Alyuvar

bilgipedi.com.tr sitesinden
Kırmızı kan hücresi ⓘ
Redbloodcells.jpg
İnsan kırmızı kan hücrelerinin taramalı elektron mikrografı (yaklaşık 6-8 μm çapında)
Detaylar
FonksiyonOksijen taşınması
Tanımlayıcılar
Kısaltma(lar)RBC
Mikroanatominin anatomik terimleri
[Vikiveri'de düzenle]

Kırmızı hücreler, alyuvarlar (insanlarda veya alyuvarlarda çekirdek bulunmayan diğer hayvanlarda), hematidler, eritroid hücreler veya eritrositler (Yunanca "kırmızı" anlamına gelen eritros ve "içi boş damar" anlamına gelen kytos'tan gelen -cyte, modern kullanımda "hücre" olarak çevrilmiştir) olarak da adlandırılan kırmızı kan hücreleri (RBC'ler), en yaygın kan hücresi türüdür ve omurgalıların vücut dokularına oksijen (O2) iletmek için kullandığı başlıca araçtır - dolaşım sistemindeki kan akışı yoluyla. Alyuvarlar oksijeni akciğerlerde ya da balıklarda solungaçlarda alır ve vücudun kılcal damarlarından geçerken dokulara bırakır. ⓘ

Bir kırmızı kan hücresinin sitoplazması, oksijeni bağlayabilen ve hücrelerin ve kanın kırmızı renginden sorumlu olan demir içeren bir biyomolekül olan hemoglobin açısından zengindir. Her bir insan kırmızı kan hücresi yaklaşık 270 milyon hemoglobin molekülü içerir. Hücre zarı proteinler ve lipidlerden oluşur ve bu yapı, dolaşım sistemi ve özellikle kılcal damar ağı boyunca ilerlerken kan hücresinin deforme olabilirliği ve stabilitesi gibi fizyolojik hücre işlevi için gerekli özellikleri sağlar. ⓘ

İnsanlarda olgun kırmızı kan hücreleri esnek bikonkav disklerdir. Hemoglobin için maksimum yer sağlamak amacıyla hücre çekirdeği ve organellerden yoksundurlar; plazma membranı çuval gibi olan hemoglobin çuvalları olarak görülebilirler. Yetişkin insanlarda saniyede yaklaşık 2,4 milyon yeni eritrosit üretilir. Hücreler kemik iliğinde gelişir ve bileşenleri makrofajlar tarafından geri dönüştürülmeden önce vücutta yaklaşık 100-120 gün dolaşır. Her dolaşım yaklaşık 60 saniye (bir dakika) sürer. İnsan vücudundaki hücrelerin yaklaşık %84'ü 20-30 trilyon kırmızı kan hücresidir. Kan hacminin neredeyse yarısı (%40 ila %45) kırmızı kan hücreleridir. ⓘ

Paketlenmiş kırmızı kan hücreleri (pRBC), kan nakli için bağışlanmış, işlenmiş ve bir kan bankasında depolanmış kırmızı kan hücreleridir. ⓘ

İnsan alyuvarları ⓘ

Yapı

Omurgalılar

Omurgalı kırmızı kan hücrelerinde muazzam bir boyut çeşitliliği ve hücre ile çekirdek boyutu arasında bir korelasyon vardır. Çekirdek içermeyen memeli alyuvarları diğer omurgalıların çoğundan oldukça küçüktür.
Kuşların olgun alyuvarları çekirdeklidir, ancak Pygoscelis papua pengueninin yetişkin dişilerinin kanında çekirdekli alyuvarlar (B) gözlenmiştir, ancak çok düşük sıklıktadır.

Memeliler ve insanlar da dahil olmak üzere omurgalıların büyük çoğunluğu kırmızı kan hücrelerine sahiptir. Kırmızı kan hücreleri kanda oksijen taşımak için bulunan hücrelerdir. Kırmızı kan hücreleri olmayan bilinen tek omurgalı timsah buz balıklarıdır (Channichthyidae familyası); oksijen açısından çok zengin soğuk sularda yaşarlar ve oksijeni kanlarında serbestçe çözünmüş olarak taşırlar. Artık hemoglobin kullanmasalar da, genomlarında hemoglobin genlerinin kalıntıları bulunabilir. ⓘ

Omurgalı kırmızı kan hücreleri esas olarak, demir atomları akciğerlerde veya solungaçlarda oksijen moleküllerine (O2) geçici olarak bağlanan ve bunları vücuda salan hem grupları içeren karmaşık bir metaloprotein olan hemoglobinden oluşur. Oksijen, kırmızı kan hücresinin hücre zarından kolayca difüze olabilir. Kırmızı kan hücrelerindeki hemoglobin aynı zamanda atık ürün karbondioksitin bir kısmını dokulardan geri taşır; ancak atık karbondioksitin çoğu kan plazmasında çözünmüş bikarbonat (HCO3-) olarak akciğerlerin pulmoner kılcal damarlarına geri taşınır. Hemoglobin ile ilişkili bir bileşik olan miyoglobin, kas hücrelerinde oksijen depolamak için görev yapar. ⓘ

Kırmızı kan hücrelerinin rengi hemoglobinin hem grubundan kaynaklanır. Kan plazması tek başına saman rengindedir, ancak kırmızı kan hücreleri hemoglobinin durumuna bağlı olarak renk değiştirir: oksijenle birleştiğinde ortaya çıkan oksihemoglobin kırmızıdır ve oksijen serbest kaldığında ortaya çıkan deoksihemoglobin koyu kırmızı bordo renktedir. Ancak kan, damar duvarından ve deriden bakıldığında mavimsi görünebilir. Pulse oksimetre, kolorimetrik teknikler kullanarak arteriyel kan oksijen satürasyonunu doğrudan ölçmek için hemoglobin renk değişiminden yararlanır. Hemoglobin ayrıca karbon monoksite karşı çok yüksek bir afiniteye sahiptir ve çok parlak kırmızı renkte olan karboksihemoglobin oluşturur. Nabız oksimetresinde satürasyon değeri %100 olan kızarmış, kafası karışmış hastaların bazen karbon monoksit zehirlenmesinden muzdarip olduğu tespit edilir. ⓘ

