definicja: czym są krwinki czerwone?
erytrocyty, powszechnie znane jako krwinki czerwone, są rodzajem krwinek biorących udział głównie w transporcie tlenu do tkanek ciała (z płuc) i dwutlenku węgla z tkanek do płuc, które mają być usunięte z organizmu.,
czerwone komórki charakteryzują się płaskim, przypominającym pączek kształtem (bez otworu), który pozwala im skutecznie wykonywać swoje funkcje. W przeciwieństwie do innych komórek krwi (które mogą opuścić naczynia do wykonywania ich funkcji), krwinki czerwone pozostają w sieci naczyniowej, skąd są transportowane w całym organizmie.
* chociaż czerwone krwinki biorą udział w transporcie tlenu, nie wykorzystują one tlenu transportowanego do oddychania.,
* słowa „erytrocyty” i „czerwone krwinki” będą używane zamiennie w tym artykule.
funkcja czerwonych krwinek
jak wcześniej wspomniano, czerwone krwinki biorą udział głównie w wymianie gazowej u zwierząt. Zanim przyjrzymy się procesowi wymiany gazowej przeprowadzonemu przez te komórki, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób są one dostosowane do ich funkcji.,
struktura i adaptacje czerwonych krwinek do ich funkcji
jedną z najważniejszych adaptacji czerwonych krwinek jest ich ogólny kształt.
ogólnie rzecz biorąc, erytrocyty mają kształt pączka, bez otworu w środku. Jest to ważna adaptacja, która pozwala komórce skutecznie przenosić cząsteczki tlenu.,
oprócz ich ogólnego kształtu, który jest idealnie dopasowany do ich funkcji, czerwone komórki również okazały się zdolne do powrotu do tego dwubiegunowego kształtu dyskoidalnego po wystawieniu na działanie sił zewnętrznych, które powodują ich deformacje.
ta zdolność do znoszenia takich deformacji (zarówno In vivo, jak i in vitro) została przypisana do ich struktury, stosunku powierzchni do objętości, a także różnych właściwości mechanicznych., Podczas gdy czerwone krwinki mają bardzo cienką membranę, błona składa się z dwuwarstwy lipidowej, która jest przyłączona do sieci cytoszkieletowej.
ta cecha czerwonych krwinek pozwala im wytrzymać siły, które w przeciwnym razie mogą powodować deformacje. Z drugiej strony, wewnętrzna macierz płynu komórki, jak również membrana kompozytowa, przyczynia się do lepkosprężystego zachowania czerwonych krwinek, co z kolei pozwala im podróżować przez mniejsze przestrzenie.,
* ze względu na ich zdolność do powrotu do kształtu dwubiegunowego po poddaniu się różnym siłom, erytrocyty mają pamięć kształtu. Dotyczy to jednak nie tylko ogólnego kształtu komórki. Wykazano raczej, że elementy membranowe powracają do pierwotnej pozycji w komórce.
* ze względu na swoje właściwości lepkosprężyste, krwinki czerwone są w stanie przecisnąć się przez bardzo cienkie naczynia włosowate w celu dostarczenia tlenu i usunięcia dwutlenku węgla.,
* dwuogniskowy kształt czerwonych krwinek pomaga zmaksymalizować ogólną powierzchnię potrzebną do absorpcji tlenu.
krwinki czerwone nie mają jądra
podczas gdy czerwone krwinki takich zwierząt jak ryby i ptaki mają nieaktywne jądra, erytrocyty u ludzi i wiele innych zwierząt nie ma jąder ani jądra., Pozwala to komórkom zawierać więcej hemoglobiny, która bierze udział w transporcie cząsteczek tlenu.
w przeciwieństwie do innych komórek w organizmie, czerwone krwinki składają się ze znanych pigmentów i hemoglobiny (składającej się z 4 hemów (które nadają erytrocytom czerwony kolor) i białka globiny). Tutaj cztery hemes przyłączają się do pojedynczego białka, tworząc łańcuch polipeptydowy. To właśnie ta szczególna struktura umożliwia komórce przenoszenie tlenu i transportowanie go do innych komórek ciała.,
* zgodnie z badaniem przeprowadzonym w Instytucie Whiteheada, wykazano, że gdy komórki czerwone ssaków zbliżają się do dojrzałości, forma podziału komórki powoduje, że jądro jest wyrzucane z komórki. Tutaj pierścień włókien aktyny kurczy się i ostatecznie ściska część komórki, która zawiera jądro. Ten segment komórki jest następnie niszczony przez makrofagi.
