Eritrocitas yra kraujo ląstelė, galinti pernešti deguonį į audinius dėl hemoglobino, o anglies dioksidą – į plaučius. Tai paprastos struktūros ląstelė, kuri turi didelę reikšmę žinduolių ir kitų gyvūnų gyvenimui. Raudonieji kraujo kūneliai yra gausiausias ląstelių tipas organizme: maždaug ketvirtadalis visų kūno ląstelių yra raudonieji kraujo kūneliai.
Bendrieji eritrocitų egzistavimo modeliai
Eritrocitas – ląstelė, atsiradusi iš raudonojo hematopoezės gemalo. Per dieną pagaminama apie 2,4 milijono šių ląstelių, jos patenka į kraują ir pradeda atlikti savo funkcijas. Eksperimentų metu nustatyta, kad suaugusio žmogaus eritrocitai, kurių struktūra yra žymiai supaprastinta, palyginti su kitomis organizmo ląstelėmis, gyvena 100-120 dienų.
Visų stuburinių gyvūnų (išskyrus retas išimtis) deguonis per eritrocitų hemoglobiną pernešamas iš kvėpavimo organų į audinius. Yra išimčių: visi b altųjų žuvų šeimos atstovai egzistuoja be hemoglobino, nors gali jį sintetinti. Kadangi jų buveinės temperatūroje deguonis gerai tirpsta vandenyje ir kraujo plazmoje, šioms žuvims nereikia masyvesnių nešiotojų – eritrocitų.
Chordata eritrocitai
Ląstelė kaip eritrocitas turi skirtingą struktūrą, priklausomai nuo chordatų klasės. Pavyzdžiui, žuvyse, paukščiuose ir varliagyviuose šių ląstelių morfologija yra panaši. Jie skiriasi tik dydžiu. Raudonųjų kraujo kūnelių forma, tūris, dydis ir kai kurių organelių nebuvimas išskiria žinduolių ląsteles nuo kitų, esančių kituose chordatuose. Taip pat yra modelis: žinduolių eritrocituose nėra papildomų organelių ir ląstelės branduolio. Jie yra daug mažesni, nors turi didelį kontaktinį paviršių.
Atsižvelgiant į varlių ir žmogaus eritrocitų struktūrą, iš karto galima nustatyti bendrus požymius. Abiejose ląstelėse yra hemoglobino ir jos dalyvauja deguonies pernešime. Tačiau žmogaus ląstelės yra mažesnės, ovalios ir turi du įgaubtus paviršius. Varlių eritrocitai (taip pat paukščių, žuvų ir varliagyvių, išskyrus salamandras) yra sferiniai, turi branduolį ir ląstelių organoidus, kuriuos prireikus galima suaktyvinti.
Žmogaus eritrocituose, kaip ir aukštesniųjų žinduolių raudonuosiuose kraujo kūneliuose, nėra branduolių ir organelių. Ožkos eritrocitų dydis yra 3-4 mikronai, žmogaus - 6,2-8,2 mikronai. Amfijoje (uodegos varliagyvių) ląstelės dydis yra 70 mikronų. Akivaizdu, kad dydis čia yra svarbus veiksnys. Žmogaus eritrocitas, nors ir mažesnis, turi didesnįpaviršius dėl dviejų įdubimų.
Mažas ląstelių dydis ir didelis jų skaičius leido padidinti kraujo gebėjimą surišti deguonį, kuris dabar mažai priklauso nuo išorinių sąlygų. O tokios žmogaus eritrocitų struktūros ypatybės yra labai svarbios, nes leidžia patogiai jaustis tam tikroje buveinėje. Tai prisitaikymo prie gyvenimo sausumoje matas, kuris pradėjo vystytis net varliagyviai ir žuvys (deja, ne visos evoliucijos procese esančios žuvys galėjo apgyvendinti žemę), o aukščiausią tašką pasiekė aukštesni žinduoliai.
Žmogaus eritrocitų struktūra
Kraujo ląstelių struktūra priklauso nuo joms priskirtų funkcijų. Jis aprašomas trimis kampais:
- Išorinės struktūros ypatybės.
- Eritrocitų sudedamoji sudėtis.
- Vidinė morfologija.
Išoriškai, profilyje, eritrocitas atrodo kaip abipus įgaubtas diskas, o visu veidu – kaip apvali ląstelė. Skersmuo paprastai yra 6, 2–8, 2 mikronai.
