Informatie

40.2B: Rode bloedcellen - Biologie


Rode bloedcellen, gemaakt van beenmergstamcellen, zijn cruciaal voor de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide door het hele lichaam.

leerdoelen

  • Leg de structuur en functie van rode bloedcellen uit

Belangrijkste punten

  • Rode bloedcellen, of erytrocyten, krijgen hun kleur van het ijzerbevattende eiwit hemoglobine dat zuurstof van de longen naar het lichaam transporteert en koolstofdioxide terug naar de longen.
  • Bij de meeste zoogdieren hebben erytrocyten geen organellen (bijv. kern, mitochondriën); dit maakt ruimte vrij voor de hemoglobinemoleculen en voorkomt dat de cel de zuurstof gebruikt die het vervoert.
  • Ongewervelde dieren gebruiken verschillende pigmenten, zoals hemocyanine (een blauwgroen, koperhoudend eiwit), chloorcruorine (een groen gekleurd, ijzerhoudend pigment) en hemerythrine (een rood, ijzerhoudend eiwit), om zuurstof te binden en te transporteren. .
  • Rode bloedcellen hebben een verscheidenheid aan oppervlakteglycoproteïnen en glycolipiden die resulteren in de verschillende bloedgroepen A, B en O.
  • De gemiddelde levensduur van een rode bloedcel is 120 dagen, op dat moment breken de lever en de milt ze af voor recycling.

Sleutelbegrippen

  • hemoglobine: ijzerbevattende stof in rode bloedcellen die zuurstof van de longen naar de rest van het lichaam transporteert; het bestaat uit een eiwit (globuline) en heem (een porfyrinering met ijzer in het midden)
  • hemolymfe: een circulerende vloeistof in de lichamen van sommige ongewervelde dieren die het equivalent is van bloed
  • anucleaat: van een cel die geen kern heeft
  • erytrocyt: een anucleaire cel in het bloed die betrokken is bij het transport van zuurstof, een rode bloedcel genoemd vanwege de rode kleur van hemoglobine

Rode bloedcellen

Rode bloedcellen of erytrocyten (erythro- = "rood"; -cyte = "cel"), gespecialiseerde cellen die door het lichaam circuleren en zuurstof aan andere cellen leveren, worden gevormd uit stamcellen in het beenmerg. Bij zoogdieren zijn rode bloedcellen kleine, biconcave cellen die op volwassen leeftijd geen kern of mitochondriën bevatten; ze zijn slechts 7-8 µm groot. Bij vogels en niet-vogelreptielen bevatten rode bloedcellen een kern.

De rode kleur van bloed komt van het ijzerbevattende eiwit hemoglobine (zie [a] in ) De belangrijkste taak van dit eiwit is het transporteren van zuurstof, maar het transporteert ook koolstofdioxide. Hemoglobine is verpakt in rode bloedcellen met een snelheid van ongeveer 250 miljoen moleculen hemoglobine per cel. Elk hemoglobinemolecuul bindt vier zuurstofmoleculen, zodat elke rode bloedcel een miljard zuurstofmoleculen draagt. Er zijn ongeveer 25 biljoen rode bloedcellen in de vijf liter bloed in het menselijk lichaam, die tot 25 sextiljoen (25 × 1021) zuurstofmoleculen op elk moment. Bij zoogdieren laat het gebrek aan organellen in erytrocyten meer ruimte over voor de hemoglobinemoleculen. Het gebrek aan mitochondriën verhindert ook het gebruik van zuurstof voor metabole ademhaling. Alleen zoogdieren hebben rode bloedcellen met een kern; sommige zoogdieren (bijvoorbeeld kamelen) hebben echter rode bloedcellen met kern. Het voordeel van genucleëerde rode bloedcellen is dat deze cellen mitose kunnen ondergaan. Anucleaire rode bloedcellen metaboliseren anaëroob (zonder zuurstof), gebruikmakend van een primitieve metabolische route om ATP te produceren en de efficiëntie van zuurstoftransport te verhogen.

Niet alle organismen gebruiken hemoglobine als de methode van zuurstoftransport. Ongewervelde dieren die hemolymfe gebruiken in plaats van bloed, gebruiken verschillende pigmenten die koper of ijzer bevatten om zich aan de zuurstof te binden. Hemocyanine, een blauwgroen, koperbevattend eiwit, wordt aangetroffen in weekdieren, schaaldieren en sommige geleedpotigen ( b). Chlorocruorin, een groen gekleurd, ijzerhoudend pigment, wordt gevonden in vier families van polychaete tubeworms. Hemerythrin, een rood, ijzerhoudend eiwit, wordt aangetroffen in sommige polychaet-wormen en ringwormen (c). Ondanks de naam bevat hemerythrin geen heemgroep; zijn zuurstofdragend vermogen is slecht in vergelijking met hemoglobine.

De kleine omvang en het grote oppervlak van rode bloedcellen zorgen voor een snelle diffusie van zuurstof en koolstofdioxide door het plasmamembraan. In de longen komt koolstofdioxide vrij terwijl zuurstof door het bloed wordt opgenomen. In de weefsels komt zuurstof vrij uit het bloed, terwijl koolstofdioxide wordt gebonden voor transport terug naar de longen. Studies hebben aangetoond dat hemoglobine ook lachgas (NO) bindt. Lachgas is een vasodilatator: een middel dat de bloedvaten verwijdt, waardoor de bloeddruk daalt. Het ontspant de bloedvaten en haarvaten, wat kan helpen bij de gasuitwisseling en de doorgang van rode bloedcellen door nauwe bloedvaten. Nitroglycerine, een hartmedicijn voor angina en hartaanvallen, wordt omgezet in NO om de bloedvaten te helpen ontspannen, waardoor de zuurstofstroom door het lichaam toeneemt.