Oksijen taşıyan proteinlerin özelleşmiş hücrelerin içinde bulunması (oksijen taşıyıcılarının vücut sıvısında çözünmesinin aksine), daha az viskoz kan, daha yüksek oksijen konsantrasyonları ve oksijenin kandan dokulara daha iyi difüzyonuna izin verdiği için omurgalıların evriminde önemli bir adım olmuştur. Kırmızı kan hücrelerinin boyutu omurgalı türler arasında büyük farklılıklar gösterir; kırmızı kan hücresi genişliği kılcal damar çapından ortalama olarak yaklaşık %25 daha büyüktür ve bunun kırmızı kan hücrelerinden dokulara oksijen transferini iyileştirdiği varsayılmaktadır. ⓘ

Memeliler

Tipik memeli kırmızı kan hücreleri: (a) yüzeyden görülüyor; (b) profilden, rouleaux oluşturuyor; (c) su tarafından küresel hale getirilmiş; (d) tuz tarafından krenat (büzülmüş ve dikenli) hale getirilmiş. (c) ve (d) normalde vücutta oluşmaz. Son iki şekil, suyun ozmoz yoluyla hücrelerin içine ve dışına taşınmasından kaynaklanmaktadır. ⓘ

Memelilerin kırmızı kan hücreleri tipik olarak bikonkav diskler şeklindedir: merkezde düzleştirilmiş ve basık, dambıl şeklinde bir kesit ve diskin kenarında torus şeklinde bir kenar. Bu şekil, gazların difüzyonunu kolaylaştırmak için yüksek bir yüzey alanı-hacim (SA/V) oranına izin verir. Bununla birlikte, çok çeşitli tuhaf kırmızı kan hücresi morfolojileri sergileyen artiodaktil takımında (sığır, geyik ve akrabalarını içeren çift parmaklı toynaklılar) şekil açısından bazı istisnalar vardır: Lama ve develerde (Camelidae familyası) küçük ve oldukça ovaloid hücreler, fare geyiklerinde (Tragulidae familyası) küçük küresel hücreler ve kızıl geyik ve wapiti'de (Cervidae familyası) fusiform, mızrak şeklinde, hilal şeklinde ve düzensiz poligonal ve diğer köşeli şekiller alan hücreler. Bu takımın üyeleri açıkça memeli normundan önemli ölçüde farklı bir alyuvar gelişim modu geliştirmiştir. Genel olarak memeli alyuvarları, küçük kılcal damarlardan geçebilmek ve oksijen yüklerini verimli bir şekilde saldıkları puro şeklini alarak yapıştıkları yüzeyi maksimize edebilmek için oldukça esnek ve deforme olabilen bir yapıya sahiptir. ⓘ

Memelilerdeki kırmızı kan hücreleri, olgunlaştıklarında çekirdekleri olmadığı için omurgalılar arasında benzersizdir. Eritropoezin erken evrelerinde çekirdekleri vardır, ancak olgunlaştıkça gelişim sırasında çekirdeklerini çıkarırlar; bu da hemoglobin için daha fazla alan sağlar. Retikülosit olarak adlandırılan çekirdeksiz kırmızı kan hücreleri daha sonra mitokondri, Golgi aparatı ve endoplazmik retikulum gibi diğer tüm hücresel organellerini kaybeder. ⓘ

Dalak kırmızı kan hücreleri için bir rezervuar görevi görür, ancak bu etki insanlarda biraz sınırlıdır. Köpekler ve atlar gibi diğer bazı memelilerde dalak, efor stresi zamanlarında kana atılan ve daha yüksek oksijen taşıma kapasitesi sağlayan çok sayıda kırmızı kan hücresini tutar. ⓘ

Kan hücrelerinin taramalı elektron mikrografı. Soldan sağa: insan kırmızı kan hücresi, trombosit (platelet), lökosit. ⓘ

İnsan

Solda parlak kırmızı oksijenli bir damla ve sağda oksijeni alınmış bir damla olmak üzere iki damla kan gösterilmektedir. ⓘ
Dolaşım sistemindeki tipik bir insan kırmızı kan hücresi döngüsünün animasyonu. Bu animasyon daha hızlı bir hızda gerçekleşir (ortalama 60 saniyelik döngünün ~20 saniyesi) ve kılcal damarlara girerken deforme olan kırmızı kan hücresini ve hücre dolaşım sistemi boyunca oksijenlenme durumlarında değişirken renk değiştiren çubukları gösterir. ⓘ

Tipik bir insan kırmızı kan hücresi yaklaşık 6,2-8,2 µm disk çapına ve en kalın noktada 2-2,5 µm kalınlığa ve merkezde 0,8-1 µm minimum kalınlığa sahiptir ve diğer insan hücrelerinin çoğundan çok daha küçüktür. Bu hücreler yaklaşık 136 μm2 yüzey alanı ile yaklaşık 90 fL ortalama hacme sahiptir ve membran distansiyonu olmadan 150 fL içeren bir küre şekline kadar şişebilir. ⓘ

Yetişkin insanlarda herhangi bir zamanda kabaca 20-30 trilyon alyuvar bulunur ve bu sayı tüm hücrelerin yaklaşık %70'ini oluşturur. Kadınlarda mikrolitre (milimetre küp) kan başına yaklaşık 4-5 milyon, erkeklerde ise yaklaşık 5-6 milyon kırmızı kan hücresi bulunur; düşük oksijen gerilimi olan yüksek rakımlarda yaşayan insanlarda daha fazla bulunur. Dolayısıyla alyuvarlar diğer kan parçacıklarından çok daha yaygındır: mikrolitre başına yaklaşık 4.000-11.000 akyuvar ve yaklaşık 150.000-400.000 trombosit vardır. ⓘ

İnsan kırmızı kan hücrelerinin bir dolaşım döngüsünü tamamlaması ortalama 60 saniye sürer. ⓘ

Kanın kırmızı rengi, hemoglobindeki hemik demir iyonlarının spektral özelliklerinden kaynaklanır. Her bir hemoglobin molekülü dört hem grubu taşır; hemoglobin toplam hücre hacminin yaklaşık üçte birini oluşturur. Hemoglobin vücuttaki oksijenin %98'inden fazlasının taşınmasından sorumludur (geri kalan oksijen kan plazmasında çözünmüş olarak taşınır). Ortalama bir yetişkin erkeğin kırmızı kan hücreleri toplu olarak yaklaşık 2,5 gram demir depolar ve bu da vücutta bulunan toplam demirin yaklaşık %65'ini temsil eder. ⓘ

