گلبول های قرمز ؛ ویژگی ها، اریتروپوئزیس و پیش ساز ها

اریتروسیت ها یا گلبول های قرمز سلولهای خاصی هستند که جهت نگهداشت هموگلوبین با حداکثر غلظت در خودشان طراحی شده اند. بدین منظور تغییراتی در سلول ها بوجود می آید که این تغییرات و نهایتا مورفولوژی نهایی سلول به نفع حفظ غشای سلول و حفظ هموگلوبین درون سلول است. در سلول گلبول قرمز وضعیت ظاهری بصورت دیسک مقعر الطرفین می باشد. این دیسک مقعرالطرفین این خاصیت را به سلول می دهد که نسبت سطح به حجم افزایش یابد. یعنی یک رزرو حجمی در گلبول قرمز داریم که اگر در شرایط تغییر فشار اسمزی محیط قرار بگیرد با تغییر حجم خودش بتواند مانع از ترکیدن و یا لیز شدن غشا و از بین رفتن ماهیت سلول بشود. تولید ATP در اریتروسیت ها به وسیله آنزیم هایی که در سیتوسول ساخته و انبار شده انجام می شود.

ویژگی های گلبول های قرمز

گلبول های قرمز سلول هایی هستند که هسته، میتوکندری وشبکه آندوپلاسمیک را از دست داده اند در نتیجه تقسیم سلولی در این سلول ها انجام نمی شود. فعالیت های متابولیک محدود شده اند و صرفاً تولید ATP در سلول های گلبول قرمز بر اساس آنزیم هایی که در سیتوزول از قبل ساخته و انبار شده انجام می شود. بنابراین تا زمانی که گلبول قرمز محتوای آنزیم های متابولیکی اش کفایت کند میتواند به عمر خود ادامه دهد. نهایتاً حدود ۱۲۰ روز طول عمر گلبول قرمز است که با از دست رفتن فعالیت های متابولیکی سلول، حفظ تمامیت غشاء برای سلول کار سختی می شود چون تمام اعمال سلولی وابسته به مصرف انرژی هست و کم کم سلول خاصیت هایی را که ما به عنوان یک سلول مشخص به عنوان خصوصیاتی که باعث عملکردخوب سلول گلبول قرمز میشود را از دست می دهیم.

یکی از این تغییرات غشاء، این است که قابلیت انعطاف پذیری (flexibility) خود را از دست می دهد. عبور گلبول قرمز از مویرگ ها (که عمدتاً قطر آنها کمتر از قطر گلبول قرمز است) تحت شرایط کاهش انعطاف پذیری غشاء سخت می شود و با اولین فشار، گلبول قرمز پاره می شود که اصطلاحاً به آن لیز شدن سلول می گویند. تغیرات فشار اسمزی  اگر اتفاق بیافتد، گلبول قرمز توان مقاومت ندارد و با اولین تغییر حجم و با اولین فشاری که در مسیر های مختلف گردش خون از جمله مویرگ ها و طحال بوجود می آید، گلبول پاره می شود. در واقع عمر گلبول در این وضعیت بسیار کوتاه خواهد بود. در شرایط نرمال ۱۲۰ روز عمر گلبول قرمز تعریف شده و طی این مدت گلبول کار خودش را در انتقال اکسیژن و co₂ به خوبی انجام می دهد و در روند بازسازی مجدد ذخایر گلبول قرمز هیچ گونه خللی اتفاق نمی افتد؛ به طوری که تعداد گلبول قرمز در mm³1 خون در آقایان ۵۲۰۰۰۰۰ و در خانم ها در حد ۴۷۰۰۰۰۰ جهت انتقال o₂ وco₂  کفایت میکند .

