ERITROCITI (GLOBULI ROSSI): CARATTERISTICHE, FUNZIONI - ANATOMIA E FISIOLOGIA - 2024

Gli eritrociti , chiamati anche globuli rossi, sono globuli molto flessibili e abbondanti a forma di disco biconcava. Sono responsabili del trasporto dell'ossigeno a tutti i tessuti del corpo grazie alla presenza di emoglobina all'interno della cellula, oltre a contribuire al trasporto dell'anidride carbonica e alla capacità tampone del sangue.

Nei mammiferi, l'interno dell'eritrocita consiste fondamentalmente di emoglobina, poiché ha perso tutti i compartimenti subcellulari, compreso il nucleo. La generazione di ATP è limitata al metabolismo anaerobico.

Gli eritrociti corrispondono a quasi il 99% degli elementi formali presenti nel sangue, mentre il restante 1% è costituito da leucociti e piastrine o trombociti. In un millilitro di sangue ci sono circa 5,4 milioni di globuli rossi.

Queste cellule sono prodotte nel midollo osseo e possono vivere in media 120 giorni, durante i quali possono percorrere più di 11.000 chilometri attraverso i vasi sanguigni.

I globuli rossi furono uno dei primi elementi osservati al microscopio nell'anno 1723. Tuttavia, fu solo nel 1865 che il ricercatore Hoppe Seyler scoprì la capacità di trasporto dell'ossigeno di questa cellula.

Caratteristiche generali

Sono cellule discoidali con un diametro approssimativo da 7,5 a 8,7 um e da 1,7 a 2,2 um di spessore. Sono più sottili al centro della cella rispetto ai bordi, dando un aspetto salvavita. Contengono più di 250 milioni di molecole di emoglobina al loro interno.

Gli eritrociti sono cellule con notevole flessibilità, poiché devono muoversi durante la circolazione attraverso vasi molto sottili, di circa 2-3 um di diametro. Passando attraverso questi canali, la cellula si deforma e alla fine del passaggio ritorna alla sua forma originale.

Di Jerome Walker, da Wikimedia Commons

citosol

Il citosol di questa struttura contiene molecole di emoglobina, responsabili del trasporto dei gas durante la circolazione sanguigna. Il volume del citosol cellulare è di circa 94 um ³ .

Quando sono maturi, gli eritrociti dei mammiferi mancano di un nucleo cellulare, mitocondri e altri organelli citoplasmatici, il che li rende incapaci di sintesi di lipidi e proteine ​​o di fosforilazione ossidativa.

In altre parole, gli eritrociti sono fondamentalmente costituiti da una membrana che racchiude le molecole di emoglobina.

Si propone che gli eritrociti cerchino di sbarazzarsi di qualsiasi compartimento subcellulare al fine di garantire il massimo spazio possibile per il trasporto dell'emoglobina, nello stesso modo in cui cercheremmo di rimuovere tutti gli elementi dalla nostra auto se dovessimo trasportare un gran numero di cose.

Membrana cellulare

La membrana cellulare eritrocitaria comprende un doppio strato lipidico e una rete di spettrina che, insieme al citoscheletro, fornisce elasticità e compliance a questa struttura. Più del 50% della composizione sono proteine, leggermente meno lipidi e la porzione rimanente corrisponde a carboidrati.

La membrana eritrocitaria è la membrana biologica che ha ricevuto la maggiore attenzione ed è la più ampiamente compresa, probabilmente per la sua facilità di isolamento e relativa semplicità.

La membrana contiene una serie di proteine ​​integrali e periferiche collegate al doppio strato lipidico e alla spettrina. Le connessioni che coinvolgono il legame alle proteine ​​sono note come interazioni verticali e quelle che coinvolgono una matrice bidimensionale di spettrina attraverso le molecole di actina sono interazioni orizzontali.

Quando una di queste interazioni verticali o orizzontali fallisce, si verificano possibili cambiamenti nella densità della spettrina, provocando a loro volta cambiamenti nella morfologia degli eritrociti.

L'invecchiamento dei globuli rossi si riflette nella stabilità della membrana, riducendo la loro capacità di accomodarsi nel sistema circolatorio. Quando ciò si verifica, il sistema monociti-macrofagi riconosce l'elemento scarsamente funzionale, eliminandolo dalla circolazione e riciclando il suo contenuto.

Proteine ​​della membrana cellulare

Le proteine ​​trovate nella membrana cellulare degli eritrociti possono essere facilmente separate su un gel per elettroforesi. In questo sistema si distinguono le seguenti bande: spettrina, ankyrin, banda 3, proteine ​​4.1 e 4.2, il canale ionico, glucoforine e l'enzima gliceraldeide-3-fosfato-deidrogenasi.

