Definition: Was sind Rote Blutkörperchen?
Erythrozyten sind eine Art von Blutzellen, die hauptsächlich am Transport von Sauerstoff zu Körpergewebe (von der Lunge) und Kohlendioxid aus den Geweben zu den Lungen beteiligt sind, die aus dem Körper entfernt werden sollen.,
Rote Zellen zeichnen sich durch ihre flache, donutartige Form (ohne Loch) aus, die es ihnen ermöglicht, ihre Funktionen effektiv auszuführen. Im Gegensatz zu anderen Blutzellen (die die Gefäße verlassen können, um ihre Funktionen auszuführen) verbleiben rote Blutkörperchen innerhalb des Gefäßnetzes, von wo aus sie durch den Körper transportiert werden.
* Obwohl rote Blutkörperchen am Sauerstofftransport beteiligt sind, verwenden sie keinen Sauerstoff, den sie zur Atmung transportieren.,
* Die Wörter“ Erythrozyten „und“ rote Blutkörperchen “ werden in diesem Artikel austauschbar verwendet.
Funktion der roten Blutkörperchen
Wie bereits erwähnt, sind rote Blutkörperchen hauptsächlich am Gasaustausch bei Tieren beteiligt. Bevor Sie sich den Prozess des Gasaustausches ansehen, wie er von diesen Zellen durchgeführt wird, ist es wichtig zu verstehen, wie sie an ihre Funktion angepasst sind.,
Struktur und Anpassung der Roten Blutkörperchen an ihre Funktion
Eine der wichtigsten Anpassungen der roten Blutkörperchen ist ihre allgemeine Form.
Im Allgemeinen sind Erythrozyten wie ein Donut geformt, ohne ein Loch in der Mitte. Dies ist eine wichtige Anpassung, die es der Zelle ermöglicht, Sauerstoffmoleküle effektiv zu transportieren.,
Abgesehen von ihrer allgemeinen Form, die perfekt zu ihrer Funktion passt, wurde gezeigt, dass rote Zellen auch in der Lage sind, auf diese bikonkave scheibenförmige Form zurückzukehren, nachdem sie äußeren Kräften ausgesetzt wurden, die zu Deformationen führen.
Diese Fähigkeit, solche Verformungen (sowohl in vivo als auch in vitro) zu ertragen, wurde ihrer Struktur, ihrem Verhältnis von Oberfläche zu Volumen sowie verschiedenen mechanischen Eigenschaften zugeschrieben., Während rote Blutkörperchen eine sehr dünne Membran haben, besteht die Membran aus einer Lipiddoppelschicht, die an ein zytoskeletales Netzwerk gebunden ist.
Mit dieser Eigenschaft roter Zellen können sie Kräften standhalten, die sonst zu Verformungen führen können. Andererseits trägt die innere Flüssigkeitsmatrix der Zelle sowie die Verbundmembran zum viskoelastischen Verhalten der roten Zellen bei, wodurch sie wiederum durch kleinere Räume reisen können.,
* Aufgrund ihrer Fähigkeit, nach verschiedenen Kräften wieder in ihre bikonkave Form zurückzukehren, sollen Erythrozyten ein Formgedächtnis haben. Dies betrifft jedoch nicht nur die allgemeine Form der Zelle. Es wurde vielmehr gezeigt, dass Membranelemente auch in ihre ursprüngliche Position in der Zelle zurückkehren.
* Rote Blutkörperchen können sich aufgrund ihrer viskoelastischen Eigenschaft durch sehr dünne Kapillaren quetschen, um Sauerstoff zuzuführen und Kohlendioxid zu entfernen.,
* Die bikonkave Form der roten Blutkörperchen trägt zur Maximierung der für die Sauerstoffaufnahme erforderlichen Gesamtoberfläche bei.
Rote Blutkörperchen haben keinen Kern
Während die roten Blutkörperchen solcher Tiere wie fische und Vögel haben inaktive Kerne, Erythrozyten beim Menschen und eine Reihe anderer Tiere haben keine Kerne oder einen Kern., Dadurch können die Zellen mehr Hämoglobin enthalten, das am Transport von Sauerstoffmolekülen beteiligt ist.
Im Gegensatz zu den anderen Zellen im Körper bestehen rote Blutkörperchen aus bekannten Pigmenten und Hämoglobin (bestehend aus 4 Hämen (die Erythrozyten die rote Farbe verleihen) und einem Globinprotein). Hier heften sich die vier Häme an ein einzelnes Protein, um eine Polypeptidkette zu bilden. Es ist diese besondere Struktur, die es der Zelle ermöglicht, Sauerstoff zu transportieren und zu anderen Körperzellen zu transportieren.,
* Laut einer Studie, die am Whitehead Institute durchgeführt wurde, wurde gezeigt, dass bei Annäherung der roten Säugetierzellen an die Reife eine Form der Zellteilung dazu führt, dass der Kern aus der Zelle ausgestoßen wird. Hier zieht sich ein Ring aus Aktinin zusammen und kneift schließlich den Teil der Zelle ab, der den Kern enthält. Dieses Segment der Zelle wird dann durch Makrophagen zerstört.