* krwinki czerwone nie mają jądra komórkowego i dlatego nie rozmnażają się / podział komórek.,
* hemoglobina w komórce pozwala pojedynczej komórce przenosić 4 cząsteczki tlenu.
* wykazano również, że brak jądra zmniejsza ogólną masę czerwonych krwinek, co z kolei pozwala im szybciej poruszać się podczas transportu tlenu.
wykazano również, że makrofagi biorą udział w hematopoezie, gdzie wytwarzają sygnały wyzwalające różnicowanie i proliferację zaangażowanych komórek progenitorowych.,
po przeciętnie 120 dniach krążenia stare krwinki czerwone są usuwane z krążenia w wyniku działania makrofagów (fagocytozy). Dlatego makrofagi (ze śledziony i wątroby) odgrywają kluczową rolę w życiu czerwonych krwinek od momentu ich wytworzenia do śmierci.
podczas gdy krwinki czerwone nie są zdolne do reprodukcji/podziału komórek, w szpiku kostnym co sekundę Wytwarza się aż 2 miliony komórek, co zapewnia utrzymanie stałej liczby krwinek czerwonych., Podobnie jak komórki tuczne, erytrocyty są również długowiecznymi komórkami (w porównaniu do innych komórek krwi) o długości życia około 120 dni.,
Some of the material required for the production of red blood cells include:
- Iron
- Copper
- Zinc
- Lipids
- Amino acids
- B vitamins
Anaerobic Respiration
Unlike other cells, red blood cells lack mitochondria., W rezultacie polegają na oddychaniu beztlenowym dla energii. Z drugiej strony, brakuje im retikulum endoplazmatycznego (E. R) i dlatego nie syntetyzują białek, jak robią to inne komórki.
chociaż może to brzmieć jak wada dla erytrocytów, jest to duża zaleta w odniesieniu do ich funkcji, biorąc pod uwagę, że nie wykorzystują one tlenu, które przenoszą. Zamiast tego mogą wykorzystywać energię uzyskaną z oddychania beztlenowego, ponieważ transportują cały tlen, który przenoszą do innych komórek, które go potrzebują. Zapewnia to, że tlen nie jest marnowany w procesie.,
ponieważ erytrocyty nie posiadają mitochondriów, brakuje im również enzymów oksydacyjnych niezbędnych do oddychania tlenowego. Z tego powodu szlak Embden-Meyerhof jest wykorzystywany do przetwarzania glukozy i w ten sposób uzyskiwania energii. Jest to beztlenowy proces wytwarzania energii, który wykazano, że wykorzystuje glikogen w przypadku braku glukozy.
* podczas gdy krwinki czerwone nie mają E. R, w którym białka są syntetyzowane, mają pewne białka, które pozwalają im skutecznie wykonywać swoją funkcję.,
Transport gazów przez krwinki czerwone
u większości zwierząt tlen jest niezbędny do oddychania. Oznacza to, że tlen jest potrzebny do produkcji energii. Jednocześnie dwutlenek węgla wytwarzany w tym procesie (oddychanie tlenowe) musi zostać usunięty z organizmu, aby uniknąć szkody dla narządów ciała., Tutaj czerwone krwinki pełnią rolę wyspecjalizowanego systemu transportu tych gazów do i z płuc i innych tkanek ciała.
* około 1,5% tlenu rozpuszcza się w osoczu krwi
w płucach wymiana gazowa zachodzi w procesie znanym jako dyfuzja. Tutaj gazy przemieszczają się z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. Biorąc pod uwagę, że krew z organizmu ma niskie stężenie tlenu w porównaniu do tego w płucach, tlen dyfunduje do krwi ze względu na gradient stężenia.,
tutaj hemoglobina w krwinkach czerwonych wiąże się z tlenem. Biorąc pod uwagę, że hemoglobina zawiera cztery hemy, jest w stanie przenosić i transportować cztery cząsteczki tlenu (a zatem każda komórka może przenosić cztery cząsteczki tlenu). U zdrowych osób, nasycenie hemoglobiny waha się od 95 do 99 procent. Oznacza to, że prawie wszystkie jednostki hemu są związane z cząsteczkami tlenu.,
hemoglobina + tlen = oksyhemoglobina
* wiązanie tlenu z grupami hemowymi powoduje, że krew przenosząca tlen wydaje się jasna w porównaniu do odoksygenowanej krwi.
