적혈구 라고도 하는 적혈구 는 매우 유연하고 풍부한 혈액 세포가 양면 오목한 모양의 디스크입니다. 그들은 세포 내부의 헤모글로빈의 존재 덕분에 모든 신체 조직으로 산소를 운반하는 역할을 할뿐만 아니라 이산화탄소의 운반과 혈액의 완충 능력에 기여합니다.
포유류에서 적혈구의 내부는 핵을 포함한 모든 세포 하 구획을 잃었 기 때문에 기본적으로 헤모글로빈으로 구성됩니다. ATP의 생성은 혐기성 대사로 제한됩니다.
적혈구는 혈액에 존재하는 공식 요소의 거의 99 %에 해당하는 반면 나머지 1 %는 백혈구와 혈소판 또는 혈소판으로 구성됩니다. 1 밀리리터의 혈액에는 약 540 만 개의 적혈구가 있습니다.
이 세포는 골수에서 생성되며 평균 120 일 동안 살 수 있으며,이 기간 동안 혈관을 통해 11,000km 이상을 이동할 수 있습니다.
적혈구는 1723 년에 현미경으로 관찰 된 최초의 요소 중 하나였습니다. 그러나 연구원 인 Hoppe Seyler가이 세포의 산소 운반 능력을 발견 한 것은 1865 년입니다.
일반적 특성
그들은 대략적인 직경이 7.5 ~ 8.7 um이고 두께가 1.7 ~ 2.2 um 인 원반형 셀입니다. 그들은 가장자리보다 세포의 중앙이 더 얇아서 생명의 은인처럼 보입니다. 그들은 내부에 2 억 5 천만 개 이상의 헤모글로빈 분자를 포함하고 있습니다.
적혈구는 직경이 약 2 ~ 3um 인 매우 얇은 혈관을 통해 순환 중에 이동해야하기 때문에 유연성이 뛰어난 세포입니다. 이 채널을 통과하면 세포가 변형되고 통과가 끝나면 원래 모양으로 돌아갑니다.
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사이토 솔
이 구조의 세포질에는 혈액 순환 중 가스 수송을 담당하는 헤모글로빈 분자가 포함되어 있습니다. 세포 세포질의 부피는 약 94 um 3 입니다.
성숙되면 포유류의 적혈구에는 세포핵, 미토콘드리아 및 기타 세포질 소기관이 없어 지질 및 단백질 합성 또는 산화 적 인산화가 불가능합니다.
즉, 적혈구는 기본적으로 헤모글로빈 분자를 둘러싸는 막으로 구성됩니다.
적혈구는 헤모글로빈의 수송을위한 최대한의 공간을 확보하기 위해 세포 하 구획을 제거하는 것이 제안됩니다. 많은 물건을 수송 할 경우 자동차에서 모든 요소를 제거하려는 것과 같은 방식입니다.
세포막
적혈구 세포막은 지질 이중층과 스펙트럼 네트워크를 포함하며, 이는 세포 골격과 함께이 구조에 탄력성과 순응성을 제공합니다. 구성물의 50 % 이상이 단백질이며 지질이 약간 적으며 나머지 부분은 탄수화물에 해당합니다.
적혈구 막은 가장 주목을 받고 가장 널리 이해되는 생물학적 막입니다. 아마도 분리의 용이성과 상대적 단순성 때문일 것입니다.
막은 지질 이중층과 스펙 트린에 연결된 일련의 통합 및 주변 단백질을 포함합니다. 단백질 결합을 포함하는 연결은 수직 상호 작용으로 알려져 있으며 액틴 분자를 통한 2 차원 스펙트럼 배열을 포함하는 연결은 수평 상호 작용입니다.
이러한 수직 또는 수평 상호 작용이 실패하면 스펙트럼 밀도가 변경되어 적혈구 형태가 변경됩니다.
적혈구의 노화는 막의 안정성에 반영되어 순환계에 적응하는 능력을 감소시킵니다. 이것이 발생하면 단핵구-대 식세포 시스템은 기능이 떨어지는 요소를 인식하여 순환에서 제거하고 그 내용물을 재활용합니다.
세포막 단백질
적혈구 세포막에서 발견되는 단백질은 전기 영동 겔에서 쉽게 분리 할 수 있습니다. 이 시스템에서 스펙트럼, 안 키린, 밴드 3, 단백질 4.1 및 4.2, 이온 채널, 글루코 포린 및 효소 글리 세르 알데히드 -3- 인산-탈수소 효소가 두드러집니다.
이 단백질은 기능에 따라 네 그룹으로 분류 할 수 있습니다 : 막 수송 체, 접착 분자 및 수용체, 세포 골격의 구성 요소와 막을 결합하는 효소 및 단백질.
수송 단백질은 막을 여러 번 통과하며이 그룹 중 가장 중요한 것은 염화물과 중탄산염의 음이온 교환기 인 밴드 3입니다.