Een kenmerk van rode bloedcellen is hun glycolipide en glycoproteïne coating; dit zijn lipiden en eiwitten waaraan koolhydraatmoleculen zijn bevestigd. Bij mensen variëren de oppervlakteglycoproteïnen en glycolipiden op rode bloedcellen van persoon tot persoon, waardoor de verschillende bloedgroepen worden geproduceerd, zoals A, B en O. Rode bloedcellen hebben een gemiddelde levensduur van 120 dagen, waarna ze worden afgebroken en gerecycled in de lever en milt door fagocytische macrofagen, een soort witte bloedcel.


Bloed

Bloed is de lichaamsvloeistof bij mensen en andere dieren die de essentiële materialen voor het leven aan de lichaamscellen levert. Het wordt soms een vloeibaar "weefsel" genoemd, omdat het, net als vaste weefsels, verschillende soorten cellen bevat die complexe functies voor het menselijk lichaam vervullen.

De componenten van bloed worden voornamelijk geproduceerd in het beenmerg, waar speciale cellen rode bloedcellen, witte bloedcellen en bloedplaatjes produceren. Zogenaamde "bloedkankers" zoals leukemie zijn eigenlijk kankers van het beenmerg. Omdat kankerweefsel gezond beenmergweefsel vervangt, kunnen geen gezonde rode bloedcellen, witte bloedcellen en bloedplaatjes worden gemaakt.

Ondanks dat het eruitziet als een simpele rode vloeistof, is bloed net zo complex als elk ander weefsel in het lichaam. Hier zullen we de functies, de componenten en enkele klinisch belangrijke kenmerken van bloed bespreken.


Anti-verouderingseiwit in rode bloedcellen helpt cognitieve achteruitgang te voorkomen

Onderzoek uitgevoerd door Qiang et al. heeft een verband ontdekt tussen een eiwit in rode bloedcellen en leeftijdsgerelateerde achteruitgang in cognitieve prestaties. Gepubliceerd in het open access tijdschrift PLOS Biologie op 17 juni 2021 toont de studie aan dat het uitputten van muizenbloed van het eiwit ADORA2B leidt tot snellere achteruitgang van het geheugen, vertragingen in de auditieve verwerking en verhoogde ontsteking in de hersenen.

Naarmate de levensverwachting over de hele wereld toeneemt, neemt ook het aantal mensen toe dat leeftijdsgerelateerde cognitieve achteruitgang zal ervaren. Omdat de hoeveelheid zuurstof in het bloed ook afneemt met de leeftijd, veronderstelde het team dat veroudering in de hersenen van nature op een afstand zou kunnen worden gehouden door adenosinereceptor A2B (ADORA2B), een eiwit op het membraan van rode bloedcellen waarvan bekend is dat het helpt bij de afgifte van zuurstof uit de bloedcellen zodat het door het lichaam kan worden gebruikt. Om dit idee te testen, creëerden ze muizen die ADORA2B in hun bloed misten en vergeleken gedrags- en fysiologische maatregelen met controlemuizen.

Het team ontdekte dat naarmate de muizen ouder werden, de kenmerken van cognitieve achteruitgang - slecht geheugen, gehoorstoornissen en ontstekingsreacties in de hersenen - allemaal groter waren bij de muizen zonder ADORA2B dan bij de controlemuizen. Bovendien waren de gedrags- en fysiologische effecten bij jonge muizen zonder ADORA2B na een periode van zuurstofgebrek veel groter dan bij normale jonge muizen.

Zo wordt veroudering in de hersenen op natuurlijke wijze verminderd door ADORA2B, wat helpt om zuurstof naar de hersenen te krijgen wanneer dat nodig is. Verdere tests zullen nodig zijn om te bepalen of ADORA2B-niveaus van nature afnemen met de leeftijd en of behandeling met geneesmiddelen die ADORA2B activeren de cognitieve achteruitgang bij normale muizen kan verminderen.

Dr. Xia, de leider van de studie, merkte op: "Rode bloedcellen hebben een onvervangbare functie om zuurstof te leveren om de bio-energetica van elke afzonderlijke cel in ons lichaam te behouden. Hun functie in leeftijdsgerelateerde cognitie en gehoorfunctie blijft echter grotendeels onbekend. Onze bevindingen onthullen dat de ADORA2B-signaalcascade van rode bloedcellen de vroege aanvang van leeftijdsgerelateerde achteruitgang in cognitie, geheugen en gehoor bestrijdt door de zuurstofafgifte bij muizen te bevorderen en onmiddellijk meerdere nieuwe verjongende doelen te markeren".

Peer-reviewed experimentele cellen

Gebruik in uw berichtgeving deze URL's om toegang te geven tot de vrij beschikbare artikelen in: PLOS Biologie: http://journals. plos. org/plosbiology/ artikel?id= 10. 1371/ tijdschrift. pbio. 3001239

Visum: Qiang Q, Manalo JM, Sun H, Zhang Y, Song A, Wen AQ, et al. (2021) Erytrocyt-adenosine A2B-receptor voorkomt cognitieve en auditieve disfunctie door hypoxische en metabole herprogrammering te bevorderen. PLoS Biol 19 (6): e3001239. https://doi. org/ 10. 1371/ tijdschrift. pbio. 3001239

Financiering: Dit werk wordt ondersteund door National Institutes of Health Grants HL136969S (naar YX) en HL136969 (naar YX en YZ) McGovern Scholar Funds (naar YX) The Bob and Hazel Casey Endowment of University of Texas Health Science Center-McGovern Medical School ( naar REK) National Institutes of Health Grants HL146442, HL149714, HL148151, HL150032 (naar ADA). De financiers hadden geen rol bij het ontwerp van de studie, het verzamelen en analyseren van gegevens, de beslissing om het manuscript te publiceren of de voorbereiding van het manuscript.

