ERYTHROCYTES (SEL DARAH MERAH): CIRI, FUNGSI - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

The eritrosit , juga dikenali sebagai sel darah merah, sel-sel darah yang sangat fleksibel dan banyak cekung dua cakera berbentuk. Mereka bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen ke semua tisu badan berkat kehadiran hemoglobin di dalam sel, serta menyumbang kepada pengangkutan karbon dioksida dan keupayaan penyangga darah.

Pada mamalia, bahagian dalam eritrosit pada dasarnya terdiri daripada hemoglobin, kerana ia telah kehilangan semua petak subselular, termasuk inti. Penjanaan ATP terhad kepada metabolisme anaerob.

Erythrocytes sesuai dengan hampir 99% unsur formal yang terdapat dalam darah, sementara 1% sisanya terdiri dari leukosit dan trombosit atau trombosit. Dalam satu mililiter darah terdapat kira-kira 5.4 juta sel darah merah.

Sel-sel ini dihasilkan di sumsum tulang dan dapat hidup rata-rata 120 hari, di mana mereka dapat menempuh perjalanan lebih dari 11,000 kilometer melalui saluran darah.

Sel darah merah adalah salah satu elemen pertama yang dapat dilihat di bawah mikroskop pada tahun 1723. Namun, pada tahun 1865, penyelidik Hoppe Seyler menemui keupayaan membawa oksigen sel ini.

Ciri umum

Mereka adalah sel diskoid dengan diameter kira-kira 7.5 hingga 8.7 um dan ketebalan 1.7 hingga 2.2 um. Mereka lebih nipis di tengah sel daripada di tepi, memberikan penampilan penyelamat. Mereka mengandungi lebih daripada 250 juta molekul hemoglobin di dalamnya.

Erythrocytes adalah sel dengan fleksibiliti yang luar biasa, kerana ia mesti bergerak semasa peredaran melalui kapal yang sangat tipis, dengan diameter sekitar 2 hingga 3 um. Semasa melalui saluran ini, sel berubah bentuk dan pada akhir laluan ia kembali ke bentuk asalnya.

Oleh Jerome Walker, dari Wikimedia Commons

Cytosol

Sitosol struktur ini mengandungi molekul hemoglobin, yang bertanggungjawab untuk pengangkutan gas semasa peredaran darah. Isipadu sitosol sel adalah sekitar 94 um ³ .

Ketika matang, eritrosit mamalia kekurangan nukleus sel, mitokondria, dan organel sitoplasma lain, menjadikannya tidak mampu sintesis lipid dan protein atau fosforilasi oksidatif.

Dengan kata lain, eritrosit pada dasarnya terdiri daripada membran yang merangkumi molekul hemoglobin.

Adalah dicadangkan agar eritrosit berusaha menyingkirkan mana-mana bahagian subselular untuk memastikan ruang semaksimum mungkin untuk pengangkutan hemoglobin - dengan cara yang sama seperti kita akan berusaha membuang semua elemen dari kereta kita sekiranya kita mengangkut sebilangan besar barang.

Membran selular

Membran sel eritrosit terdiri daripada lapisan dua lipid dan rangkaian spektrin, yang bersama-sama dengan sitoskeleton, memberikan keanjalan dan kepatuhan terhadap struktur ini. Lebih daripada 50% komposisi adalah protein, lipid sedikit kurang dan bahagian selebihnya sesuai dengan karbohidrat.

Membran eritrosit adalah membran biologi yang mendapat perhatian paling banyak dan paling banyak difahami, mungkin kerana kemudahan pengasingan dan kesederhanaan relatif.

Membran mengandungi serangkaian protein integral dan periferal yang disambungkan ke lipid bilayer dan spektrin. Sambungan yang melibatkan pengikatan protein dikenali sebagai interaksi menegak dan hubungan yang melibatkan susunan spektrin dua dimensi melalui molekul aktin adalah interaksi mendatar.

Apabila salah satu interaksi menegak atau mendatar ini gagal, ia akan menghasilkan kemungkinan perubahan kepadatan spektrin, yang menyebabkan perubahan morfologi eritrosit.

Penuaan sel darah merah tercermin dalam kestabilan membran, mengurangkan keupayaan mereka untuk menampung sistem peredaran darah. Apabila ini berlaku, sistem monosit-makrofag mengenali elemen yang tidak berfungsi dengan baik, menghilangkannya dari peredaran dan mengitar semula kandungannya.

Protein membran sel

Protein yang terdapat dalam membran sel eritrosit dapat dipisahkan dengan mudah pada gel elektroforesis. Dalam sistem ini pita berikut menonjol: spektrin, ankirin, pita 3, protein 4.1 dan 4.2, saluran ion, glukoforin dan enzim gliseraldehid-3-fosfat-dehidrogenase.

Protein ini dapat dikelompokkan menjadi empat kumpulan sesuai dengan fungsinya: pengangkut membran, molekul lekatan dan reseptor, enzim dan protein yang mengikat membran dengan komponen sitoskeleton.

