Vörösvértestek anatómiája és élettana II

A szakasz végére:

Ismertesse az eritrociták anatómiáját!
Beszélje meg az eritrocita életciklusának különböző lépéseit
Magyarázza el a hemoglobin összetételét és működését

A vörösvértest, a vörösvérsejtek (vagy vörösvérsejtek) néven ismert, messze a leggyakoribb képződött elem: Egyetlen vércsepp millió eritrocitát és csak ezer leukocitát tartalmaz. Pontosabban, a hímeknek körülbelül 5,4 millió vörösvértestük van mikroliterenként (µL) vérben, a nőstényeké pedig körülbelül 4,8 millió/µL. Becslések szerint az eritrociták a test összes sejtjének körülbelül 25 százalékát teszik ki. Ahogy el lehet képzelni, meglehetősen kicsi sejtek, átlagos átmérőjük csak körülbelül 7–8 mikrométer (µm) (1. ábra). Az eritrociták elsődleges feladata az, hogy felszívják a belélegzett oxigént a tüdőből és a test szöveteibe szállítják, valamint felszívnak néhány (körülbelül 24 százalék) szén-dioxid-hulladékot a szöveteknél, és kilégzés céljából a tüdőbe szállítják. Az eritrociták az érrendszerben maradnak. Bár a leukociták általában elhagyják az ereket, hogy teljesítsék védekező funkcióikat, az eritrociták mozgása az erekből kóros.

1. ábra: A vérben képződött elemek összefoglalása

Az eritrociták alakja és szerkezete

Amint az vörösvértest érik a vörös csontvelőben, kinyomja a magját és a többi organellum nagy részét. A keringésben lévő első egy-két nap alatt egy éretlen vörösvértest, az úgynevezett a retikulocita, továbbra is jellemzően organellák maradványait fogja tartalmazni. A retikulocitáknak az eritrocita számának körülbelül 1-2% -át kell kitenniük, és hozzávetőlegesen becsülniük kell a vörösvérsejt-termelés sebességét, abnormálisan alacsony vagy magas arányokkal jelezve a sejtek termelésének eltéréseit. Ezek a maradványok, elsősorban a riboszómák hálózatai (retikulum), gyorsan leválnak, és az érett, keringő vörösvértestekben kevés belső sejtszerkezeti komponens van. A mitokondriumok hiányában például az anaerob légzésre támaszkodnak. Ez azt jelenti, hogy a szállított oxigént nem használják fel, így az egészet eljuttathatják a szövetekbe. Ugyancsak hiányzik belőlük az endoplazmatikus retikulum, és nem szintetizálják a fehérjéket. Az eritrociták azonban tartalmaznak néhány szerkezeti fehérjét, amelyek segítenek a vérsejtek megőrizni egyedi szerkezetüket, és lehetővé teszik számukra, hogy megváltoztassák alakjukat, hogy a kapillárisokon keresztül préselhessék át. Ez magában foglalja a fehérje spektrint, egy citoszkeletális fehérje elemet.

2. ábra A vörösvértestek alakja Az eritrociták két mélyedésű, nagyon sekély középpontú lemezek. Ez az alak optimalizálja a felület és a térfogat arányát, megkönnyítve a gázcserét. Lehetővé teszi számukra a felhajtást is, amikor keskeny ereken haladnak.

Hemoglobin

Hemoglobin egy nagy molekula, amely fehérjékből és vasból áll. Az úgynevezett fehérje négy hajtogatott láncából áll globin, alfa 1-nek és 2-nek, valamint béta 1-nek és 2-nek jelölve (3a. ábra). Ezen globin molekulák mindegyike egy vörös pigmentmolekulához van kötve hem, amely vasiont (Fe 2+) tartalmaz (3b. ábra).

3. ábra (a) A hemoglobin molekula négy globin fehérjét tartalmaz, amelyek mindegyike a vasat tartalmazó pigment hem egyik molekulájához van kötve. (b) Egyetlen vörösvértest 300 millió hemoglobinmolekulát és így több mint egymilliárd oxigénmolekulát tartalmazhat.

