Přeskočit na obsah

Červená krvinka

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox buňka Červená krvinka, odborně nazývaná erytrocyt (z řeckých slov erythros – červený a kytos – buňka), je nejpočetnější krevní buňka v těle obratlovců. Její primární a životně důležitou funkcí je transport kyslíku z plic do všech tkání těla a v menší míře i transport oxidu uhličitého z tkání zpět do plic. U savců jsou zralé červené krvinky unikátní tím, že postrádají buněčné jádro a většinu organel, což maximalizuje prostor pro hemoglobin – protein, který váže kyslík a dává krvi její charakteristickou červenou barvu.

Tvar červené krvinky je bikonkávní (dvojdutý) disk, který zvětšuje povrch pro efektivnější difúzi plynů a zároveň buňce propůjčuje vysokou flexibilitu, umožňující průchod i těmi nejužšími kapilárami. Celkový počet červených krvinek v těle dospělého člověka se odhaduje na 25 bilionů.

📜 Historie objevů

Prvním člověkem, který pozoroval a popsal červené krvinky, byl nizozemský přírodovědec Antonie van Leeuwenhoek v roce 1674. Pomocí svého vlastnoručně sestrojeného mikroskopu je popsal jako „červené tělíska“ a odhadl jejich velikost. Další významný pokrok přišel až v 19. století.

Německý fyziolog Felix Hoppe-Seyler v roce 1864 úspěšně izoloval a popsal hemoglobin a objasnil jeho schopnost vázat a uvolňovat kyslík. Jeho práce položila základy pro pochopení mechanismu dýchání na buněčné úrovni.

Na přelomu 19. a 20. století rakouský lékař Karl Landsteiner objevil na povrchu červených krvinek antigeny, které určují krevní skupiny (AB0 systém). Tento objev byl zásadní pro bezpečné provádění krevních transfuzí a v roce 1930 mu vynesl Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství.

🔬 Struktura a složení

Struktura červené krvinky je dokonale přizpůsobena její funkci. Její jednoduchost je klíčem k její efektivitě.

Tvar a velikost

Typická lidská červená krvinka má tvar bikonkávního disku o průměru přibližně 7–8 µm a tloušťce 2 µm na okraji a 1 µm ve středu. Tento tvar má několik výhod:

  • Zvětšení povrchu: V porovnání s koulí o stejném objemu má bikonkávní disk o zhruba 30 % větší povrch, což usnadňuje a urychluje difúzi dýchacích plynů přes membránu.
  • Flexibilita: Umožňuje krvince se deformovat a protáhnout se kapilárami, které jsou často užší než její vlastní průměr.
  • Odolnost vůči osmotickému tlaku: Tvar pomáhá buňce lépe odolávat změnám osmotického tlaku v krevní plazmě.

Odchylky ve velikosti se nazývají anizocytóza, přičemž menší krvinky jsou mikrocyty a větší makrocyty.

Buněčná membrána a cytoskelet

Buněčná membrána erytrocytu je tvořena standardní lipidovou dvouvrstvou, ale je vyztužena komplexní sítí proteinů na vnitřní straně, která tvoří cytoskelet. Klíčovými proteiny jsou spektrin a ankyrin, které jsou zodpovědné za udržení bikonkávního tvaru a zajišťují membráně pevnost a zároveň pružnost. Na vnějším povrchu membrány se nacházejí různé glykoproteiny a glykolipidy, které fungují jako antigeny a určují krevní skupiny (např. AB0 systém a Rh faktor).

Absence organel

Zralé červené krvinky savců jsou anukleované, což znamená, že nemají buněčné jádro. Během svého vývoje (erytropoézy) jádro a další organely, jako jsou mitochondrie, ribozomy nebo endoplazmatické retikulum, ztrácejí. Tato adaptace má dva hlavní důvody:

  1. Maximalizace prostoru pro hemoglobin: Absence organel uvolňuje vnitřní prostor buňky, který je z více než 95 % vyplněn hemoglobinem.
  2. Zabránění spotřebě kyslíku: Protože nemají mitochondrie, nemohou provádět aerobní respiraci. Veškerou energii získávají anaerobní glykolýzou. Tím je zajištěno, že nespotřebovávají kyslík, který transportují.