* Rote Blutkörperchen haben keinen Kern und reproduzieren sich daher nicht/Zellteilung.,
* Durch das Hämoglobin in der Zelle kann eine einzelne Zelle 4 Sauerstoffmoleküle transportieren.
* Es wurde auch gezeigt, dass das Fehlen eines Kerns das Gesamtgewicht der roten Zellen verringert, wodurch sie sich beim Transport von Sauerstoff schneller bewegen können.
Es wurde auch gezeigt, dass Makrophagen an der Hämatopoese beteiligt sind, wo sie Signale erzeugen, die die Differenzierung und Proliferation engagierter Vorläufer auslösen.,
Nach durchschnittlich 120 Tagen Zirkulation werden alte rote Blutkörperchen durch Einwirkung von Makrophagen (Phagozytose) aus dem Kreislauf entfernt. Daher spielen Makrophagen (aus Milz und Leber) eine entscheidende Rolle im Leben der roten Blutkörperchen von dem Moment an, in dem sie produziert werden, bis zu ihrem Tod.
Während rote Blutkörperchen nicht in der Lage sind, sich zu vermehren/zu teilen, werden jede Sekunde bis zu 2 Millionen Zellen im Knochenmark produziert, wodurch sichergestellt wird, dass eine konstante Anzahl roter Blutkörperchen erhalten bleibt., Wie Mastzellen sind Erythrozyten auch langlebige Zellen (im Vergleich zu anderen Blutzellen) mit einer Lebensdauer von etwa 120 Tagen.,
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., Infolgedessen verlassen sie sich auf anaerobe Atmung für Energie. Andererseits fehlt ihnen das endoplasmatische Retikulum (E. R) und sie synthetisieren daher keine Proteine wie andere Zellen.
Obwohl dies für Erythrozyten wie ein Nachteil klingen mag, ist es ein großer Vorteil in Bezug auf ihre Funktion, da sie nicht den Sauerstoff verwenden, den sie tragen. Vielmehr können sie Energie aus der anaeroben Atmung nutzen, da sie den gesamten Sauerstoff, den sie tragen, zu anderen Zellen transportieren, die ihn benötigen. Dadurch wird sichergestellt, dass dabei kein Sauerstoff verschwendet wird.,
Da Erythrozyten keine Mitochondrien haben, fehlen ihnen auch die oxidativen Enzyme, die für die aerobe Atmung benötigt werden. Aus diesem Grund wird der Embden-Meyerhof-Weg verwendet, um Glukose zu verarbeiten und so Energie zu gewinnen. Dies ist ein anaerober Energieproduktionsprozess, bei dem Glykogen in Abwesenheit von Glukose verwendet wird.
* Während rote Blutkörperchen keine Eiweiße haben, in denen Proteine synthetisiert werden, haben sie ein Protein, das es ihnen ermöglicht, ihre Funktion effektiv auszuführen.,
Transport von Gasen durch rote Blutkörperchen
Für eine Mehrheit von Tieren ist Sauerstoff zum Zwecke der Atmung notwendig. Das heißt, Sauerstoff wird für die Energieerzeugung benötigt. Gleichzeitig muss Kohlendioxid, das durch diesen Prozess erzeugt wird (aerobe Atmung), aus dem Körper entfernt werden, um Schäden an Körperorganen zu vermeiden., Hier dienen rote Blutkörperchen der Rolle eines spezialisierten Transportsystems dieser Gase zu und von den Lungen und anderen Körpergeweben.
* etwa 1,5 Prozent Sauerstoff löst sich im Blutplasma
In der Lunge erfolgt der Gasaustausch durch einen als Diffusion bekannten Prozess. Hier bewegen sich Gase aus dem Bereich hoher Konzentration in einen Bereich niedriger Konzentration. Da das Blut aus dem Körper im Vergleich zu dem in der Lunge eine niedrige Sauerstoffkonzentration aufweist, diffundiert Sauerstoff aufgrund des Konzentrationsgradienten zum Blut.,
Hier bindet Hämoglobin in den roten Zellen an den Sauerstoff. Da Hämoglobin vier Häme enthält, kann es vier Sauerstoffmoleküle tragen und transportieren (und somit kann jede Zelle vier Sauerstoffmoleküle tragen). Bei gesunden Personen liegt die Hämoglobinsättigung zwischen 95 und 99 Prozent. Dies bedeutet, dass fast alle Häm-Einheiten an Sauerstoffmoleküle gebunden sind.,
Hämoglobin + Sauerstoff = Oxyhämoglobin
* Die Bindung von Sauerstoff an die Häm-Gruppen bewirkt, dass Blut, das Sauerstoff trägt, im Vergleich zu desoxygeniertem Blut hell erscheint.