Protein transporter melintasi membran beberapa kali dan yang paling penting dari kumpulan ini ialah jalur 3, penukar anion klorida dan bikarbonat.

Kerana eritrosit tanpa mitokondria, kebanyakan enzim berlabuh ke membran plasma, termasuk enzim glikolisis fruktosa-bifosfat aldolase A, α-enolase, ALDOC, gliseraldehid-3-fosfat dehidrogenase, kosase fosgliserat, dan piruvat kinase. kinase.

Mengenai protein struktur, protein yang paling banyak adalah protein band 3, spektrin, ankyrin, actin dan band 4.1, manakala protein band 4.2, dematin, adduccins, tropomodulin dan tropomyosin dianggap sebagai komponen kecil dari membran.

Spectrin

Spectrin adalah protein filamen yang terdiri dari rantai alpha dan beta, yang strukturnya adalah heliks alpha.

Serat spektrin mengingatkan mata air di tilam, dan bahagian kain yang mengelilingi tilam akan mewakili membran plasma dalam contoh hipotetis ini.

Hemoglobin

Hemoglobin adalah protein kompleks dengan struktur kuarter yang disintesis dalam eritrosit dan merupakan unsur asas sel-sel ini. Ia terdiri daripada dua pasang rantai, dua alpha dan dua non-alpha (mereka boleh menjadi beta, gamma atau delta) yang dihubungkan bersama oleh ikatan kovalen. Setiap unit mempunyai kumpulan heme.

Ia mengandungi kumpulan heme dalam strukturnya dan bertanggungjawab untuk ciri warna merah darah. Mengenai ukurannya, ia mempunyai berat molekul 64,000 g / mol.

Pada individu dewasa, hemoglobin terdiri dari dua rantai alpha dan dua beta, sementara sebahagian kecil menggantikan beta dengan delta. Sebaliknya, hemoglobin janin terdiri daripada dua rantai alpha dan dua gamma.

Oleh OpenStax College, melalui Wikimedia Commons

ciri-ciri

Pengangkutan oksigen

Oksigen yang diencerkan dalam plasma darah tidak cukup untuk memenuhi tuntutan sel yang menuntut, oleh sebab itu mesti ada entiti yang bertanggungjawab untuk mengangkutnya. Hemoglobin adalah molekul protein dan merupakan pengangkut oksigen yang terbaik.

Fungsi erythrocytes yang paling penting adalah menempatkan hemoglobin di dalamnya untuk memastikan bekalan oksigen ke semua tisu dan organ tubuh, berkat pengangkutan dan pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Proses yang disebutkan tidak memerlukan perbelanjaan tenaga.

Keabnormalan

Anemia sel sabit

Anemia sel sabit atau anemia sel sabit terdiri daripada serangkaian patologi yang mempengaruhi hemoglobin, menyebabkan perubahan bentuk sel darah merah. Sel-sel mengurangkan masa paruh, dari 120 hari menjadi 20 atau 10.

Patologi berlaku oleh perubahan unik residu asid amino, glutamat untuk valin, dalam rantai beta protein ini. Keadaan ini boleh dinyatakan dalam keadaan homozigot atau heterozigotnya.

Sel darah merah yang terjejas mengambil bentuk sabit atau koma. Dalam gambar, sel darah normal dibandingkan dengan sel patologi. Selain itu, mereka kehilangan fleksibiliti ciri, sehingga mereka dapat pecah ketika berusaha menyeberangi saluran darah.

Keadaan ini meningkatkan kelikatan intraselular, mempengaruhi laluan sel darah merah yang terjejas melalui saluran darah yang lebih kecil. Fenomena ini mengakibatkan penurunan kelajuan aliran darah.

Oleh OpenStax College, melalui Wikimedia Commons

Spherositosis keturunan

Spherocytosis luka adalah gangguan kongenital yang melibatkan membran sel darah merah. Pesakit yang menghidapinya dicirikan dengan diameter yang lebih kecil dalam eritrosit dan kepekatan hemoglobin lebih besar daripada biasa. Dari semua penyakit yang mempengaruhi membran sel darah merah, ini adalah yang paling biasa.

Ia disebabkan oleh kecacatan pada protein yang menghubungkan vertikal protein sitoskeletal ke membran. Mutasi yang berkaitan dengan gangguan ini terdapat pada gen yang memberi kod untuk alpha dan beta spectrin, ankyrin, band 3, dan protein 4.2.

Individu yang terjejas sering tergolong dalam populasi Kaukasia atau Jepun. Keterukan keadaan ini bergantung pada tahap kehilangan sambungan dalam rangkaian spektrin.

Eliptositosis keturunan

Eliptositosis keturunan adalah patologi yang melibatkan perubahan yang berbeza dalam bentuk eritrosit, termasuk sel elips, bujur atau memanjang. Ini membawa kepada pengurangan keanjalan dan ketahanan sel darah merah.

