Erythrocytes (เซลล์เม็ดเลือดแดง) ลักษณะหน้าที่ความผิดปกติค่า

เม็ดเลือดแดง, เรียกอีกอย่างว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงหรือเซลล์เม็ดเลือดแดงพวกมันมีความยืดหยุ่นและเซลล์เม็ดเลือดแดงที่มีรูปร่างเป็นแผ่นดิสก์ biconcave พวกเขามีความรับผิดชอบในการขนส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกายเนื่องจากมีฮีโมโกลบินอยู่ภายในเซลล์นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมในการขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และความสามารถในการบัฟเฟอร์ของเลือด.

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมภายในของเม็ดเลือดแดงนั้นประกอบด้วยเฮโมโกลบินเนื่องจากมันได้สูญเสียช่องว่างของเซลล์ทั้งหมดรวมถึงนิวเคลียส การสร้าง ATP นั้น จำกัด การเผาผลาญแบบไม่ใช้ออกซิเจน.

เม็ดเลือดแดงตรงกับ 99% ขององค์ประกอบที่เกิดขึ้นในเลือดในขณะที่ 1% ที่เหลือประกอบด้วยเม็ดเลือดขาวและเกล็ดเลือดหรือ thrombocytes ในเลือดหนึ่งมิลลิลิตรมีเซลล์เม็ดเลือดแดงประมาณ 5.4 ล้านเซลล์.

เซลล์เหล่านี้ผลิตขึ้นในไขกระดูกและสามารถมีชีวิตเฉลี่ย 120 วันซึ่งสามารถเดินทางได้มากกว่า 11,000 กิโลเมตรผ่านหลอดเลือด.

เซลล์เม็ดเลือดแดงเป็นหนึ่งในองค์ประกอบแรกที่พบในแสงกล้องจุลทรรศน์ในปี 1723 อย่างไรก็ตามมันไม่ได้จนกว่า 1865 ที่นักวิจัย Hoppe Seyler ค้นพบความจุการขนส่งออกซิเจนของเซลล์ดังกล่าว.

ดัชนี

• 1 ลักษณะทั่วไป
  • 1.1 Citosol
  • 1.2 เยื่อหุ้มเซลล์
  • 1.3 โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์
  • 1.4 Spectrine
  • 1.5 เฮโมโกลบิน
• 2 ฟังก์ชั่น
  • 2.1 การขนส่งออกซิเจน
• 3 ความผิดปกติ
  • 3.1 โรคโลหิตจางเคียวเซลล์
  • 3.2 Spherocytosis ทางพันธุกรรม
  • 3.3 elliptocytosis ทางพันธุกรรม
• 4 ค่าปกติ
• 5 เม็ดเลือดแดงในระดับต่ำ
• 6 เม็ดเลือดแดงในระดับสูง
• 7 อ้างอิง

ลักษณะทั่วไป

พวกเขาเป็นเซลล์ discoidal ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 7.5 ถึง 8.7 um และความหนา 1.7-2.2 um พวกมันอยู่ในใจกลางของเซลล์บางกว่าขอบทำให้รูปลักษณ์ของผู้พิทักษ์ชีวิต ประกอบด้วยฮีโมโกลบินมากกว่า 250 ล้านโมเลกุล.

เม็ดเลือดแดงเป็นเซลล์ที่มีความยืดหยุ่นที่น่าทึ่งเนื่องจากพวกมันจะต้องเคลื่อนที่ในระหว่างการไหลเวียนโดยเส้นเลือดที่บางมากเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 ถึง 3 um เมื่อผ่านช่องทางเหล่านี้เซลล์จะเสียรูปและในตอนท้ายของเส้นทางจะกลับสู่รูปร่างดั้งเดิม.

เซลล์

cytosol ของโครงสร้างนี้ประกอบด้วยโมเลกุลของเฮโมโกลบินซึ่งมีหน้าที่ขนส่งก๊าซระหว่างการไหลเวียนโลหิต ปริมาณของเซลล์ไซโตซอลอยู่ที่ประมาณ 94 um³.

เมื่อพวกมันเจริญเติบโตแล้วเม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะขาดนิวเคลียสของเซลล์ไมโตคอนเดรียและออร์แกเนลล์ไซโตพลาสซึมอื่น ๆ ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถสังเคราะห์ไขมันโปรตีนหรือดำเนินการออกซิเดชัน.