Mikroyapı

Nucleus

Memelilerdeki kırmızı kan hücreleri olgunlaştıklarında anükleattır, yani hücre çekirdeği yoktur. Buna karşılık, diğer omurgalıların kırmızı kan hücreleri çekirdeklidir; bilinen tek istisnalar Batrachoseps cinsi semenderler ve Maurolicus cinsi balıklardır. ⓘ

Omurgalı kırmızı kan hücrelerinde çekirdeğin ortadan kaldırılması, genomda kodlama yapmayan DNA'nın daha sonra birikmesine bir açıklama olarak sunulmuştur. Argüman şu şekilde ilerlemektedir: Etkili gaz taşınımı, alyuvarların çok dar kılcal damarlardan geçmesini gerektirir ve bu da boyutlarını kısıtlar. Nükleer eliminasyonun yokluğunda, tekrar dizilerinin birikimi, genom boyutuyla birlikte artan çekirdeğin kapladığı hacim tarafından kısıtlanır. ⓘ

Memelilerde çekirdekli kırmızı kan hücreleri iki formdan oluşur: olgun kırmızı kan hücrelerinin normal eritropoietik öncüleri olan normoblastlar ve megaloblastik anemilerde ortaya çıkan anormal derecede büyük öncüler olan megaloblastlar. ⓘ

Membran bileşimi

Kırmızı kan hücreleri deforme olabilir, esnektir, diğer hücrelere yapışabilir ve bağışıklık hücreleri ile arayüz oluşturabilir. Membranları bu konuda birçok rol oynar. Bu işlevler büyük ölçüde membran bileşimine bağlıdır. Kırmızı kan hücresi zarı 3 katmandan oluşur: karbonhidratlar açısından zengin olan dıştaki glikokaliks; lipidik ana bileşenlerinin yanı sıra birçok transmembran proteini içeren lipid çift tabaka; ve lipid çift tabakanın iç yüzeyinde bulunan yapısal bir protein ağı olan membran iskeleti. İnsan ve çoğu memeli kırmızı kan hücrelerindeki zar kütlesinin yarısı proteindir. Diğer yarısı ise lipidler, yani fosfolipidler ve kolesteroldür. ⓘ

Membran lipidleri

En yaygın kırmızı kan hücresi membran lipidleri, çift tabaka üzerinde dağıldıkları şekilde şematik olarak yerleştirilmiştir. Göreceli bolluklar ölçekli değildir. ⓘ

Kırmızı kan hücresi zarı, neredeyse tüm insan hücrelerinde bulunana benzer tipik bir lipit çift tabakası içerir. Basitçe söylemek gerekirse, bu lipit çift tabaka ağırlıkça eşit oranlarda kolesterol ve fosfolipitlerden oluşur. Lipid bileşimi, membran geçirgenliği ve akışkanlığı gibi birçok fiziksel özelliği tanımladığı için önemlidir. Ayrıca, birçok membran proteininin aktivitesi, çift tabakadaki lipidlerle etkileşimlerle düzenlenir. ⓘ

İç ve dış yaprakçıklar arasında eşit olarak dağılmış olan kolesterolün aksine, 5 ana fosfolipid aşağıda gösterildiği gibi asimetrik olarak yerleştirilmiştir: Dış tek tabaka

  • Fosfatidilkolin (PC);
  • Sfingomiyelin (SM). ⓘ

İç tek tabaka

  • Fosfatidiletanolamin (PE);
  • Fosfoinositol (PI) (az miktarda).
  • Fosfatidilserin (PS); ⓘ

İki katman arasındaki bu asimetrik fosfolipid dağılımı, enerjiye bağımlı ve enerjiden bağımsız birkaç fosfolipid taşıma proteininin işlevinin sonucudur. "Flippaz" adı verilen proteinler fosfolipidleri dış tek tabakadan iç tek tabakaya taşırken, "floppaz" adı verilen diğerleri enerjiye bağlı bir şekilde bir konsantrasyon gradyanına karşı ters işlemi yapar. Ayrıca, fosfolipidleri aynı anda her iki yönde de hareket ettiren, konsantrasyon gradyanlarını enerjiden bağımsız bir şekilde aşağı çeken "scramblase" proteinleri de vardır. Kırmızı hücre membranındaki bu membran bakım proteinlerinin kimliği konusunda halen devam eden önemli tartışmalar bulunmaktadır. ⓘ

Çift tabakada asimetrik fosfolipid dağılımının korunması (PS ve PI'lerin iç tek tabakada özel olarak konumlandırılması gibi) çeşitli nedenlerden dolayı hücre bütünlüğü ve işlevi için kritik öneme sahiptir:

  • Makrofajlar dış yüzeyinde PS bulunan kırmızı hücreleri tanır ve fagosite eder. Bu nedenle PS'nin iç tek tabakada hapsedilmesi, hücrenin retiküloendotelyal sistemin makrofajlarıyla, özellikle dalakta, sık karşılaşmalarında hayatta kalması için gereklidir.
  • Talasemik ve orak kırmızı hücrelerin erken yıkımı, dış tek tabakada PS'nin açığa çıkmasına yol açan lipid asimetrisindeki bozulmalarla ilişkilendirilmiştir.
  • PS'nin açığa çıkması, kırmızı hücrelerin vasküler endotelyal hücrelere yapışmasını güçlendirerek mikrovaskülatürden normal geçişi etkili bir şekilde önleyebilir. Bu nedenle, mikrosirkülasyonda normal kan akışını sağlamak için PS'nin sadece çift tabakanın iç yaprakçığında tutulması önemlidir.
  • Hem PS hem de fosfatidilinositol 4,5-bisfosfat (PIP2), spektrin ve protein 4.1R gibi iskelet proteinleri ile etkileşimleri nedeniyle membran mekanik fonksiyonunu düzenleyebilir. Son çalışmalar, spektrinin PS'ye bağlanmasının membran mekanik stabilitesini desteklediğini göstermiştir. PIP2, protein bant 4.1R'nin glikoforin C'ye bağlanmasını artırır, ancak protein bant 3 ile etkileşimini azaltır ve böylece çift tabakanın membran iskeletine bağlanmasını modüle edebilir. ⓘ