Kejadian penyakit ini dari 0,03% hingga 0,05% di Amerika Syarikat dan telah meningkat di negara-negara Afrika, kerana memberikan perlindungan terhadap parasit yang menyebabkan malaria, Plasmodium falciparum dan Plasmodium vivax. Ketahanan yang sama ini dilihat pada individu dengan penyakit sel sabit.

Mutasi yang menghasilkan penyakit ini melibatkan gen yang memberi kod untuk alpha dan beta spektrin dan protein 4.2. Oleh itu, mutasi dalam alpha spectrin mempengaruhi pembentukan heterodimer alpha dan beta.

Nilai normal

Hematokrit adalah ukuran kuantitatif yang menyatakan isipadu eritrosit berhubung dengan jumlah isipadu darah. Nilai normal parameter ini berbeza mengikut jantina: pada lelaki dewasa adalah 40.7% hingga 50.3%, sementara pada wanita julat normal berkisar antara 36.1% hingga 44.3%.

Dari segi bilangan sel, pada lelaki julat normal adalah 4,7 hingga 6,1 juta sel per uL, dan pada wanita antara 4,2 dan 5,4 juta sel per uL.

Mengenai nilai hemoglobin normal, pada lelaki adalah antara 13.8 hingga 17.2 g / dL dan pada wanita dari 12.1 hingga 15.1 g / dL.

Dengan cara yang sama, nilai normal berbeza mengikut usia individu; neonatus menunjukkan nilai hemoglobin 19 g / dL dan secara beransur-ansur menurun hingga mencapai 12.5 g / dL. Semasa anak masih kecil dan masih menyusu, tahap yang diharapkan adalah dari 11 hingga 14 g / dL.

Pada remaja lelaki, akil baligh menyebabkan peningkatan dari 14 g / dL menjadi 18 g / dL. Pada kanak-kanak perempuan yang sedang berkembang, haid boleh menyebabkan penurunan zat besi.

Tahap eritrosit rendah

Apabila jumlah sel merah lebih rendah daripada nilai normal yang disebutkan di atas, ini boleh disebabkan oleh sejumlah keadaan yang heterogen. Penurunan sel darah merah dikaitkan dengan keletihan, takikardia, dan dispnea. Gejala juga merangkumi pucat, sakit kepala dan sakit dada.

Patologi perubatan yang berkaitan dengan penurunan adalah penyakit jantung dan sistem peredaran darah secara umum. Juga patologi seperti barah diterjemahkan menjadi nilai eritrosit rendah. Myelosuppression dan pancytopenia mengurangkan pengeluaran sel darah

Begitu juga, anemia dan talasemia menyebabkan penurunan sel darah ini. Anemia boleh disebabkan oleh faktor genetik (seperti anemia sel sabit) atau oleh kekurangan vitamin B12, folat, atau zat besi. Sebilangan wanita hamil mungkin mengalami gejala anemia.

Akhirnya, pendarahan berlebihan, sama ada dari luka, buasir, pendarahan haid berat, atau ulser perut, menyebabkan kehilangan sel darah merah.

Tahap eritrosit tinggi

Penyebab tahap eritrosit yang tinggi sama seperti yang berkaitan dengan tahap rendah. Keadaan menunjukkan jumlah sel darah merah yang tinggi disebut polisitemia.

Yang paling tidak berbahaya berlaku pada individu yang tinggal di kawasan tinggi, di mana kepekatan oksigen jauh lebih rendah. Juga dehidrasi, secara amnya, menghasilkan kepekatan sel darah merah.

Penyakit yang berkaitan dengan buah pinggang, sistem pernafasan dan penyakit kardiovaskular boleh menjadi penyebab peningkatannya.

Beberapa agen luaran dan tabiat berbahaya, seperti merokok, dapat meningkatkan jumlah sel darah merah. Penggunaan rokok jangka panjang menurunkan kadar oksigen dalam darah, meningkatkan permintaan dan memaksa tubuh menghasilkan lebih banyak eritrosit.

Pengambilan steroid anabolik dapat merangsang pengeluaran sel darah merah di sumsum tulang, begitu juga doping eritropoietin yang digunakan untuk mengoptimumkan prestasi fizikal.

Dalam beberapa kes anemia, ketika pasien mengalami dehidrasi, efek penurun plasma mengatasi penurunan sel darah merah, menghasilkan nilai normal yang menipu. Patologi menjadi terang apabila pesakit terhidrat dan nilai eritrosit rendah yang tidak normal dapat dibuktikan.

Rujukan

1. Campbell, NA (2001). Biologi: Konsep dan hubungan. Pendidikan Pearson.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Bentuk dan Ciri Biomekanik Sel Darah Merah Manusia dalam Kesihatan dan Penyakit. Buletin MRS / Persatuan Penyelidikan Bahan, 35 (5), 382–388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Asas Fisiologi Amalan Perubatan Terbaik & Taylor. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Perubatan Dalaman. Panamerican Medical Ed.
5. Rodak, BF (2005). Hematologi: asas dan aplikasi klinikal. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2012). Histologi: atlas teks dan warna dengan biologi selular dan molekul. Editorial Médica Panamericana.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.