Concurrerende belangen: De auteurs hebben verklaard dat er geen concurrerende belangen bestaan.

Vrijwaring: AAAS en EurekAlert! zijn niet verantwoordelijk voor de juistheid van persberichten die op EurekAlert! door bijdragende instellingen of voor het gebruik van informatie via het EurekAlert-systeem.


Rode bloedcellen hebben geen kern

Terwijl de rode bloedcellen van dieren zoals vissen en vogels inactieve kernen hebben, hebben erytrocyten bij mensen en een aantal andere dieren geen kernen of een kern. Hierdoor kunnen de cellen meer hemoglobine bevatten dat betrokken is bij het transport van zuurstofmoleculen.

In tegenstelling tot de andere cellen in het lichaam, bestaan ​​rode bloedcellen uit bekende pigmenten en hemoglobine (samengesteld uit 4 hemes (die erytrocyten de rode kleur geven) en een globine-eiwit). Hier hechten de vier hemes zich aan een enkel eiwit om een ​​polypeptideketen te vormen. Het is deze specifieke structuur die het de cel mogelijk maakt om zuurstof te vervoeren en naar andere lichaamscellen te transporteren.

* Volgens een onderzoek dat werd uitgevoerd in het Whitehead Institute, werd aangetoond dat wanneer de rode bloedcellen van zoogdieren de volwassenheid naderen, een vorm van celdeling ertoe leidt dat de kern uit de cel wordt uitgestoten. Hier trekt een ring van actinefilament samen en knijpt uiteindelijk het deel van de cel af dat de kern bevat. Dit segment van de cel wordt vervolgens vernietigd door macrofagen.

* Rode bloedcellen hebben geen celkern en planten zich dus niet voort/celdeling.

* De hemoglobine in de cel zorgt ervoor dat een enkele cel 4 moleculen zuurstof kan vervoeren.

* Het is ook aangetoond dat de afwezigheid van een kern het totale gewicht van rode bloedcellen vermindert, waardoor ze sneller kunnen bewegen terwijl ze zuurstof transporteren.

Van macrofagen is ook aangetoond dat ze betrokken zijn bij hematopoëse, waar ze signalen produceren die de differentiatie en proliferatie van toegewijde voorlopers veroorzaken.

Na gemiddeld 120 dagen circulatie worden oude rode bloedcellen door inwerking van macrofagen uit de circulatie verwijderd (fagocytose). Daarom spelen macrofagen (uit de milt en lever) een cruciale rol in het leven van rode bloedcellen vanaf het moment dat ze worden aangemaakt tot het moment dat ze sterven.

Hoewel rode bloedcellen niet in staat zijn tot reproductie/celdeling, worden er elke seconde maar liefst 2 miljoen cellen in het beenmerg geproduceerd, wat ervoor zorgt dat een constant aantal rode bloedcellen behouden blijft. Net als mestcellen zijn erytrocyten ook langlevende cellen (in vergelijking met andere bloedcellen) met een levensduur van ongeveer 120 dagen.

Een deel van het materiaal dat nodig is voor de productie van rode bloedcellen zijn:


Bloedcellen

Bloed is een bindweefsel dat door het lichaam van veel dieren stroomt en gassen, voedingsstoffen, afvalproducten en hormonen door het lichaam transporteert. Is het ook belangrijk voor een aantal andere functies, zoals het reguleren van de vloeistof die de cellen omringt, het verminderen van vochtverlies na een blessure, het reguleren van de lichaamstemperatuur en het afweersysteem.

Ten opzichte van water is bloed een stroperige vloeistof vanwege de hoeveelheid eiwitten, rode bloedcellen en andere verbindingen die het bevat. Het dankt zijn levendige rode kleur aan hemoglobine, een eiwit dat in de rode bloedcellen wordt aangetroffen en dat zich aan zuurstof bindt en de efficiëntie van het zuurstoftransport door het lichaam verhoogt.

De inhoud van het bloed kan in twee groepen worden verdeeld. De ene groep wordt de “gevormde elementen” genoemd, die voor 99,9% uit rode bloedcellen bestaat, maar ook uit witte bloedcellen en bloedplaatjes (belangrijke componenten van het immuunsysteem en de bloedstolling) . De andere helft van het bloed staat bekend als plasma en bevat ongeveer 92% water, plasma-eiwitten en andere opgeloste stoffen zoals elektrolyten en organisch afval.

Rode bloedcellen

Rode bloedcellen (RBC) zijn verantwoordelijk voor het transport van zuurstof door het lichaam en hun betekenis wordt bewezen door het feit dat ze bijna de helft van het totale bloedvolume uitmaken. Ze zitten boordevol hemoglobine, dat ongeveer 95% uitmaakt van de eiwitten die in rode bloedcellen worden aangetroffen.

Structureel hebben rode bloedcellen de vorm van een donut zonder het gat. Deze vorm creëert een groot oppervlak dat helpt om de efficiëntie van de zuurstofuitwisseling tussen het bloed en de weefselcellen te vergroten. Hun vorm maakt het ook gemakkelijker voor hen om door dunne haarvaten te reizen, omdat ze meer kunnen buigen en op elkaar kunnen stapelen.

