ERYTHROCYTES (HỒNG CẦU): ĐẶC ĐIỂM, CHỨC NĂNG - GIẢI PHẨU HỌC VÀ SINH LÝ HỌC - 2026

Các hồng cầu , còn gọi là tế bào máu đỏ, rất linh hoạt và phong phú các tế bào máu hai mặt lõm đĩa hình. Chúng chịu trách nhiệm vận chuyển oxy đến tất cả các mô của cơ thể nhờ sự hiện diện của hemoglobin bên trong tế bào, cũng như góp phần vận chuyển carbon dioxide và khả năng đệm của máu.

Ở động vật có vú, bên trong hồng cầu về cơ bản bao gồm hemoglobin, vì nó đã mất tất cả các ngăn dưới tế bào, bao gồm cả nhân. Việc tạo ra ATP bị hạn chế trong quá trình chuyển hóa kỵ khí.

Erythrocytes tương ứng với gần 99% các yếu tố chính thức có trong máu, trong khi 1% còn lại được tạo thành từ bạch cầu và tiểu cầu hoặc huyết khối. Trong một ml máu có khoảng 5,4 triệu tế bào hồng cầu.

Các tế bào này được tạo ra trong tủy xương và có thể sống trung bình 120 ngày, trong đó chúng có thể di chuyển hơn 11.000 km qua các mạch máu.

Tế bào hồng cầu là một trong những nguyên tố đầu tiên được quan sát dưới kính hiển vi vào năm 1723. Tuy nhiên, mãi đến năm 1865, nhà nghiên cứu Hoppe Seyler mới phát hiện ra khả năng vận chuyển oxy của tế bào này.

Đặc điểm chung

Chúng là những tế bào hình đĩa có đường kính xấp xỉ 7,5 đến 8,7 um và dày 1,7 đến 2,2 um. Chúng mỏng hơn ở trung tâm của tế bào so với ở các cạnh, mang lại vẻ ngoài như một chiếc phao cứu sinh. Chúng chứa hơn 250 triệu phân tử hemoglobin bên trong chúng.

Tế bào biểu bì là những tế bào có tính linh hoạt đáng kể, vì chúng phải di chuyển trong quá trình tuần hoàn qua các mạch rất mỏng, đường kính khoảng 2 đến 3 um. Khi đi qua các kênh này, tế bào bị biến dạng và khi kết thúc đoạn này, tế bào sẽ trở lại hình dạng ban đầu.

Tác giả Jerome Walker, từ Wikimedia Commons

Cytosol

Tế bào của cấu trúc này chứa các phân tử hemoglobin, chịu trách nhiệm vận chuyển các chất khí trong quá trình lưu thông máu. Thể tích của dịch bào là khoảng 94 um ³ .

Khi trưởng thành, hồng cầu của động vật có vú thiếu nhân tế bào, ti thể và các bào quan tế bào chất khác, làm cho chúng không có khả năng tổng hợp lipid và protein hoặc quá trình phosphoryl hóa oxy hóa.

Nói cách khác, hồng cầu về cơ bản bao gồm một lớp màng bao bọc các phân tử hemoglobin.

Người ta đề xuất rằng hồng cầu tìm cách loại bỏ bất kỳ ngăn nào dưới tế bào để đảm bảo không gian tối đa có thể cho việc vận chuyển hemoglobin - giống như cách chúng ta tìm cách loại bỏ tất cả các yếu tố khỏi xe của mình nếu chúng ta vận chuyển một số lượng lớn đồ vật.

Màng tế bào

Màng tế bào hồng cầu bao gồm một lớp kép lipid và một mạng lưới spectrin, cùng với bộ xương tế bào, cung cấp độ đàn hồi và tuân thủ cấu trúc này. Hơn 50% thành phần là protein, ít lipid hơn một chút và phần còn lại tương ứng với carbohydrate.

Màng hồng cầu là màng sinh học được chú ý nhiều nhất và được hiểu rộng rãi nhất, có lẽ vì tính dễ cô lập và tương đối đơn giản.

