Χαρακτηριστικά των ερυθροκυττάρων (ερυθρά αιμοσφαίρια), λειτουργίες, ανωμαλίες, τιμές



Το ερυθροκύτταρα, Επίσης, ονομάζονται ερυθρά αιμοσφαίρια ή ερυθρά αιμοσφαίρια, είναι πολύ εύκαμπτα και άφθονα αιμοσφαίρια, με σχήμα δισκοειδούς δίσκου. Είναι υπεύθυνοι για τη μεταφορά οξυγόνου σε όλους τους ιστούς του σώματος, χάρη στην παρουσία αιμοσφαιρίνης στο εσωτερικό των κυττάρων, εκτός από τη συμβολή στη μεταφορά διοξειδίου του άνθρακα και την ικανότητα ρύθμισης του αίματος..

Στα θηλαστικά, το εσωτερικό του ερυθροκυττάρου αποτελείται βασικά από αιμοσφαιρίνη, αφού έχει χάσει όλα τα υποκυτταρικά διαμερίσματα, συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα. Η παραγωγή του ΑΤΡ περιορίζεται στον αναερόβιο μεταβολισμό.

Τα ερυθροκύτταρα αντιστοιχούν σε περίπου 99% των σχηματιζόμενων στοιχείων που υπάρχουν στο αίμα, ενώ το υπόλοιπο 1% αποτελείται από λευκοκύτταρα και αιμοπετάλια ή θρομβοκύτταρα. Σε ένα χιλιοστόλιτρο αίματος υπάρχουν περίπου 5,4 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια.

Αυτά τα κύτταρα παράγονται στο μυελό των οστών και μπορούν να ζήσουν κατά μέσο όρο 120 ημέρες, στις οποίες μπορούν να ταξιδεύουν περισσότερα από 11.000 χιλιόμετρα μέσω των αιμοφόρων αγγείων.

Ερυθρά αιμοσφαίρια ήταν ένα από τα πρώτα στοιχεία που παρατηρούνται στο μικροσκόπιο φωτός κατά το έτος 1723. Ωστόσο, δεν ήταν μέχρι το 1865 ότι ο ερευνητής Hoppe Seyler ανακάλυψε τη φέρουσα ικανότητα του κυττάρου αυτού οξυγόνου.

Ευρετήριο

  • 1 Γενικά χαρακτηριστικά
    • 1.1 Citosol
    • 1.2 Κυτταρική μεμβράνη
    • 1.3 Πρωτεΐνες κυτταρικής μεμβράνης
    • 1.4 Spectrine
    • 1.5 Αιμοσφαιρίνη
  • 2 Λειτουργίες
    • 2.1 Μεταφορά οξυγόνου
  • 3 ανωμαλίες
    • 3.1 Αναιμία των βλαστικών κυττάρων
    • 3.2 Κληρονομική σφαιροκύτταρα
    • 3.3 Κληρονομική ελλειψοκύττωση
  • 4 Κανονικές τιμές
  • 5 Χαμηλά επίπεδα ερυθροκυττάρων
  • 6 Υψηλά επίπεδα ερυθροκυττάρων
  • 7 Αναφορές

Γενικά χαρακτηριστικά

Είναι δισκοειδή κύτταρα με διάμετρο περίπου 7,5 έως 8,7 μm και 1,7 έως 2,2 μm σε πάχος. Είναι λεπτότερες στο κέντρο της κυψέλης παρά στις άκρες, δίνοντας την εμφάνιση ενός προφυλακτήρα ζωής. Περιέχουν περισσότερα από 250 εκατομμύρια μόρια αιμοσφαιρίνης.

Τα ερυθροκύτταρα είναι κύτταρα με αξιοσημείωτη ευελιξία, δεδομένου ότι πρέπει να κινούνται κατά τη διάρκεια της κυκλοφορίας με πολύ λεπτά δοχεία διαμέτρου 2 έως 3 μm. Όταν διέρχεται από αυτά τα κανάλια, το κελί παραμορφώνεται και στο τέλος του περάσματος επιστρέφει στο αρχικό του σχήμα.