Kırmızı kan hücresi membranında "lipid salları" olarak adlandırılan özelleşmiş yapıların varlığı son çalışmalarla tanımlanmıştır. Bunlar, flotilinler, STOMatinler (bant 7), G-proteinleri ve β-adrenerjik reseptörler gibi spesifik membran proteinleri ile ilişkili kolesterol ve sfingolipidler bakımından zengin yapılardır. Eritroid olmayan hücrelerde hücre sinyalizasyon olaylarına dahil edilen lipid sallarının eritroid hücrelerde β2-adrejenik reseptör sinyalizasyonuna aracılık ettiği ve cAMP seviyelerini artırdığı ve böylece sıtma parazitlerinin normal kırmızı hücrelere girişini düzenlediği gösterilmiştir. ⓘ

Membran proteinleri

SDS-PAGE ile ayrılmış ve gümüşle boyanmış kırmızı kan hücresi membran proteinleri ⓘ

Membran iskeletinin proteinleri alyuvarın deforme olabilirliğinden, esnekliğinden ve dayanıklılığından sorumludur ve alyuvarın çapının yarısından daha küçük (7-8 μm) kılcal damarlar boyunca sıkışmasını ve bu hücreler kauçuktan yapılmış bir nesneye benzer şekilde sıkıştırıcı kuvvetler almayı bırakır bırakmaz diskoid şeklini geri kazanmasını sağlar. ⓘ

Şu anda kırmızı kan hücresi başına birkaç yüz ila bir milyon kopya halinde bulunabilen 50'den fazla bilinen membran proteini vardır. Bu membran proteinlerinin yaklaşık 25'i, diğerlerinin yanı sıra A, B ve Rh antijenleri gibi çeşitli kan grubu antijenlerini taşır. Bu membran proteinleri, iyonların ve moleküllerin kırmızı hücre membranı boyunca taşınması, endotel hücreleri gibi diğer hücrelerle yapışma ve etkileşim, sinyal reseptörleri ve şu anda bilinmeyen diğer işlevler gibi çok çeşitli işlevleri yerine getirebilir. İnsanların kan grupları, kırmızı kan hücrelerinin yüzey glikoproteinlerindeki varyasyonlardan kaynaklanmaktadır. Bu membranlardaki proteinlerin bozuklukları kalıtsal sferositoz, kalıtsal elliptositoz, kalıtsal stomatositoz ve paroksismal nokturnal hemoglobinüri gibi birçok hastalıkla ilişkilidir. ⓘ

Kırmızı kan hücresi membran proteinleri işlevlerine göre düzenlenmiştir:

Kırmızı kan hücresi membranı majör proteinleri ⓘ

Nakliye

  • Bant 3 - Kırmızı kan hücresi membranının önemli bir yapısal bileşeni olan anyon taşıyıcı, hücre membran yüzeyinin %25'ini oluşturur, her kırmızı hücre yaklaşık bir milyon kopya içerir. Diego Kan Grubunu tanımlar;
  • Aquaporin 1 - su taşıyıcısı, Colton Kan Grubunu tanımlar;
  • Glut1 - glikoz ve L-dehidroaskorbik asit taşıyıcısı;
  • Kidd antijen proteini - üre taşıyıcı;
  • RHAG - gaz taşıyıcı, muhtemelen karbondioksit, Rh Kan Grubunu ve ilişkili olağandışı kan grubu fenotipi Rhnull'u tanımlar;
  • Na+/K+ - ATPaz;
  • Ca2+ - ATPaz;
  • Na+ K+ 2Cl- - kotransporter;
  • Na+-Cl- - kotransporter;
  • Na-H değiştirici;
  • K-Cl - kotransporter;
  • Gardos Kanalı. ⓘ

Hücre yapışması

  • ICAM-4 - integrinler ile etkileşime girer;
  • BCAM - Lutheran kan grubunu tanımlayan ve Lu veya laminin bağlayıcı protein olarak da bilinen bir glikoprotein. ⓘ

Yapısal rol - Aşağıdaki membran proteinleri iskelet proteinleriyle bağlantılar kurar ve lipid çift tabaka ile membran iskeleti arasındaki kohezyonun düzenlenmesinde önemli bir rol oynayabilir, muhtemelen membranın çökmesini (veziküle olmasını) önleyerek kırmızı hücrenin uygun membran yüzey alanını korumasını sağlar.

  • Ankyrin bazlı makromoleküler kompleks - sitoplazmik alanlarının Ankyrin ile etkileşimi yoluyla çift tabakayı membran iskeletine bağlayan proteinler.
    • Bant 3 - ayrıca çeşitli glikolitik enzimleri, varsayımsal CO2 taşıyıcısını ve karbonik anhidrazı, kırmızı hücre metabolizmasını ve iyon ve gaz taşıma işlevini düzenlemede önemli bir rol oynayabilecek "metabolon" olarak adlandırılan bir makromoleküler kompleks halinde bir araya getirir.
    • RHAG - taşımada da rol oynar, ilişkili olağandışı kan grubu fenotipi Rhmod'u tanımlar.
  • Protein 4.1R tabanlı makromoleküler kompleks - Protein 4.1R ile etkileşime giren proteinler.
    • Protein 4.1R - Gerbich antijenlerinin zayıf ifadesi;
    • Glikoforin C ve D - glikoprotein, Gerbich Kan Grubunu tanımlar;
    • XK - Kell Kan Grubunu ve Mcleod olağandışı fenotipini tanımlar (Kx antijeni eksikliği ve Kell antijenlerinin büyük ölçüde azalmış ifadesi);
    • RhD/RhCE - Rh Kan Grubunu ve buna bağlı olağandışı kan grubu fenotipi Rhnull'u tanımlar;
    • Duffy proteini - kemokin klirensi ile ilişkili olduğu öne sürülmüştür;
    • Adducin - bant 3 ile etkileşim;
    • Dematin - Glut1 glikoz taşıyıcısı ile etkileşim. ⓘ