Hemoglobin

Hemoglobin (Hb) je metaloprotein zodpovědný za vazbu a transport kyslíku. Molekula hemoglobinu se skládá ze čtyř podjednotek – dvou alfa a dvou beta globinových řetězců. Každý řetězec obsahuje prostetickou skupinu zvanou hem, v jejímž centru je atom dvojmocného železa (Fe²⁺). Právě tento atom železa je schopen reverzibilně vázat jednu molekulu kyslíku. Jedna molekula hemoglobinu tak může transportovat až čtyři molekuly kyslíku.

  • Oxyhemoglobin: Hemoglobin s navázaným kyslíkem. Má jasně červenou barvu (arteriální krev).
  • Deoxyhemoglobin: Hemoglobin bez navázaného kyslíku. Má tmavě červenou až namodralou barvu (venózní krev).

⚙️ Funkce

Hlavní funkce červených krvinek jsou úzce spjaty s transportem dýchacích plynů a udržováním homeostázy vnitřního prostředí.

Přenos dýchacích plynů

Transport kyslíku

V plicních sklípcích, kde je vysoký parciální tlak kyslíku, se kyslík váže na hemoglobin za vzniku oxyhemoglobinu. Krev je poté srdcem pumpována do celého těla. V tkáních, kde buňky spotřebovávají kyslík a jeho parciální tlak je nízký, se kyslík z oxyhemoglobinu uvolňuje a difunduje do buněk. Tento proces je ovlivněn několika faktory, zejména Bohrovým efektem, kdy nižší pH a vyšší koncentrace CO₂ (typické pro metabolicky aktivní tkáně) snižují afinitu hemoglobinu ke kyslíku a podporují jeho uvolnění.

Transport oxidu uhličitého

Oxid uhličitý (CO₂), odpadní produkt buněčného dýchání, je z tkání transportován do plic třemi způsoby:

  1. Rozpuštěný v plazmě (asi 7 %).
  2. Vázaný na hemoglobin (asi 23 %) – CO₂ se váže na aminoskupiny globinových řetězců za vzniku karbaminohemoglobinu.
  3. Jako hydrogenuhličitanové ionty (HCO₃⁻) (asi 70 %) – V červených krvinkách enzym karboanhydráza velmi rychle katalyzuje reakci CO₂ s vodou za vzniku kyseliny uhličité (H₂CO₃), která okamžitě disociuje na vodíkový iont (H⁺) a hydrogenuhličitanový iont (HCO₃⁻). Hydrogenuhličitanové ionty jsou pak transportovány z krvinky do plazmy výměnou za chloridové ionty (Cl⁻), což je proces známý jako Hamburgerův efekt neboli chloridový posun.

Udržování acidobazické rovnováhy

Díky schopnosti hemoglobinu vázat vodíkové ionty (H⁺) a díky přeměně CO₂ na HCO₃⁻ hrají červené krvinky klíčovou roli v udržování stabilního pH krve, které se pohybuje v úzkém rozmezí 7,35–7,45. Fungují tak jako jeden z nejdůležitějších pufrovacích systémů v těle.

🔄 Životní cyklus

Životní cyklus červené krvinky trvá přibližně 120 dní a zahrnuje její vznik, cirkulaci a zánik.

Erytropoéza (Tvorba)

Tvorba červených krvinek, zvaná erytropoéza, probíhá u dospělých v červené kostní dřeni, především v plochých kostech (lebka, žebra, pánev) a na koncích dlouhých kostí. Celý proces je stimulován hormonem erytropoetinem (EPO), který je produkován převážně v ledvinách v reakci na nízkou hladinu kyslíku v krvi (hypoxie).

Vývoj probíhá z kmenové buňky (hemocytoblastu) přes několik stádií (proerythroblast, bazofilní, polychromatofilní a ortochromatofilní erythroblast), během nichž buňka syntetizuje obrovské množství hemoglobinu a postupně ztrácí své organely, včetně jádra. Posledním stádiem před plně zralou krvinkou je retikulocyt, který ještě obsahuje zbytky ribozomální RNA. Retikulocyty jsou uvolňovány do krevního oběhu, kde během 1–2 dnů dozrávají v plnohodnotné erytrocyty.