Een ander belangrijk kenmerk van rode bloedcellen bij zoogdieren is dat ze geen kern of organellen hebben, een van de weinige dierlijke of plantaardige cellen die dergelijke kenmerken missen. Er is een zekere mate van variatie tussen zoogdiersoorten, maar over het algemeen zijn de kern en organellen afwezig in de rode bloedcellen.

Hemoglobine

Hemoglobine is een van de belangrijkste en meest voorkomende eiwitten in het lichaam. Het is een bolvormig eiwit in de vorm van een bol en is gevormd uit vier subeenheid-eiwitten, elk met een haemgroep in het midden. De haemgroep is een molecuul in het midden van het eiwit en heeft een ijzerion, Fe 2+ , in het midden. De haemgroep is in staat om omkeerbaar te binden aan zuurstof en daarom is hemoglobine zo nuttig voor het transporteren van zuurstof door het lichaam.

de Fe 2+ ion trekt zuurstof aan, maar het eiwit rond de Fe 2+ ion voorkomt dat de zuurstof zich bindt en FeO of roest wordt. Veranderingen in de vorm van het eiwit beïnvloeden hoe strak of los zuurstof bindt aan het haem, afhankelijk van hoe dicht de O2 komt bij het ijzer in het heemmolecuul.

Witte bloedcellen

De witte bloedcellen of leukocyten vertonen een veel grotere variatie dan de rode bloedcellen en ze vervullen vaker wel dan niet een breed scala aan functies die het immuunsysteem helpen versterken. Ze verschillen aanzienlijk van rode bloedcellen doordat ze kernen en andere organellen hebben en geen hemoglobine bevatten.

Er zijn een aantal verschillende soorten witte bloedcellen, zoals neutrofielen, basofielen, eosinofielen en lymfocyten. Elk ander type witte bloedcel vervult een andere reeks functies. Neutrofiele cellen komen het meest voor en vormen tot 70% van de witte bloedcellen. Ze zijn een belangrijk onderdeel van het ontstekingssysteem en zijn de cellen die verantwoordelijk zijn voor de vorming van pus. Basofiele cellen geven verbindingen af, zoals histamine, die het herstelproces van beschadigd weefsel helpen.

Eosinofielen zijn een type cel dat bekend staat als fagocyten, wat in feite betekent dat ze stoffen opslokken die vaak lichaamsvreemd zijn, zoals bacteriën, maar ook de afbraakcomponenten van lichaamsverbindingen, zoals dode cellen. Elke eosinofiel heeft bepaalde antilichamen, verbindingen aan de buitenkant van de cellen die de cel aantrekken naar specifieke verbindingen, die kunnen worden aangetroffen op de cellen van bacteriën of de afbraakcomponenten van beschadigd weefsel. Macrofaagcellen zijn grote generalistische fagocyten.

Lymfocyten zijn zeer specifieke verdedigingscellen en zijn cruciaal voor het adaptieve immuunsysteem van zoogdieren en hogere dieren. Lymfocytcellen omvatten T-cellen, B-cellen en Natural Killer-cellen.

Bloed plasma

Het bloedplasma bevat een aantal belangrijke verbindingen zoals eiwitten, water en elektrolyen. De meest voorkomende plasma-eiwitten zijn de albuminen die verantwoordelijk zijn voor het handhaven van de osmotische druk van het bloed. Zonder albuminen zou het bloed meer lijken op de consistentie van water. Het vergroten van de dikte van het bloed vermindert de hoeveelheid vloeistof die van buiten de haarvaten in de bloedbaan komt.

Globulinen zijn het op één na meest voorkomende eiwit in het bloedplasma. Deze omvatten de immunoglobines die een belangrijk onderdeel van het immuunsysteem zijn en ook belangrijk zijn voor het transport van hormonen en andere verbindingen door het lichaam. Fibrinogeen vormt het grootste deel van de resterende eiwitten in het bloed en is de verbinding die verantwoordelijk is voor de bloedstolling om bloedverlies te helpen voorkomen.

Vervoer van bloed

Bloed wordt door het lichaam getransporteerd via slagaders, haarvaten en aders. Slagaders voeren het bloed weg van het hart en aders voeren het terug. Haarvaten zijn zeer fijne bloedvaten die bloed door de verschillende weefsels van het lichaam transporteren. Druk- en osmotische gradiënten tussen de haarvaten en de vloeistof buiten de haarvaten zorgen voor de overdracht van bloed tussen de twee.

Wanneer bloed uit het hart wordt gepompt, is de druk in de haarvaten veel groter dan de externe druk en wordt het bloed uit de haarvaten geperst om de druk te verminderen. Terwijl het bloed door het lichaam stroomt, neemt de druk geleidelijk af door de beweging van bloed uit de haarvaten. De osmotische druk dwingt vloeistof in de haarvaten zodra de druk in de haarvaten is verminderd.

Nieuwe bloedcellen

Hematopoëse is de vorming van nieuwe bloedcellen. Het begint met stamcellen, bekend als hemocytoblasten, die het potentieel hebben om elk type bloedcel te vormen. Het proces vindt meestal plaats in het beenmerg, maar er kan enige uiteindelijke differentiatie optreden in het bloed en weefsel.

Elke stamcel ondergaat een aantal fasen, waarbij elke fase een andere voorlopercel produceert dan de vorige fase. De route die een bepaalde cel kan volgen, hangt af van de aanwezige verbindingen, zoals hormonen, die van invloed zijn op hoe een cel zich zal differentiëren. Aan het einde van het proces wordt een volledig gedifferentieerde rode, witte of trombocytencel gevormd.

GRATIS cursus van 6 weken

Voer uw gegevens in om toegang te krijgen tot onze GRATIS 6-weekse introductie tot biologie e-mailcursus.