A hemben lévő minden vasion egy oxigénmolekulához kötődhet; ezért minden hemoglobin molekula négy oxigénmolekulát képes szállítani. Egy egyedi vörösvértest körülbelül 300 millió hemoglobinmolekulát tartalmazhat, ezért akár 1,2 milliárd oxigénmolekulához is képes kötődni és szállítani (lásd 3b. Ábra).

A tüdőben a hemoglobin felveszi az oxigént, amely a vasionokhoz kötődve képződik oxihemoglobin. Az élénkpiros, oxigénnel telített hemoglobin a test szöveteibe jut, ahol felszabadítja az oxigénmolekulák egy részét, és sötétebb vörös lesz. deoxihemoglobin, néha csökkent hemoglobinnak nevezik. Az oxigén felszabadulása a környező szövetek oxigénigényétől függ, ezért a hemoglobin ritkán, ha valaha is otthagyja az összes oxigént. A kapillárisokban a szén-dioxid bejut a véráramba. Körülbelül 76 százalék oldódik a plazmában, egy része oldott CO2 marad, a fennmaradó rész pedig hidrogén-karbonát-iont képez. Körülbelül 23–24 százaléka kötődik a hemoglobin aminosavaihoz, és így molekulát képez karbaminohemoglobin. A kapillárisokból a hemoglobin visszavezeti a szén-dioxidot a tüdőbe, ahol felszabadítja oxigéncserére.

A vörösvértestek szintjének változása jelentős hatással lehet a szervezet azon képességére, hogy hatékonyan juttassa oxigént a szövetekbe. Az hatástalan vérképzés elégtelen számú vörösvértestet eredményez, és az anaemia számos formájának egyikét eredményezi. A vörösvértestek túltermelése a policitémia nevű állapotot eredményezi. A policitémia elsődleges hátránya nem az, hogy elegendő oxigént juttatnak a szövetekbe közvetlenül, hanem a megnövekedett vérviszkozitás, ami megnehezíti a szív vérkeringését.

Elégtelen hemoglobinszintű betegeknél előfordulhat, hogy a szövetek nem kapnak elegendő oxigént, ami a vérszegénység egy másik formáját eredményezi. A szövetek oxigénellátásának meghatározásakor az egészségügy iránti legnagyobb érdeklődés a telítettség százaléka; vagyis a páciens vérében az oxigén által elfoglalt hemoglobin helyek százalékos aránya. Klinikailag ezt az értéket egyszerűen „telített százaléknak” nevezik.

A százalékos telítettséget általában pulzoximéter néven ismert eszközzel követik, amelyet a test vékony részére, jellemzően a beteg ujjának hegyére visznek fel. A készülék úgy működik, hogy két különböző hullámhosszú fényt küld (az egyik piros, a másik infravörös) az ujján keresztül, és kilépéskor fénydetektorral méri a fényt. A hemoglobin az oxigénnel való telítettségtől függően elnyeli a fényt. A gép kalibrálja a fotodetektor által befogadott fény mennyiségét a részlegesen oxigénnel telített hemoglobin által elnyelt mennyiséghez képest, és az adatokat telítettség százalékban mutatja be. A pulzoximéter normál értékei 95–100 százalék között mozognak. Az alacsonyabb százalékok tükrözik hipoxémia, vagy alacsony a vér oxigénszintje. A hipoxia kifejezés általánosabb és egyszerűen az alacsony oxigénszintre utal. Az oxigénszintet közvetlenül monitorozzuk a plazmában lévő szabad oxigéntől is, általában artériás pálcát követően. Ha ezt a módszert alkalmazzák, a jelenlévő oxigén mennyiségét az oxigén parciális nyomásában vagy egyszerűen pO2-ben fejezik ki, és jellemzően milliméter higany, Hgmm-ben rögzítik.