적혈구에는 미토콘드리아가 없기 때문에 해당 효소 인 프럭 토스-비스 포스페이트 알 돌라 아제 A, α-에 놀라 아제, ALDOC, 글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트 탈수소 효소, 포스 글리세 레이트 키나아제 및 피루 베이트 키나아제를 포함한 대부분의 효소가 원형질막에 고정됩니다. 키나아제.
구조 단백질과 관련하여 가장 풍부한 것은 band 3, spectrins, ankyrin, actin 및 band 4.1 단백질이며 band 4.2 단백질, dematin, adduccins, tropomodulin 및 tropomyosin은 막의 작은 성분으로 간주됩니다.
스펙 트린
Spectrin은 구조가 알파 나선 인 알파 및 베타 사슬로 구성된 사상 단백질입니다.
스펙트럼 섬유는 매트리스의 스프링을 연상 시키며 매트리스를 둘러싸는 직물 부분은이 가상의 예에서 원형질막을 나타냅니다.
헤모글로빈
헤모글로빈은 적혈구에서 합성 된 4 차 구조를 가진 복합 단백질이며 이러한 세포의 기본 요소입니다. 그것은 공유 결합에 의해 함께 연결된 두 쌍의 사슬, 두 개의 알파와 두 개의 비 알파 (베타, 감마 또는 델타 일 수 있음)로 구성됩니다. 각 유닛에는 헴 그룹이 있습니다.
그것은 구조에 헴 그룹을 포함하고 혈액의 특징적인 붉은 색을 담당합니다. 크기와 관련하여 분자량은 64,000g / mol입니다.
성인의 경우 헤모글로빈은 두 개의 알파 사슬과 두 개의 베타 사슬로 구성되어 있으며, 일부는 베타를 델타로 대체합니다. 대조적으로, 태아 헤모글로빈은 두 개의 알파 사슬과 두 개의 감마 사슬로 구성됩니다.
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풍모
산소 수송
혈장에서 희석 된 산소는 세포의 까다로운 요구를 충족하기에 충분하지 않습니다. 이러한 이유로 세포를 운반하는 주체가 있어야합니다. 헤모글로빈은 단백질 분자이며 탁월한 산소 수송 체입니다.
적혈구의 가장 중요한 기능은 적혈구 내부에 헤모글로빈을 수용하여 산소와 이산화탄소의 수송 및 교환 덕분에 신체의 모든 조직과 기관에 산소를 공급하는 것입니다. 언급 된 프로세스에는 에너지 소비가 필요하지 않습니다.
이상
겸상 적혈구 빈혈
겸상 적혈구 빈혈 또는 겸상 적혈구 빈혈은 헤모글로빈에 영향을 미치는 일련의 병리로 구성되어 적혈구의 모양을 변화시킵니다. 세포는 반감기 시간을 120 일에서 20 일 또는 10 일로 줄입니다.
병리학은이 단백질의 베타 사슬에서 발린에 대한 아미노산 잔기 인 글루타메이트의 독특한 변화에 의해 발생합니다. 상태는 동형 접합 또는 이형 접합 상태로 표현 될 수 있습니다.
영향을받은 적혈구는 낫 또는 혼수 상태의 형태를 취합니다. 이미지에서 정상적인 혈액 세포는 병리학 적 세포와 비교됩니다. 또한 고유 한 유연성을 잃어 혈관을 통과하려고 할 때 부러 질 수 있습니다.
이 상태는 세포 내 점도를 증가시켜 더 작은 혈관을 통해 영향을받은 적혈구의 통과에 영향을줍니다. 이 현상은 혈류 속도를 감소시킵니다.
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유전성 구상 세포증
상처 구상 세포증은 적혈구의 막과 관련된 선천성 질환입니다. 그것으로 고통받는 환자는 적혈구의 직경이 더 작고 헤모글로빈 농도가 정상보다 더 큰 특징이 있습니다. 적혈구 막에 영향을 미치는 모든 질병 중에서 이것이 가장 흔합니다.
세포 골격 단백질을 막에 수직으로 연결하는 단백질의 결함으로 인해 발생합니다. 이 장애와 관련된 돌연변이는 알파 및 베타 스펙 트린, 안 키린, 밴드 3 및 단백질 4.2를 암호화하는 유전자에서 발견됩니다.
영향을받는 개인은 종종 백인 또는 일본인 인구에 속합니다. 이 상태의 심각도는 스펙트럼 네트워크의 연결 손실 정도에 따라 다릅니다.
유전성 타원 세포증
유전성 타원 세포증은 타원형, 타원형 또는 길쭉한 세포를 포함하여 적혈구 모양의 다양한 변화를 수반하는 병리학입니다. 이것은 적혈구의 탄력성과 내구성을 감소시킵니다.
이 질병의 발병률은 미국에서 0.03 % ~ 0.05 %이며 아프리카 국가에서는 말라리아, Plasmodium falciparum 및 Plasmodium vivax를 유발하는 기생충에 대한 보호를 제공하기 때문에 증가했습니다. 이 같은 저항성은 겸상 적혈구 질환이있는 개인에게도 나타납니다.
