ERYTHROZYTEN (ROTE BLUTKÖRPERCHEN): EIGENSCHAFTEN, FUNKTIONEN - ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE - 2025

Die Erythrozyten , auch rote Blutkörperchen genannt, sind sehr flexible und reichlich vorhandene bikonkav geformte Blutkörperchen. Sie sind verantwortlich für den Transport von Sauerstoff zu allen Körpergeweben dank des Vorhandenseins von Hämoglobin in der Zelle sowie für den Transport von Kohlendioxid und die Pufferkapazität des Blutes.

Bei Säugetieren besteht das Innere des Erythrozyten im Wesentlichen aus Hämoglobin, da es alle subzellulären Kompartimente einschließlich des Kerns verloren hat. Die Erzeugung von ATP ist auf den anaeroben Stoffwechsel beschränkt.

Erythrozyten entsprechen fast 99% der im Blut vorhandenen formalen Elemente, während die restlichen 1% aus Leukozyten und Blutplättchen oder Thrombozyten bestehen. In einem Milliliter Blut befinden sich ungefähr 5,4 Millionen rote Blutkörperchen.

Diese Zellen werden im Knochenmark produziert und können durchschnittlich 120 Tage leben, in denen sie mehr als 11.000 Kilometer durch die Blutgefäße zurücklegen können.

Rote Blutkörperchen waren eines der ersten Elemente, die im Jahr 1723 unter dem Mikroskop beobachtet wurden. Erst 1865 entdeckte der Forscher Hoppe Seyler die Sauerstofftransportkapazität dieser Zelle.

Allgemeine Charakteristiken

Es handelt sich um scheibenförmige Zellen mit einem ungefähren Durchmesser von 7,5 bis 8,7 um und einer Dicke von 1,7 bis 2,2 um. Sie sind in der Mitte der Zelle dünner als an den Rändern und wirken lebensrettend. Sie enthalten mehr als 250 Millionen Hämoglobinmoleküle.

Erythrozyten sind Zellen mit bemerkenswerter Flexibilität, da sie sich während der Zirkulation durch sehr dünne Gefäße mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 3 um bewegen müssen. Beim Durchgang durch diese Kanäle verformt sich die Zelle und kehrt am Ende des Durchgangs in ihre ursprüngliche Form zurück.

Von Jerome Walker aus Wikimedia Commons

Cytosol

Das Cytosol dieser Struktur enthält Hämoglobinmoleküle, die für den Transport von Gasen während des Blutkreislaufs verantwortlich sind. Das Volumen des Zellcytosols beträgt etwa 94 um ³ .

Im reifen Zustand fehlt den Erythrozyten von Säugetieren ein Zellkern, Mitochondrien und andere zytoplasmatische Organellen, so dass sie nicht in der Lage sind, Lipide und Proteine ​​zu synthetisieren oder oxidativ zu phosphorylieren.

Mit anderen Worten, Erythrozyten bestehen im Wesentlichen aus einer Membran, die die Hämoglobinmoleküle einschließt.

Es wird vorgeschlagen, dass Erythrozyten versuchen, jedes subzelluläre Kompartiment loszuwerden, um den maximal möglichen Raum für den Transport von Hämoglobin zu gewährleisten - genauso wie wir versuchen würden, alle Elemente aus unserem Auto zu entfernen, wenn wir eine große Anzahl von Dingen transportieren würden.

Zellmembran

Die Erythrozyten-Zellmembran umfasst eine Lipiddoppelschicht und ein Spektrinnetzwerk, die zusammen mit dem Zytoskelett für Elastizität und Compliance dieser Struktur sorgen. Mehr als 50% der Zusammensetzung sind Proteine, etwas weniger Lipide und der verbleibende Anteil entspricht Kohlenhydraten.

Die Erythrozytenmembran ist die biologische Membran, die die meiste Aufmerksamkeit erhalten hat und am weitesten verbreitet ist, wahrscheinlich aufgrund ihrer einfachen Isolierung und relativen Einfachheit.