* Da das erste Sauerstoffmolekül bindet, führt dies zu Konformationsänderungen im Hämoglobin, was wiederum die Bindung der anderen drei Moleküle erleichtert.,
Da die Bindung von Sauerstoffmolekülen an Hämoglobin reversibel ist, wird Sauerstoff durch Diffusion und Partialdruck leicht vom Hämoglobin dissoziiert. Wie bereits erwähnt, bewegt sich Sauerstoff von einem Bereich hoher Konzentration in einen Bereich niedriger Konzentration. Da Blut aus der Lunge im Vergleich zu Gewebe eine hohe Sauerstoffkonzentration aufweist, bewegt sich Sauerstoff durch Diffusion von Blut zu Gewebe.
Während ein großer Prozentsatz des Sauerstoffs durch rote Blutkörperchen im Körper transportiert wird, ist dies bei Kohlendioxid nicht der Fall., Hier werden etwa 20 Prozent des Gases (Kohlendioxid) von roten Blutkörperchen in die Lunge transportiert.
Im Gegensatz zu Sauerstoff, der an Hämoglobin bindet, bindet Kohlendioxid an die auf dem Globinteil vorhandenen Aminosäure-Moi, um Carbaminohämoglobin zu bilden.
Im Vergleich zu roten Blutkörperchen, die Sauerstoff tragen, neigen Erythrozyten, die Kohlendioxid tragen, dazu, dunkler zu sein (dunkelbraun). Wie bei Sauerstoff ist jedoch die Bindung und Dissoziation als Folge von Partialdruck., Hier bewegen sich die Gase von einem Bereich mit hoher Konzentration des Gases in den Bereich mit niedrigerer Konzentration.
In den Lungenkapillaren ist der Partialdruck von Kohlendioxid jedoch höher als in den Alveolen. Aus diesem Grund hat sich gezeigt, dass das Gas leicht von den roten Zellen dissoziiert und letztendlich durch die Atemmembran in die Luft diffundiert.,
Einige der anderen Mechanismen, durch die Kohlendioxid im Blut transportiert wird, umfassen:
Im Blutplasma – Kohlendioxid, das sich im Blutplasma auflöst. Dies macht etwa 10 Prozent des Kohlendioxids aus.
Bicarbonatpuffer-Dazu gehört Kohlendioxid, das in die Kapillaren und folglich in die roten Zellen diffundiert. Dieses Kohlendioxid wird als Bicarbonat transportiert und macht etwa 70 Prozent des gesamten im Blut transportierten Kohlendioxids aus.,
* Im Vergleich zu Kohlendioxid dissoziiert Kohlenmonoxid nicht ohne weiteres vom Hämoglobin. Es hat eine größere Affinität für Hämoglobin als Sauerstoff und bindet daher leicht an Hämoglobin, wenn es vorhanden ist. Infolgedessen verhindert es die Bindung und den Transport von Sauerstoff zu Körpergeweben, was zu einer Kohlenmonoxidvergiftung führt.
Anzahl der roten Blutkörperchen
Im Wesentlichen ist die Anzahl der roten Blutkörperchen ein Test zur Messung der Anzahl der roten Blutkörperchen im Blut., Als Teil des vollständigen Blutbildes wird die Anzahl der roten Blutkörperchen während der allgemeinen Untersuchung sowie zur Überprüfung spezifischer Gesundheitsprobleme wie Anämie und inneren Blutungen verwendet.
Abgesehen von der Blutabstrichtechnik, die für die Anzahl der roten Blutkörperchen verwendet wird, ist das Hämozytometer eines der Geräte, die seit langem zur Messung der Anzahl der roten Blutkörperchen verwendet werden.,
Anforderungen:
- Ciliated Blut – 4% w/v sodium Ciliaten mit angepasstem pH Wert mit Citronensäure
- Ein sauberes hemocytometer
- pipette
- In ein sauberes Glas Folie/coverslip
- Trypan blau/erythrosine B
* Die Blutprobe wird verdünnt mit physiologischer Kochsalzlösung (1:200) zur Verringerung der Zahl der roten Blutkörperchen und damit das zählen zu erleichtern.,
Verfahren:
· Mischen Sie die Blutprobe mit einer Pipette mit einem der Farbstoffe (Verhältnis 1:1). Dies kann durch einfaches Mischen von etwa 10ul der Blutprobe mit 10ul eines der Farbstoffe erreicht werden.