Màng chứa một loạt các protein không thể tách rời và ngoại vi kết nối với lớp kép lipid và spectrin. Các liên kết liên quan đến liên kết protein được gọi là tương tác dọc và những liên kết liên quan đến một mảng hai chiều của spectrin thông qua các phân tử actin là tương tác ngang.

Khi bất kỳ tương tác dọc hoặc ngang nào này không thành công, nó có thể dẫn đến những thay đổi về mật độ của spectrin, gây ra những thay đổi về hình thái của hồng cầu.

Sự già đi của các tế bào hồng cầu thể hiện ở sự bền vững của màng, giảm khả năng thích nghi trong hệ tuần hoàn. Khi điều này xảy ra, hệ thống monocyte-macrophage nhận ra nguyên tố kém chức năng, loại bỏ nó khỏi tuần hoàn và tái chế thành phần của nó.

Protein màng tế bào

Các protein được tìm thấy trong màng tế bào của hồng cầu có thể dễ dàng phân tách trên gel điện di. Trong hệ thống này, các dải sau nổi bật: Spectrin, ankyrin, dải 3, protein 4.1 và 4.2, kênh ion, glucophorins và enzyme glyceraldehyde-3-phosphate-dehydrogenase.

Các protein này có thể được nhóm lại thành 4 nhóm theo chức năng của chúng: chất vận chuyển màng, phân tử bám dính và thụ thể, enzym và protein liên kết màng với các thành phần của tế bào.

Các protein vận chuyển qua màng nhiều lần và quan trọng nhất của nhóm này là dải 3, một chất trao đổi anion của clorua và bicacbonat.

Bởi vì hồng cầu không có ti thể, hầu hết các enzym bám vào màng sinh chất, bao gồm các enzym đường phân fructose-bisphosphat aldolase A, α-enolase, ALDOC, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, phosglycerate kinase và pyruvate kinase. kinase.

Về các protein cấu trúc, phong phú nhất là băng 3, spectrin, ankyrin, actin và protein băng 4,1, trong khi protein băng 4,2, dematin, adduccins, tropomodulin và tropomyosin được coi là các thành phần phụ của màng.

Spectrin

Spectrin là một protein dạng sợi được tạo thành từ chuỗi alpha và beta, có cấu trúc là các vòng xoắn alpha.

Các sợi quang phổ gợi nhớ đến những chiếc lò xo trong một tấm đệm và các phần vải bao quanh tấm đệm sẽ đại diện cho màng sinh chất trong ví dụ giả định này.

Huyết sắc tố

Hemoglobin là một protein phức tạp với cấu trúc bậc bốn được tổng hợp trong hồng cầu và là yếu tố cơ bản của các tế bào này. Nó được tạo thành từ hai cặp chuỗi, hai chuỗi alpha và hai chuỗi không alpha (chúng có thể là beta, gamma hoặc delta) liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Mỗi đơn vị có một nhóm heme.

Nó chứa nhóm heme trong cấu trúc của nó và chịu trách nhiệm cho màu đỏ đặc trưng của máu. Về kích thước, nó có trọng lượng phân tử là 64.000 g / mol.

Ở người trưởng thành, hemoglobin được tạo thành từ hai chuỗi alpha và hai chuỗi beta, trong khi một phần nhỏ thay thế beta bằng delta. Ngược lại, hemoglobin của thai nhi được tạo thành từ hai chuỗi alpha và hai gamma.

Bởi OpenStax College, thông qua Wikimedia Commons

Đặc trưng

Vận chuyển oxy

Oxy bị pha loãng trong huyết tương không đủ để đáp ứng nhu cầu khắt khe của tế bào, vì lý do này phải có một thực thể chịu trách nhiệm vận chuyển nó. Hemoglobin là một phân tử protein và là chất vận chuyển oxy xuất sắc.

Chức năng quan trọng nhất của hồng cầu là chứa hemoglobin bên trong chúng để đảm bảo cung cấp oxy cho tất cả các mô và cơ quan của cơ thể, nhờ vận chuyển và trao đổi oxy và carbon dioxide. Quá trình được đề cập không yêu cầu tiêu thụ năng lượng.

