Еритроцит біохімічнийфункції, особливості метаболічних процесів, регуляція процесів
Еритроцити (erythrosytus) це формені елементи крові, вони утворюються в кістковому мозку, циркулюють у крові близько 120 днів, а потім руйнуються макрофагами в печінці, селезінці та кістковому мозку. За добу оновлюється 1% еритроцитів, тобто. протягом однієї секунди в кровотік надходить близько 2 млн. еритроцитів.
Функції еритроцитів
Основними функціями еритроцитів, що реалізуються за участю гемоглобіну, є транспорт від легень до тканин О2 та назад СО2, а також регуляція КОС.
Крім того, еритроцити адсорбують і транспортують на своїй клітинній мембрані амінокислоти, антитіла, токсини, лікарських речовин та інші речовини.
Будова еритроцитів
Еритроцити у людини і ссавців у струмі крові зазвичай (80%) мають форму двояковогнутих дисків і називаютьсядискоцитами. Така форма еритроцитів створює найбільшу площу поверхні по відношенню до обсягу, що забезпечує максимальний газообмін, а також забезпечує більшу пластичність при проходженні еритроцитів дрібних капілярів.
Діаметр еритроцитів у людини коливається від 7,1 до 7,9 мкм, товщина еритроцитів у крайовій зоні – 1,9 – 2,5 мкм, у центрі – 1 мкм. У нормальній крові зазначені розміри мають 75% всіх еритроцитів -нормоцити ; великі розміри (понад 8,0 мкм) - 12,5% -макроцити. В інших еритроцитів діаметр може бути 6 мкм і менше -мікроцити.
Поверхня окремого еритроциту в людини приблизно дорівнює 125 мкм 2 а обсяг (MCV) - 75-96 мкм 3 .
Еритроцити людини і ссавців є без'ядерними клітинами, що втратили в процесі філо- іонтогенез ядро і більшість органел, вони мають тільки цитоплазму і плазмолемму (клітинну мембрану), товщиною близько 20 нм.
Хімічний склад еритроцитів
Плазмолемма еритроцитів
Плазмолемма еритроцитів складається з приблизно рівної кількості ліпідів та білків, а також невеликої кількості вуглеводів.
Ліпіди
Бислой плазмолеми утворений гліцерофосфоліпідами, сфінгофосфоліпідами, гліколіпідами та холестерином. Зовнішній шар містить багато холіну (фосфатидилхолін, сфінгомієлін) та близько 5% (від загальної кількості ліпідів) гліколіпідів, внутрішній – багато фосфатидилсерину та фосфатидилетаноламіну.
Білки
У плазмолемі еритроциту ідентифіковано 15 основних білків з молекулярною масою 15-250 кДа. Більшість цих білків (спектрин, глікофорин, білок смуги 3, білок смуги 4.1, актин, анкірін) утворюють з цитоплазматичної сторони плазмалеми цитоскелет, який надає еритроциту двояковогнуту форму і високу механічну міцність.
Найпоширенішими білками плазмолеми (понад 60% всіх мембранних білків) є спектрин, глікофорин та білок смуги 3.
Спектрин - основний білок цитоскелета еритроцитів (становить 25% маси всіх мембранних і примембранних білків), має вигляд фібрили 100 нм, що складається з двох антипаралельно перекручених один з одним ланцюгів α-спектрину (240 кДа) (220 кДа). Молекули спектрину утворюють мережу, яка фіксується на цитоплазматичній стороні плазмалеми за допомогою анкірину та білка смуги 3 або актину, білка смуги 4.1 та глікофорину.
Білок смуги 3 - трансмембранний глікопротеїд (100 кДа), його поліпептидний ланцюг якого багато разів перетинає бислой ліпідів. Білок смуги 3 є компонентом цитоскелета та аніоннимканалом, який забезпечує трансмембранний антипорт для іонів НСО3- і Сl-.
Глікофорин - трансмембранний глікопротеїн (30 кДа), який пронизує плазмолемму у вигляді одиночної спіралі. З зовнішньої поверхні еритроциту до нього приєднано 20 ланцюгів олігосахаридів, які несуть негативні заряди. Глікофорини формують цитоскелет і через олігосахариди виконують рецепторні функції.
Na + ,K + -АТФ-аза мембранний фермент, забезпечує підтримку градієнта концентрацій Na + і К + з обох боків мембрани. При зниженні активності Na+K+-АТФ-ази концентрація Na+ у клітині підвищується, що призводить до збільшення осмотичного тиску, збільшення надходження води до еритроциту та до його загибелі внаслідок гемолізу.
Са 2+ -АТФ-аза — мембранний фермент, який здійснює виведення з еритроцитів іонів кальцію та підтримує градієнт концентрації цього іону з обох боків мембрани.
Вуглеводи
Олігосахариди (сіалова кислота та антигенні олігосахариди) гліколіпідів і глікопротеїдів, розташовані на зовнішній поверхні плазмолеми, утворюютьглікокалікс.
Олігосахариди глікофорину визначають антигенні властивості еритроцитів. Вони є аглютиногенами (А та В) і забезпечують аглютинацію (склеювання) еритроцитів під впливом відповідних білків плазми крові – a- та b-аглютинінів, що знаходяться у складі фракції g-глобулінів. Аглютиногени з'являються на мембрані ранніх стадіях розвитку еритроцита.
На поверхні еритроцитів є також аглютиноген - резус-фактор (Rh-фактор). Він є у 86% людей, у 14% відсутній. Переливання резус-позитивної крові резус-негативному пацієнту викликає утворення резус-антитіл та гемоліз еритроцитів.