· Legen Sie den sauberen Glasschieber/ – deckel auf das Hämozytometer.,
· Mit einer anderen sauberen Pipette die Mischung in den Spalt zwischen dem Schlitten/Deckel und dem Hämozytometer einführen – Die Kammer nicht überfüllen.
· Platzieren Sie das Hämozytometer unter dem Mikroskop und zählen Sie manuell die Anzahl der Zellen im kleinsten Raster (am zentralen Quadrat). Beim Zählen wird die Anzahl der Zellen addiert, die in den 5 zentralen Quadraten des Geräts vorhanden sind.,
Um die Anzahl der roten Blutkörperchen pro Mikroliter zu bestimmen, wird die folgende Formel verwendet:
Anzahl der gezählten Zellen * Verdünnungsfaktor/Anzahl der gezählten Quadrate * Volumen eines kleinen Quadrats
Einige der anderen Methoden zum Zählen der roten Blutkörperchen umfassen:
· Hough-transformationsbasierte Methoden – Dies ist eine automatische Methode, mit der sowohl rote als auch weiße Blutkörperchen mithilfe von Computer Vision gezählt werden. Derzeit ist eine Reihe von automatisierten roten Blutkörperchen Zählmethoden, die verwenden .,Hough transform eingeführt wurden
· Thresholding Basierte Methode – Erzeugt ein binäres Bild verwendet, um die Anzahl der roten Zellen zu erhalten.
· Wasserscheidentransformationsbasierte Methode – Verwendet Bildverarbeitungstechniken wie räumliche Filterung, Segmentierung unter Verwendung der Wasserscheidentransformation sowie morphologische Operationen, um rote Zellen in einer Probe zu zählen.
· Zellstruktur – und intensitätsbasierte Methode-Dies ist die Winkelringrationsmethode, bei der ein RGB-Bild in Graustufen konvertiert wird.,
Mikroskopie
Blutabstriche werden im Labor zur Beobachtung roter Blutkörperchen (für Studenten) verwendet Labordiagnostik von Malaria sowie zum Zählen roter Blutkörperchen. Dies kann einfach durch nasse Halterungen oder durch Verwendung von Flecken erreicht werden, um eine bessere Sicht auf die Zellen zu erhalten. Die vorbereiteten Abstriche können je nach Verwendungszweck entweder dick oder dünn sein.,
* Legen Sie für eine einfache Nasshalterung einen kleinen Wassertropfen auf einen sauberen Glasschieber und geben Sie einen Tropfen destilliertes Wasser unter das Mikroskop.,071817dfcd“>· Berühren Sie mit einer anderen Glasscheibe oder einem anderen Deckblatt den Blutstropfen und lassen Sie ihn sich entlang seiner Breite ausbreiten
· Drücken Sie die Folie (in einem Winkel) sanft nach vorne, um einen dünnen Film entlang der ersten Glasscheibe zu erstellen
Dickschichtverfahren:
Um einen dicken Film zu bilden, legen Sie einen Blutstropfen in die Mitte eines klaren Glasschiebers und verteilen Sie den Blutstropfen mit einer Drahtschlaufe oder Kante eines anderen sauberen Schlittens in kreisenden Bewegungen, um einen Abstrich von etwa 1 1/2 cm Durchmesser zu erhalten.,r destilliertem wasser, sorgfältig spülen die rutsche
· Wischen sie überschüssiges wasser durch lehnen die rutsche in einem winkel und lassen sie es trocknen (luft-trocken)
· Ansicht die folie unter dem mikroskop (beginnend mit 10x vergrößerung)
Mehr informationen über Zelle Färbung
Beobachtung:
In eine nasse halterung, rote zellen erscheinen farblos und die donut-wie form kann identifiziert werden.,
Für eine mit Giemsa gefärbte Folie erscheinen rote Zellen rosa mit einem helleren Mittelteil.
Wenn Malariaparasiten vorhanden sind, können sie in den Zellen gesehen werden und erscheinen wie winzige bläuliche Ringe.,
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., ResearchGate.
Daniel Cordasco und Prosenjit Bagchi. (2017). Auf dem Formgedächtnis der roten Blutkörperchen. AIP Publishing.
William R. Driedzic, Kathy A. Clow, und Connie E. Kurz. (2014). Extrazelluläre Glukose kann den Stoffwechsel in roten Blutkörperchen durch hohen glykämischen atlantischen Kabeljau (Gadus morhua), aber nicht durch niedrigen glykämischen kurzhornigen Sculpin (Myoxocephalus scorpius) ankurbeln. Journal of Experimental Biology 2014 217: 3797-3804; doi: 10.1242/jeb.110221.
Youngchan Kim, Kyoohyun Kim und YongKeun Park. (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