktúru v závislosti od triedy strunatcov. Napríklad u rýb, vtákov a obojživelníkov je morfológia týchto buniek podobná. Líšia sa len veľkosťou. Tvar červených krviniek, objem, veľkosť a absencia niektorých organel odlišuje bunky cicavcov od iných, ktoré sa nachádzajú v iných strunatcoch. Existuje aj vzorec: erytrocyty cicavcov neobsahujú extra organely a bunkové jadro. Sú oveľa menšie, aj keď majú veľkú kontaktnú plochu.
Vzhľadom na štruktúru žabích a ľudských erytrocytov možno okamžite identifikovať spoločné znaky. Obe bunky obsahujú hemoglobín a podieľajú sa na transporte kyslíka. Ale ľudské bunky sú menšie, sú oválne a majú dva konkávne povrchy. Žabie erytrocyty (rovnako ako vtáky, ryby a obojživelníky, okrem mloka) sú guľovité, majú jadro a bunkové organely, ktoré možno v prípade potreby aktivovať.
V ľudských erytrocytoch, rovnako ako v červených krvinkách vyšších cicavcov, nie sú žiadne jadrá a organely. Veľkosť erytrocytov u kozy je 3-4 mikrónov, u ľudí - 6,2-8,2 mikrónov. V amfii (obojživelník s chvostom) je veľkosť bunky 70 mikrónov. Je zrejmé, že veľkosť je tu dôležitým faktorom. Ľudský erytrocyt, hoci je menší, má väčšípovrch v dôsledku dvoch konkávností.
Malá veľkosť buniek a ich veľký počet umožnili znásobiť schopnosť krvi viazať kyslík, ktorý je dnes už málo závislý od vonkajších podmienok. A také štrukturálne vlastnosti ľudských erytrocytov sú veľmi dôležité, pretože vám umožňujú cítiť sa pohodlne v určitom prostredí. Toto je miera prispôsobenia sa životu na súši, ktorá sa začala rozvíjať dokonca aj u obojživelníkov a rýb (žiaľ, nie všetky ryby v procese evolúcie boli schopné osídliť krajinu) a dosiahli svoj vrchol u vyšších cicavcov.
Štruktúra ľudských erytrocytov
Štruktúra krviniek závisí od funkcií, ktoré sú im priradené. Je to opísané z troch uhlov:
- Vlastnosti vonkajšej štruktúry.
- Zloženie komponentov erytrocytu.
- Vnútorná morfológia.
Navonok, z profilu, erytrocyt vyzerá ako bikonkávny disk a na celej tvári ako okrúhla bunka. Priemer je normálne 6, 2-8, 2 mikrónov.
V krvnom sére sú častejšie bunky s malými rozdielmi vo veľkosti. Pri nedostatku železa sa nábeh znižuje, v krvnom nátere sa rozpozná anizocytóza (veľa buniek rôznych veľkostí a priemerov). Pri nedostatku kyseliny listovej alebo vitamínu B12 sa erytrocyty zväčšujú na megaloblast. Jeho veľkosť je približne 10-12 mikrónov. Objem normálnej bunky (normocytu) je 76-110 metrov kubických. mikrónov.
Štruktúra erytrocytov v krvi nie je jediným znakom týchto buniek. Oveľa dôležitejší je ich počet. Malá veľkosť umožnila zvýšiť ich počet a následne aj plochu kontaktnej plochy. Ľudské erytrocyty zachytávajú kyslík aktívnejšie ako žaby. A najľahšie sa podáva v tkanivách z ľudských erytrocytov.
Na množstve skutočne záleží. Najmä dospelý človek má 4,5-5,5 milióna buniek na kubický milimeter. Koza má asi 13 miliónov červených krviniek na mililiter, zatiaľ čo plazy majú iba 0,5-1,6 milióna a ryby 0,09-0,13 milióna na mililiter. Novorodenec má asi 6 miliónov červených krviniek na mililiter, zatiaľ čo staršie dieťa má menej ako 4 milióny na mililiter.
Funkcie RBC
Červené krvinky – erytrocyty, ktorých počet, štruktúra, funkcie a vývojové znaky sú opísané v tejto publikácii, sú pre človeka veľmi dôležité. Implementujú niektoré veľmi dôležité funkcie:
- transport kyslíka do tkanív;
- prenášať oxid uhličitý z tkanív do pľúc;
- viaže toxické látky (glykovaný hemoglobín);
- podieľať sa na imunitných reakciách (imunitné voči vírusom a v dôsledku reaktívnych foriem kyslíka môžu mať škodlivý vplyv na infekcie krvi);
- schopný tolerovať niektoré lieky;
- podieľať sa na realizácii hemostázy.
Takúto bunku aj naďalej považujme za erytrocyt, jej štruktúra je maximálne optimalizovaná na realizáciu vyššie uvedených funkcií. Je maximálne ľahký a mobilný, má veľkú kontaktnú plochu pre difúziu plynov.a priebeh chemických reakcií s hemoglobínom, ako aj rýchle rozdeľovanie a dopĺňanie strát v periférnej krvi. Ide o vysoko špecializovanú bunku, ktorej funkcie sa zatiaľ nedajú nahradiť.
Membrána RBC
Bunka ako erytrocyt má veľmi jednoduchú štruktúru, ktorá sa nevzťahuje na jej membránu. Ide o 3 vrstvy. Hmotnostný podiel membrány je 10 % bunky. Obsahuje 90% bielkovín a len 10% lipidov. To robí erytrocyty špeciálnymi bunkami v tele, pretože takmer vo všetkých ostatných membránach prevládajú lipidy nad bielkovinami.
