كريات الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء) الخصائص والوظائف والشذوذ والقيم

ال الكريات الحمراء, وتسمى أيضًا خلايا الدم الحمراء أو خلايا الدم الحمراء ، وهي خلايا دم مرنة للغاية وفيرة ، ذات شكل قرص biconcave. وهي مسؤولة عن نقل الأكسجين إلى جميع أنسجة الجسم بفضل وجود الهيموغلوبين في داخل الخلية ، بالإضافة إلى المساهمة في نقل ثاني أكسيد الكربون وقدرة التخزين المؤقت للدم..

في الثدييات ، يتكون الجزء الداخلي من كرات الدم الحمراء أساسًا من الهيموغلوبين ، لأنه فقد جميع المقصورات دون الخلوية ، بما في ذلك النواة. يقتصر توليد الـ ATP على الأيض اللاهوائي.

تتوافق كريات الدم الحمراء مع ما يقرب من 99 ٪ من العناصر المشكلة الموجودة في الدم ، في حين أن 1 ٪ المتبقية تتكون من كريات الدم البيضاء والصفائح الدموية أو الخثرات. في مل من الدم هناك ما يقرب من 5.4 مليون خلايا الدم الحمراء.

يتم إنتاج هذه الخلايا في النخاع العظمي ويمكن أن تعيش في المتوسط ​​120 يومًا ، حيث يمكن أن تنتقل أكثر من 11000 كيلومتر عبر الأوعية الدموية.

كانت خلايا الدم الحمراء واحدة من العناصر الأولى التي لوحظت في ضوء المجهر في عام 1723. ومع ذلك ، لم يكن حتى عام 1865 حيث اكتشف الباحث Hoppe Seyler قدرة نقل الأكسجين للخلية المذكورة.

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
  • 1.1 سيتوسول
  • 1.2 غشاء الخلية
  • 1.3 بروتينات غشاء الخلية
  • 1.4 الطيف
  • 1.5 الهيموغلوبين
• 2 وظائف
  • 2.1 نقل الأكسجين
• 3 تشوهات
  • 3.1 فقر الدم المنجلي
  • 3.2 كثرة الكريات الحمر
  • 3.3 بيضاوي الشكل وراثي
• 4 القيم العادية
• 5 مستويات منخفضة من الكريات الحمراء
• 6 مستويات عالية من كريات الدم الحمراء
• 7 المراجع

الخصائص العامة

إنها خلايا ديسكاليدي يبلغ قطرها حوالي 7.5 إلى 8.7 أم و 1.7 إلى 2.2 في سمك. فهي أرق في وسط الخلية أكثر من الحواف ، مما يعطي مظهرًا للحافظ على الحياة. أنها تحتوي على أكثر من 250 مليون جزيء من الهيموغلوبين.

كريات الدم الحمراء هي خلايا تتمتع بمرونة ملحوظة ، حيث يجب أن تتحرك أثناء الدورة الدموية بأوعية رقيقة للغاية ، يتراوح قطرها بين 2 إلى 3 أم. عند المرور عبر هذه القنوات ، تكون الخلية مشوهة وفي نهاية الممر تعود إلى شكلها الأصلي.

العصارة الخلوية

يحتوي السيتوسول في هذا التركيب على جزيئات الهيموغلوبين ، المسؤولة عن نقل الغازات أثناء الدورة الدموية. حجم الخلوي الخلوي حوالي 94 أم³.

عندما تنضج ، تفتقر كريات الدم الحمراء إلى نواة الخلية ، والميتوكوندريا ، وغيرها من العضيات السيتوبلازمية ، وبالتالي فهي غير قادرة على توليف الدهون أو البروتينات أو إجراء فسفرة مؤكسدة..

بمعنى آخر ، تتكون كريات الدم الحمراء أساسًا من غشاء يحوي جزيئات الهيموجلوبين.

يُقترح أن تسعى كريات الدم الحمراء للتخلص من أي حجرة خلوية من أجل ضمان أقصى مساحة ممكنة لنقل الهيموغلوبين - بنفس الطريقة التي نسعى بها لإزالة جميع عناصر سيارتنا إذا أردنا نقل عدد كبير من الأشياء.

غشاء الخلية

يتألف غشاء خلايا كرات الدم الحمراء من طبقة ثنائية الدهون وشبكة الأطياف ، والتي توفر مع الهيكل الخلوي مرونة ومرونة في هذا الهيكل. أكثر من 50٪ من التركيبة عبارة عن بروتينات وأقل دهونًا قليلاً والجزء المتبقي يناظر الكربوهيدرات.

غشاء كريات الدم الحمراء هو الغشاء البيولوجي الذي تلقى المزيد من الاهتمام والتي لديها معرفة أكبر ، ربما بسبب سهولة العزلة والبساطة النسبية.

