Eritrocīti

Elektronmikroskopā uzņemts cilvēka sarkano asins šūnu (ar aptuveno diametru 6–8 μm) attēls

Eritrocīti (no grieķu: ἐρυθρός, erythros — 'sarkans' un κύτος, kytos — 'šūna'), sarkanās asins šūnas jeb sarkanie asinsķermenīši ir asins formelementi, kuru galvenā funkcija ir pa asinsrites sistēmu transportēt skābekli uz ķermeņa audiem.

Cilvēkiem nobrieduši eritrocīti ir abpusēji ieliektas šūnas, kurām nav kodola un vairākuma organoīdu. Šūnas attīstās sarkanajās kaulu smadzenēs. To dzīves ilgums ir apmēram 100—120 dienas, pirms tās pārstrādā makrofāgi.

Vēsture

Pirmais zinātnieks, kas aprakstīja eritrocītus, bija holandiešu biologs Jans Svammerdams, kurš 1658. gadā izmantoja mikroskopu vardes asins pētīšanai. Nezinot par šo atklājumu, Antons van Lēvenhuks 1674. gadā izveidoja daudz precīzāku aprakstu par sarkanajām asins šūnām, pat minot to aptuvenos izmērus.

1901. gadā Vīnes ārsts Kārlis Landšteiners atklāja 3 asins grupas — A, B un C (kuru viņš vēlāk pārdēvēja par 0). Landšteiners aprakstīja reakciju modeļus, kuros asins serums tika sajaukts ar eritrocītiem, tā atklājot saderīgas un nesaderīgas kombinācijas starp asinsgrupām. Ārsts par savu atklājumu saņēma Nobela prēmiju.

Gadu vēlāk Alfrēds fon Dekastello un Adriano Sturli, divi Landšteinera kolēģi, noteica ceturto asinsgrupu — AB.

1924. gadā matemātiķis Fēlikss Bernšteins atklāja asins grupas iedzimšanu.

1959. gadā ārsts Makss Perucs, izmantojot kristalogrāfiju, izpētīja hemoglobīna struktūru.

Mugurkaulnieku eritrocīti

Eritrocīti galvenokārt sastāv no hemoglobīna — saliktās olbaltumvielas, kas satur hēma grupas, kuru dzelzs atomi plaušās vai žaunās saistās ar skābekļa molekulām. Skābeklis viegli difundē cauri eritrocītu šūnas membrānai. Hemoglobīns arī atbrīvo audus no oglekļa dioksīda, kuru tas transportē atpakaļ uz plaušu kapilāriem kā bikarbonātu (HCO₃⁻) un izšķīdina asins plazmā. Mioglobīns, hemoglobīnam līdzīgs savienojums, uzglabā skābekli muskuļu šūnās.

Eritrocītu krāsa ir saistīta ar hēma grupām hemoglobīnā. Asins plazma ir pelēcīgā krāsā, bet eritrocīti maina krāsu atkarībā no hemoglobīna stāvokļa: savienojumā ar skābekli oksihemoglobīns ir gaiši sarkans, bet, kad skābeklis ir atbrīvots, tad deoksihemoglobīns ir tumši sarkanā krāsā.

Mugurkaulnieku eritrocītu izmēri svārstās, atkarībā no to sugām. Eritrocītu platums ir apmēram 25% lielāks par kapilāru diametru, un ir pierādīts, ka tas uzlabo skābekļa pārnesi no eritrocītiem uz audiem.

Vienīgie zināmie mugurkaulnieki bez eritrocītu šūnām ir krokodilu leduszivis jeb baltasiņu zivis, tās dzīvo ar skābekli ļoti bagātā aukstā ūdenī un pārnēsā skābekli, brīvi izšķīdušu asinīs. Lai gan šo zivju asinīs nav hemoglobīna, tā gēnu paliekas var atrast zivju genomā.

Zīdītāju eritrocīti

Zīdītāju eritrocītiem ir kodols eritropoēzes (eritrocītu veidošanās) agrīnajās fāzēs, bet vēlāk tas izzūd, lai būtu vairāk vietas hemoglobīnam. Nenobriedušos eritrocītos var būt kodola paliekas smalka tīklojuma veidā; šādus eritrocītus sauc par retikulocītiem. Zīdītāju eritrocītiem izzūd arī citi organoīdi, piemēram, mitohondriji, Goldži komplekss un endoplazmatiskais tīkls. Tādēļ, ka eritrocīti vairs nesatur mitohondrijus, šūnas neizmanto skābekli, ko tās transportē. Tā vietā tās no glikozes glikolīzes ceļā ražo adenozīntrifosforskābi (ATF). Sarkanajām asins šūnām nav insulīna receptoru un līdz ar to glikozes uzņemšanu neregulē insulīns.

Nesaturot kodolu un organoīdus, nobrieduši eritrocīti nesatur DNS un nevar sintezēt RNS, kā arī tiem ir ierobežotas atjaunošanās spējas.

Cilvēka eritrocīti

Tipiska cilvēka eritrocīta diska diametrs ir 6-8 μm, biezums 2 μm. Tas ir daudz mazāks nekā lielākā daļa citu cilvēka šūnu. Eritrocītu virsma ir ap 136 μm.