Volumetrický tvar erytrocytov v dôsledku tekutosti cytoplazmatickej membrány sa môže meniť. Mimo samotnej membrány je vrstva povrchových bielkovín s veľkým počtom sacharidových zvyškov. Sú to glykopeptidy, pod ktorými je dvojvrstva lipidov, ktorých hydrofóbne konce smerujú dovnútra a von z erytrocytu. Pod membránou na vnútornom povrchu je opäť vrstva bielkovín, ktoré nemajú sacharidové zvyšky.
Komplexy receptorov erytrocytov
Funkciou membrány je zabezpečiť deformovateľnosť erytrocytu, ktorá je nevyhnutná pre kapilárny prechod. Štruktúra ľudských erytrocytov zároveň poskytuje ďalšie príležitosti - bunkovú interakciu a prúd elektrolytov. Proteíny so sacharidovými zvyškami sú receptorové molekuly, vďaka ktorým nie sú erytrocyty "lovené" CD8-leukocytmi a makrofágmi imunitného systému.
Erytrocyty existujú vďaka receptorom a nie sú zničené vlastnou imunitou. A keď v dôsledku opakovaného pretláčania cez kapiláry alebo v dôsledku mechanického poškodenia erytrocyty stratia niektoré receptory, makrofágy sleziny ich „vytiahnu“z krvného obehu a zničia ich.
Vnútorná štruktúra erytrocytu
Čo je to erytrocyt? Jeho štruktúra nie je o nič menej zaujímavá ako jeho funkcie. Táto bunka je podobná vaku hemoglobínu ohraničenému membránou, na ktorej sú exprimované receptory: zhluky diferenciácie a rôzne krvné skupiny (podľa Landsteinera, rhesus, Duffy a iných). Ale vnútro bunky je špeciálne a veľmi odlišné od ostatných buniek v tele.
Rozdiely sú nasledovné: erytrocyty u žien a mužov neobsahujú jadro, nemajú ribozómy a endoplazmatické retikulum. Všetky tieto organely boli odstránené po naplnení bunkovej cytoplazmy hemoglobínom. Potom sa organely ukázali ako zbytočné, pretože na pretlačenie kapilár bola potrebná bunka s minimálnou veľkosťou. Preto vo vnútri obsahuje iba hemoglobín a niektoré pomocné proteíny. Ich úloha zatiaľ nebola objasnená. Ale kvôli nedostatku endoplazmatického retikula, ribozómov a jadra sa stal ľahkým a kompaktným, a čo je najdôležitejšie, môže sa ľahko deformovať spolu s tekutou membránou. A toto sú najdôležitejšie štrukturálne znaky červených krviniek.
Životný cyklus RBC
Hlavnými znakmi erytrocytov je ich krátky život. Nemôžu sa deliť a syntetizovať proteín kvôli jadru odstránenému z bunky, a teda štrukturálnemuhromadí sa poškodenie ich buniek. V dôsledku toho majú erytrocyty tendenciu starnúť. Avšak hemoglobín, ktorý je zachytený makrofágmi sleziny v čase smrti červených krviniek, bude vždy poslaný na vytvorenie nových nosičov kyslíka.
Životný cyklus červených krviniek začína v kostnej dreni. Tento orgán je prítomný v lamelárnej látke: v hrudnej kosti, v krídlach ilium, v kostiach spodnej časti lebky a tiež v dutine stehennej kosti. Tu sa z krvnej kmeňovej bunky pôsobením cytokínov vytvorí prekurzor myelopoézy s kódom (CFU-GEMM). Po rozdelení uvedie predchodcu krvotvorby označeného kódom (BOE-E). Tvorí prekurzor erytropoézy, ktorý je označený kódom (CFU-E).
Tá istá bunka sa nazýva bunka tvoriaca kolónie zárodku červenej krvi. Je citlivý na erytropoetín, hormonálnu látku vylučovanú obličkami. Zvýšenie množstva erytropoetínu (podľa princípu pozitívnej spätnej väzby vo funkčných systémoch) urýchľuje procesy delenia a tvorby červených krviniek.
Tvorba červených krviniek
Sekvencia transformácií bunkovej kostnej drene CFU-E je nasledovná: z nej sa vytvorí erytroblast az nej - pronormocyt, z ktorého vznikne bazofilný normoblast. Keď sa proteín hromadí, stáva sa polychromatofilným normoblastom a potom oxyfilným normoblastom. Po odstránení jadra sa z neho stane retikulocyt. Ten vstupuje do krvného obehu a diferencuje sa (dozrieva) na normálny erytrocyt.
Zničenie červených krviniek
Približne 100-125 dní bunka cirkulujekrv, neustále prenáša kyslík a odstraňuje produkty metabolizmu z tkanív. Transportuje oxid uhličitý naviazaný na hemoglobín a posiela ho späť do pľúc, pričom cestou napĺňa svoje proteínové molekuly kyslíkom. A ako sa poškodí, stráca molekuly fosfatidylserínu a receptorové molekuly. Z tohto dôvodu sa erytrocyt dostane „pod zrak“makrofágu a je ním zničený. A hem, získaný zo všetkého natráveného hemoglobínu, je opäť poslaný na syntézu nových červených krviniek.