Citosol

Το κυτοσόλιο αυτής της δομής περιέχει τα μόρια αιμοσφαιρίνης, που είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά αερίων κατά τη διάρκεια της κυκλοφορίας του αίματος. Ο όγκος του κυτταρικού κυτοσολίου είναι περίπου 94 μm3.

Όταν ώριμα ερυθροκύτταρα θηλαστικών στερούνται πυρήνα του κυττάρου, τα μιτοχόνδρια, και άλλα κυτταροπλασματικά οργανίδια, έτσι δεν είναι σε θέση να εκτελέσει την σύνθεση των λιπιδίων, πρωτεϊνών ή να εκτελέσει οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.

Με άλλα λόγια, τα ερυθροκύτταρα αποτελούνται βασικά από μια μεμβράνη που περικλείει μόρια αιμοσφαιρίνης.

Προτείνεται ερυθροκύτταρα ψάχνουν για να απαλλαγούμε από κάθε υποκυτταρικό διαμέρισμα, προκειμένου να εξασφαλιστεί η μέγιστη δυνατή για τη μεταφορά χώρο της αιμοσφαιρίνης - με τον ίδιο τρόπο που θα δούμε από όλα τα στοιχεία του αυτοκινήτου μας, αν προσπάθησαν να μεταφέρουν ένα μεγάλο αριθμό πραγμάτων.

Κυτταρική μεμβράνη

Η μεμβράνη των κυττάρων ερυθροκυττάρων περιλαμβάνει μία λιπιδική διπλοστοιβάδα και ένα δίκτυο σπεκτρίνης, το οποίο μαζί με τον κυτταροσκελετό παρέχει ελαστικότητα και διατασιμότητα σε αυτή τη δομή. Περισσότερο από το 50% της σύνθεσης είναι πρωτεΐνες, ελαφρώς λιγότερα λιπίδια και το υπόλοιπο τμήμα αντιστοιχεί σε υδατάνθρακες.

Η μεμβράνη των ερυθροκυττάρων είναι η βιολογική μεμβράνη που έχει λάβει περισσότερη προσοχή και της οποίας υπάρχει μεγαλύτερη γνώση, πιθανώς λόγω της ευκολίας απομόνωσης και της σχετικής απλότητας.

Η μεμβράνη περιέχει μια σειρά ενσωματωμένων και περιφερειακών πρωτεϊνών που συνδέονται με τη λιπιδική διπλοστοιβάδα και την σπεκτρίνη. Οι συνδέσεις που εμπλέκουν την πρωτεϊνική σύνδεση είναι γνωστές ως κάθετες αλληλεπιδράσεις και εκείνες που περιλαμβάνουν μια δισδιάστατη συστοιχία σπεκτρίνης μέσω μορίων ακτίνης είναι οι οριζόντιες αλληλεπιδράσεις.

Όταν οποιαδήποτε από αυτές τις κατακόρυφες ή οριζόντιες αλληλεπιδράσεις υποφέρει σε αποτυχία, οδηγεί σε πιθανές αλλαγές στην πυκνότητα της σπεκτρίνης, προκαλώντας με τη σειρά της αλλαγές στη μορφολογία των ερυθροκυττάρων.

Η γήρανση των ερυθρών αιμοσφαιρίων αντανακλάται στη σταθερότητα της μεμβράνης, μειώνοντας την ικανότητά της να προσαρμόζεται στο κυκλοφορικό σύστημα. Όταν συμβεί αυτό, το σύστημα μονοκυττάρων-μακροφάγων αναγνωρίζει το μη λειτουργικό στοιχείο, εξαλείφοντάς το από την κυκλοφορία και ανακυκλώντας το περιεχόμενό του.