A vese kb. 180 liter (

Az eritrociták életciklusa

Az eritrociták termelődése a velőben másodpercenként több mint 2 millió sejt megdöbbentő sebességgel történik. Ennek a termelésnek a megvalósulásához számos nyersanyagnak kell jelen lennie megfelelő mennyiségben. Ide tartoznak ugyanazok a tápanyagok, amelyek nélkülözhetetlenek bármely sejt termeléséhez és fenntartásához, például glükóz, lipidek és aminosavak. Az eritrociták előállításához azonban több nyomelemre is szükség van:

Az eritrociták akár 120 napig is élnek a keringésben, ezt követően az elhasználódott sejteket egy myeloid fagocita sejt, az úgynevezett makrofág, elsősorban a csontvelőben, a májban és a lépben helyezkedik el. A lebontott eritrociták hemoglobinjának összetevőit tovább feldolgozzuk a következőképpen:

A hemoglobin elpusztításából képződő lebontó pigmentek sokféle helyzetben láthatók. A sérülés helyén a sérült vörösvértestekből származó biliverdin a véraláfutáshoz kapcsolódó drámai színek egy részét produkálja. Károsodott máj esetén a bilirubint nem lehet hatékonyan eltávolítani a keringésből, és a test sárgasággal járó sárgás árnyalatot eredményez. A székletben található stercobilinok a tipikus barna színt eredményezik, amely ehhez a hulladékhoz kapcsolódik. És a sárga vizelet társul az urobilinokkal.

Az eritrocita életciklusát a 4. ábra foglalja össze:

4. ábra: Az eritrociták a csontvelőben termelődnek és a keringésbe kerülnek. Életciklusuk végén a makrofágok elpusztítják őket, és alkatrészeiket újrahasznosítják.

Az eritrociták rendellenességei

A vérveszteséges vérszegénységek meglehetősen egyértelműek. A sebek vagy más elváltozások vérzése mellett ezek a vérszegénység formái fekélyek, aranyér, gyomorgyulladás (gyomorhurut) és a gyomor-bél traktus egyes rákos megbetegedései miatt is kialakulhatnak. Az aszpirin vagy más nem szteroid gyulladáscsökkentők, például az ibuprofen túlzott használata kiválthatja a fekélyt és a gyomorhurutot. A túlzott menstruáció és a vérvesztés a szülés során szintén lehetséges ok.

A hibás vagy csökkent VVT-termelés okozta vérszegénységek közé tartozik a sarlósejtes vérszegénység, vashiányos vérszegénység, vitaminhiányos vérszegénység, valamint a csontvelő és az őssejtek betegségei.

5. ábra Sarlósejtek A sarlósejtes vérszegénységet az egyik hemoglobin gén mutációja okozza. Az eritrociták kóros típusú hemoglobint termelnek, ami miatt a sejt sarló vagy félhold alakot ölt. (hitel: Janice Haney Carr)