Bất thường

Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm

Thiếu máu hồng cầu hình liềm hay còn gọi là thiếu máu hồng cầu hình liềm bao gồm một loạt bệnh lý ảnh hưởng đến huyết sắc tố, gây ra sự thay đổi hình dạng của các tế bào hồng cầu. Thời gian bán hủy của tế bào giảm từ 120 ngày xuống 20 hoặc 10 ngày.

Bệnh lý xảy ra do một sự thay đổi duy nhất của dư lượng axit amin, glutamate thành valine, trong chuỗi beta của protein này. Tình trạng này có thể được biểu hiện ở trạng thái đồng hợp tử hoặc dị hợp tử.

Các tế bào hồng cầu bị ảnh hưởng có hình dạng liềm hoặc hôn mê. Trong hình ảnh, các tế bào máu bình thường được so sánh với các tế bào bệnh lý. Ngoài ra, chúng mất đi tính linh hoạt đặc trưng nên có thể bị vỡ khi cố gắng băng qua các mạch máu.

Tình trạng này làm tăng độ nhớt nội bào, ảnh hưởng đến sự di chuyển của các tế bào hồng cầu bị ảnh hưởng qua các mạch máu nhỏ hơn. Hiện tượng này khiến tốc độ máu lưu thông giảm.

Bởi OpenStax College, thông qua Wikimedia Commons

Bệnh tăng tế bào xơ cứng di truyền

Bệnh tăng sinh tế bào hình cầu là một rối loạn bẩm sinh liên quan đến màng tế bào hồng cầu. Những bệnh nhân mắc phải nó có đặc điểm là có đường kính nhỏ hơn trong hồng cầu và nồng độ hemoglobin lớn hơn bình thường. Trong tất cả các bệnh ảnh hưởng đến màng hồng cầu, đây là bệnh phổ biến nhất.

Nguyên nhân là do khiếm khuyết trong các protein kết nối theo chiều dọc các protein tế bào với màng. Các đột biến liên quan đến rối loạn này được tìm thấy trong các gen mã hóa phổ alpha và beta, ankyrin, dải 3 và protein 4.2.

Các cá thể bị ảnh hưởng thường thuộc quần thể người da trắng hoặc Nhật Bản. Mức độ nghiêm trọng của tình trạng này phụ thuộc vào mức độ mất kết nối trong mạng Spectrin.

Chứng tăng bạch cầu di truyền

Tăng bạch cầu di truyền là một bệnh lý liên quan đến những thay đổi khác nhau về hình dạng của hồng cầu, bao gồm các tế bào hình elip, bầu dục hoặc kéo dài. Điều này dẫn đến giảm độ đàn hồi và độ bền của hồng cầu.

Tỷ lệ mắc bệnh là từ 0,03% đến 0,05% ở Hoa Kỳ và đã tăng lên ở các nước châu Phi, vì nó cung cấp một số biện pháp bảo vệ chống lại ký sinh trùng gây bệnh sốt rét, Plasmodium falciparum và Plasmodium vivax. Sức đề kháng tương tự cũng được thấy ở những người bị bệnh hồng cầu hình liềm.

Các đột biến tạo ra bệnh này liên quan đến các gen mã hóa phổ alpha và beta và protein. 4.2. Do đó, các đột biến trong phổ alpha ảnh hưởng đến sự hình thành alpha và beta heterodimer.

Giá trị bình thường

Hematocrit là phương pháp định lượng thể hiện thể tích hồng cầu so với tổng thể tích máu. Giá trị bình thường của thông số này thay đổi tùy theo giới tính: ở nam giới trưởng thành là 40,7% đến 50,3%, trong khi ở nữ giới, mức bình thường là từ 36,1% đến 44,3%.

Về số lượng tế bào, ở nam giới, giới hạn bình thường là 4,7 đến 6,1 triệu tế bào trên mỗi uL, và ở nữ giới là từ 4,2 đến 5,4 triệu tế bào trên mỗi uL.

Về giá trị hemoglobin bình thường, ở nam giới là từ 13,8 đến 17,2 g / dL và ở nữ là từ 12,1 đến 15,1 g / dL.