Πρωτεΐνες κυτταρικής μεμβράνης

Πρωτεΐνες που βρέθηκαν στην κυτταρική μεμβράνη των ερυθροκυττάρων μπορεί εύκολα να διαχωριστεί σε ένα πήκτωμα ηλεκτροφόρησης. Το σύστημα αυτό υπογραμμίζει τις ακόλουθες ζώνες: σπεκτρίνης, ανκυρίνη, λωρίδα 3, πρωτεΐνη 4.1 και 4.2, ο δίαυλος ιόντων, γλυκοφορίνες και γλυκεραλδεϋδο-3-φωσφορική αφυδρογονάση ένζυμο.

Αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τέσσερις ομάδες ανάλογα με τη λειτουργία τους: μεταφορείς μεμβράνης, μόρια προσκόλλησης και υποδοχείς, ένζυμα και πρωτεΐνες που δεσμεύονται στη μεμβράνη με τα συστατικά του κυτταροσκελετού.

Οι πρωτεΐνες μεταφοράς διασχίζουν τη μεμβράνη αρκετές φορές και η σημαντικότερη από αυτή την ομάδα είναι η ταινία 3, ένας ανιονικός χλωριούχος και δισανθρακικός εναλλάκτης.

Από την ερυθροκυττάρων στερείται των μιτοχονδρίων, τα περισσότερα ένζυμα στην μεμβράνη του πλάσματος, συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων γλυκόλυση φρουκτόζη-διφωσφορικής αλδολάσης Α, α-ενολάση, ALDOC, αφυδρογονάση 3-φωσφορικής αφυδρογονάσης, fosglicerato κινάση και πυρουβική αγκυρώνονται κινάση.

Όσον αφορά τις δομικές πρωτεΐνες, το πιο άφθονο είναι η μπάντα 3, οι spectrins, ανκυρίνη, ακτίνη και πρωτεΐνη 4.1 μπάντα, ενώ ζώνη πρωτεΐνης 4.2, dematina, adduccinas, τροπομοντουλίνης και τροπομυοσίνη θεωρούνται δευτερεύοντα συστατικά της μεμβράνης.

Spectrine

Το Spectrin είναι μια νηματοειδής πρωτεΐνη που σχηματίζεται από αλφα και βήτα αλυσίδα, των οποίων οι δομές είναι άλφα έλικες.

Οι ίνες σπεκτρίνης θυμίζουν τα ελατήρια ενός στρώματος και τα τμήματα υφάσματος που περιβάλλουν το στρώμα θα μπορούσαν σε αυτό το υποθετικό παράδειγμα να αντιπροσωπεύουν την μεμβράνη πλάσματος.

Αιμοσφαιρίνη

Η αιμοσφαιρίνη είναι μια πολύπλοκη πρωτεΐνη με τεταρτοταγή δομή που συντίθεται σε ερυθροκύτταρα και είναι το θεμελιώδες στοιχείο αυτών των κυττάρων. Αποτελείται από δύο ζεύγη αλυσίδων, δύο άλφα και δύο μη-άλφα (μπορεί να είναι βήτα, γάμα ή δέλτα) συνδεδεμένα μεταξύ τους με ομοιοπολικούς δεσμούς. Κάθε μονάδα παρουσιάζει μια ομάδα heme.

Περιέχει τη δομή της αιμάτωσης στη δομή της και είναι υπεύθυνη για το χαρακτηριστικό κόκκινο χρώμα του αίματος. Όσον αφορά το μέγεθός του, έχει ένα μοριακό βάρος 64.000 g / mol.

Στα ενήλικα άτομα, η αιμοσφαιρίνη αποτελείται από δύο άλφα άλφα και δύο βήτα αλυσίδες, ενώ μια μικρή μερίδα αντικαθιστά το βήτα για τα δελτάρια. Αντίθετα, η εμβρυϊκή αιμοσφαιρίνη αποτελείται από δύο άλφα αλυσίδες και δύο γάμμα αλυσίδες.