Queste proteine ​​possono essere raggruppate in quattro gruppi in base alla loro funzione: trasportatori di membrana, molecole di adesione e recettori, enzimi e proteine ​​che legano la membrana con i componenti del citoscheletro.

Le proteine ​​trasportatrici attraversano più volte la membrana e la più importante di questo gruppo è la banda 3, uno scambiatore anionico di cloruro e bicarbonato.

Poiché l'eritrocita è privo di mitocondri, la maggior parte degli enzimi si ancorano alla membrana plasmatica, inclusi gli enzimi di glicolisi fruttosio-bisfosfato aldolasi A, α-enolasi, ALDOC, gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi, fosglicerato chinasi e piruvato chinasi. chinasi.

Per quanto riguarda le proteine ​​strutturali, le più abbondanti sono la banda 3, le spettrine, l'anchirina, l'actina e la banda 4.1, mentre le proteine ​​della banda 4.2, la dematina, le adduccine, la tropomodulina e la tropomiosina sono considerate componenti minori della membrana.

spectrin

La spettrina è una proteina filamentosa costituita da una catena alfa e beta, le cui strutture sono eliche alfa.

Le fibre di spettrina ricordano le molle di un materasso e le porzioni di tessuto che circondano il materasso rappresenterebbero la membrana plasmatica in questo ipotetico esempio.

Emoglobina

L'emoglobina è una proteina complessa con struttura quaternaria sintetizzata negli eritrociti ed è l'elemento fondamentale di queste cellule. È costituito da due coppie di catene, due alfa e due non alfa (possono essere beta, gamma o delta) legate tra loro da legami covalenti. Ogni unità ha un gruppo eme.

Contiene il gruppo eme nella sua struttura ed è responsabile del caratteristico colore rosso del sangue. Per quanto riguarda le sue dimensioni, ha un peso molecolare di 64.000 g / mol.

Negli individui adulti, l'emoglobina è composta da due catene alfa e due catene beta, mentre una piccola porzione sostituisce la beta con delta. Al contrario, l'emoglobina fetale è composta da due catene alfa e due catene gamma.

Di OpenStax College, tramite Wikimedia Commons

Caratteristiche

Trasporto di ossigeno

L'ossigeno che viene diluito nel plasma sanguigno non è sufficiente a soddisfare le esigenti richieste della cellula, per questo motivo ci deve essere un soggetto incaricato del trasporto. L'emoglobina è una molecola proteica ed è il trasportatore di ossigeno per eccellenza.

La funzione più importante degli eritrociti è quella di ospitare al loro interno l'emoglobina per garantire l'apporto di ossigeno a tutti i tessuti e organi del corpo, grazie al trasporto e scambio di ossigeno e anidride carbonica. Il processo citato non richiede dispendio energetico.

anomalie

Anemia falciforme

L'anemia falciforme o anemia falciforme consiste in una serie di patologie che colpiscono l'emoglobina, provocando un cambiamento nella forma dei globuli rossi. Le cellule riducono la loro emivita, da 120 giorni a 20 o 10.

La patologia si verifica per un cambiamento unico di un residuo amminoacidico, glutammato per valina, nella catena beta di questa proteina. La condizione può essere espressa nel suo stato omozigote o eterozigote.

I globuli rossi colpiti assumono la forma di una falce o di un coma. Nell'immagine, le cellule del sangue normali vengono confrontate con quelle patologiche. Inoltre, perdono la loro caratteristica flessibilità, quindi possono rompersi quando cercano di attraversare i vasi sanguigni.

Questa condizione aumenta la viscosità intracellulare, influenzando il passaggio dei globuli rossi colpiti attraverso i vasi sanguigni più piccoli. Questo fenomeno si traduce in una diminuzione della velocità del flusso sanguigno.

Di OpenStax College, tramite Wikimedia Commons

Sferocitosi ereditaria

La sferocitosi della ferita è una malattia congenita che coinvolge la membrana dei globuli rossi. I pazienti che ne soffrono sono caratterizzati da un diametro inferiore negli eritrociti e una concentrazione di emoglobina maggiore del normale. Di tutte le malattie che colpiscono la membrana dei globuli rossi, questa è la più comune.

È causato da un difetto nelle proteine ​​che collegano verticalmente le proteine ​​citoscheletriche alla membrana. Mutazioni correlate a questo disturbo si trovano nei geni che codificano per spettrina alfa e beta, ankyrin, banda 3 e proteine ​​4.2.