กล่าวอีกอย่างหนึ่งเม็ดเลือดแดงโดยทั่วไปประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ที่ล้อมรอบโมเลกุลเฮโมโกลบิน.

มันเสนอว่าเม็ดเลือดแดงพยายามที่จะกำจัดช่องว่าง subcellular ใด ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่ที่เป็นไปได้สูงสุดสำหรับการขนส่งของเฮโมโกลบิน - ในลักษณะเดียวกับที่เราจะพยายามกำจัดองค์ประกอบทั้งหมดของรถของเราถ้าเราจะขนส่งสิ่งของจำนวนมาก.

เยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงประกอบด้วย lipid bilayer และเครือข่าย spectrin ซึ่งร่วมกับโครงร่างโครงร่างของเซลล์ให้ความยืดหยุ่นและความกว้างของโครงสร้างนี้ องค์ประกอบมากกว่า 50% เป็นโปรตีนไขมันน้อยกว่าเล็กน้อยและส่วนที่เหลือสอดคล้องกับคาร์โบไฮเดรต.

เมมเบรนของเม็ดเลือดแดงเป็นเยื่อหุ้มชีวภาพที่ได้รับความสนใจมากขึ้นและมีความรู้มากขึ้นอาจเป็นเพราะความสะดวกในการแยกและความเรียบง่ายสัมพัทธ์.

เมมเบรนมีชุดโปรตีนอินทิกรัลและอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เชื่อมต่อกับไขมัน bilayer และ spectrin การเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้องกับการจับโปรตีนเป็นที่รู้จักกันในชื่อแนวตั้งปฏิสัมพันธ์และผู้ที่เกี่ยวข้องกับสเปกตรัมสองมิติของ spectrin โดยวิธีการของโมเลกุลแอคตินเป็นปฏิสัมพันธ์ในแนวนอน.

เมื่อใดก็ตามที่ปฏิสัมพันธ์ในแนวตั้งหรือแนวนอนเหล่านี้ประสบกับความล้มเหลวก็จะส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสเปกตรัมในการเกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาของเม็ดเลือดแดง.

อายุของเซลล์เม็ดเลือดแดงนั้นสะท้อนให้เห็นถึงความเสถียรของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งช่วยลดความสามารถในการรองรับระบบไหลเวียนเลือด เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นระบบ monocyte-macrophage จะรับรู้ถึงองค์ประกอบที่ไม่สามารถใช้งานได้โดยจะกำจัดมันจากการไหลเวียนและรีไซเคิลเนื้อหา.

โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์

โปรตีนที่พบในเยื่อหุ้มเซลล์ของเม็ดเลือดแดงสามารถแยกได้ง่ายในเจลอิเล็กโตรโฟรีซิส ในระบบนี้วงดนตรีดังต่อไปนี้โดดเด่น: spectrin, ankyrin, band 3, โปรตีน 4.1 และ 4.2, ช่องไอออน, glycophorins และเอนไซม์ glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase.

โปรตีนเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มตามหน้าที่ของพวกเขา: เมมเบรน transporters, โมเลกุลยึดเกาะและตัวรับเอนไซม์และโปรตีนที่ผูกกับเยื่อหุ้มเซลล์ด้วยส่วนประกอบของโครงร่างโครงกระดูก.

โปรตีนที่ขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์หลายต่อหลายครั้งและที่สำคัญที่สุดของกลุ่มนี้คือวง 3, anionic คลอไรด์และแลกเปลี่ยนไบคาร์บอเนต.

เนื่องจากเม็ดเลือดแดงนั้นปราศจากไมโตคอนเดรียเอนไซม์ส่วนใหญ่จะถูกยึดกับเยื่อหุ้มพลาสมารวมถึงเอนไซม์ของ glycolysis frinose-bisphosphate aldolase A, α-enolase, ALDOC, glyceraldehyde-3-ฟอสเฟต ไคเนส.

เกี่ยวกับโปรตีนที่มีโครงสร้างมากที่สุดคือวง 3, spectrins, ankyrin, actin และโปรตีนวง 4.1 ในขณะที่วงโปรตีน 4.2, dematin, adducts, tropomodulin และ tropomyosin ถือเป็นองค์ประกอบส่วนน้อยของเมมเบรน.

spectrin

Spectrin เป็นโปรตีนใยที่เกิดจากอัลฟ่าและเบต้าโซ่ซึ่งมีโครงสร้างเป็นอัลฟาเอนริเก้.