Λειτουργίες

Μεταφορά οξυγόνου

Το οξυγόνο που αραιώνεται στο πλάσμα αίματος δεν αρκεί για να καλύψει τις απαιτητικές απαιτήσεις του κυττάρου, γι 'αυτό πρέπει να υπάρχει στο σώμα που είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά του. Η αιμοσφαιρίνη είναι ένα μόριο πρωτεϊνικής φύσης και είναι ο φορέας οξυγόνου κατ 'εξοχήν.

Η πιο σημαντική λειτουργία των ερυθροκυττάρων είναι η στέγαση της αιμοσφαιρίνης στο εσωτερικό για να εξασφαλιστεί η παροχή οξυγόνου σε όλους τους ιστούς και τα όργανα του σώματος, χάρη στη μεταφορά και την ανταλλαγή οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Η προαναφερθείσα διαδικασία δεν απαιτεί ενεργειακή δαπάνη.

Ανωμαλίες

Σχηματίζουσα αναιμία

Η αναιμία των βλαστικών κυττάρων ή η δρεπανοκυτταρική αναιμία συνίσταται σε μια σειρά παθολογιών που επηρεάζουν την αιμοσφαιρίνη, προκαλώντας μια αλλαγή στο σχήμα των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Τα κύτταρα μειώνουν τη μέση διάρκεια ζωής τους, από 120 ημέρες σε 20 ή 10.

Η παθολογία συμβαίνει με μια μοναδική αλλαγή ενός υπολείμματος αμινοξέος, γλουταμικού με βαλίνη, στην βήτα αλυσίδα αυτής της πρωτεΐνης. Η κατάσταση μπορεί να εκφραστεί στην ομόζυγη ή ετερόζυγη κατάσταση.

Τα επηρεαζόμενα ερυθρά αιμοσφαίρια παίρνουν το σχήμα δρεπάνι ή κώμα. Στην εικόνα, τα φυσιολογικά σφαιρίδια συγκρίνονται με τα παθολογικά σφαιρίδια. Επιπλέον, χάνουν τη χαρακτηριστική τους ευελιξία, ώστε να μπορούν να σπάσουν όταν προσπαθούν να διαπεράσουν τα αιμοφόρα αγγεία.

Αυτή η κατάσταση αυξάνει το ενδοκυτταρικό ιξώδες, επηρεάζοντας τη διέλευση των ερυθρών αιμοσφαιρίων που επηρεάζονται από τα μικρότερα αιμοφόρα αγγεία. Αυτό το φαινόμενο έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ταχύτητας ροής αίματος.

Κληρονομική σφαιροκυττάρωση

Η σφαιροκυτταρική πληγή είναι μια συγγενής διαταραχή που ενέχει τη μεμβράνη των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Οι ασθενείς που πάσχουν από αυτό χαρακτηρίζονται από μικρότερη διάμετρο σε ερυθροκύτταρα και συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης υψηλότερη από την κανονική. Από όλες τις ασθένειες που επηρεάζουν την μεμβράνη των ερυθροκυττάρων, αυτό είναι το πιο κοινό.

Προκαλείται από ένα ελάττωμα στις πρωτεΐνες που συνδέουν κάθετα τις πρωτεΐνες του κυτταροσκελετού με τη μεμβράνη. Οι μεταλλάξεις που σχετίζονται με αυτή τη διαταραχή εντοπίζονται στα γονίδια που κωδικοποιούν την άλφα και βήτα σπεκτρίνη, ανκυρίνη, ζώνη 3 και πρωτεΐνες 4.2.

Τα προσβεβλημένα άτομα συχνά ανήκουν σε πληθυσμούς Καυκάσου ή Ιαπωνίας. Η σοβαρότητα αυτής της κατάστασης εξαρτάται από το βαθμό της απώλειας σύνδεσης στο δίκτυο σπεκτρίνης.

Κληρονομική ελλειψοκύττωση

Η κληρονομική ελλειψοκυττάρωση είναι μια παθολογία η οποία περιλαμβάνει διαφορετικές αλλαγές στο σχήμα του ερυθροκυττάρου, συμπεριλαμβανομένων ελλειπτικών, οβάλ ή επιμήκων κυττάρων. Αυτό οδηγεί σε μείωση της ελαστικότητας και της αντοχής των ερυθρών αιμοσφαιρίων.