Az eritrociták alakjának jellegzetes változása látható a sarlósejtes anaemia (sarlósejtes vérszegénységnek is nevezik). Genetikai rendellenességet a kóros típusú hemoglobin, az úgynevezett hemoglobin S termelődése okoz, amely kevesebb oxigént juttat a szövetekbe, és az eritrociták sarló (vagy félhold) alakot váltanak ki, különösen alacsony oxigénkoncentráció mellett (5. ábra). Ezek a rendellenes formájú sejtek azután szűk kapillárisokban helyezkedhetnek el, mert nem képesek behajlani magukba, hogy át tudják préselni őket, blokkolva a szövetek véráramlását, és különféle súlyos problémákat okozva a fájdalmas ízületektől a késleltetett növekedésig, sőt a vakságig és az agyi érrendszeri balesetekig (stroke) ). Az sarlósejtes vérszegénység genetikai állapot, különösen az afrikai származású egyéneknél fordul elő.
A vashiányos vérszegénység a leggyakoribb típus, amely akkor jelentkezik, amikor a rendelkezésre álló vas mennyisége nem elegendő a megfelelő hem termeléséhez. Ez az állapot olyan egyéneknél fordulhat elő, akiknek vashiányuk van az étrendben, és különösen gyakori tizenéveseknél és gyermekeknél, valamint vegánoknál és vegetáriánusoknál. Ezenkívül a vashiányos vérszegénységet vagy a vas felszívásának és szállításának képtelensége, vagy a lassú, krónikus vérzés okozhatja.
A vitaminhiányos vérszegénységek általában elégtelen B12-vitamint és folátot tartalmaznak.
- A megaloblasztos vérszegénység a B12-vitamin és/vagy a folát hiányával jár, és gyakran tartalmaz olyan étrendeket, amelyekben ezekben az alapvető tápanyagokban hiányzik. A hús vagy az életképes alternatív forrás hiánya, valamint a túlsütés vagy a nem elegendő mennyiségű zöldség elfogyasztása a folát hiányához vezethet.
- A hasi vérszegénységet a B12-vitamin rossz felszívódása okozza, és gyakran Crohn-betegségben szenvedő betegeknél (súlyos bélrendszeri rendellenességek, amelyeket gyakran műtéttel kezelnek), a belek vagy a gyomor műtéti eltávolításában (néhány súlycsökkentő műtétnél gyakori), bélparazitákban és AIDS.
- A terhesség, egyes gyógyszerek, a túlzott alkoholfogyasztás és néhány betegség, például a lisztérzékenység, szintén vitaminhiánnyal jár. A terhesség korai szakaszában elengedhetetlen, hogy elegendő mennyiségű folsavat biztosítson a neurológiai hibák, köztük a spina bifida, az idegcső bezáródásának hiánya kockázatának csökkentése érdekében.
A válogatott betegségfolyamatok szintén zavarhatják a vörösvértestek és a hemoglobin termelését és képződését. Ha a mieloid őssejtek hibásak vagy rákos sejtek helyettesítik őket, akkor nem lesz elegendő mennyiségű RBC termelődik.
- Az aplasztikus vérszegénység az a körülmény, amelyben hiányos az RBC őssejtek száma. Az aplasztikus vérszegénység gyakran öröklődik, vagy sugárzás, gyógyszeres kezelés, kemoterápia vagy fertőzés váltja ki.
- Thalassemia olyan örökletes állapot, amely jellemzően a Közel-Kelet, a Földközi-tenger, az Afrika és a Délkelet-Ázsia egyedeiben fordul elő, és amelyben a vörösvértestek érése nem megy normálisan. A legsúlyosabb formát Cooley vérszegénységének nevezik.
- Ipari forrásokból származó ólom, vagy akár nem megfelelően mázolt vastartalmú festékek vagy kerámia festékforgácsaiból származó por szintén a vörös velő pusztulásához vezethet.
A különféle betegségfolyamatok vérszegénységhez is vezethetnek. Ide tartoznak a krónikus vesebetegségek, amelyek gyakran az EPO csökkent termelésével járnak, hypothyreosis, a rák egyes formái, a lupus és a rheumatoid arthritis.

A vérszegénységgel ellentétben megemelkedett vörösvértestszámot hívnak policitémia és a beteg emelkedett hematokritjában észlelhető. Átmenetileg előfordulhat dehidratált személynél; ha a vízbevitel nem megfelelő, vagy a vízveszteség túlzott, a plazma térfogata csökken. Ennek eredményeként a hematokrit emelkedik. Korábban említett okokból a policitémia enyhe formája krónikus, de normális a nagy magasságban élő embereknél. Néhány élsportoló kifejezetten magas magasságban edz ennek a jelenségnek a kiváltására. Végül egyfajta csontvelőbetegség, az úgynevezett policitémia vera (görög vera = „igaz”) miatt túlzottan éretlen eritrocitákat termel. A polycythemia vera veszélyesen megnövelheti a vér viszkozitását, emelheti a vérnyomást, és megnehezítheti a szív számára a vér pumpálását az egész testben. Ez egy viszonylag ritka betegség, amely gyakrabban fordul elő férfiaknál, mint nőknél, és nagyobb valószínűséggel fordul elő 60 évesnél idősebb idős betegeknél.

