Diffusion og røde blodlegemer

Af Dr. Catherine Shaffer, Ph.D.Reviewed by Chloe Barnett, BSc

Dyr indånder ilt, hvorefter det skal leveres til alle organerne i kroppen. Denne proces involverer røde blodlegemer og diffusion.

Credit: eyeretina/Shuttertstock.com

Røde blodlegemer

Røde blodlegemer (RBC’er) er en type blodcelle, hvis rolle er at transportere ilt fra lungerne til kroppens perifere væv. Ilten diffunderer fra lungernes alveoler ind i de røde blodlegemer, hvor den binder sig til hæmoglobin. Et molekyle hæmoglobin kan binde fire molekyler ilt (O2).

Det partielle tryk af ilt bestemmer hæmoglobins affinitet for ilt. I lungerne er iltens partialtryk højt, og hæmoglobin har en høj affinitet for ilt. I andre væv er iltens partialtryk lavere, og hæmoglobin frigiver sine iltmolekyler.

Denne forskel i affinitet er vigtig for, at ilten kan blive leveret der, hvor der er brug for den. De røde blodlegemer har form som en fladtrykt skive, hvilket genererer et stort overfladeareal til diffusion af ilt. Da deres eneste formål er at transportere ilt i hele kroppen, mangler de mange typiske cellestrukturer, herunder en kerne.

Hæmoglobin

Røde blodlegemer er fyldt med hæmoglobin. Hæmoglobin er et kugleformet protein, der består af fire polypeptidkæder med en jernbindende gruppe kaldet hæm på hver kæde. Hæmgruppen har affinitet for ilt, og når der er ilt til stede, er det rødt, men når det mangler ilt, er det blåligt. Hæmoglobin binder også affaldskuldioxid for at sende det tilbage til lungerne, men dette sker ikke på dets hæm-bindingssted.

Føtal hæmoglobin

Et foster under udvikling modtager ilt gennem moderens blodforsyning. Fosterhæmoglobin har en højere affinitet for ilt end moderens blod, for at ilt kan overføres med succes fra moderens røde blodlegemer gennem placenta til fosterets røde blodlegemer.

Grunden til, at fosterhæmoglobin har en større affinitet for ilt, er, at det mangler en evne til at interagere med 2,3-bisfosfoglycerat (2,3-BPG), som i voksne celler reducerer affiniteten for ilt. Forskellen skyldes en enkelt aminosyreændring i 2,3-BPG-bindingslommen.

Diffusion i RBC’er

Den hastighed, hvormed RBC’er kan udveksle ilt og kuldioxid, er et mål for cellernes fitness. For at kunne udveksle gasser gennemgår cellerne en række trin, herunder gaspermeation gennem cellemembranen og hæmoglobinbinding. I tilfælde af CO2 omdannes molekylerne til HCO3-ioner og H+-ioner.

HCO3-ionerne transporteres af anionbytteren, AE1, og H+-ionerne bufferes af hæmoglobin. Cytoplasmatisk diffusion i cellen forbinder alle disse processer. Gasudvekslingens effektivitet afhænger af proteinfaciliteret membrantransport, herunder transport af HCO3-ioner ved AE1 og membranproteinassisteret gaspermeation.

Den fladtrykte form af RBC’er menes at lette gasudvekslingen ved at øge forholdet mellem overfladeareal og volumen og reducere vejlængden for cytoplasmatisk diffusion og derved reducere forsinkelser, der indføres af cytoplasmatisk diffusion. Disse fordele har dog vist sig at være beskedne.

Videre læsning

• Alt indhold om cellebiologi
• Struktur og funktion af cellekernen
• Hvad er organeller?
• Ribosomstruktur
• Proteinproduktion: Initiering, forlængelse og afslutning

Skrevet af

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer er en freelance skribent inden for videnskab og sundhed fra Michigan. Hun har skrevet for en lang række fag- og forbrugerpublikationer om emner inden for biovidenskab, især inden for opdagelse og udvikling af lægemidler. Hun har en ph.d. i biologisk kemi og begyndte sin karriere som laboratorieforsker, inden hun gik over til at skrive videnskabelige artikler. Hun skriver og udgiver også skønlitteratur og nyder i sin fritid at dyrke yoga, cykle og tage sig af sine kæledyr.

Citationer