Η επίπτωση της νόσου είναι 0,03% έως 0,05% στις Ηνωμένες Πολιτείες και έχει αυξηθεί στις αφρικανικές χώρες, δεδομένου ότι παρέχει κάποια προστασία έναντι των παρασίτων που προκαλούν ελονοσία, Plasmodium falciparum και Plasmodium vivax. Η ίδια αντίσταση παρατηρείται σε άτομα που πάσχουν από δρεπανοκυτταρική αναιμία.

Οι μεταλλάξεις που παράγουν αυτή την ασθένεια περιλαμβάνουν γονίδια που κωδικοποιούν για άλφα και βήτα σπεκτρίνη και πρωτεΐνη 4.2. Έτσι, οι μεταλλάξεις στην άλφα σπεκτρίνη επηρεάζουν τον σχηματισμό του άλφα και βήτα ετεροδιμερούς.

Κανονικές τιμές

Ο αιματοκρίτης είναι το ποσοτικό μέτρο που εκφράζει τον όγκο των ερυθροκυττάρων σε σχέση με τον όγκο του πλήρους αίματος. Η κανονική αξία αυτής της παραμέτρου ποικίλλει ανάλογα με το φύλο: στα ενήλικα αρσενικά είναι 40,7% έως 50,3%, ενώ στις γυναίκες το φυσιολογικό εύρος κυμαίνεται από 36,1% έως 44,3%.

Όσον αφορά τον αριθμό των κυττάρων, στους άνδρες το φυσιολογικό εύρος κυμαίνεται από 4,7 έως 6,1 εκατομμύρια κύτταρα ανά uL και σε γυναίκες μεταξύ 4,2 και 5,4 εκατομμυρίων κυττάρων ανά uL.

Όσον αφορά τις φυσιολογικές τιμές της αιμοσφαιρίνης, στους άνδρες είναι μεταξύ 13,8 και 17,2 g / dL και στις γυναίκες από 12,1 έως 15,1 g / dL.

Με τον ίδιο τρόπο, οι φυσιολογικές τιμές ποικίλλουν ανάλογα με την ηλικία του ατόμου, τα νεογνά παρουσιάζουν τιμές αιμοσφαιρίνης 19 g / dL και σταδιακά μειώνονται έως ότου φθάσουν τα 12,5 g / dL. Όταν το παιδί είναι μικρό και εξακολουθεί να θηλάζει, το αναμενόμενο επίπεδο είναι από 11 έως 14 g / dL.

Σε εφήβους άνδρες, η εφηβεία οδηγεί σε αύξηση από 14 g / dL σε 18 g / dL. Στην περίπτωση της ανάπτυξης κοριτσιών, η εμμηνόρροια μπορεί να οδηγήσει σε μείωση του σιδήρου.

Χαμηλά επίπεδα ερυθροκυττάρων

Όταν ο αριθμός των ερυθροκυττάρων είναι χαμηλότερος από τις κανονικές τιμές που αναφέρθηκαν παραπάνω, μπορεί να οφείλεται σε μια σειρά ετερογενών συνθηκών. Η πτώση των ερυθρών αιμοσφαιρίων συνδέεται με κόπωση, ταχυκαρδία και δύσπνοια. Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν επίσης ωχρότητα, πονοκεφάλους και θωρακικούς πόνους.

Οι ιατρικές παθολογίες που συνδέονται με τη μείωση είναι ασθένειες της καρδιάς και του κυκλοφορικού συστήματος γενικά. Επίσης, οι παθολογίες όπως ο καρκίνος μεταφράζονται σε χαμηλές τιμές ερυθροκυττάρων. Η μυελοκαταστολή και η πανκυτταροπενία μειώνουν την παραγωγή των κυττάρων του αίματος

Παρομοίως, οι αναιμίες και οι θαλασσαιμίες προκαλούν μείωση αυτών των κυττάρων αίματος. Οι αναιμίες μπορεί να προκληθούν από γενετικούς παράγοντες (όπως δρεπανοκυτταρική νόσο) ή από ανεπάρκεια βιταμίνης Β12, φολικού οξέος ή σιδήρου. Ορισμένες έγκυες γυναίκες μπορεί να εμφανίσουν συμπτώματα αναιμίας.