Yüzey elektrostatik potansiyeli

Zeta potansiyeli, hücre yüzeylerinin elektrokimyasal bir özelliğidir ve hücrenin hücre zarlarının yüzeyinde açığa çıkan moleküllerin net elektrik yükü tarafından belirlenir. Kırmızı kan hücresinin normal zeta potansiyeli -15,7 milivolttur (mV). Bu potansiyelin büyük bir kısmına zardaki açıkta kalan sialik asit kalıntılarının katkıda bulunduğu görülmektedir: bunların uzaklaştırılması -6,06 mV zeta potansiyeli ile sonuçlanır. ⓘ

Fonksiyon

CO2 taşınmasındaki rolü

Burada bir birim karbonhidrat ile şematik olarak gösterildiği gibi, solunumun oksijen (O2) tüketimi kadar karbondioksit (CO2) molekülü ürettiğini hatırlayın. ⓘ

Ayrıştırılamadı (sözdizim hatası): {\displaystyle \ce{HCOH + O2 -> CO2 + H2O <span title="Kaynak: İngilizce Vikipedi, Bölüm &quot;Role in CO2 transport&quot;" class="plainlinks">[https://en.wikipedia.org/wiki/Red_blood_cell#Role_in_CO2_transport <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span>}}

Dolayısıyla, dolaşım sisteminin işlevi oksijenin taşınması kadar karbondioksitin taşınmasıyla da ilgilidir. Bu makalenin başka bir yerinde de belirtildiği gibi, kandaki karbondioksitin çoğu bikarbonat iyonu formundadır. Bikarbonat kritik bir pH tamponu sağlar. Bu nedenle, O2 taşınması için hemoglobinin aksine, spesifik bir CO2 taşıyıcı moleküle sahip olmamanın fizyolojik bir avantajı vardır. ⓘ

Yine de kırmızı kan hücreleri, iki nedenden dolayı CO2 taşıma sürecinde önemli bir rol oynar. Birincisi, hemoglobinin yanı sıra, hücre zarının iç kısmında karbonik anhidraz enziminin çok sayıda kopyasını içermeleridir. Karbonik anhidraz, adından da anlaşılacağı gibi, karbonik asit ve karbondioksit (karbonik asidin anhidriti olan) arasındaki değişimin katalizörü olarak görev yapar. Bir katalizör olduğu için birçok CO2 molekülünü etkileyebilir, bu nedenle hemoglobin tarafından O2 taşınması için gerekli olduğu kadar çok kopyaya ihtiyaç duymadan temel rolünü yerine getirir. Bu katalizörün varlığında karbondioksit ve karbonik asit çok hızlı bir şekilde dengeye ulaşırken, kırmızı hücreler hala kılcal damar boyunca hareket eder. Böylece CO2'nin çoğunun bikarbonat olarak taşınmasını sağlayan RBC'dir. Fizyolojik pH'da denge, çoğunlukla bikarbonat iyonuna ayrışan karbonik asit lehinedir. ⓘ

Ayrıştırılamadı (sözdizim hatası): {\displaystyle \ce{CO2 + H2O <=>> H2CO3 <=>> HCO3- + H+ <span title="Kaynak: İngilizce Vikipedi, Bölüm &quot;Role in CO2 transport&quot;" class="plainlinks">[https://en.wikipedia.org/wiki/Red_blood_cell#Role_in_CO2_transport <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span> }}

RBC içindeki bu hızlı reaksiyonla açığa çıkan H+ iyonları, hala kapiller içindeyken, Bohr etkisi olarak adlandırılan hemoglobinin oksijen bağlama afinitesini azaltma yönünde etki eder. ⓘ

RBC'nin karbondioksit taşınmasına ikinci büyük katkısı, karbondioksitin hemoglobinin globin protein bileşenleriyle doğrudan reaksiyona girerek karbaminohemoglobin bileşikleri oluşturmasıdır. Dokularda oksijen salındıkça hemoglobine daha fazla CO2 bağlanır ve akciğerde oksijen bağlandıkça hemoglobine bağlı CO2'nin yerini alır, buna Haldane etkisi denir. Kandaki CO2'nin sadece küçük bir miktarı venöz kanda hemoglobine bağlı olmasına rağmen, venöz ve arteriyel kan arasındaki CO2 içeriğindeki değişimin büyük bir kısmı bu bağlı CO2'deki değişimden kaynaklanır. Yani, pH tamponu olarak yukarıda bahsedilen rolü nedeniyle hem venöz hem de arteriyel kanda her zaman bol miktarda bikarbonat bulunur. ⓘ

Özetle, hücresel solunumla üretilen karbondioksit çok hızlı bir şekilde daha düşük konsantrasyonlu bölgelere, özellikle de yakındaki kılcal damarlara difüze olur. Bir RBC'ye difüze olduğunda, CO2 RBC membranının iç kısmında bulunan karbonik anhidraz tarafından hızla bikarbonat iyonuna dönüştürülür. Bikarbonat iyonları da RBC membranında bulunan bant 3 anyon taşıma proteini tarafından kolaylaştırılan plazmadan klorür iyonları ile değiştirilerek RBC'yi terk eder. Bikarbonat iyonu kapiller dışına geri difüze olmaz, ancak akciğere taşınır. Akciğerde, alveollerdeki düşük kısmi karbondioksit basıncı, karbondioksitin kılcal damardan alveollere hızla difüze olmasına neden olur. Kırmızı hücrelerdeki karbonik anhidraz, bikarbonat iyonunu karbondioksit ile dengede tutar. Böylece karbondioksit kılcal damarı terk ederken ve CO2 hemoglobin üzerindeki O2 ile yer değiştirirken, dengeyi korumak için yeterli bikarbonat iyonu hızla karbondioksite dönüşür. ⓘ

İkincil işlevler

Kırmızı kan hücreleri daralmış damarlarda kesme stresine maruz kaldıklarında ATP salgılarlar, bu da damar duvarlarının normal kan akışını destekleyecek şekilde gevşemesine ve genişlemesine neden olur. ⓘ

Hemoglobin molekülleri oksijensiz kaldığında, kırmızı kan hücreleri S-Nitrosothiols salgılar, bu da kan damarlarını genişletmek için hareket eder, böylece vücudun oksijensiz bölgelerine daha fazla kan yönlendirir. ⓘ

Kırmızı kan hücreleri de endotel hücreleri gibi substrat olarak L-arginin kullanarak nitrik oksidi enzimatik olarak sentezleyebilir. Kırmızı kan hücrelerinin fizyolojik seviyelerde kayma stresine maruz kalması, nitrik oksit sentazı ve nitrik oksit ihracatını aktive eder, bu da vasküler tonusun düzenlenmesine katkıda bulunabilir. ⓘ