يحتوي الغشاء على سلسلة من البروتينات الطرفية والمحيطية المتصلة بطبقة ثنائية الشحوم والأطياف. تُعرف الروابط التي تتضمن ارتباط البروتين بالتفاعلات الرأسية وتلك التي تحتوي على مجموعة ثنائية الأبعاد من الأطياف عن طريق جزيئات الأكتين هي التفاعلات الأفقية.

عندما يعاني أي من هذه التفاعلات الرأسية أو الأفقية من عطل ، فإنه يؤدي إلى تغييرات محتملة في كثافة الأطياف ، مما يؤدي بدوره إلى تغييرات في مورفولوجيا كرات الدم الحمراء.

وينعكس شيخوخة خلايا الدم الحمراء في استقرار الغشاء ، مما يقلل من قدرتها على استيعاب في الدورة الدموية. عندما يحدث هذا ، يتعرف نظام البلاعم الوحيد على العنصر غير الوظيفي ، مما يؤدي إلى إزالته من الدوران وإعادة تدوير محتوياته.

بروتينات غشاء الخلية

يمكن فصل البروتينات الموجودة في غشاء كريات الدم الحمراء بسهولة في هلام الكهربائي. في هذا النظام ، تبرز العصابات التالية: الأكترين ، الأنيكرين ، الفرقة 3 ، البروتينات 4.1 و 4.2 ، القناة الأيونية ، الجليكوفورين و إنزيم glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase.

يمكن تجميع هذه البروتينات في أربع مجموعات حسب وظيفتها: ناقلات الأغشية ، جزيئات الالتصاق والمستقبلات ، الإنزيمات والبروتينات التي ترتبط بالغشاء بمكونات الهيكل الخلوي.

تعبر بروتينات النقل الغشاء عدة مرات وأهم هذه المجموعة هو الشريط 3 ، وهو كلوريد أنيوني ومبادل بيكربونات..

نظرًا لأن كرات الدم الحمراء خالية من الميتوكوندريا ، فإن معظم الإنزيمات مثبتة في غشاء البلازما ، بما في ذلك إنزيمات تحلل الغلوكوز فركتوز - فسفوسفات ألدولاز أ ، ألفا إنولاز ، ألدوك ، جلايكيرالديهايد - فوسفات إنزيماتاز كيناز.

فيما يتعلق بالبروتينات الهيكلية ، فإن أكثرها وفرة هي الفرقة 3 ، الأطياف ، الأنيكرين ، الأكتين والفرقة البروتينية 4.1 ، في حين أن نطاق البروتين 4.2 ، الديماتين ، adducts ، التروبومودولين والتروبوميوسين تعتبر مكونات أقلية في الغشاء.

إسبكترن

سبيكترين هو بروتين خيطي يتكون من سلسلة ألفا وبيتا ، وهياكلها عبارة عن حلزون ألفا.

تذكرنا ألياف سبيكترين بزنبركات المراتب ، وتمثل أجزاء القماش المحيطة بالفراش في هذا المثال الافتراضي غشاء البلازما.

الهيموغلوبين

الهيموغلوبين عبارة عن بروتين معقد له بنية رباعية يتم تصنيعها في كريات الدم الحمراء وهو العنصر الأساسي في هذه الخلايا. وهو يتألف من زوجين من السلاسل ، اثنان ألفا واثنان غير ألفا (يمكن أن يكون بيتا ، جاما أو دلتا) مرتبطة ببعضهما البعض بواسطة روابط تساهمية. كل وحدة تقدم مجموعة الهيم.

أنه يحتوي على مجموعة الهيم في بنيتها وهي مسؤولة عن اللون الأحمر المميز للدم. بالنسبة لحجمها ، يبلغ وزنها الجزيئي 64000 جم / مول.

بالنسبة للأفراد البالغين ، يتكون الهيموغلوبين من سلسلتين ألفا وسلاسل بيتا ، بينما يستبدل جزء صغير منه بيتا بالدلتا. في المقابل ، يتكون الهيموغلوبين الجنيني من سلسلتين ألفا وسلاسل غاما.

وظائف

نقل الأكسجين

لا يكفي الأكسجين المخفف في بلازما الدم لتلبية المتطلبات الصعبة للخلية ، لهذا السبب يجب أن يكون موجودًا في الجسم المسؤول عن نقله. الهيموغلوبين هو جزيء ذو طبيعة بروتينية وهو حامل الأكسجين بامتياز.

وتتمثل أهم وظائف كرات الدم الحمراء في تخزين الهيموغلوبين بداخله لضمان توفير الأكسجين لجميع أنسجة وأعضاء الجسم ، وذلك بفضل نقل وتبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. العملية المذكورة لا تتطلب نفقات الطاقة.

