40.2B: Rode bloedcellen
Rode bloedcellen
Rode bloedcellen, of erytrocyten (erytro- = “rood”; -cyte = “cel”), gespecialiseerde cellen die door het lichaam circuleren en zuurstof aan andere cellen leveren, worden gevormd uit stamcellen in het beenmerg. Bij zoogdieren zijn rode bloedcellen kleine, biconcave cellen die, wanneer zij volgroeid zijn, geen kern of mitochondriën bevatten; zij zijn slechts 7-8 µm groot. Bij vogels en niet-avische reptielen bevatten rode bloedcellen een kern.
De rode kleur van bloed is afkomstig van het ijzerbevattende eiwit hemoglobine (zie in ) De voornaamste taak van dit eiwit is het vervoeren van zuurstof, maar het transporteert ook kooldioxide. Hemoglobine is verpakt in rode bloedcellen met een snelheid van ongeveer 250 miljoen moleculen hemoglobine per cel. Elke hemoglobinemolecule bindt vier zuurstofmoleculen, zodat elke rode bloedcel een miljard zuurstofmoleculen vervoert. Er zijn ongeveer 25 triljoen rode bloedcellen in de vijf liter bloed in het menselijk lichaam, die op elk moment tot 25 sextiljoen (25 × 1021) moleculen zuurstof kunnen vervoeren. Bij zoogdieren is er door het ontbreken van organellen in erytrocyten meer ruimte voor de hemoglobinemoleculen. Het ontbreken van mitochondriën verhindert ook het gebruik van de zuurstof voor de metabole ademhaling. Alleen zoogdieren hebben geanucleerde rode bloedcellen; sommige zoogdieren (kamelen bijvoorbeeld) hebben echter gekernde rode bloedcellen. Het voordeel van gekernde rode bloedcellen is dat deze cellen mitose kunnen ondergaan. Gekernde rode bloedcellen metaboliseren anaëroob (zonder zuurstof), waarbij gebruik wordt gemaakt van een primitieve metabolische route om ATP te produceren en de efficiëntie van het zuurstoftransport te verhogen.
Niet alle organismen gebruiken hemoglobine als de methode voor zuurstoftransport. Ongewervelde dieren die hemolymfe gebruiken in plaats van bloed, gebruiken verschillende koper- of ijzerhoudende pigmenten om zich aan de zuurstof te binden. Hemocyanine, een blauwgroen, koperhoudend eiwit, wordt aangetroffen bij weekdieren, schaaldieren en sommige geleedpotigen ( b). Chlorocruorine, een groen gekleurd, ijzerhoudend pigment, wordt aangetroffen in vier families van polychaete kokerwormen. Hemerythrine, een rood, ijzerhoudend eiwit, wordt aangetroffen in sommige polychaete wormen en anneliden ( c). Ondanks de naam bevat hemerythrine geen heemgroep; zijn zuurstofdragend vermogen is gering in vergelijking met hemoglobine.
De kleine omvang en het grote oppervlak van rode bloedcellen maken een snelle diffusie van zuurstof en kooldioxide over het plasmamembraan mogelijk. In de longen komt kooldioxide vrij, terwijl zuurstof door het bloed wordt opgenomen. In de weefsels komt zuurstof vrij uit het bloed, terwijl kooldioxide wordt gebonden voor transport terug naar de longen. Studies hebben uitgewezen dat hemoglobine ook stikstofmonoxide (NO) bindt. Lachgas is een vaatverwijdend middel: een middel dat verwijding van de bloedvaten veroorzaakt, waardoor de bloeddruk daalt. Het ontspant de bloedvaten en haarvaten, wat kan helpen bij de gasuitwisseling en de passage van rode bloedcellen door nauwe vaten. Nitroglycerine, een hartmedicijn tegen angina pectoris en hartaanvallen, wordt omgezet in NO om de bloedvaten te helpen ontspannen, waardoor de zuurstofstroom door het lichaam toeneemt.
Een kenmerk van rode bloedcellen is hun glycolipide- en glycoproteïnecoating; dit zijn lipiden en eiwitten waaraan koolhydraatmoleculen zijn gehecht. Bij de mens verschillen de oppervlakteglycoproteïnen en glycolipiden op rode bloedcellen van individu tot individu, waardoor de verschillende bloedgroepen ontstaan, zoals A, B en O. Rode bloedcellen hebben een gemiddelde levensduur van 120 dagen, waarna ze worden afgebroken en gerecycled in de lever en de milt door fagocytische macrofagen, een type witte bloedcel.