* ponieważ pierwsza cząsteczka tlenu wiąże się, powoduje zmiany konformacyjne w hemoglobinie, co z kolei ułatwia wiązanie pozostałych trzech cząsteczek.,
ponieważ wiązanie cząsteczek tlenu z hemoglobiną jest odwracalne, tlen jest łatwo dysocjowany z hemoglobiny poprzez dyfuzję i ciśnienie cząstkowe. Jak już wspomniano, tlen przemieści się z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. Biorąc pod uwagę, że krew z płuc będzie miała wysokie stężenie tlenu w porównaniu do tkanki, tlen będzie poruszać się z krwi do tkanki poprzez dyfuzję.
podczas gdy duży procent tlenu jest transportowany przez czerwone krwinki w organizmie, tak nie jest w przypadku dwutlenku węgla., Tutaj około 20 procent gazu (dwutlenku węgla) jest transportowany do płuc przez czerwone krwinki.
w przeciwieństwie do tlenu, który wiąże się z hemoglobiną, dwutlenek węgla wiąże się z cząstkami aminokwasowymi obecnymi na części globiny, tworząc karbaminohemoglobinę.
w porównaniu do czerwonych krwinek niosących tlen, erytrocyty niosące dwutlenek węgla wydają się być ciemniejsze (ciemny bordowy). Podobnie jak w przypadku tlenu, wiązanie i dysocjacja jest wynikiem ciśnienia cząstkowego., Tutaj gazy przemieszczają się z obszaru o wysokim stężeniu gazu do obszaru o niższym stężeniu.
w naczyniach włosowatych płuc ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla jest jednak wyższe niż w pęcherzykach płucnych. Z tego powodu wykazano, że gaz łatwo dysocjuje się z czerwonych krwinek i ostatecznie dyfunduje do powietrza przez błonę oddechową.,
niektóre inne mechanizmy, przez które dwutlenek węgla jest transportowany we krwi to:
w osoczu krwi – dwutlenek węgla, który rozpuszcza się w osoczu krwi. Stanowi to około 10 procent dwutlenku węgla.
Bufor Wodorowęglanowy-obejmuje to dwutlenek węgla, który dyfunduje do naczyń włosowatych, a w konsekwencji do krwinek czerwonych. Ten dwutlenek węgla jest transportowany jako wodorowęglan i stanowi około 70 procent całkowitego dwutlenku węgla transportowanego we krwi.,
* w porównaniu do dwutlenku węgla, tlenek węgla nie łatwo dysocjuje z hemoglobiny. Ma większe powinowactwo do hemoglobiny niż tlen i dlatego łatwo wiąże się z hemoglobiną, gdy jest obecna. W rezultacie zapobiega wiązaniu i transportowaniu tlenu do tkanek organizmu, powodując zatrucie tlenkiem węgla.
liczba krwinek czerwonych
zasadniczo, liczba krwinek czerwonych jest testem służącym do pomiaru liczby krwinek czerwonych we krwi., W ramach morfologii krwi, czerwonych krwinek jest stosowany podczas ogólnego check-up, a także w celu sprawdzenia konkretnych problemów zdrowotnych, takich jak niedokrwistość i krwawienie wewnętrzne między innymi.
hemocytometr jest jednym z urządzeń, które od dłuższego czasu są używane do pomiaru liczby czerwonych krwinek.,
wymagania:
- Ciliated blood – 4 procent w/v ciliate sodu o pH skorygowana za pomocą kwasu cytrynowego
- czysty hemocytometr
- pipeta
- czysty szkiełko/coverslip
- trypan Blue/erytrozyna b
* próbkę krwi rozcieńcza się normalnym roztworem soli fizjologicznej (1:200), aby zmniejszyć liczbę czerwonych krwinek, a tym samym ułatwić liczenie.,
procedura:
· za pomocą pipety wymieszać próbkę krwi z każdy z barwników (proporcja 1:1). Można to osiągnąć po prostu mieszając około 10ul próbki krwi z 10ul dowolnego barwnika.
· umieść szkiełko / szkiełko na górze hemocytometru.,
· za pomocą innej czystej pipety wprowadzić mieszaninę w szczelinę między szkiełkiem / nakrywką a hemocytometrem – upewnić się, że nie przepełni ona Komory.