Dažniau kraujo serume yra ląstelių su nedideliais dydžio skirtumais. Trūkstant geležies, pribėgimas mažėja, kraujo tepinėlyje atpažįstama anizocitozė (daug skirtingų dydžių ir skersmenų ląstelių). Trūkstant folio rūgšties arba vitamino B12 eritrocitai padidėja iki megaloblasto. Jo dydis yra maždaug 10-12 mikronų. Normalios ląstelės (normocito) tūris yra 76-110 kubinių metrų. mikronų.
Eritrocitų struktūra kraujyje nėra vienintelė šių ląstelių savybė. Daug svarbiau yra jų skaičius. Mažas dydis leido padidinti jų skaičių ir, atitinkamai, kontaktinio paviršiaus plotą. Žmogaus eritrocitai deguonį fiksuoja aktyviau nei varlės. Lengviausiai jis patenka į žmogaus eritrocitų audinius.
Kiekis tikrai svarbu. Visų pirma, suaugęs žmogus turi 4,5–5,5 milijono ląstelių viename kubiniame milimetre. Ožka turi apie 13 milijonų raudonųjų kraujo kūnelių mililitre, ropliai – tik 0,5–1,6 milijono, o žuvys – 0,09–0,13 milijono mililitre. Naujagimis turi apie 6 milijonus raudonųjų kraujo kūnelių mililitre, o vyresniame kūdikyje - mažiau nei 4 milijonus mililitre.
RBC funkcijos
Raudonieji kraujo kūneliai – eritrocitai, kurių skaičius, struktūra, funkcijos ir vystymosi ypatumai aprašyti šiame leidinyje, yra labai svarbūs žmogui. Jie įgyvendina keletą labai svarbių funkcijų:
- perneša deguonį į audinius;
- neša anglies dioksidą iš audinių į plaučius;
- suriša toksines medžiagas (glikuotą hemoglobiną);
- dalyvauti imuninėse reakcijose (imunitetas virusams ir dėl reaktyvių deguonies rūšių gali turėti neigiamą poveikį kraujo infekcijoms);
- gali toleruoti kai kuriuos vaistus;
- dalyvauti įgyvendinant hemostazę.
Tokią ląstelę ir toliau laikykime eritrocitu, jos struktūra maksimaliai optimizuota minėtų funkcijų įgyvendinimui. Jis yra kuo lengvesnis ir mobilesnis, turi didelį kontaktinį paviršių dujų difuzijai.ir cheminių reakcijų su hemoglobinu eiga, taip pat greitai besidalijantys ir papildantys nuostoliai periferiniame kraujyje. Tai labai specializuota ląstelė, kurios funkcijos dar negali būti pakeistos.
RBC membrana
Ląstelė kaip eritrocitas turi labai paprastą struktūrą, kuri netinka jos membranai. Jis yra 3 sluoksnių. Membranos masės dalis sudaro 10% ląstelės. Jame yra 90% b altymų ir tik 10% lipidų. Dėl to eritrocitai tampa ypatingomis kūno ląstelėmis, nes beveik visose kitose membranose lipidai vyrauja prieš b altymus.
Eritrocitų tūrinė forma dėl citoplazminės membranos sklandumo gali keistis. Už pačios membranos yra paviršiaus b altymų sluoksnis su daugybe angliavandenių likučių. Tai glikopeptidai, po kuriais yra dvisluoksnis lipidų sluoksnis, kurio hidrofobiniai galai atsukti į eritrocitą ir iš jo. Po membrana, vidiniame paviršiuje, vėl yra b altymų sluoksnis, kuriame nėra angliavandenių likučių.
Eritrocitų receptorių kompleksai
Membranos funkcija yra užtikrinti eritrocitų deformaciją, kuri būtina kapiliarų pratekėjimui. Tuo pačiu žmogaus eritrocitų struktūra suteikia papildomų galimybių – ląstelių sąveikos ir elektrolitų srovės. B altymai su angliavandenių likučiais yra receptorių molekulės, kurių dėka eritrocitų „nemedžioja“CD8-leukocitai ir imuninės sistemos makrofagai.
Eritrocitai egzistuoja receptorių dėka ir jų nesunaikina jų pačių imunitetas. O kai dėl pakartotinio stumdymosi per kapiliarus ar dėl mechaninių pažeidimų eritrocitai praranda kai kuriuos receptorius, blužnies makrofagai juos „ištraukia“iš kraujotakos ir sunaikina.