Die Membran enthält eine Reihe integraler und peripherer Proteine, die mit der Lipiddoppelschicht und dem Spektrin verbunden sind. Die Verbindungen, die eine Proteinbindung beinhalten, sind als vertikale Wechselwirkungen bekannt, und diejenigen, die eine zweidimensionale Anordnung von Spektren durch Aktinmoleküle beinhalten, sind horizontale Wechselwirkungen.

Wenn eine dieser vertikalen oder horizontalen Wechselwirkungen fehlschlägt, führt dies zu möglichen Änderungen der Spektrindichte, was wiederum Änderungen in der Morphologie des Erythrozyten verursacht.

Die Alterung der roten Blutkörperchen spiegelt sich in der Stabilität der Membran wider und verringert deren Fähigkeit, sich im Kreislaufsystem anzupassen. In diesem Fall erkennt das Monozyten-Makrophagen-System das schlecht funktionierende Element, eliminiert es aus dem Kreislauf und recycelt seinen Inhalt.

Zellmembranproteine

Die in der Zellmembran von Erythrozyten gefundenen Proteine ​​können leicht auf einem Elektrophoresegel abgetrennt werden. In diesem System fallen die folgenden Banden auf: Spectrin, Ankyrin, Bande 3, Proteine ​​4.1 und 4.2, der Ionenkanal, Glucophorine und das Enzym Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase.

Diese Proteine ​​können entsprechend ihrer Funktion in vier Gruppen eingeteilt werden: Membrantransporter, Adhäsionsmoleküle und Rezeptoren, Enzyme und Proteine, die die Membran mit den Komponenten des Zytoskeletts binden.

Die Transporterproteine ​​passieren die Membran mehrmals und das wichtigste dieser Gruppe ist Bande 3, ein Anionenaustauscher aus Chlorid und Bicarbonat.

Da der Erythrozyten keine Mitochondrien enthält, verankern sich die meisten Enzyme an der Plasmamembran, einschließlich der Glykolyseenzyme Fructose-Bisphosphat-Aldolase A, α-Enolase, ALDOC, Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase, Phosglycerat-Kinase und Pyruvat-Kinase. Kinase.

In Bezug auf die Strukturproteine ​​sind Bande 3, Spektrine, Ankyrin, Actin und Bande 4.1-Protein am häufigsten, während Bande 4.2-Protein, Dematin, Adduccine, Tropomodulin und Tropomyosin als Nebenbestandteile der Membran angesehen werden.

Spectrin

Spectrin ist ein filamentöses Protein, das aus einer Alpha-und Beta-Kette besteht, deren Strukturen Alpha-Helices sind.

Die Spektrinfasern erinnern an die Federn in einer Matratze, und die Stoffabschnitte, die die Matratze umgeben, würden in diesem hypothetischen Beispiel die Plasmamembran darstellen.

Hämoglobin

Hämoglobin ist ein komplexes Protein mit quaternärer Struktur, das in Erythrozyten synthetisiert wird und das grundlegende Element dieser Zellen ist. Es besteht aus zwei Kettenpaaren, zwei Alpha-Paaren und zwei Nicht-Alpha-Kettenpaaren (sie können Beta, Gamma oder Delta sein), die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. Jede Einheit hat eine Hämgruppe.

Es enthält die Hämgruppe in seiner Struktur und ist für die charakteristische rote Farbe des Blutes verantwortlich. In Bezug auf seine Größe hat es ein Molekulargewicht von 64.000 g / mol.

Bei erwachsenen Personen besteht Hämoglobin aus zwei Alpha-Ketten und zwei Beta-Ketten, während ein kleiner Teil das Beta durch Delta ersetzt. Im Gegensatz dazu besteht fötales Hämoglobin aus zwei Alpha- und zwei Gammaketten.

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Eigenschaften

Sauerstofftransport

Der im Blutplasma verdünnte Sauerstoff reicht nicht aus, um die hohen Anforderungen der Zelle zu erfüllen. Aus diesem Grund muss eine für den Transport zuständige Stelle zuständig sein. Hämoglobin ist ein Proteinmolekül und der Sauerstofftransporter schlechthin.