Leer over dieren, planten, evolutie, de levensboom, ecologie, cellen, genetica, biologie en meer.

Succes! Er is een bevestigingsmail verzonden naar het e-mailadres dat u zojuist heeft opgegeven. Controleer je e-mail en zorg ervoor dat je op de link klikt om te beginnen met onze 6-weekse cursus.

Basisbiologie: een inleiding

Ook verkrijgbaar bij Amazon, Book Depository en alle andere goede boekhandels.


Rode bloedcellen: de vergeten speler bij hemostase en trombose

Nieuw bewijs heeft een al lang bestaande maar onterecht vergeten interesse gewekt in de rol van erytrocyten, of rode bloedcellen (RBC's), bij de bloedstolling en zijn aandoeningen. Deze review vat het meest recente onderzoek samen dat de betrokkenheid van RBC's bij hemostase en trombose beschrijft. Er zijn zowel kwantitatieve als kwalitatieve veranderingen in rode bloedcellen die bloedingen en trombose beïnvloeden, evenals interacties van rode bloedcellen met cellulaire en moleculaire componenten van het hemostatische systeem. De veranderingen in RBC's die hemostase en trombose beïnvloeden, omvatten RBC-tellingen of hematocriet (modulerende bloedreologie door viscositeit) en kwalitatieve veranderingen, zoals vervormbaarheid, aggregatie, expressie van adhesieve eiwitten en fosfatidylserine, afgifte van extracellulaire microvesikels en hemolyse. De pathogene mechanismen die betrokken zijn bij trombotische en hemorragische risico's omvatten variabele hechting van RBC's aan de vaatwand, die afhangt van de functionele toestand van RBC's en/of endotheel, modulatie van bloedplaatjesreactiviteit en bloedplaatjesmarginatie, veranderingen van de fibrinestructuur en verminderde gevoeligheid voor fibrinolyse, modulatie van de beschikbaarheid van stikstofmonoxide en de niveaus van von Willebrand-factor en factor VIII in bloed gerelateerd aan het ABO-bloedgroepsysteem. Rode bloedcellen zijn betrokken bij door bloedplaatjes aangestuurde samentrekking van stolsels en trombi, wat resulteert in de vorming van een dicht opeengepakte reeks polyedrische erytrocyten of polyhedrocyten, die een bijna ondoordringbare barrière omvat die belangrijk is voor hemostase en wondgenezing. Het herziene idee van het belang van RBC's is grotendeels gebaseerd op klinische en experimentele associaties tussen RBC's en trombose of bloedingen, wat impliceert dat RBC's een prospectief therapeutisch doelwit zijn bij hemostatische en trombotische aandoeningen.

trefwoorden: bloedstolling erytrocyten hemostase rode bloedcellen trombose.

© 2018 Internationale Vereniging voor Trombose en Hemostase.

Figuren

Potentiële bijdragen van normale en…

Mogelijke bijdragen van normale en abnormale RBC's aan arteriële en veneuze trombose/trombo-embolie. (…

Pro-trombotische verandering van RBC's in ...

Pro-trombotische verandering van RBC's in verschillende ziektetoestanden en tijdens opslag. Z/V =…

Driedimensionale confocale microscopiebeelden van...

Driedimensionale confocale microscopiebeelden van een inheemse biconcave RBC ( EEN ) en…


Angiogenese wordt gecontroleerd door factoren die worden vrijgegeven door de omliggende weefsels

Bijna elke cel, in bijna elk weefsel van een gewerveld dier, bevindt zich binnen 50� μm van een capillair. Welk mechanisme zorgt ervoor dat het stelsel van bloedvaten zich vertakt tot in alle hoeken en gaten? Hoe wordt het zo perfect aangepast aan de lokale behoeften van de weefsels, niet alleen tijdens de normale ontwikkeling maar ook in allerlei pathologische omstandigheden? Verwonding veroorzaakt bijvoorbeeld een uitbarsting van capillaire groei in de buurt van de schade, om te voldoen aan de hoge metabolische vereisten van het herstelproces (Figuur 22-27). Lokale irriterende stoffen en infecties veroorzaken ook een proliferatie van nieuwe haarvaten, waarvan de meeste achteruitgaan en verdwijnen wanneer de ontsteking afneemt. Minder goedaardig, een klein stukje tumorweefsel geïmplanteerd in het hoornvlies, dat normaal gesproken geen bloedvaten heeft, zorgt ervoor dat bloedvaten snel naar het implantaat groeien vanaf de vasculaire rand van het hoornvlies de groeisnelheid van de tumor neemt abrupt toe zodra de bloedvaten het.

Afbeelding 22-27

Nieuwe capillaire vorming als reactie op verwonding. Scanning-elektronenmicrofoto's van afgietsels van het systeem van bloedvaten rond de rand van het hoornvlies tonen de reactie op verwonding. De afgietsels worden gemaakt door een hars in de vaten te injecteren en (meer.)

In al deze gevallen reageren de binnenvallende endotheelcellen op signalen die worden geproduceerd door het weefsel dat ze binnendringen. De signalen zijn complex, maar een belangrijke rol wordt gespeeld door een eiwit dat bekend staat als: vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF), een verre verwant van de van bloedplaatjes afgeleide groeifactor (PDGF). De regulering van de bloedvatgroei om aan de behoeften van het weefsel te voldoen, hangt af van de controle van de VEGF-productie, door veranderingen in de stabiliteit van zijn mRNA en in zijn transcriptiesnelheid. De laatste controle is relatief goed begrepen. Een tekort aan zuurstof, in praktisch elk type cel, veroorzaakt een verhoging van de intracellulaire concentratie van de actieve vorm van een genregulerend eiwit genaamd hypoxie-induceerbare factor 1 (HIF-1). HIF stimuleert de transcriptie van het VEGF-gen (en van andere genen waarvan de producten nodig zijn als er een tekort aan zuurstof is). Het VEGF-eiwit wordt uitgescheiden, diffundeert door het weefsel en werkt op nabijgelegen endotheelcellen.