เส้นใย spectrin นั้นชวนให้นึกถึงสปริงของที่นอนและส่วนของผ้าที่ล้อมรอบที่นอนในตัวอย่างสมมุตินี้เป็นตัวแทนของเยื่อหุ้มพลาสมา.

เฮโมโกลบิน

เฮโมโกลบินเป็นโปรตีนที่ซับซ้อนที่มีโครงสร้าง quaternary สังเคราะห์ในเม็ดเลือดแดงและเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของเซลล์เหล่านี้ ประกอบด้วยโซ่สองคู่สองอัลฟ่าและสองที่ไม่ใช่อัลฟา (อาจเป็นเบต้าแกมมาหรือเดลต้า) เชื่อมโยงเข้าด้วยกันโดยพันธะโควาเลนต์ แต่ละหน่วยแสดงกลุ่ม heme.

มันมีกลุ่ม heme ในโครงสร้างของมันและมีความรับผิดชอบในลักษณะสีแดงของเลือด ขนาดของมันมีน้ำหนักโมเลกุล 64,000 g / mol.

ในผู้ใหญ่ที่เป็นผู้ใหญ่ฮีโมโกลบินประกอบด้วยอัลฟ่าโซ่สองลูกและเชนเบต้าสองลูก ในทางตรงกันข้ามเฮโมโกลบินของทารกในครรภ์ประกอบด้วยโซ่อัลฟาสองลูกและแกมม่าสองลูก.

ฟังก์ชั่น

การขนส่งออกซิเจน

ออกซิเจนที่เจือจางในเลือดไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของเซลล์ได้ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีอยู่ในร่างกายที่รับผิดชอบในการขนส่ง เฮโมโกลบินเป็นโมเลกุลของโปรตีนธรรมชาติและเป็นผู้ให้บริการออกซิเจนยอดเยี่ยม.

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของเม็ดเลือดแดงคือทำหน้าที่สร้างฮีโมโกลบินภายในเพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อและอวัยวะทั้งหมดของร่างกายด้วยการขนส่งและแลกเปลี่ยนออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการดังกล่าวไม่จำเป็นต้องใช้พลังงาน.

ความผิดปกติ

เคียวเซลล์โลหิตจาง

โรคโลหิตจางเซลล์เคียวหรือโรคโลหิตจางเซลล์เคียวประกอบด้วยชุดของโรคที่มีผลต่อเฮโมโกลบินทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในรูปร่างของเซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์ลดอายุขัยเฉลี่ยของพวกเขาจาก 120 วันเป็น 20 หรือ 10.

พยาธิสภาพที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ซ้ำกันของกรดอะมิโนตกค้างกลูตาเมตโดยวาลลินในสายเบต้าของโปรตีนนี้ เงื่อนไขสามารถแสดงในสถานะ homozygous หรือ heterozygous.

เซลล์เม็ดเลือดแดงที่ได้รับผลกระทบจะมีรูปร่างเป็นเคียวหรือโคม่า ในภาพนั้นรูปทรงกลมปกติจะถูกเปรียบเทียบกับรูปทรงกลมทางพยาธิวิทยา นอกจากนี้พวกเขาสูญเสียความยืดหยุ่นในลักษณะของพวกเขาเพื่อให้พวกเขาสามารถทำลายเมื่อพยายามที่จะเจาะหลอดเลือด.

เงื่อนไขนี้จะเพิ่มความหนืดภายในเซลล์ซึ่งมีผลต่อการส่งผ่านของเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ได้รับผลกระทบจากหลอดเลือดขนาดเล็ก ปรากฏการณ์นี้ส่งผลให้ความเร็วในการไหลเวียนของเลือดลดลง.

Spherocytosis ทางพันธุกรรม

Spherocytosis แผลเป็นความผิดปกติ แต่กำเนิดที่เกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดง ผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้มีลักษณะเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าในเม็ดเลือดแดงและมีความเข้มข้นของฮีโมโกลบินสูงกว่าปกติ ในบรรดาโรคทั้งหมดที่มีผลต่อเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงนี่เป็นโรคที่พบได้บ่อยที่สุด.