이 질병을 일으키는 돌연변이는 알파 및 베타 스펙 트린과 단백질 4.2를 암호화하는 유전자를 포함합니다. 따라서 알파 스펙트럼의 돌연변이는 알파 및 베타 이종이 량체 형성에 영향을 미칩니다.
정상 값
헤마토크릿은 총 혈액량과 관련하여 적혈구의 부피를 나타내는 정량적 척도입니다. 이 매개 변수의 정상 값은 성별에 따라 다릅니다. 성인 남성의 경우 40.7 %에서 50.3 %이고 여성의 경우 정상 범위는 36.1 %에서 44.3 %입니다.
세포 수 측면에서 남성의 경우 정상 범위는 uL 당 470 만 ~ 610 만 개의 세포이고, 여성의 경우 uL 당 420 만 ~ 540 만 개의 세포입니다.
정상적인 헤모글로빈 값과 관련하여 남성의 경우 13.8 ~ 17.2g / dL이고 여성의 경우 12.1 ~ 15.1g / dL입니다.
마찬가지로 정상 값은 개인의 나이에 따라 다르며 신생아는 19g / dL의 헤모글로빈 값을 나타내며 12.5g / dL에 도달 할 때까지 점차 감소합니다. 아이가 어렸을 때 모유 수유를 할 때 예상되는 수치는 11 ~ 14g / dL입니다.
사춘기 소년의 경우 사춘기가 14g / dL에서 18g / dL로 증가합니다. 발달중인 소녀에서 월경은 철분 감소로 이어질 수 있습니다.
낮은 적혈구 수치
적혈구 수가 위에서 언급 한 정상 값보다 낮 으면 여러 이기종 조건 때문일 수 있습니다. 적혈구 감소는 피로, 빈맥 및 호흡 곤란과 관련이 있습니다. 증상으로는 창백함, 두통 및 흉통이 있습니다.
쇠퇴와 관련된 의학적 병리는 일반적으로 심장 및 순환계의 질병입니다. 또한 암과 같은 병리학은 낮은 적혈구 값으로 해석됩니다. 골수 억제 및 범 혈구 감소증은 혈액 세포 생성을 감소시킵니다
마찬가지로 빈혈과 지중해 빈혈은 이러한 혈액 세포를 감소시킵니다. 빈혈은 유전 적 요인 (예 : 겸상 적혈구 빈혈) 또는 비타민 B12, 엽산 또는 철분 결핍으로 인해 발생할 수 있습니다. 일부 임산부는 빈혈 증상을 경험할 수 있습니다.
마지막으로, 상처, 치질, 과다한 월경 출혈 또는 위궤양으로 인한 과도한 출혈은 적혈구 손실로 이어집니다.
높은 적혈구 수치
높은 적혈구 수치의 원인은 낮은 수치와 관련된 것만 큼 다양합니다. 많은 수의 적혈구가 나타나는 상태를 적혈구 증가증이라고합니다.
가장 무해한 것은 산소 농도가 상당히 낮은 높은 지역에 사는 개인에서 발생합니다. 또한 탈수는 일반적으로 적혈구의 농도를 생성합니다.
신장, 호흡기 및 심혈관 질환과 관련된 질병이 증가의 원인이 될 수 있습니다.
흡연과 같은 일부 외부 물질과 유해한 습관은 적혈구 수를 증가시킬 수 있습니다. 담배를 장기간 사용하면 혈액 내 산소 수치가 낮아져 수요가 증가하고 신체가 더 많은 적혈구를 생성하게됩니다.
단백 동화 스테로이드의 섭취는 신체적 성능을 최적화하는 데 사용되는 에리트로 포이 에틴 도핑과 마찬가지로 골수에서 적혈구 생성을 자극 할 수 있습니다.
일부 빈혈의 경우 환자가 탈수되면 혈장 저하 효과가 적혈구 감소를 방해하여 믿을 수 없을 정도로 정상적인 수치를 나타냅니다. 환자가 수화되면 병리가 밝혀지고 비정상적으로 낮은 적혈구 값이 입증 될 수 있습니다.
참고 문헌
- 캠벨, NA (2001). 생물학 : 개념과 관계. 피어슨 교육.
- Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). 건강과 질병에서 인간 적혈구의 모양과 생체 역학적 특성. MRS 게시판 / 재료 연구 학회, 35 (5), 382–388.
- Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Best & Taylor Medical Practice의 생리 학적 기초. Panamerican Medical Ed.
- 켈리, WN (1993). 내과 . Panamerican Medical Ed.
- Rodak, BF (2005). 혈액학 : 기초 및 임상 적용. Panamerican Medical Ed.
- Ross, MH, & Pawlina, W. (2012). 조직학 : 세포 및 분자 생물학이 포함 된 텍스트 및 색상 아틀라스. 편집 Médica Panamericana.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). 조직학. Panamerican Medical Ed.