De respons van de endotheelcellen omvat ten minste vier componenten. Ten eerste produceren de cellen proteasen om zich een weg te banen door de basale lamina van de oudercapillair of venule. Ten tweede migreren de endotheelcellen naar de bron van het signaal. Ten derde prolifereren de cellen. Ten vierde vormen de cellen buizen en differentiëren ze. VEGF werkt selectief in op endotheelcellen om deze hele reeks effecten te stimuleren. (Andere groeifactoren, waaronder enkele leden van de fibroblast-groeifactorfamilie, kunnen ook angiogenese stimuleren, maar ze beïnvloeden andere celtypen dan endotheelcellen.)

Naarmate de nieuwe vaten zich vormen, die bloed naar het weefsel brengen, stijgt de zuurstofconcentratie, neemt de HIF-1-activiteit af, wordt de VEGF-productie stopgezet en komt de angiogenese tot stilstand (Figuur 22-28). Zoals bij alle signaleringssystemen is het net zo belangrijk om het signaal correct uit te schakelen als om het in te schakelen. In normaal goed geoxygeneerd weefsel wordt de concentratie van HIF-1 laag gehouden door voortdurende afbraak van het HIF-1-eiwit. Deze degradatie hangt af van de ubiquitylering van het HIF-1𠅊-proces dat het product van een ander gen vereist, dat defect is in een zeldzame aandoening genaamd von Hippel-Lindau (VHL) syndroom. Mensen met deze aandoening worden geboren met slechts één functionele kopie van de VHL willekeurig in het lichaam optredende genmutaties leiden vervolgens tot cellen waarin beide genkopieën defect zijn. Deze cellen bevatten grote hoeveelheden HIF-1, ongeacht de beschikbaarheid van zuurstof, waardoor de voortdurende overproductie van VEGF wordt veroorzaakt. Het resultaat is de ontwikkeling van hemangioblastomen, tumoren die dichte massa's bloedvaten bevatten. De mutante cellen die de VEGF produceren, worden blijkbaar zelf aangemoedigd om zich te vermenigvuldigen door de overrijke voeding die wordt geleverd door de overtollige bloedvaten, waardoor een vicieuze cirkel ontstaat die de tumorgroei bevordert. Verlies van het VHL-genproduct geeft ook aanleiding tot andere tumoren evenals hemangioblastomen, door mechanismen die mogelijk onafhankelijk zijn van effecten op angiogenese.

Afbeelding 22-28

Het regulerende mechanisme dat de groei van bloedvaten regelt volgens de zuurstofbehoefte van een weefsel. Gebrek aan zuurstof triggert de afscheiding van VEGF, wat angiogenese stimuleert.


Rode bloedcellen Moleculaire biologie

We organiseerden extreem georiënteerde, multi-lamellaire stapels van menselijke rode bloedcel (RBC) membranen die op siliciumwafels werden gebruikt. RBC-ghosts werden georganiseerd door hemolyse en gebruikt op gefunctionaliseerde siliciumchips en uitgegloeid aan de multi-lamellaire RBC-membranen. Röntgendiffractie met hoge standvastigheid is gebruikt om de moleculaire structuur van de gestapelde membranen te reguleren. We hebben momenteel directe onderzoekssuggestie dat deze RBC-membranen nanometergrote velden van essentiële coiled-coil-peptiden omvatten, evenals vloeibare geordende (lo) en vloeibare ongeordende (ld) lipiden. Lamellaire afstanden, membraan- en hydratatiewatercoatingdiepten, gebieden per lipidestaart en domeingroottes waren resoluut. De wederzijdse medicijn-aspirine was een aanvulling op de RBC-membranen en begon te interageren met RBC-membranen en verdeelde zich eerder in het hoofdgroepgebied van het lo-domeinhoofd naar een fluïdisering van de membranen, dwz een dunner worden van de bilagen en een groei in lipide-staart spatiëring. Onze consequenties verdere bepaling presenteren modellen van RBC-membranen als fragmentarische structuren en bieden ongekende structurele details van de moleculaire organisatie in de veranderde domeinen.

Trefwoorden

Menselijk, Rode Bloedcel, Moleculair, X-ray, Membranen.

Korte communicatie

De aanwezigheid van bleke cellen door geen innerlijke inhoud in een bloeduitstrijkje is klassiek de onthulling van een virus. Deze cellen worden gemaakt door hemolyse en zijn genoemd als rode bloedcel (RBC) spoken gebaseerd op hun aanwezigheid onder de microscoop. RBC-geesten kunnen kunstmatig klaar zijn. De eerste verkrijgbare procedure in 1963 door Dodge, Mitchell en Hanahan verklaart het concept van het celmembraan van RBC's volledige hemolyse en was een gevaarlijke stap in de ontwikkeling van membraanproteomics en lipidomics.