Kırmızı kan hücreleri aynı zamanda damar duvarlarını gevşeten bir sinyal gazı olan hidrojen sülfür de üretebilir. Sarımsağın kardiyoprotektif etkilerinin, kırmızı kan hücrelerinin sülfür bileşiklerini hidrojen sülfüre dönüştürmesinden kaynaklandığına inanılmaktadır. ⓘ

Kırmızı kan hücreleri vücudun bağışıklık tepkisinde de rol oynar: Bakteri gibi patojenler tarafından parçalandığında, hemoglobinleri serbest radikalleri serbest bırakır, bu da patojenin hücre duvarını ve zarını parçalayarak onu öldürür. ⓘ

Hücresel süreçler

Mitokondri içermemelerinin bir sonucu olarak, kırmızı kan hücreleri taşıdıkları oksijenin hiçbirini kullanmazlar; bunun yerine glikozun glikolizi ve ortaya çıkan piruvat üzerinde laktik asit fermantasyonu yoluyla enerji taşıyıcı ATP üretirler. Ayrıca, pentoz fosfat yolu kırmızı kan hücrelerinde önemli bir rol oynar; daha fazla bilgi için glukoz-6-fosfat dehidrojenaz eksikliğine bakınız. ⓘ

Kırmızı kan hücreleri çekirdek içermediğinden, protein biyosentezinin bu hücrelerde bulunmadığı varsayılmaktadır. ⓘ

Çekirdek ve organel eksikliği nedeniyle, olgun kırmızı kan hücreleri DNA içermez ve herhangi bir RNA sentezleyemez ve sonuç olarak bölünemez ve sınırlı onarım yeteneklerine sahiptir. Protein sentezi yapılamaması, hiçbir virüsün memeli kırmızı kan hücrelerini hedef alacak şekilde evrimleşemeyeceği anlamına gelir. Bununla birlikte, parvovirüslerle (insan parvovirüs B19 gibi) enfeksiyon, viral partiküller ve inklüzyon cisimcikleri içeren dev pronormoblastların varlığından anlaşıldığı üzere, hala DNA'ya sahipken eritroid öncüllerini etkileyebilir, böylece retikülositlerin kanını geçici olarak tüketir ve anemiye neden olur. ⓘ

Yaşam döngüsü

İnsan kırmızı kan hücreleri, eritropoez adı verilen bir süreçle üretilir ve yaklaşık 7 gün içinde işlenmiş kök hücrelerden olgun kırmızı kan hücrelerine dönüşür. Olgunlaştıklarında, sağlıklı bir bireyde bu hücreler kan dolaşımında yaklaşık 100 ila 120 gün yaşarlar (ve tam zamanında doğan bir bebekte 80 ila 90 gün). Ömürlerinin sonunda dolaşımdan atılırlar. Birçok kronik hastalıkta kırmızı kan hücrelerinin ömrü kısalır. ⓘ

Yaratılış

Eritropoez, yaklaşık 7 gün süren yeni kırmızı kan hücrelerinin üretildiği süreçtir; süreç boyunca, büyük kemiklerdeki kemik iliğinde sürekli olarak kırmızı kan hücreleri üretilir. (embriyoda ise karaciğer, kırmızı kan hücresi üretiminin ana bölgesidir.) Üretim, böbrek tarafından sentezlenen eritropoietin (EPO) hormonu tarafından uyarılabilir. Kemik iliğinden ayrılmadan hemen önce ve sonra gelişen hücreler retikülositler olarak bilinir; bunlar dolaşımdaki kırmızı kan hücrelerinin yaklaşık %1'ini oluşturur. ⓘ

İşlevsel yaşam süresi

Bir alyuvarın işlevsel ömrü yaklaşık 100-120 gündür ve bu süre zarfında alyuvarlar kılcal damarlar gibi mikrodamarlardan geçerken kan akışının itmesi (atardamarlarda), çekmesi (toplardamarlarda) ve ikisinin kombinasyonu ile sürekli olarak hareket ettirilir. Ayrıca kemik iliğinde de geri dönüştürülürler. ⓘ

Yaşlanma

Yaşlanan kırmızı kan hücresi, plazma zarında değişikliklere uğrayarak makrofajlar tarafından seçici olarak tanınmaya ve ardından mononükleer fagosit sisteminde (dalak, karaciğer ve lenf düğümleri) fagositoza duyarlı hale gelir, böylece eski ve kusurlu hücreler ortadan kaldırılır ve kan sürekli olarak temizlenir. Bu süreç eryptosis, yani kırmızı kan hücrelerinin programlı ölümü olarak adlandırılır. Bu süreç normalde eritropoez ile aynı üretim hızında gerçekleşir ve dolaşımdaki toplam kırmızı kan hücresi sayısını dengeler. Sepsis, hemolitik üremik sendrom, sıtma, orak hücreli anemi, beta-talasemi, glukoz-6-fosfat dehidrogenaz eksikliği, fosfat tükenmesi, demir eksikliği ve Wilson hastalığı gibi çok çeşitli hastalıklarda eriptoz artar. Eriptoz ozmotik şok, oksidatif stres ve enerji tükenmesinin yanı sıra çok çeşitli endojen aracılar ve ksenobiyotikler tarafından da ortaya çıkarılabilir. Aşırı eryptosis, cGMP'ye bağlı protein kinaz tip I veya AMP ile aktive olan protein kinaz AMPK'dan yoksun kırmızı kan hücrelerinde gözlenir. Eryptosis inhibitörleri arasında eritropoietin, nitrik oksit, katekolaminler ve yüksek konsantrasyonlarda üre bulunur. ⓘ

Ortaya çıkan parçalanma ürünlerinin çoğu vücutta yeniden dolaştırılır. Hemoglobinin heme bileşeni demir (Fe3+) ve biliverdin olarak parçalanır. Biliverdin, plazmaya salınan ve albümine bağlı olarak karaciğere geri dönen bilirubine indirgenir. Demir, transferrin adı verilen bir taşıyıcı protein tarafından yeniden dolaşıma sokulmak üzere plazmaya salınır. Neredeyse tüm kırmızı kan hücreleri hemolize uğrayacak kadar yaşlanmadan önce bu şekilde dolaşımdan uzaklaştırılır. Hemolize olan hemoglobin plazmada haptoglobin adı verilen ve böbrek tarafından atılmayan bir proteine bağlanır. ⓘ