Pieaugušiem cilvēkiem ir ap 2-3 x 10¹³ eritrocītu. Sievietēm ir ap 4—5 miljoni eritrocītu 1 mikrolitrā, bet vīriešiem - 5—6 miljoni. Cilvēkiem, kas dzīvo lielā augstumā, kur ir mazāk skābekļa, eritrocītu daudzums ir lielāks.

Asins sarkano krāsu nodrošina dzelzs joni hemoglobīnā. Katrs eritrocīts satur ap 270 miljonus hemoglobīna biomolekulu, kas katra satur 4 hēma grupas.

Dzīves cikls

Cilvēka eritrocīti rodas eritropoēzes procesā, kas attīstās no cilmes šūnām līdz nobriedušiem eritrocītiem apmēram 7 dienās. Kad eritrocīti ir nobrieduši, tie cirkulē asinīs apmēram 100-120 dienas.

Eritropoēze

Eritropoēze ir attīstības process, kurā tiek radīti jauni eritrocīti. Tie veidojas garo kaulu sarkanajās kaulu smadzenēs. Embrijam eritrocītu galvenā veidošanās vieta ir aknas. Eritrocītu veidošanos var stimulēt hormons eritropoetīns (EPO), kas tiek sintezēts nierēs.

Jauni eritrocīti tiek saukti par retikulocītiem, kuri sastāda apmēram 1% no cirkulējošajām sarkanajām asins šūnām.

Novecošanās

Novecojošajiem eritrocītiem notiek izmaiņas plazmatiskajā membrānā, padarot tos vieglāk atpazīstamus makrofāgiem un turpmākajai fagocitozei. Procesu, kurā tiek iznīcināti vecie un bojātie eritrocīti, sauc par eriptozi. Eriptoze notiek vienādā attiecībā ar eritropoēzi, tā līdzsvarojot cirkulējošo eritrocītu daudzumu. Daudzi no eritrocītu sadalīšanās produktiem turpina cirkulēt organismā.

Hemoglobīna sastāvdaļa hēms tiek sadalīts šādās sastāvdaļās: Fe³⁺ un biliverdīnā. Biliverdīns tiek pārvērsts par bilirubīnu, kas nonāk asins plazmā un cirkulē uz aknām. Dzelzs arī nonāk asins plazmā, un to pārvieto olbaltumviela transferīns.

Asinsgrupas

Uz eritrocītu virsmas ir īpašas vielas (aglutinogēni), kas, kombinējoties ar plazmā esošajām vielām (aglutinīniem) var izsaukt asiņu salipšanu jeb aglutināciju. Ja asinīs notiek aglutinācija, tad eritrocīti salīp piciņās, aizsprosto asinsvadus un cilvēks mirst. Ir zināmi vairāki desmiti aglutinogēnu, no kuriem svarīgākie ir ABO sistēmas aglutinogēni, Rh, Kell, Lewis sistēmas un citi aglutinogēni.

Patoloģijas

Samērā reta parādība ir pavairots eritrocītu daudzums asinīs jeb policitēmija, kas raksturīga dažām sirdskaitēm. Neliela policitēmija var rasties arī augstu kalnos, kur gaiss ir retināts, lai kompensētu samazināto skābekļa daudzumu, asinīs tiek izsviests lielāks eritrocītu skaits. Samazināts eritrocītu skaits vai hemoglobīna daudzums eritrocītos jeb mazasinība ir biežāk sastopama parādība. To var izraisīt infekcijas slimības, dzelzs trūkums organismā, B₁₂ vitamīna trūkums, dažādu medikamentu iedarbība un citi faktori.

Funkcijas

Skābekļa transports

Eritrocītu galvenā funkcija ir skābekļa pārnešana no plaušu kapilāriem uz audu kapilāriem. Plaušu kapilāros hemoglobīns piesaista skābekli un rodas oksihemoglobīns. Šis savienojums šķeļas audu kapilāros: skābeklis difundē caur kapilāru sienu audos. Pretējā virzienā difundē ogļskābā gāze, kas daļēji saistās ar Hb, veidojot dezoksihemoglobīnu, un daļēji arī ar asins plazmu. Plaušu kapilāros dezoksihemoglobīns šķeļas, un hemoglobīns no jauna piesaista skābekli.

Citu vielu transports

Ar hemoglobīnu var saistīties arī citas vielas, radot stabilus savienojumus, piemēram, tvana gāze un sulfonamīdu preparāti (saindēšanās gadījumā). Eritrocīti transportē pie plazmatiskās membrānas piesaistītos toksīnus, lipīdus, aminoskābes un antigēnus.

Skābju — bāzu līdzsvara regulācija

Eritrocītiem ir nozīme arī skābju un bāzu līdzsvara uzturēšanā organismā. Eritrocītos ir ferments karboanhidrāze, kas audos no CO₂ un ūdens veido ogļskābi (H₂CO₃), bet plaušās tas ogļskābi sadala par CO₂+H₂0.

Hemolīze

Hipotoniskā šķīdumā eritrocītā osmozes ceļā pastiprināti ienāk ūdens, eritrocīti uzbriest un pārplīst un hemoglobīns izšķīst asins plazmā. Šo procesu sauc par hemolīzi. To var izraisīt arī, piemēram, čūsku inde, baktēriju toksīni, žults sāļi. Hipertoniskā šķīdumā eritrocīti atdod ūdeni un sarūk.