Fejezet áttekintése

A vérben a leggyakrabban képződött elemek, az eritrociták vörös, mindkét oldalán domború lemezek, amelyek hemoglobin nevű oxigént szállító vegyülettel vannak tele. A hemoglobin molekula négy globin proteint tartalmaz egy hem nevű pigmentmolekulához kötve, amely vasiont tartalmaz. A véráramban a vas felveszi az oxigént a tüdőben, és a szövetekben leejti; a hemoglobinban lévő aminosavak ezután a szövetekből a szén-dioxidot visszavezetik a tüdőbe.

Az eritrociták átlagosan csak 120 napot élnek, ezért folyamatosan pótolni kell őket. A kopott eritrocitákat a makrofágok fagocitizálják, és hemoglobinjuk lebomlik. A bomlástermékeket hulladékként újrahasznosítják vagy eltávolítják: A globint aminosavakra bontják új fehérjék szintézisére; a vas a májban vagy a lépben van tárolva, vagy a csontvelő új vörösvértestek termelésére használja fel; és a hem maradványai bilirubinná vagy más salakanyagokká alakulnak, amelyeket a máj vesz fel, és az epével választ ki, vagy a vesék távolítják el. A vérszegénység a vörösvértestek vagy a hemoglobin hiánya, míg a policitémia a vörösvértestek feleslege.

Önellenőrzés

Válaszoljon az alábbi kérdésekre, hogy lássa, mennyire érti jól az előző szakaszban tárgyalt témákat.

Kritikus gondolkodás kérdései

fiatal nő több éve szokatlanul erős menstruációs vérzést tapasztal. Szigorú vegán étrendet követ (nincs állati eredetű étel). Milyen rendellenesség és miért veszélye fenyegeti?
A beteg thalassemia, genetikai rendellenesség, amelyet a globin fehérjék rendellenes szintézise és az eritrociták túlzott pusztulása jellemez. Ez a beteg sárgás, és a vérében túlzott bilirubinszintet találnak. Magyarázza el a kapcsolatot.

Vérszegénység fenyegeti, mert szokatlanul erős menstruációs vérzése havonta túlzott vörösvértestvesztést eredményez. Vegán étrendje ugyanakkor azt is jelenti, hogy nincs étrendi forrása a hem-vas. A növényi ételekben fogyasztott nem hem vas nem annyira felszívódik, mint a vas vas.
A bilirubin a hem nem vaskomponensének bomlásterméke, amely az eritrociták lebontásakor hasad a globintól. A túlzott eritrocita pusztulás miatt a bilirubin túlzott mennyiségét rakhatja le a vérben. A bilirubin sárgás pigment, és a magas vérszint megsárgult bőrként jelentkezhet.

Szójegyzék

anémia: vörösvértestek vagy hemoglobin hiánya

bilirubin: sárgás epepigment keletkezik, amikor a vasat eltávolítják a hemből, és tovább bontják salakanyagokká

biliverdin: zöld epe pigment, amely akkor keletkezik, amikor a hem nem vas része hulladéktermékké bomlik; a májban bilirubinná alakul

karbaminohemoglobin: szén-dioxid és hemoglobin vegyülete, valamint a szén-dioxid vérben történő hordozásának egyik módja

deoxihemoglobin: hemoglobin molekula anélkül, hogy oxigén molekula lenne megkötve

vörösvértest: (továbbá vörösvértestek) érett myeloid vérsejtek, amelyek többnyire hemoglobinból állnak és elsősorban oxigén és szén-dioxid szállításában működnek

ferritin: a csontvelőben, a májban és a lépben található fehérje-tartalmú vas-tároló forma

globin: hem tartalmú globuláris fehérje, amely a hemoglobin alkotóeleme

hem: vörös, vas-tartalmú pigment, amelyhez oxigén kötődik a hemoglobinban

hemoglobin: oxigént szállító vegyület az eritrocitákban

hemosziderin: a csontvelőben, a májban és a lépben található vas fehérjetartalmú tárolási formája

hipoxémia: a vér oxigéntelítettségének normálnál alacsonyabb szintje (általában