Klinik önemi

Hastalık

Orak hücre hastalığından etkilenen kırmızı kan hücreleri şekil değiştirir ve iç organlara zarar verme tehdidinde bulunur. ⓘ

Kırmızı kan hücrelerini içeren kan hastalıkları şunları içerir:

  • Anemiler (veya anemiler), düşük kırmızı hücre sayısı veya kırmızı kan hücrelerinin veya hemoglobinin bazı anormallikleri nedeniyle kanın düşük oksijen taşıma kapasitesi ile karakterize hastalıklardır. ⓘ
  • Demir eksikliği anemisi en yaygın anemidir; diyetle demir alımı veya emilimi yetersiz olduğunda ve demir içeren hemoglobin oluşamadığında ortaya çıkar. ⓘ
  • Pernisiyöz anemi, vücudun gıdalardan B12 vitamini emmesi için gerekli olan intrinsik faktörden yoksun olduğu otoimmün bir hastalıktır. B12 vitamini kırmızı kan hücrelerinin üretimi ve olgunlaşması için gereklidir. ⓘ
  • Orak hücre hastalığı, anormal hemoglobin molekülleriyle sonuçlanan genetik bir hastalıktır. Bunlar dokulardaki oksijen yükünü serbest bıraktıklarında çözünmez hale gelirler ve yanlış şekilli kırmızı kan hücrelerine yol açarlar. Bu orak şekilli kırmızı hücreler daha az deforme olabilir ve viskoelastiktir, yani sertleşmişlerdir ve kan damarı tıkanıklığına, ağrıya, felçlere ve diğer doku hasarlarına neden olabilirler. ⓘ
  • Talasemi, hemoglobin alt birimlerinin anormal bir oranda üretilmesiyle sonuçlanan genetik bir hastalıktır. ⓘ
  • Kalıtsal sferositoz sendromları, kırmızı kan hücresinin hücre zarındaki kusurlarla karakterize edilen, hücrelerin çörek şeklinde ve esnek olmak yerine küçük, küre şeklinde ve kırılgan olmasına neden olan bir grup kalıtsal bozukluktur. Bu anormal kırmızı kan hücreleri dalak tarafından yok edilir. Kırmızı kan hücresi zarının diğer birkaç kalıtsal bozukluğu bilinmektedir. ⓘ
  • Aplastik anemi, kemik iliğinin kan hücresi üretememesinden kaynaklanır. ⓘ
  • Saf kırmızı hücre aplazisi, kemik iliğinin sadece kırmızı kan hücreleri üretememesinden kaynaklanır. ⓘ
Ozmotik basıncın kan hücreleri üzerindeki etkisi ⓘ
Ozmotik basıncın etkilerinin mikrografları ⓘ
  • Hemoliz, kırmızı kan hücrelerinin aşırı parçalanması için kullanılan genel bir terimdir. Çeşitli nedenleri olabilir ve hemolitik anemi ile sonuçlanabilir. ⓘ
  • Sıtma paraziti yaşam döngüsünün bir kısmını kırmızı kan hücrelerinde geçirir, hemoglobinle beslenir ve sonra onları parçalayarak ateşe neden olur. Hem orak hücre hastalığı hem de talasemi sıtma bölgelerinde daha yaygındır, çünkü bu mutasyonlar parazite karşı bir miktar koruma sağlar.
  • Polisitemiler (veya eritrositozlar) kırmızı kan hücrelerinin fazlalığı ile karakterize hastalıklardır. Kanın viskozitesinin artması bir dizi belirtiye neden olabilir. ⓘ
  • Polisitemi verada kırmızı kan hücrelerinin sayısındaki artış kemik iliğindeki bir anormallikten kaynaklanır.
  • Yaygın damar içi pıhtılaşma ve trombotik mikroanjiyopatiler dahil olmak üzere çeşitli mikroanjiyopatik hastalıklar, şistosit adı verilen patognomonik (tanısal) kırmızı kan hücresi parçaları ile ortaya çıkar. Bu patolojiler, bir trombüsten geçmeye çalışan kırmızı kan hücrelerini koparan fibrin iplikçikleri oluşturur. ⓘ

Transfüzyon

Kırmızı kan hücreleri kan transfüzyonunun bir parçası olarak verilebilir. Kan, başka bir kişiden bağışlanabilir veya alıcı tarafından daha önceki bir tarihte depolanabilir. Bağışlanan kan genellikle bağışçıların kan yoluyla bulaşan hastalıkların varlığı için risk faktörleri içermediğinden veya kan vererek kendilerine zarar vermeyeceklerinden emin olmak için tarama gerektirir. Kan genellikle Hepatit B, Hepatit C ve HIV gibi yaygın veya ciddi kan yoluyla bulaşan hastalıklar için toplanır ve test edilir. Kan grubu (A, B, AB veya O) veya kan ürünü belirlenir ve bir tür transfüzyon reaksiyonu olan akut hemolitik transfüzyon reaksiyonu olasılığını en aza indirmek için alıcının kanıyla eşleştirilir. Bu, hücre yüzeyindeki antijenlerin varlığıyla ilgilidir. Bu işlemden sonra kan saklanır ve kısa bir süre içinde kullanılır. Kan, bütün bir ürün olarak veya kırmızı kan hücreleri paketlenmiş kırmızı kan hücreleri olarak ayrılmış halde verilebilir. ⓘ

Kan genellikle bilinen bir anemi, aktif kanama olduğunda veya ameliyat öncesi gibi ciddi kan kaybı beklentisi olduğunda nakledilir. Kan verilmeden önce, alıcının kanından alınan küçük bir örnek, çapraz eşleştirme olarak bilinen bir işlemle transfüzyonla test edilir. ⓘ

2008 yılında insan embriyonik kök hücrelerinin laboratuarda başarılı bir şekilde kırmızı kan hücrelerine dönüştürüldüğü bildirilmiştir. Zor olan adım, hücrelerin çekirdeklerini dışarı atmalarını sağlamaktı; bu da hücrelerin kemik iliğinden alınan stromal hücreler üzerinde büyütülmesiyle başarıldı. Bu yapay kırmızı kan hücrelerinin sonunda kan nakli için kullanılabileceği umuluyor. ⓘ