Gli individui affetti appartengono spesso a popolazioni caucasiche o giapponesi. La gravità di questa condizione dipende dal grado di perdita di connessione nella rete spettrale.

Ellissocitosi ereditaria

L'ellittocitosi ereditaria è una patologia che comporta diversi cambiamenti nella forma dell'eritrocita, comprese le cellule ellittiche, ovali o allungate. Ciò porta a una riduzione dell'elasticità e della durata dei globuli rossi.

L'incidenza della malattia va dallo 0,03% allo 0,05% negli Stati Uniti ed è stata aumentata nei paesi africani, in quanto fornisce una certa protezione contro i parassiti che causano la malaria, Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax. Questa stessa resistenza si riscontra negli individui con anemia falciforme.

Le mutazioni che producono questa malattia coinvolgono i geni che codificano per la spettrina alfa e beta e la proteina 4.2. Pertanto, le mutazioni nella spettrina alfa influenzano la formazione di alfa e beta eterodimero.

Valori normali

L'ematocrito è la misura quantitativa che esprime il volume degli eritrociti in relazione al volume sanguigno totale. Il valore normale di questo parametro varia a seconda del sesso: negli uomini adulti è compreso tra il 40,7% e il 50,3%, mentre nelle donne il range di normalità va dal 36,1% al 44,3%.

In termini di numero di cellule, negli uomini l'intervallo normale è compreso tra 4,7 e 6,1 milioni di cellule per ul, e nelle donne tra 4,2 e 5,4 milioni di cellule per ul.

Per quanto riguarda i valori normali di emoglobina, negli uomini è compresa tra 13,8 e 17,2 g / dL e nelle donne tra 12,1 e 15,1 g / dL.

Allo stesso modo i valori normali variano in base all'età dell'individuo; i neonati presentano valori di emoglobina di 19 g / dL e diminuiscono gradualmente fino a raggiungere i 12,5 g / dL. Quando il bambino è piccolo e sta ancora allattando, il livello atteso è compreso tra 11 e 14 g / dL.

Nei ragazzi adolescenti, la pubertà porta ad un aumento da 14 g / dL a 18 g / dL. Nelle ragazze in via di sviluppo, le mestruazioni possono portare a una diminuzione del ferro.

Bassi livelli di eritrociti

Quando il numero di globuli rossi è inferiore ai valori normali sopra menzionati, può essere dovuto a una serie di condizioni eterogenee. Il calo dei globuli rossi è associato a affaticamento, tachicardia e dispnea. I sintomi includono anche pallore, mal di testa e dolore al petto.

Le patologie mediche associate al declino sono malattie del cuore e del sistema circolatorio in generale. Anche patologie come il cancro si traducono in bassi valori di eritrociti. La mielosoppressione e la pancitopenia riducono la produzione di cellule del sangue

Allo stesso modo, anemie e talassemie causano una diminuzione di queste cellule del sangue. Le anemie possono essere causate da fattori genetici (come l'anemia falciforme) o da una carenza di vitamina B12, acido folico o ferro. Alcune donne incinte possono manifestare sintomi di anemia.

Infine, un sanguinamento eccessivo, sia a causa di una ferita, emorroidi, sanguinamento mestruale abbondante o ulcere gastriche, porta alla perdita di globuli rossi.

Alti livelli di eritrociti

Le cause di alti livelli di eritrociti sono altrettanto diverse di quelle associate a bassi livelli. La condizione di esibire un numero elevato di globuli rossi è chiamata policitemia.

Il più innocuo si verifica negli individui che vivono in regioni alte, dove la concentrazione di ossigeno è significativamente inferiore. Anche la disidratazione, in generale, produce la concentrazione dei globuli rossi.

Le malattie legate ai reni, all'apparato respiratorio e alle malattie cardiovascolari possono essere la causa dell'aumento.

Alcuni agenti esterni e abitudini dannose, come il fumo, possono aumentare il numero di globuli rossi. L'uso a lungo termine delle sigarette abbassa i livelli di ossigeno nel sangue, aumentando la domanda e costringendo il corpo a generare più eritrociti.

Il consumo di steroidi anabolizzanti può stimolare la produzione di globuli rossi nel midollo osseo, così come il doping dell'eritropoietina che viene utilizzata per ottimizzare le prestazioni fisiche.

In alcuni casi di anemia, quando il paziente è disidratato, l'effetto di abbassamento del plasma contrasta la diminuzione dei globuli rossi, determinando un valore apparentemente normale. La patologia viene alla luce quando il paziente è idratato e si possono evidenziare valori eritrocitari anormalmente bassi.

Riferimenti

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