تشوهات

فقر الدم المنجلي

فقر الدم المنجلي أو فقر الدم المنجلي يتكون من سلسلة من الأمراض التي تصيب الهيموغلوبين ، مما يؤدي إلى تغيير في شكل خلايا الدم الحمراء. تقلل الخلايا من متوسط ​​عمرها ، من 120 يومًا إلى 20 أو 10.

يحدث علم الأمراض عن طريق تغيير فريد لمخلفات الأحماض الأمينية ، الغلوتامات بواسطة فالين ، في السلسلة التجريبية لهذا البروتين. يمكن التعبير عن الحالة في حالتها المتجانسة أو غير المتجانسة.

خلايا الدم الحمراء المصابة تأخذ شكل المنجل أو الغيبوبة. في الصورة ، تتم مقارنة الكريات الطبيعية مع الكريات المرضية. بالإضافة إلى ذلك ، يفقدون مرونتهم المميزة ، حتى يتمكنوا من الخروج عند محاولة اختراق الأوعية الدموية.

هذه الحالة تزيد من لزوجة داخل الخلايا ، مما يؤثر على مرور خلايا الدم الحمراء المتأثرة بالأوعية الدموية الأصغر. هذه الظاهرة تؤدي إلى انخفاض في سرعة تدفق الدم.

كثرة الكريات البيضاء وراثي

كثرة الكريات الحمر هو اضطراب خلقي يتضمن غشاء خلايا الدم الحمراء. المرضى الذين يعانون من ذلك يتميزون بقطر أصغر في كريات الدم الحمراء وتركيز أكبر من الهيموغلوبين الطبيعي. من بين جميع الأمراض التي تصيب غشاء الكريات الحمراء ، هذا هو الأكثر شيوعًا.

وهو ناتج عن خلل في البروتينات التي تربط عموديًا بروتينات الهيكل الخلوي بالغشاء. تم العثور على الطفرات المتعلقة بهذا الاضطراب في الجينات التي ترمز لألفا وبيتا سبيكترين ، وأنكريين ، والفرقة 3 ، والبروتينات 4.2.

الأفراد المتضررين غالبا ما ينتمون إلى القوقاز أو السكان اليابانيين. تعتمد شدة هذه الحالة على درجة فقدان الاتصال في شبكة الأطياف.

القطع الناقص وراثي

خلل كريات الدم وراثي هو علم الأمراض الذي ينطوي على تغييرات مختلفة في شكل كريات الدم الحمراء ، بما في ذلك الخلايا البيضاوي ، البيضاوي أو ممدود. هذا يؤدي إلى تقليل مرونة ومتانة خلايا الدم الحمراء.

نسبة الإصابة بالمرض تتراوح بين 0.03 ٪ و 0.05 ٪ في الولايات المتحدة ، وقد ازدادت في البلدان الأفريقية ، لأنه يوفر بعض الحماية ضد الطفيليات التي تسبب الملاريا, المتصورة المنجلية و vivax البلازوديوم. لوحظت هذه المقاومة نفسها لدى الأفراد الذين يعانون من فقر الدم المنجلي.

الطفرات التي تسبب هذا المرض تشمل الجينات التي ترمز لألفا وبيتا سبيكترين والبروتين 4.2. وهكذا ، تؤثر الطفرات في ألفا سبكترين على تشكيل مغاير ألفا وبيتا.

القيم الطبيعية

الهيماتوكريت هو المقياس الكمي الذي يعبر عن حجم كريات الدم الحمراء بالنسبة لحجم الدم الكامل. تختلف القيمة الطبيعية لهذه المعلمة حسب الجنس: في الذكور البالغين تتراوح النسبة بين 40.7٪ و 50.3٪ ، بينما يتراوح المعدل الطبيعي لدى النساء بين 36.1٪ و 44.3٪.

من حيث عدد الخلايا ، يتراوح المعدل الطبيعي لدى الرجال بين 4.7 و 6.1 مليون خلية لكل ماي ، وفي النساء ما بين 4.2 و 5.4 مليون خلية لكل ماي..

فيما يتعلق بالقيم الطبيعية للهيموغلوبين ، في الرجال يتراوح ما بين 13.8 إلى 17.2 جم / ديسيلتر وفي النساء من 12.1 إلى 15.1 جم / ديسيلتر.

بالطريقة نفسها ، تختلف القيم الطبيعية وفقًا لعمر الفرد ، ويعرض الولدان قيم الهيموغلوبين البالغة 19 جم / ديسيلتر وتنخفض تدريجياً حتى تصل إلى 12.5 جم / ديسيلتر. عندما يكون الطفل صغيراً ولا يزال يرضع ، فإن المستوى المتوقع هو من 11 إلى 14 جم / ديسيلتر.