Τέλος, η υπερβολική αιμορραγία, είτε λόγω τραύματος, αιμορροΐδων, βαριάς εμμήνου ρύσεως ή έλκους στομάχου, προκαλεί απώλεια ερυθροκυττάρων.

Υψηλά επίπεδα ερυθροκυττάρων

Οι αιτίες που δημιουργούν υψηλά επίπεδα ερυθροκυττάρων είναι εξίσου διαφορετικές από αυτές που σχετίζονται με χαμηλά επίπεδα. Η κατάσταση εμφάνισης μεγάλου αριθμού ερυθρών αιμοσφαιρίων ονομάζεται πολυκυταιμία.

Το πιο αβλαβές συμβαίνει σε άτομα που κατοικούν σε υψηλές περιοχές, όπου η συγκέντρωση οξυγόνου είναι σημαντικά χαμηλότερη. Επίσης, η αφυδάτωση, γενικά, παράγει τη συγκέντρωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων.

Ασθένειες που σχετίζονται με τα νεφρά, το αναπνευστικό σύστημα και τις καρδιαγγειακές παθήσεις μπορεί να είναι η αιτία της αύξησης.

Μερικοί εξωτερικοί παράγοντες και επιβλαβείς συνήθειες, όπως το κάπνισμα, μπορούν να αυξήσουν τον αριθμό των ερυθροκυττάρων. Η παρατεταμένη χρήση του τσιγάρου μειώνει τα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα, αυξάνοντας τη ζήτηση και αναγκάζοντας το σώμα να δημιουργήσει περισσότερα ερυθροκύτταρα.

Η χρήση αναβολικών στεροειδών μπορεί να διεγείρει την παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων στον μυελό των οστών, όπως συμβαίνει και με το ντόπινγκ με ερυθροποιητίνη που χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση της σωματικής άσκησης.

Σε ορισμένες περιπτώσεις αναιμίας, όταν ο ασθενής αφυδατώνεται, η επίδραση της ελάττωσης του πλάσματος εξουδετερώνει τη μείωση των ερυθροκυττάρων, η οποία παράγει μια παραπλανητικά κανονική τιμή. Η παθολογία έρχεται στο φως όταν ο ασθενής ενυδατώνεται και οι τιμές ασυνήθιστα χαμηλού ερυθροκυττάρου μπορούν να αποδειχθούν.

Αναφορές

  1. Campbell, Ν. Α. (2001). Βιολογία: Έννοιες και σχέσεις. Εκπαίδευση Pearson.
  2. Diez-Silva, Μ., Dao, Μ., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Σχήμα και Βιομηχανικά Χαρακτηριστικά Ανθρώπινων Ερυθρών Κυττάρων Αίματος στην Υγεία και την Ασθένεια. MRS Bulletin / Εταιρεία Έρευνας Υλικών, 35(5), 382-388.
  3. Δρκορκίνη, Μ., Καρδινάλι, Δ., & Ιερμόλη, R. (2010). Φυσιολογικές βάσεις της Best & Taylor Ιατρικής Πρακτικής. Ed. Panamericana Medical.
  4. Kelley, W. Ν. (1993). Εσωτερική ιατρική. Ed. Panamericana Medical.
  5. Rodak, Β. F. (2005). Αιματολογία: Βασικές αρχές και κλινικές εφαρμογές. Ed. Panamericana Medical.
  6. Ross, Μ. Η., & Pawlina, W. (2012). Ιστολογία: κείμενο και έγχρωμος άτλας με κυτταρική και μοριακή βιολογία. Συντάκτης Panamericana Medical.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Ιστολογία. Ed. Panamericana Medical.