Erytropoëse is een sterk afgebakend en veelzijdig proces dat elke seconde twee miljoen ontkernde rode bloedcellen (RBC's) aanmaakt. Deze RBC's moeten uiteindelijk vervormen van hun normale schijfvormige figuur met een diameter van 7 micron tot 8 micron om door te gaan met de haarvaten met een diameter van 3 micron en de endotheliale spleten van 1 micron tot 2 micron in de rode pulp van de milt. Benaderingen die zijn gemaakt op de typische RBC-levensduur van 120 dagen stellen voor dat deze cellen tijdens hun levensduur bijna 500.000 passages maken met de circulatie. Dit onderwerp herleest de membraanverschijningen (structurele eiwitten, associatie en dynamische eigenschappen) die RBC's documenteren om te socialiseren, verstoken van de realiteit, gebroken of de bloedstroom in bloedvaten of miltsinusoïden belemmerd.

RBC's zijn schijfvormig met een platter, hol centrum. Door deze biconcave vorm kunnen de cellen gemakkelijk door de smalste bloedvaten stromen. Gasconversatie door weefsels vindt plaats in haarvaten, kleine bloedvaten die slechts zo gevarieerd zijn als één cel. Veel RBC's zijn breder dan haarvaten, maar hun vorm levert de gewenste flexibiliteit om er doorheen te knijpen.

Een onderscheidende menselijke RBC heeft een diskettediameter van 6 & ndash8 micrometer en een dikte van 2 micrometer, meer dan genoeg andere menselijke cellen. Deze cellen hebben een typische capaciteit van ongeveer 90 femtoliter (fL) en hebben een oppervlakteaandeel van ongeveer 136 vierkante micrometer. Ze kunnen opzwellen tot een kompascijfer van 150 fL zonder hun celmembraan in te pakken. Wanneer de vorm verandert, remt het hun vermogen om zuurstof door te geven of bij te dragen aan de gasuitwisseling. Dit gebeurt bij mensen met sferocytische (bolvormige) bloedarmoede of sikkelcelanemie.

Hoewel RBC's gemeten cellen zijn, missen ze een kern, nucleair DNA en de meeste organellen, het endoplasmatisch reticulum en de mitochondriën meegerekend. Rode bloedcellen kunnen bijgevolg niet delen of imiteren zoals andere labiele cellen van het lichaam. Ook zij missen de mechanismen om genen te versnellen en eiwitten te produceren. Hoewel de meeste cellen chemotaxische gewoonten hebben om met het lichaam mee te nemen, worden rode bloedcellen door het lichaam ondersteund door alleen de bloedstroom en druk.

Hemoglobinedeeltjes zijn het belangrijkste element van rode bloedcellen. Hemoglobine is een speciaal eiwit dat een bindingsplaats bedekt voor het transport van zuurstof en andere deeltjes. De karakteristieke rode kleur van de RBC's is te wijten aan de spectrale bezittingen van de binding van hemische ijzerionen in hemoglobine. Respectievelijk menselijke rode bloedcellen bevatten bijna 270 miljoen van deze hemoglobine-biomoleculen, individueel ongekwalificeerde vier heemgroepen (individuele eiwitten). Hemoglobine omvat ongeveer een derde van de totale RBC-capaciteit. Dit eiwit is verantwoordelijk voor het transport van meer dan 98% van de zuurstof, terwijl de rest als gesmolten deeltjes door het plasma reist.

Hoewel er uitgebreide informatie is over de rangschikking van RBC-membranen, is kennis over de moleculaire associatie van deze mechanismen in de definitieve membranen schaars. Dit is in feite een belang van het ontbreken van geschikte onderzoeksmethoden. De warrige, fragmentarische en zeer dynamische toestand van biologische hulpbronnen belemmert bijvoorbeeld het gebruik van high-resolve-afbuigmethoden zoals bij eiwitkristallografie.

In vroege röntgenafbuigingsstudies van menselijke erytrocytenmembranen werden geesten georganiseerd die het Dodge-protocol consumeerden en werden korrels van het afsluitende onderzoek afgebeeld. Doorbuigingspatronen met lamellaire periodiciteiten tussen

70 Å werden gedetecteerd en toegewezen aan hemoglobinevrije membranen, in verdrag door onze ontdekkingen. Grote hoeveelheden hemoglobine bleken te resulteren in veel grotere lamellaire periodiciteiten van

110 Å61. De aandacht voor elektronen komt kwalitatief overeen met de aanvankelijke elektronenabsorptie die werd toegewezen aan uitgebreide, hemoglobinevrije erytrocytenmembranen. De lage helderheid en lage mate van orde in de RBC-pellets maakten op dit moment echter waarschijnlijk een meer uitputtend structureel onderzoek onmogelijk.

We organized human red blood cell membranes on a chip i.e. highly associated multi-lamellar stacks of RBC membranes applied on silicon wafers. These solid maintained RBC membranes are preferably suitable for examination using biophysical methods. Based on the protocol for the research of red blood cell ghosts, small RBC vesicles were formed and functional into functionalized silicon chips and annealed into multi-lamellar, planar membranes. Molecular structure of the RBC membranes was examined by high determination X-ray deflection.

The X-ray diffraction dimensions current straight experimental evidence that RBC membranes comprise of nanometer sized lo and ld lipid domains, as well as integral &alpha-helical coiled-coil peptide domains. The configuration of RBC&rsquos was strong minded to be 30:45:25 (lo:ld:coiled peptides), representing that around 50% of the proteins in RBC membranes are integral membrane.


Structure and Functions of Red Blood Cell

Red Blood Cell or RBC also called erythrocyte, cellular component of blood, millions of which in the circulation of vertebrates give the blood its characteristic colour and carry oxygen from the lungs to the tissues. Red blood cells (RBC) are sometime simply called red cells. Red cells contain hemoglobin and it is the hemoglobin which permits them to transport oxygen and carbon dioxide. Hemoglobin, aside from being a transport molecule, is a pigment. It gives the cell its red color.