Die wichtigste Funktion von Erythrozyten besteht darin, Hämoglobin in sich aufzunehmen, um dank des Transports und Austauschs von Sauerstoff und Kohlendioxid die Sauerstoffversorgung aller Gewebe und Organe des Körpers sicherzustellen. Das erwähnte Verfahren erfordert keinen Energieverbrauch.

Anomalien

Sichelzellenanämie

Sichelzellenanämie oder Sichelzellenanämie besteht aus einer Reihe von Pathologien, die das Hämoglobin beeinflussen und eine Veränderung der Form der roten Blutkörperchen verursachen. Die Zellen verkürzen ihre Halbwertszeit von 120 Tagen auf 20 oder 10.

Die Pathologie tritt durch eine einzigartige Veränderung eines Aminosäurerests, Glutamat für Valin, in der Beta-Kette dieses Proteins auf. Der Zustand kann in seinem homozygoten oder heterozygoten Zustand ausgedrückt werden.

Die betroffenen roten Blutkörperchen haben die Form einer Sichel oder eines Komas. Im Bild werden normale Blutzellen mit pathologischen verglichen. Außerdem verlieren sie ihre charakteristische Flexibilität, so dass sie beim Versuch, Blutgefäße zu überqueren, brechen können.

Dieser Zustand erhöht die intrazelluläre Viskosität und beeinflusst den Durchgang betroffener roter Blutkörperchen durch die kleineren Blutgefäße. Dieses Phänomen führt zu einer Verringerung der Geschwindigkeit des Blutflusses.

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Hereditäre Sphärozytose

Die Wundsphärozytose ist eine angeborene Erkrankung, an der die Membran der roten Blutkörperchen beteiligt ist. Patienten, die darunter leiden, zeichnen sich durch einen kleineren Durchmesser in den Erythrozyten und eine Hämoglobinkonzentration aus, die höher als normal ist. Von allen Krankheiten, die die Membran der roten Blutkörperchen betreffen, ist dies die häufigste.

Es wird durch einen Defekt in den Proteinen verursacht, die die Zytoskelettproteine ​​vertikal mit der Membran verbinden. Mutationen im Zusammenhang mit dieser Störung finden sich in den Genen, die für Alpha- und Betaspektrin, Ankyrin, Bande 3 und Proteine ​​kodieren. 4.2.

Betroffene Personen gehören häufig der kaukasischen oder japanischen Bevölkerung an. Die Schwere dieses Zustands hängt vom Grad des Verbindungsverlusts im Spektrinnetzwerk ab.

Hereditäre Elliptozytose

Die erbliche Elliptozytose ist eine Pathologie, bei der sich die Form des Erythrozyten unterschiedlich verändert, einschließlich elliptischer, ovaler oder länglicher Zellen. Dies führt zu einer Verringerung der Elastizität und Haltbarkeit der roten Blutkörperchen.

Die Inzidenz der Krankheit liegt in den USA zwischen 0,03% und 0,05% und ist in afrikanischen Ländern gestiegen, da sie einen gewissen Schutz gegen die Parasiten bietet, die Malaria, Plasmodium falciparum und Plasmodium vivax verursachen. Dieselbe Resistenz wird bei Personen mit Sichelzellenerkrankungen beobachtet.

Die Mutationen, die diese Krankheit hervorrufen, betreffen die Gene, die für Alpha- und Betaspektrin und Protein 4.2 kodieren. Somit beeinflussen Mutationen im Alpha-Spektrin die Bildung von Alpha- und Beta-Heterodimeren.

Normalwerte

Hämatokrit ist das quantitative Maß, das das Volumen der Erythrozyten im Verhältnis zum Gesamtblutvolumen ausdrückt. Der Normalwert dieses Parameters variiert je nach Geschlecht: Bei erwachsenen Männern liegt er bei 40,7% bis 50,3%, während bei Frauen der Normalbereich zwischen 36,1% und 44,3% liegt.