از دیگر خصوصیات گلبول قرمز دارا بودن آنریم کربنیک انیدراز است. این آنزیم واکنش برگشت پذیر بین ترکیب آب و co₂ و ایجاد اسیدکربنیک را به شدت و با توانایی بسیار بالا کاتالیز می کند. ماحصل واکنش تولید اسیدکربنیک که اسیدکربنیک به بی کربنات و یون H⁺ تجزیه می شود. روند تولید بیکربنات از CO₂ نقش مهمی در انتقال CO₂ خون دارد. علاوه بر این  با این انتقال، یک جزء بسیار مهم از سیستم اسید-باز بدن توسط این واکنش تحت کنترل قرار می گیرد. بنابراین در سیتوزول گلبول های قرمز در بخش غیر هِم، ما این آنزیم را به مقداری داریم که می تواند واکنش را به سمتی ببرد که همواره CO₂  خون تمایل داشته باشد وارد گلبول قرمز شود و در آن جا با آب ترکیب شود و در پلاسما با آب کمترین میل ترکیبی را داشته باشد و تولید اسید کربنیک در پلاسما به حداقل برسد.

ساخت اریتروسیت ها

برای روند ساخت گلبول های قرمز (اریتروپویزیس) ما یکسری مواد و فاکتورها را نیاز داریم. مواد شامل انواع ویتامین ها(مینرال ها) و پروتئین هایی که جهت ساخت ماهیت پروتئینی، ماهیت غشاء و دیگر ساختارهای یک سلول نیاز است، برای ساخت گلبول قرمز نیز به آن ها احتیاج داریم. ولی چند فاکتور وجود دارند که این فاکتورها در ساخت گلبول قرمز در شرایط بالینی می توانند از نظر کمیت دچار مشکل باشند. اسید فولیک، ویتامین B₁₂ و آهن مهم ترین اجزاء در ساخت گلبول قرمز هستند. آهن جزء بسیار مهمی در تشکیل هموگلوبین است.

اسید فولیک و ویتامین B₁₂ در تکامل سلول، افزایش DNA و تقسیم سلولی نقش بسیار مهمی دارند. بنابراین با کمبود اسید فولیک(B₁₂) و آهن، نقص در ساخت گلبول های قرمز را داریم و نتیجه آن کاهش هموگلوبین (کاهش تعداد گلبول های قرمز) و یا تولید گلبول های قرمزی که عملکرد اصلی خودشان را ندارند، می شود. (محتوای گلبولی از نظرمیزان همو گلوبین محتوای مورد نظر و محتوای کافی نخواهد بود). در روند ساخت گلبول قرمز نهایتاً آن چه که در خون ظاهر می شود و ماهیتی دارد که می تواند عمر ۱۲۰ روزه داشته باشد، اریتروسیت ها (گلبول های قرمز بالغ و کامل) نامیده می شوند.

 پیش ساز ها

همانطور که در شکل بالا مشخص است، روند ساخت به صورت روندی از یک مجموعه فرایند است که سر منشاء آن ها از یک استم سل(stem cell) یا سلول بنیادی موجود در مغز استخوان است. این سلول بنیادی خاصیت چند ظرفیتی دارد. این سلول قادر به تبدیل به رده های مختلف سلولی است که نهایتاً به سلول های خونی ختم می شود. بنابراین هماتوپویزیس (Hematopoiesis) و یا ساخت خون نیازمند سلول های Stem cell طبیعی، تقسیم آن ها و نهایتاً فاکتورها و عوامل رشد و عوامل تمایزی است که سلول ها به سمت سلول های هدف و سلول نهایی و نیز روند تکامل و تقسیم شدن و تمایز آنها پیش ببرد. به صورتی کلی از یک سلول چند ظرفیتی stem cell  دو رده ی اصلی سلولی حاصل می شود .

• ❶رده ی لینفوئیدی: نهایتاً سلول های T و B لنفوسیت ها را به ما می دهد.
• ❷رده ی میلوئیدی: اریتروسیت ها، پلاکت ها، مونوسیت ها، نوتروفیل ها، ائوزینوفیل ها و بازوفیل ها را خواهیم داشت.

روند ساخت گلبول قرمز به این صورت است که اریتروسیت ها از رتیکولوسیت ها منشاء می گیرند و رتیکولوسیت ها  آخرین رده سلولی هستن که می توانند تا حدی و در یک تعداد بسیارکمی در حدود ۱% وارد خون شوند و حدود ۱ روز در خون می توانند حضورداشته باشند.