A red blood cell is sometimes simply referred to as a red cell. It is also called an erythrocyte or, rarely today, a red blood corpuscle. The mature human red blood cell is small, round, and biconcave it appears dumbbell-shaped in profile. The cell is flexible and assumes a bell shape as it passes through extremely small blood vessels. It is covered with a membrane composed of lipids and proteins, lacks a nucleus, and contains hemoglobin—a red, iron-rich protein that binds oxygen.

Red blood cells are manufactured from the hemopoietic stem cells in the bone marrow. These cells are are known as erythtropietic bone marrow cells and are partially differentiated. When red blood cells have to be manufactured, these cells go through various phases of development until the mature red blood cell can be released into the bloodstream. The final stage of maturation requires two important vitamins – vitamin B12 and folic acid. This process of developing from erythropoietic bone marrow cells to mature red blood cells takes about 7 days.

In humans, mature red blood cells are flexible and oval biconcave disks. They lack a cell nucleus and most organelles, in order to accommodate maximum space for hemoglobin they can be viewed as sacks of hemoglobin, with a plasma membrane as the sack. Approximately 2.4 million new erythrocytes are produced per second in human adults. The cells develop in the bone marrow and circulate for about 100–120 days in the body before their components are recycled by macrophages. Each circulation takes about 60 seconds (one minute). Approximately a quarter of the cells in the human body are red blood cells. Nearly half of the blood’s volume (40% to 45%) is red blood cells.

Structure of Red Blood Cell

Red Blood Cells have an unusual structure compared to other cells in the human body. It lacks a nucleus, mitochondria or endoplasmic reticulum. However enzymes within the red blood cells allow it to produce small amounts of energy (ATP from glucose). The most important part of a red blood cell is hemoglobin, which is essentially the functional component of the cell.

Hemoglobin Structure –

Hemoglobin is the molecule that is responsible for the oxygen carrying capacity of a red blood cell. It also gives these cells a red color and is a combination of heme and globin. Heme is formed when succinyl-CoA binds with glycine to form a pyrrole molecule. Four of these pyrrole molecules combine to form protoporphyrin IX which binds with iron to form the heme molecule. Globin is a long polypeptide chain.

When a heme molecule and globin molecule combine, it forms a hemoglobin chain. There may be slight variations in the hemoglobin chains designated as alpha, beta, gamma and delta chains. Four of these chains need to combine to form the final hemoglobin molecule and the most common combination in the human body, termed hemoglobin A, is made up of two alpha and two beta chains.

Functions of Red Blood Cell

Blood has three main functions: transportation, regulation and protection. Red Blood Cells, are the most abundant cell type in the human body. Additionally, erythrocytes are anucleated, which means they don’t have a nucleus. This extra room allows for more hemoglobin to be stored in our red blood cells. Hemoglobin is a respiratory pigment, which binds to either oxygen or carbon dioxide. This allows oxygen to be transported around our body to our tissues and organs (and carbon dioxide to be taken away). Hemoglobin is largely comprised of iron, which when combined with oxygen gives blood its red color. Additionally, blood helps cycle nutrients and hormones throughout our bodies.

Blood also helps us maintain homeostasis by regulating our internal body pH and temperature as well as how much water is in our bodies at a given time. Plasma, our connective tissue matrix, is about 90% water. Blood is also vital in protecting our bodies. Blood loss is controlled with clotting mechanisms, and white blood cells provide immune response. Some other functions are:


Red Blood Cells

Red blood cells, or erythrocytes, are one of the components of blood. (The others are plasma, platelets and white blood cells.) They are continuously produced in our bone marrow. Just two or three drops of blood can contain about one billion red blood cells – in fact, that’s what gives our blood that distinctive red color.

What Is the Function of Red Blood Cells?

Red blood cells carry oxygen from our lungs to the rest of our bodies. Then they make the return trip, taking carbon dioxide back to our lungs to be exhaled.

What Does a Low Red Blood Cell Count Mean?

A low red blood cell count, known as anemia, can cause fatigue, shortness of breath, dizziness and other symptoms. If untreated, anemia can lead to serious complications. In many cases, anemia occurs when we don’t eat a nutrient rich diet choosing foods that are rich in iron and other vitamins and minerals can help raise the red blood cell count. Learn about heme iron and which foods are considered rich in iron.

Anemia can also be caused by pregnancy and certain medical conditions such as bleeding disorders and kidney disease. Talk to your doctor to determine the best course of treatment.

How Are Red Blood Cells Used in Medicine?

Red blood cells are the most commonly transfused blood component. Patients who benefit most from receiving red blood cells include those with chronic anemia resulting from kidney failure or gastrointestinal bleeding, and those with acute blood loss resulting from trauma. They can also be used to treat blood disorders such as sickle cell disease.

How Are Red Blood Cells Collected?

Red blood cells are prepared from whole blood by removing the plasma (the liquid portion of the blood). Sometimes this is done after a person donates a pint of whole blood, resulting in multiple components (red cells, plasma and platelets) that can be given to different patients. Learn more about the different components that can be obtained from a whole blood donation.

Other times, it is done during the donation itself, using a process called apheresis. In this case, only the red cells are retained and the patient’s plasma and platelets are returned to them. Some donors say that this leaves them feeling more hydrated than giving a whole blood donation.

Red cells have a shelf life of up to 42 days, depending on the type of anticoagulant used when they are stored. They can also be treated and frozen for 10 years or more.

Why Donations Are So Important

Recent studies show that there is a need for blood transfusions every 2 seconds, all of which must be collected from volunteer donors. One powerful way to help is to donate what the Red Cross calls “Power Red.” By donating Power Red, you double your impact by contributing two units of red blood cells in just one donation.