In Bezug auf die Zellzahl liegt der normale Bereich bei Männern bei 4,7 bis 6,1 Millionen Zellen pro ul und bei Frauen zwischen 4,2 und 5,4 Millionen Zellen pro ul.

Die normalen Hämoglobinwerte liegen bei Männern zwischen 13,8 und 17,2 g / dl und bei Frauen zwischen 12,1 und 15,1 g / dl.

In ähnlicher Weise variieren die Normalwerte je nach Alter des Individuums, Neugeborene weisen Hämoglobinwerte von 19 g / dl auf und nehmen allmählich ab, bis sie 12,5 g / dl erreichen. Wenn das Kind jung ist und noch stillt, liegt der erwartete Wert zwischen 11 und 14 g / dl.

Bei jugendlichen Jungen führt die Pubertät zu einem Anstieg von 14 g / dl auf 18 g / dl. Bei sich entwickelnden Mädchen kann die Menstruation zu einem Rückgang des Eisens führen.

Niedrige Erythrozytenwerte

Wenn die Anzahl der roten Blutkörperchen niedriger als die oben genannten Normalwerte ist, kann dies auf eine Reihe heterogener Bedingungen zurückzuführen sein. Der Abfall der roten Blutkörperchen ist mit Müdigkeit, Tachykardie und Atemnot verbunden. Zu den Symptomen gehören auch Blässe, Kopfschmerzen und Brustschmerzen.

Die mit dem Rückgang verbundenen medizinischen Pathologien sind Erkrankungen des Herzens und des Kreislaufsystems im Allgemeinen. Auch Pathologien wie Krebs führen zu niedrigen Erythrozytenwerten. Myelosuppression und Panzytopenie verringern die Produktion von Blutzellen

Ebenso verursachen Anämien und Thalassämien eine Abnahme dieser Blutzellen. Anämien können durch genetische Faktoren (wie Sichelzellenanämie) oder durch einen Mangel an Vitamin B12, Folsäure oder Eisen verursacht werden. Bei einigen schwangeren Frauen können Symptome einer Anämie auftreten.

Schließlich führen übermäßige Blutungen, sei es durch eine Wunde, Hämorrhoiden, starke Menstruationsblutungen oder Magengeschwüre, zum Verlust roter Blutkörperchen.

Hohe Erythrozytenwerte

Die Ursachen für hohe Erythrozytenwerte sind ebenso vielfältig wie die für niedrige Werte. Der Zustand einer hohen Anzahl roter Blutkörperchen wird als Polyzythämie bezeichnet.

Am harmlosesten tritt es bei Personen auf, die in hohen Regionen leben, in denen die Sauerstoffkonzentration signifikant niedriger ist. Auch Dehydration erzeugt im Allgemeinen die Konzentration roter Blutkörperchen.

Erkrankungen der Nieren, der Atemwege und Herz-Kreislauf-Erkrankungen können die Ursache für den Anstieg sein.

Einige äußere Einflüsse und schädliche Gewohnheiten wie Rauchen können die Anzahl der roten Blutkörperchen erhöhen. Die langfristige Verwendung von Zigaretten senkt den Sauerstoffgehalt im Blut, erhöht den Bedarf und zwingt den Körper, mehr Erythrozyten zu erzeugen.

Der Konsum von anabolen Steroiden kann die Produktion roter Blutkörperchen im Knochenmark stimulieren, ebenso wie die Erythropoietin-Dotierung, die zur Optimierung der körperlichen Leistungsfähigkeit eingesetzt wird.

In einigen Fällen von Anämie, wenn der Patient dehydriert ist, wirkt der plasmasenkende Effekt der Abnahme der roten Blutkörperchen entgegen, was zu einem täuschend normalen Wert führt. Die Pathologie tritt zutage, wenn der Patient hydratisiert ist und ungewöhnlich niedrige Erythrozytenwerte nachgewiesen werden können.

Verweise

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