มันเกิดจากข้อบกพร่องในโปรตีนที่เชื่อมต่อในแนวตั้งโปรตีนของโครงกระดูกโครงร่างกับเยื่อหุ้มเซลล์ การกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกตินี้พบได้ในยีนที่มีรหัสสำหรับ alpha และ beta spectrin, ankyrin, band 3 และโปรตีน 4.2.

บุคคลที่ได้รับผลกระทบมักเป็นประชากรของคอเคเซียนหรือญี่ปุ่น ความรุนแรงของเงื่อนไขนี้ขึ้นอยู่กับระดับของการสูญเสียการเชื่อมต่อในเครือข่าย spectrin.

elliptocytosis ทางพันธุกรรม

กรรมพันธุ์ elliptocytosis เป็นพยาธิวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างกันในรูปร่างของเม็ดเลือดแดงรวมถึงเซลล์รูปไข่, รูปไข่หรือเซลล์ยาว สิ่งนี้นำไปสู่การลดความยืดหยุ่นและความทนทานของเซลล์เม็ดเลือดแดง.

อุบัติการณ์ของโรคคือ 0.03% ถึง 0.05% ในสหรัฐอเมริกาและเพิ่มขึ้นในประเทศแอฟริกาเนื่องจากมีการป้องกันปรสิตที่ทำให้เกิดโรคมาลาเรีย, พลาสโมเดียมฟัลซิปารัม และ Plasmodium vivax. ความต้านทานแบบเดียวกันนี้พบได้ในผู้ที่เป็นโรคโลหิตจางจากเซลล์เคียว.

การกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคนี้เกี่ยวข้องกับยีนที่มีรหัสสำหรับอัลฟ่าและเบต้าสตรินรินและโปรตีน 4.2 ดังนั้นการกลายพันธุ์ในอัลฟา spectrin ส่งผลกระทบต่อการก่อตัวของอัลฟาและเบต้า heterodimer.

ค่าปกติ

ฮีมาโตคริตเป็นตัวชี้วัดเชิงปริมาณที่บ่งบอกถึงปริมาณของเม็ดเลือดแดงที่สัมพันธ์กับปริมาตรของเลือดครบส่วน ค่าปกติของพารามิเตอร์นี้จะแตกต่างกันไปตามเพศ: ในผู้ใหญ่เพศชายมันเป็น 40.7% ถึง 50.3% ในขณะที่ผู้หญิงในช่วงปกติช่วงจาก 36.1% ถึง 44.3%.

ในแง่ของจำนวนเซลล์ในผู้ชายช่วงปกติอยู่ที่ 4.7 ถึง 6.1 ล้านเซลล์ต่อ uL และในผู้หญิงระหว่าง 4.2 และ 5.4 ล้านเซลล์ต่อ uL.

เกี่ยวกับค่าปกติของเฮโมโกลบินในผู้ชายมันอยู่ระหว่าง 13.8 ถึง 17.2 g / dL และในผู้หญิงจาก 12.1 ถึง 15.1 g / dL.

ในทำนองเดียวกันค่าปกติแตกต่างกันไปตามอายุของแต่ละบุคคลทารกแรกเกิดจะแสดงค่าฮีโมโกลบินที่ 19 g / dL และค่อยๆลดลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึง 12.5 g / dL เมื่อเด็กเล็กและยังคงเลี้ยงลูกด้วยนมระดับที่คาดหวังคือ 11 ถึง 14 g / dL.

ในวัยรุ่นชายวัยแรกรุ่นนำไปสู่การเพิ่มขึ้นจาก 14 g / dL เป็น 18 g / dL ในกรณีของการพัฒนาของผู้หญิง, การมีประจำเดือนสามารถนำไปสู่การลดลงของธาตุเหล็ก.

เม็ดเลือดแดงในระดับต่ำ

เมื่อจำนวนเม็ดเลือดแดงต่ำกว่าค่าปกติที่กล่าวถึงข้างต้นก็อาจเป็นเพราะชุดของเงื่อนไขที่แตกต่างกัน การล่มสลายของเซลล์เม็ดเลือดแดงนั้นสัมพันธ์กับความเหนื่อยล้าอิศวรและหายใจลำบาก อาการรวมถึงความซีดปวดหัวและปวดหน้าอก.