Tương tự như vậy, các giá trị bình thường thay đổi tùy theo tuổi của cá nhân; trẻ sơ sinh có giá trị hemoglobin là 19 g / dL và giảm dần cho đến khi đạt 12,5 g / dL. Khi trẻ còn nhỏ và còn đang bú mẹ, mức dự kiến ​​là từ 11 đến 14 g / dL.

Ở trẻ em trai vị thành niên, tuổi dậy thì dẫn đến tăng từ 14 g / dL đến 18 g / dL. Ở các bé gái đang phát triển, kinh nguyệt có thể dẫn đến giảm lượng sắt.

Mức hồng cầu thấp

Khi số lượng hồng cầu thấp hơn các giá trị bình thường được đề cập ở trên, có thể do một số điều kiện không đồng nhất. Sự sụt giảm các tế bào hồng cầu có liên quan đến mệt mỏi, nhịp tim nhanh và khó thở. Các triệu chứng cũng bao gồm xanh xao, đau đầu và đau ngực.

Các bệnh lý y tế liên quan đến sự suy giảm này là các bệnh về tim và hệ tuần hoàn nói chung. Ngoài ra các bệnh lý như ung thư cũng chuyển thành giá trị hồng cầu thấp. Suy tủy và giảm bạch cầu làm giảm sản xuất tế bào máu

Tương tự như vậy, bệnh thiếu máu não và bệnh thalassemias làm giảm các tế bào máu này. Chứng biếng ăn có thể do yếu tố di truyền (chẳng hạn như thiếu máu hồng cầu hình liềm) hoặc do thiếu hụt vitamin B12, folate hoặc sắt. Một số phụ nữ mang thai có thể gặp các triệu chứng thiếu máu.

Cuối cùng, chảy máu quá nhiều, cho dù do vết thương, bệnh trĩ, chảy máu kinh nguyệt nhiều, hoặc loét dạ dày, đều dẫn đến mất hồng cầu.

Mức hồng cầu cao

Nguyên nhân của mức hồng cầu cao cũng đa dạng như những nguyên nhân liên quan đến mức thấp. Tình trạng có nhiều tế bào hồng cầu được gọi là bệnh đa hồng cầu.

Sự vô hại nhất xảy ra ở những cá thể sống ở vùng cao, nơi có nồng độ oxy thấp hơn đáng kể. Nói chung, mất nước cũng tạo ra sự tập trung của các tế bào hồng cầu.

Các bệnh liên quan đến thận, hệ hô hấp và các bệnh tim mạch có thể là nguyên nhân gia tăng.

Một số tác nhân bên ngoài và thói quen có hại như hút thuốc lá có thể làm tăng lượng hồng cầu. Sử dụng thuốc lá trong thời gian dài làm giảm nồng độ oxy trong máu, làm tăng nhu cầu và buộc cơ thể tạo ra nhiều hồng cầu hơn.

Việc tiêu thụ steroid đồng hóa có thể kích thích sản xuất các tế bào hồng cầu trong tủy xương, cũng như doping erythropoietin được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất thể chất.

Trong một số trường hợp thiếu máu, khi bệnh nhân bị mất nước, tác dụng hạ huyết tương sẽ chống lại sự giảm hồng cầu, dẫn đến giá trị bình thường bị đánh lừa. Bệnh lý được đưa ra ánh sáng khi bệnh nhân bị ngậm nước và giá trị hồng cầu thấp bất thường có thể được chứng minh.

Người giới thiệu

1. Campbell, NA (2001). Sinh học: Các khái niệm và mối quan hệ. Giáo dục Pearson.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Hình dạng và Đặc điểm Cơ sinh học của Tế bào Hồng cầu Người trong Sức khỏe và Bệnh tật. Bản tin MRS / Hiệp hội Nghiên cứu Vật liệu, 35 (5), 382–388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Cơ sở Sinh lý của Thực hành Y tế Tốt nhất & Taylor. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Nội y . Panamerican Medical Ed.
5. Rodak, BF (2005). Huyết học: các nguyên tắc cơ bản và ứng dụng lâm sàng. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH & Pawlina, W. (2012). Mô học: văn bản và bản đồ màu với sinh học tế bào và phân tử. Biên tập Médica Panamericana.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Mô học. Panamerican Medical Ed.