Testler

Kırmızı kan hücresi şeklindeki varyasyonlar, genel olarak poikilositoz olarak adlandırılır. ⓘ

Çeşitli kan testleri kırmızı kan hücrelerini içerir. Bunlar arasında RBC sayımı (kan hacmi başına düşen kırmızı kan hücresi sayısı), hematokritin hesaplanması (kırmızı kan hücreleri tarafından işgal edilen kan hacminin yüzdesi) ve eritrosit sedimantasyon hızı yer alır. Kan transfüzyonu veya organ nakline hazırlanmak için kan grubunun belirlenmesi gerekir. ⓘ

Kırmızı kan hücrelerini içeren birçok hastalık, ince bir kan tabakasının mikroskop lamına sürüldüğü bir kan filmi (veya periferik kan yayması) ile teşhis edilir. Bu, kırmızı kan hücresi şeklindeki varyasyonlar olan poikilositozu ortaya çıkarabilir. Kırmızı kan hücreleri bazen bir yığın halinde, düz tarafın yanında düz taraf olarak ortaya çıkar. Bu, rouleaux oluşumu olarak bilinir ve örneğin iltihaplanma sırasında olduğu gibi belirli serum proteinlerinin seviyeleri yükseldiğinde daha sık görülür. ⓘ

Ayrıştırma ve kan dopingi

Kırmızı kan hücreleri, kan fraksiyonasyonu olarak bilinen bir işlemle hücreleri kan plazmasından ayıran santrifüjleme yoluyla tam kandan elde edilebilir. Bu şekilde plazması çıkarılmış tam kandan yapılan paketlenmiş kırmızı kan hücreleri transfüzyon tıbbında kullanılır. Plazma bağışı sırasında, kırmızı kan hücreleri hemen vücuda geri pompalanır ve sadece plazma toplanır. ⓘ

Bazı sporcular kan dopingi yaparak performanslarını artırmaya çalışmışlardır: önce kanlarının yaklaşık 1 litresi alınır, ardından kırmızı kan hücreleri izole edilir, dondurulur ve yarışmadan kısa bir süre önce yeniden enjekte edilmek üzere saklanır. (Kırmızı kan hücreleri -79 °C veya -110 °F'de 5 hafta veya kriyoprotektanlar kullanılarak 10 yıldan fazla saklanabilir) Bu uygulamanın tespit edilmesi zordur, ancak ortaya çıkan yüksek viskoziteli kanla başa çıkmak için donanımlı olmayan insan kardiyovasküler sistemini tehlikeye atabilir. Bir başka kan dopingi yöntemi de kırmızı kan hücrelerinin üretimini teşvik etmek için eritropoietin enjeksiyonunu içerir. Her iki uygulama da Dünya Anti-Doping Ajansı tarafından yasaklanmıştır. ⓘ

Tarihçe

Kırmızı kan hücrelerini tanımlayan ilk kişi, 1658 yılında bir kurbağanın kanını incelemek için ilk mikroskobu kullanan genç Hollandalı biyolog Jan Swammerdam'dır. Bu çalışmadan habersiz olan Anton van Leeuwenhoek, 1674 yılında bir başka mikroskobik tanımlama yapmış ve bu kez kırmızı kan hücrelerinin daha kesin bir tanımını yapmış, hatta boyutlarını "ince bir kum tanesinden 25.000 kat daha küçük" olarak yaklaşık olarak belirtmiştir. ⓘ

1740'larda Bologna'da Vincenzo Menghini, ısıtılmış kırmızı kan hücrelerinden arta kalan toz veya külün üzerinden mıknatıs geçirerek demirin varlığını göstermeyi başardı. ⓘ

1901'de Karl Landsteiner üç ana kan grubu olan A, B ve C'yi (daha sonra O olarak yeniden adlandırdı) keşfini yayınladı. Landsteiner, serum kırmızı kan hücreleriyle karıştırıldığında meydana gelen reaksiyonların düzenli kalıplarını tanımladı ve böylece bu kan grupları arasındaki uyumlu ve çelişkili kombinasyonları belirledi. Bir yıl sonra Landsteiner'in iki meslektaşı Alfred von Decastello ve Adriano Sturli dördüncü bir kan grubu olan AB'yi tanımladılar. ⓘ

1959 yılında Dr. Max Perutz, X-ışını kristalografisini kullanarak oksijen taşıyan kırmızı kan hücresi proteini olan hemoglobinin yapısını çözmeyi başardı. ⓘ

Şimdiye kadar keşfedilen en eski bozulmamış kırmızı kan hücreleri, MÖ 3255 civarında ölen bir adamın doğal mumyası olan Buz Adam Ötzi'de bulundu. Bu hücreler Mayıs 2012'de keşfedilmiştir. ⓘ

Etimoloji

Alyuvar, Türkçede kanın rengi veya kızıl anlamındaki 'al' ile düz olmayan yuvarlak veya oval küçük cisim anlamındaki 'yuvar' kelimelerinden türetilmiştir. Eritrosit, Grekçe kızıl kap anlamına gelen erythros ve modern kullanımda "hücre" anlamını karşılayan -cyte sözcüklerinin birleşimidir. ⓘ

Alyuvar çökme hızı

Eritrositik sedimentasyon hızı olarak da bilinir. Dikey olarak tutulan tüplerde uygulanan bu yöntem herhangi bir hastalık için patognomik olmayıp sadece genel sağlık durumunun değerlendirilmesinde kullanılır. Sedimentasyon hızı memelilerde oldukça farklılık gösterir. Örneğin atlarda oldukça hızlı iken, sığırlarda son derece yavaştır. ⓘ

Çeşitli hayvanlarda alyuvar çökme hızları
Tür Çökme Hızı (mm) Zaman Hematokrit ⓘ
Kedi 53 1 saat 27
Sığır 2,4 7 saat -
Tavuk 0,5 30 dakika 29,8-31,6
Köpek 6-10 1 saat -
At 2-12 10 dakika -
"http://bilgipedi.com.tr/index.php?title=Alyuvar&oldid=9977" sayfasından alınmıştır