Красные кровяные клетки
-
Функции и структура красных кровяных телец
- Красные кровяные тельца (эритроциты) переносят кислород в организме позвоночных.
- Эритроциты содержат гемоглобин, который связывает кислород и обеспечивает красный цвет крови.
- У человека эритроциты имеют двояковогнутую форму и не содержат ядра.
-
Эволюция и разнообразие
- Красные кровяные тельца появились у позвоночных для улучшения диффузии кислорода.
- У млекопитающих эритроциты имеют двояковогнутую форму, что облегчает их прохождение через капилляры.
- У некоторых видов, таких как парнокопытные, эритроциты имеют причудливую форму.
-
Циркуляция и количество
- У человека в секунду образуется около 2,4 миллиона новых эритроцитов.
- В организме взрослого человека содержится около 20-30 триллионов эритроцитов.
- Эритроциты циркулируют около 100-120 дней, после чего их компоненты перерабатываются макрофагами.
-
Функции гемоглобина
- Гемоглобин связывает кислород и высвобождает его в тканях.
- Гемоглобин также выводит часть углекислого газа обратно в легкие.
- Цвет крови зависит от состояния гемоглобина: оксигемоглобин красный, дезоксигемоглобин темно-красный.
-
Роль селезенки
- Селезенка у некоторых млекопитающих изолирует эритроциты для повышения способности переносить кислород.
- У человека селезенка не играет такой роли, как у других млекопитающих.
-
Микроструктура и состав мембраны
- Эритроциты млекопитающих в зрелом состоянии безъядерные.
- Мембрана эритроцитов играет важную роль в их деформируемости и взаимодействии с другими клетками.
-
Структура мембраны эритроцитов
- Мембрана состоит из гликокаликса, липидного бислоя и каркаса мембраны.
- Половина массы мембран составляют белки, другая половина — липиды.
-
Липидный состав мембраны
- Липидный бислой состоит из холестерина и фосфолипидов.
- Фосфолипиды распределены асимметрично: PC и SM на внешней стороне, ПЭ, PI и PS на внутренней стороне.
- Асимметрия поддерживается транспортными белками.
-
Функции липидов
- Липиды регулируют проницаемость мембран и текучесть.
- Фосфатидилсерин (PS) важен для защиты от макрофагов и адгезии к эндотелию.
- PS и PIP2 регулируют механическую функцию мембран.
-
Мембранные белки
- Белки каркаса отвечают за деформируемость и долговечность эритроцитов.
- Более 50 мембранных белков, 25 из которых содержат антигены групп крови.
- Белки выполняют функции транспорта, адгезии и сигнальных рецепторов.
-
Транспортные белки
- Полоса 3, аквапорин 1, Glut1, MCT1, белок Кидда, RHAG, Na+/K+, Ca2+, Na+ K+ 2Cl−, Na+-Cl−, Na-водородный обменник, K-Cl, канал Гардос.
-
Клеточная адгезия
- ICAM-4, BCAM, гликофорин С и D, XK, RhD/RhCE, белок Даффи, аддуцин, дематин.
-
Поверхностный электростатический потенциал
- Дзета-потенциал эритроцита составляет -15,7 мВ, обусловлен остатками сиаловой кислоты.
-
Роль в переносе CO2
- Эритроциты содержат карбоангидразу, которая превращает CO2 в бикарбонат.
- Карбоангидраза снижает сродство гемоглобина к кислороду.
- CO2 связывается с гемоглобином, образуя карбаминогемоглобин.
-
Функции эритроцитов
- Эритроциты переносят кислород и углекислый газ.
- Они поддерживают рН крови, высвобождая бикарбонат.
- Эритроциты участвуют в регуляции сосудистого тонуса и иммунном ответе.
-
Клеточные процессы
- Эритроциты не содержат митохондрий и не синтезируют белок.
- Они живут около 100-120 дней и подвергаются эриптозу.
-
Жизненный цикл эритроцитов
- Эритропоэз длится около 7 дней.
- Эритроциты образуются в красном костном мозге и печени.
- Эриптоз удаляет старые и дефектные эритроциты.
-
Клиническое значение
- Анемии, такие как железодефицитная и серповидноклеточная, связаны с эритроцитами.
- Гемолиз может быть вызван малярией или другими причинами.
- Полицитемии и микроангиопатические заболевания также связаны с эритроцитами.
-
Переливание крови
- Эритроциты могут быть введены при переливании крови.
- Донорская кровь требует скрининга для предотвращения передачи заболеваний.
-
Забор и тестирование крови
- Кровь тестируется на гепатит В, гепатит С и ВИЧ
- Группа крови и продукт крови сопоставляются для минимизации гемолитической реакции
- Кровь хранится и используется в течение короткого времени
-
Переливание крови
- Кровь переливают при анемии, кровотечении или перед операцией
- Перед переливанием проводится перекрестное сопоставление крови реципиента
-
Искусственные эритроциты
- В 2008 году эмбриональные стволовые клетки человека были преобразованы в эритроциты
- В 2022 году планируется испытание на людях с использованием крови из стволовых клеток
-
Тесты крови
- Подсчет эритроцитов, расчет гематокрита и скорости оседания эритроцитов
- Определение группы крови для переливания или трансплантации
- Диагностика заболеваний с помощью мазка крови
-
Разделение и допинг крови
- Красные кровяные тельца получают из цельной крови путем центрифугирования
- Упакованные эритроциты используются в трансфузионной медицине
- Допинг крови включает замораживание и повторное введение эритроцитов
-
История
- Ян Сваммердам описал красные кровяные тельца в 1658 году
- Антон ван Левенгук описал эритроциты в 1674 году
- Карл Ландштейнер открыл группы крови в 1901 году
- Макс Перуц разгадал структуру гемоглобина в 1959 году
- Самые древние эритроциты найдены в Ледяной мумии Эци в 2012 году