Vidinė eritrocitų struktūra
Kas yra eritrocitas? Jo struktūra ne mažiau įdomi nei funkcijos. Ši ląstelė panaši į hemoglobino maišelį, apribotą membrana, ant kurios išreiškiami receptoriai: diferenciacijos ir įvairių kraujo grupių (pagal Landsteiner, Rhesus, Duffy ir kt.) sankaupas. Tačiau ląstelės vidus yra ypatingas ir labai skiriasi nuo kitų kūno ląstelių.
Skirtumai yra tokie: moterų ir vyrų eritrocituose nėra branduolio, jie neturi ribosomų ir endoplazminio tinklo. Visos šios organelės buvo pašalintos užpildžius ląstelės citoplazmą hemoglobinu. Tada organelės pasirodė nereikalingos, nes norint išstumti per kapiliarus reikėjo minimalaus dydžio ląsteles. Todėl jo viduje yra tik hemoglobinas ir kai kurie pagalbiniai b altymai. Jų vaidmuo dar nėra išaiškintas. Bet dėl to, kad trūksta endoplazminio tinklo, ribosomų ir branduolio, jis tapo lengvas ir kompaktiškas, o svarbiausia – gali lengvai deformuotis kartu su skysta membrana. Ir tai yra svarbiausios raudonųjų kraujo kūnelių struktūros ypatybės.
RBC gyvavimo ciklas
Pagrindinės eritrocitų savybės yra trumpas jų gyvenimo trukmė. Jie negali dalytis ir sintetinti b altymų dėl iš ląstelės pašalinto branduolio, taigi ir struktūriniokaupiasi jų ląstelių pažeidimai. Dėl to eritrocitai linkę senti. Tačiau raudonųjų kraujo kūnelių mirties metu blužnies makrofagų užfiksuotas hemoglobinas visada bus siunčiamas į naujus deguonies nešiklius.
Raudonųjų kraujo kūnelių gyvavimo ciklas prasideda kaulų čiulpuose. Šis organas yra lamelinėje medžiagoje: krūtinkaulio, klubo sparnų, kaukolės pagrindo kauluose, taip pat šlaunikaulio ertmėje. Čia iš kraujo kamieninės ląstelės, veikiant citokinams, susidaro mielopoezės pirmtakas su kodu (CFU-GEMM). Po padalijimo ji duos hematopoezės protėvį, pažymėtą kodu (BOE-E). Jis sudaro eritropoezės pirmtaką, kuris žymimas kodu (CFU-E).
Ta pati ląstelė vadinama kolonijas formuojančia raudonojo kraujo gemalo ląstele. Jis jautrus eritropoetinui – hormoninei medžiagai, kurią išskiria inkstai. Eritropoetino kiekio padidėjimas (pagal teigiamo grįžtamojo ryšio funkcinėse sistemose principą) pagreitina raudonųjų kraujo kūnelių dalijimosi ir gamybos procesus.
Raudonųjų kraujo kūnelių susidarymas
CFU-E ląstelių kaulų čiulpų transformacijų seka yra tokia: iš jo susidaro eritroblastas, o iš jo - pronormocitas, sukeliantis bazofilinį normoblastą. Kai b altymas kaupiasi, jis tampa polichromatofiliniu normoblastu, o vėliau – oksifiliniu normoblastu. Pašalinus branduolį, jis tampa retikulocitu. Pastarasis patenka į kraują ir diferencijuojasi (bręsta) iki normalaus eritrocito.
Raudonųjų kraujo kūnelių naikinimas
Ląstelė cirkuliuoja maždaug 100–125 dienaskraują, nuolat perneša deguonį ir šalina medžiagų apykaitos produktus iš audinių. Jis transportuoja anglies dioksidą, susietą su hemoglobinu, ir siunčia jį atgal į plaučius, pakeliui užpildydamas jo b altymų molekules deguonimi. Pažeidus jis praranda fosfatidilserino molekules ir receptorių molekules. Dėl šios priežasties eritrocitas patenka „po akimis“makrofagui ir yra jo sunaikintas. O hemas, gaunamas iš viso suvirškinto hemoglobino, vėl siunčiamas naujų raudonųjų kraujo kūnelių sintezei.