· umieść hemocytometr pod mikroskopem i ręcznie policz liczbę komórek w najmniejszej siatce (na centralnym placu). Tutaj liczenie polega na dodaniu liczby komórek obecnych w 5 centralnych kwadratach urządzenia.,
aby określić liczbę czerwonych krwinek na mikrolitr, stosuje się następujący wzór:
Liczba zliczonych komórek * współczynnik rozcieńczenia/liczba zliczonych kwadratów * objętość małego kwadratu
niektóre inne metody stosowane do zliczania do czerwonych krwinek należą:
· Hough transform-based methods – jest to automatyczna metoda stosowana do liczenia czerwonych i białych krwinek przy użyciu wizji komputerowej. Obecnie szereg zautomatyzowanych metod liczenia krwinek czerwonych, które wykorzystują .,Wprowadzono transformację hougha
· metoda oparta na progach – tworzy obraz binarny używany do uzyskania liczby czerwonych krwinek.
· metoda Watershed Transform – wykorzystuje takie techniki przetwarzania obrazu, jak filtrowanie przestrzenne, segmentacja za pomocą transformacji watershed, a także operacje morfologiczne do liczenia czerwonych krwinek w próbce.
· metoda oparta na strukturze i intensywności komórek – jest to metoda podziału pierścienia kątowego, która pociąga za sobą konwersję obrazu RGB na skalę szarości.,
mikroskopia
rozmazy krwi są używane w laboratorium do takich celów obserwacji krwinek czerwonych (dla studentów) diagnostyki laboratoryjnej malarii, a także w celu liczenia krwinek czerwonych. Można to osiągnąć po prostu poprzez mokre mocowania lub za pomocą plam, aby uzyskać lepszy widok komórek. Przygotowane rozmazy mogą być grube lub cienkie w zależności od przeznaczenia.,
* aby uzyskać prosty montaż na mokro, umieść niewielką kroplę wody na czystym szkiełku szklanym i dodaj kroplę wody destylowanej do oglądania pod mikroskopem.,071817dfcd”>· za pomocą innego szkiełka lub coverslip dotknij kropli krwi i pozwól jej rozprzestrzenić się wzdłuż jej szerokości
· popchnij szkiełko (pod kątem) płynnie do przodu, aby utworzyć cienką warstwę wzdłuż pierwszego szkiełka
gruba folia procedura:
aby utworzyć grubą folię, umieść kroplę krwi na środku przezroczystego szkiełka i za pomocą pętli drucianej lub krawędzi innego czystego szkiełka rozprowadź kroplę krwi ruchem okrężnym, aby uzyskać rozmaz o średnicy około 1 1/2 cm.,r woda destylowana, dokładnie spłukać szkiełko
· wytrzeć nadmiar wody, pochylając szkiełko pod kątem i pozostawić do wyschnięcia (osuszenie powietrzem)
· zobacz slajd pod mikroskopem (począwszy od powiększenia 10x)
więcej informacji na temat barwienia komórek
obserwacja:
w mokrym montażu czerwone komórki będą bezbarwne i można zidentyfikować kształt podobny do pączka.,
dla slajdu poplamionego Giemsą, czerwone komórki będą wyglądać na różowe z jaśniejszą częścią środkową.
jeśli pasożyty malarii są obecne, mogą być widoczne wewnątrz komórek i będą wyglądały jak małe niebieskawe pierścienie.,
Related: White Blood Cells – Leukocytes
Return to Cell Biology
Return to understanding Hematuria
Return to Blood Smear – technique
Return from Red Blood Cells to MicroscopeMaster Home
Alaa Hamouda. (2012). Automated Red Blood Cell Counting., / Align = „left” /
Daniel Cordasco i Prosenjit Bagchi. (2017). Na pamięć kształtu czerwonych krwinek. Wydawnictwo AIP.
(2014). Glukoza pozakomórkowa może pobudzać metabolizm w krwinkach czerwonych z dorsza atlantyckiego o wysokim glikemii (Gadus morhua), ale nie niskoglikemiczna rzeżucha krótkogłowa (Myoxocephalus scorpius). Journal of Experimental Biology 2014 217: 3797-3804; doi: 10.1242 / jeb.110221.
Youngchan Kim, Kyoohyun Kim i Park YongKeun. (2011)., Measurement Techniques for Red Blood Cell Deformability: Recent Advances. Open access peer-reviewed chapter.
Shrikrishna U. Kolhar. (2015). Survey on Automatic RBC Detection and Counting. ResearchGate.
Links