Pro správnou erytropoézu jsou nezbytné některé látky, zejména železo (pro syntézu hemu), vitamín B12 a kyselina listová (pro syntézu DNA a dělení buněk).

Zánik (Hemolýza)

Po přibližně 120 dnech v oběhu červené krvinky stárnou. Jejich membrána se stává méně pružnou a jsou náchylnější k poškození. Staré a poškozené erytrocyty jsou odstraňovány z oběhu makrofágy v retikuloendoteliálním systému, především ve slezině (často označované jako "hřbitov červených krvinek"), ale také v játrech a kostní dřeni.

Během tohoto procesu je hemoglobin rozložen:

  • Globin je rozštěpen na aminokyseliny, které jsou znovu využity pro syntézu nových proteinů.
  • Hem je rozložen na železo a biliverdin.
    • Železo** je navázáno na transportní protein transferin a přeneseno do kostní dřeně pro novou erytropoézu nebo uloženo v játrech jako feritin.
    • Biliverdin** (zelené barvivo) je rychle přeměněn na bilirubin (žlutooranžové barvivo), který je v játrech konjugován a vyloučen do žluči.

🩺 Klinický význam a onemocnění

Počet a stav červených krvinek je klíčovým ukazatelem zdraví. Jejich poruchy vedou k řadě onemocnění.

Anémie (Chudokrevnost)

Anémie je stav charakterizovaný sníženým počtem červených krvinek, nízkou koncentrací hemoglobinu nebo sníženým hematokritem. Důsledkem je snížená schopnost krve přenášet kyslík, což se projevuje únavou, dušností, bledostí a slabostí. Mezi nejčastější typy patří:

Polycytémie (Zmnožení)

Polycytémie je opačný stav, charakterizovaný nadměrným množstvím červených krvinek. Krev se stává hustší (viskóznější), což zvyšuje riziko tvorby krevních sraženin, infarktu a mrtvice. Může být primární (nádorové onemocnění kostní dřeně) nebo sekundární (reakce na chronickou hypoxii, např. při pobytu ve vysokých nadmořských výškách nebo jako důsledek dopingu EPO).

Diagnostika

Základním vyšetřením je krevní obraz, který stanovuje:

  • Počet erytrocytů
  • Koncentraci hemoglobinu
  • Hematokrit (podíl objemu červených krvinek na celkovém objemu krve)
  • Střední objem erytrocytu (MCV) a další parametry, které pomáhají určit typ a příčinu anémie.

💡 Pro laiky

Co je to červená krvinka?

Představte si červenou krvinku jako miniaturního, neúnavného kurýra, který ve vašem těle rozváží zásilky. Jejím hlavním úkolem je v plicích naložit "balíčky" kyslíku a doručit je do každé buňky vašeho těla – do svalů, mozku, prostě všude. Bez této donášky by vaše tělo nemohlo fungovat.

Proč je krev červená?

Uvnitř každé červené krvinky je speciální bílkovina zvaná hemoglobin, která obsahuje železo. Právě železo na sebe váže kyslík. Když se kyslík naváže, hemoglobin získá jasně červenou barvu. Proto je krev, která proudí z plic, světle červená. Krev vracející se zpět je tmavší, protože už kyslík odevzdala.

Proč nemá jádro jako jiné buňky?

Je to geniální úspora místa. Během svého zrání se krvinka zbaví jádra a dalších "vnitřních orgánů", aby se do ní vešlo co nejvíce hemoglobinu. Je to jako kdybyste z dodávky vyndali všechna sedadla, abyste mohli naložit maximum nákladu. Navíc tím, že nemá "motor" (mitochondrie), nespotřebovává kyslík, který veze.

Jak dlouho žije a co se s ní stane?

Jedna červená krvinka pracuje v těle asi 4 měsíce. Během této doby urazí tisíce kilometrů. Postupně se ale opotřebuje a ztratí pružnost. Staré a poškozené krvinky jsou pak odchytávány a "recyklovány" hlavně ve slezině. Železo z nich tělo znovu použije na výrobu nových krvinek v kostní dřeni.


Šablona:Aktualizováno

Citováno z „https://infopedia.cz/index.php?title=Červená_krvinka&oldid=14312“