در روندهایی که تولید گلبول قرمز افزایش پیدا می کند، میتوانیم علاوه بر رتیکولوسیت ها عناصر قبلی را هم که به اریتروبلاست ها مشهور هستند در خون ببینیم. بنابراین دیدن اریتروبلاست ها در خون نشان از افزایش روند تولید گلبول قرمز دارد. پلاکت ها از مگاکاریوست ها منشاء می گیرند. مگاکاریوسیت سلولی بزرگ است که خرد می شود و از آن تکه هایی به نام پلاکت حاصل می شود.

سایر گلبول ها که شامل انواع گلبول های سفید هستند در دو دسته گرانولوسیت و آگرانولوسیت تولید می شوند که در جای خودش بحث خواهد شد.

  مراحل اریتروپویزیس (ساخت گلبول های قرمز)

در اریتروپویزیس، سلول اولیه (Stem cell) تحت تاثیر قاکتور های رشد و فاکتور های تمایز قرار می گیرند. یکی از مهم ترین و اصلی ترین فاکتورهای رشد و تمایز ،فاکتور پروتئینی به نام اریتروپویتین است. پویت به معنای تقویت کردن و القاء کردن! اریتروپویتین ماده ای است که تحریک کننده پلوری پتنشیال استم سل ها در جهت تولید گلبول قرمز است. تمام فرایندها و روند حرکت و تحریک مغز استخوان جهت تولید گلبول قرمز تحت تاثیر اریتروپویتین قرار می گیرد.

سلول های اولیه به تدریج شروع به بزرگ شدن، تقسیم شدن و سنتز هموگلوبین، افزایش هموگلوبین و نهایتاً از دست دادن  DNA، هسته، شبکه رتیکولوم آندوپلاسمیک و میتوکندری می شود. هدف از دست دادن این ارگانل های حیاتی سلول این است که سلول بتواند تا حداکثر ممکن هموگلوبین را در خود انباشت کند. در واقع یک گلبول قرمز زندان و یک محفظه بسته است با طول عمر مشخص که هدف  آن حفظ هموگلوبین در گردش خون است. در نهایت یک رتیکولوسیت می تواند وارد گردش خون شود(در مقادیر کم) و بعد از آن اریتروسیت کامل و با عملکرد کاملاً درست در گردش خون با طول عمر مشخص خودش به وظایف خودش در انتقال گاز ها می پردازد.

روند ساخت سلول ها در طی پروسه زمانی که از دوران جنینی حاصل می شود؛ در سه ماهه اول، کیسه زرده این وظیفه را بر عهده دارد. به تدریج کبد و نهایتاً در دوران تولد و بعد از آن مغز استخوان این کار را بر عهده دارد. با گذر زمان، ابتدا استخوان های بلند مثل تیبیا و فمور این وظیفه را برعهده دارند و زودتر پس از انجام وظیفه خود، در دوران نو جوانی و جوانی (۲۵-۱۵ سال) این دو استخوان هم فعالیت شان را از دست می دهند و از این به بعد، استخوان های  غشایی، استخوان های پهن، مثل دنده ها، استرنوم و مهره ها وارد عمل شده و تا پایان عمر این عمل را در ساخت انواع سلول های خونی عهده دار هستند. فعالیت مهره ها تا سنین بالاتر بیشتر از سایر استخوان ها می باشد.

پیشنهاد میکنیم مطلب متابولیسم آهن در بدن را نیز مطالعه کنید.

ساخت گلبول قرمز با هدف انباشت هموگلوبین انجام می شود. بنابراین در ساخت هموگلوبین باید مواد ساختمانی آهن، مواد مورد نیاز ساخت پروتئین، اسیدهای آمینه و فاکتورهای لازم را داشته باشیم تا بتوانیم یک گلبول قرمز با محتوای کافی هموگلوبین داشته باشیم.

مطالعه بیشتر