โรคทางการแพทย์ที่เกี่ยวข้องกับการลดลงเป็นโรคของหัวใจและระบบไหลเวียนเลือดโดยทั่วไป นอกจากนี้ยังมีการแปลพยาธิสภาพเช่นมะเร็งด้วยค่าเม็ดเลือดแดงต่ำ myelosuppression และ pancytopenia ลดการผลิตเซลล์เม็ดเลือด

Anemias และ thalassemias ก็เช่นกันทำให้เซลล์เม็ดเลือดลดลง Anemias อาจเกิดจากปัจจัยทางพันธุกรรม (เช่นโรคเซลล์เคียว) หรือจากการขาดวิตามินบี 12 โฟเลตหรือเหล็ก สตรีมีครรภ์บางคนอาจมีอาการโลหิตจาง.

ในที่สุดเลือดออกมากเกินไปไม่ว่าจะเกิดจากบาดแผลริดสีดวงทวารหนักเลือดออกหนักหรือแผลในกระเพาะอาหารทำให้เกิดการสูญเสียเม็ดเลือดแดง.

เม็ดเลือดแดงในระดับสูง

สาเหตุที่สร้างเม็ดเลือดแดงในระดับสูงมีความหลากหลายเท่ากันกว่าสาเหตุที่เกี่ยวข้องกับระดับต่ำ สภาพของการจัดแสดงเซลล์เม็ดเลือดแดงจำนวนมากเรียกว่า polycythemia.

อันตรายที่สุดเกิดขึ้นในบุคคลที่อาศัยอยู่ในภูมิภาคที่สูงซึ่งความเข้มข้นของออกซิเจนจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยทั่วไปแล้วการขาดน้ำทำให้เกิดความเข้มข้นของเซลล์เม็ดเลือดแดง.

โรคที่เกี่ยวข้องกับไต, ระบบทางเดินหายใจและโรคหัวใจและหลอดเลือดอาจเป็นสาเหตุของการเพิ่มขึ้น.

ตัวแทนภายนอกและนิสัยที่เป็นอันตรายเช่นการสูบบุหรี่สามารถเพิ่มจำนวนเม็ดเลือดแดง การใช้บุหรี่เป็นเวลานานจะช่วยลดระดับออกซิเจนในเลือดเพิ่มความต้องการและบังคับให้ร่างกายสร้างเม็ดเลือดแดงมากขึ้น.

การใช้สเตียรอยด์ anabolic สามารถกระตุ้นการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงในไขกระดูกเช่นเดียวกับยาสลบกับ erythropoietin ที่ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของร่างกาย.

ในบางกรณีของโรคโลหิตจางเมื่อผู้ป่วยขาดน้ำผลของการลดพลาสมาจะต่อต้านการลดลงของเม็ดเลือดแดงซึ่งก่อให้เกิดค่าปกติที่ไม่น่าไว้วางใจ พยาธิวิทยามาถึงแสงเมื่อผู้ป่วยมีความชุ่มชื้นและค่าเม็ดเลือดแดงต่ำผิดปกติสามารถเป็นหลักฐาน.

การอ้างอิง

1. Campbell, N. A. (2001). ชีววิทยา: แนวคิดและความสัมพันธ์. การศึกษาของเพียร์สัน.
2. Diez-Silva, M. , Dao, M. , Han, J. , Lim, C.-T. , & Suresh, S. (2010) รูปร่างและลักษณะทางชีวกลศาสตร์ของเซลล์เม็ดเลือดแดงของมนุษย์ในสุขภาพและโรค. MRS Bulletin / สมาคมวิจัยวัสดุ, 35(5), 382-388.
3. Dvorkin, M. , Cardinali, D. , & Iermoli, R. (2010). ฐานทางสรีรวิทยาของการแพทย์ที่ดีที่สุด & เทย์เลอร์. Ed. Panamericana การแพทย์.
4. ตวัดว. วชิรเอ็น. (1993). อายุรศาสตร์. Ed. Panamericana การแพทย์.
5. Rodak, B. F. (2005). โลหิตวิทยา: ความรู้พื้นฐานและการใช้งานทางคลินิก. Ed. Panamericana การแพทย์.
6. Ross, M. H. , & Pawlina, W. (2012). มิญชวิทยา: แผนที่ข้อความและสีที่มีชีววิทยาของเซลล์และโมเลกุล. บรรณาธิการ Panamericana การแพทย์.
7. Welsch, U. , & Sobotta, J. (2008). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ. Ed. Panamericana การแพทย์.