في سن المراهقة ، يؤدي البلوغ إلى زيادة من 14 جم / ديسيلتر إلى 18 جم / ديسيلتر. في حالة الفتيات النامية ، يمكن أن يؤدي الحيض إلى انخفاض الحديد.

انخفاض مستويات كريات الدم الحمراء

عندما يكون عدد كريات الدم الحمراء أقل من القيم الطبيعية المذكورة أعلاه ، فقد يكون ذلك بسبب سلسلة من الظروف غير المتجانسة. يرتبط سقوط خلايا الدم الحمراء بالتعب ، عدم انتظام دقات القلب ، وضيق التنفس. وتشمل الأعراض أيضا الشحوب والصداع وآلام في الصدر.

الأمراض الطبية المرتبطة النقص هي أمراض القلب والجهاز الدوري بشكل عام. كما يتم ترجمة أمراض مثل السرطان في قيم منخفضة من الكريات الحمراء. كبت النقى ونقص الكريات الشاملة يقلل من إنتاج خلايا الدم

وبالمثل ، تولد فقر الدم والثلاسيميا انخفاضًا في خلايا الدم هذه. يمكن أن يحدث فقر الدم بسبب عوامل وراثية (مثل مرض الخلايا المنجلية) أو بسبب نقص فيتامين ب 12 أو الفولات أو الحديد. قد تواجه بعض النساء الحوامل أعراض فقر الدم.

أخيرًا ، يؤدي النزيف المفرط ، سواء بسبب الجرح أو البواسير أو نزيف الحيض الثقيل أو تقرحات المعدة ، إلى فقدان كريات الدم الحمراء..

مستويات عالية من الكريات الحمراء

الأسباب التي تولد مستويات عالية من كريات الدم الحمراء متنوعة على حد سواء من تلك المرتبطة بالمستويات المنخفضة. حالة ظهور عدد كبير من خلايا الدم الحمراء تسمى كثرة الحمر.

يحدث الأكثر ضررًا في الأفراد الذين يعيشون في مناطق مرتفعة ، حيث يكون تركيز الأكسجين أقل بشكل ملحوظ. أيضا الجفاف ، بشكل عام ، ينتج تركيز خلايا الدم الحمراء.

الأمراض المرتبطة بالكلى والجهاز التنفسي وأمراض القلب والأوعية الدموية قد تكون سبب الزيادة.

بعض العوامل الخارجية والعادات الضارة ، مثل التدخين يمكن أن تزيد من عدد كريات الدم الحمراء. الاستخدام المطول للسجائر يقلل من مستويات الأكسجين في الدم ، ويزيد الطلب ويجبر الجسم على توليد المزيد من الكريات الحمراء.

استخدام المنشطات الابتنائية يمكن أن يحفز إنتاج خلايا الدم الحمراء في النخاع العظمي ، وكذلك المنشطات بالإريثروبويتين المستخدم لتحسين الأداء البدني.

في بعض حالات فقر الدم ، عندما يعاني المريض من الجفاف ، فإن تأثير تقليل البلازما يعيق الانخفاض في كريات الدم الحمراء ، والتي تنتج قيمة طبيعية مخادعة. يظهر علم الأمراض عند ترطيب المريض ويمكن إثبات قيم كريات الدم الحمراء المنخفضة بشكل غير طبيعي.

مراجع

1. كامبل ، ن. أ. (2001). علم الأحياء: المفاهيم والعلاقات. بيرسون التعليم.
2. Diez-Silva، M.، Dao، M.، Han، J.، Lim، C.-T.، & Suresh، S. (2010). الشكل والخصائص الميكانيكية الحيوية لخلايا الدم الحمراء البشرية في الصحة والمرض. نشرة MRS / جمعية أبحاث المواد, 35(5) ، 382-388.
3. Dvorkin، M.، Cardinali، D.، & Iermoli، R. (2010). القواعد الفسيولوجية لأفضل الممارسات الطبية وتايلور. Ed. Panamericana Medical.
4. كيلي ، و. ن. (1993). الطب الباطني. Ed. Panamericana Medical.
5. روداك ، ب. ف. (2005). أمراض الدم: الأساسيات والتطبيقات السريرية. Ed. Panamericana Medical.
6. Ross، M. H.، & Pawlina، W. (2012). الأنسجة: أطلس النص واللون مع البيولوجيا الخلوية والجزيئية. افتتاحية Panamericana Medical.
7. Welsch، U.، & Sobotta، J. (2008). الأنسجة. Ed. Panamericana Medical.