Diffúzió és a vörösvértestek

A Dr. Catherine Shaffer, Ph.D.-től Szerkesztette Chloe Barnett, BSc

Az állatok oxigént lélegeznek be, majd azt el kell juttatni a test összes szervéhez. Ebben a folyamatban a vörösvértestek és a diffúzió vesz részt.

Credit: eyeretina/Shuttertstock.com

Vörösvértestek

A vörösvértestek (RBC) a vérsejtek egyik típusa, amelynek feladata az oxigén szállítása a tüdőből a test perifériás szöveteihez. Az oxigén a tüdő alveolusaiból diffundál az RBC-kbe, ahol a hemoglobinhoz kötődik. Egy hemoglobinmolekula négy molekula oxigént (O2) képes megkötni.

Az oxigén parciális nyomása határozza meg a hemoglobin oxigén iránti affinitását. A tüdőben az oxigén parciális nyomása magas, és a hemoglobinnak nagy az affinitása az oxigénhez. Más szövetekben az oxigén parciális nyomása alacsonyabb, és a hemoglobin elengedi oxigénmolekuláit.

Ez az affinitásbeli különbség fontos ahhoz, hogy az oxigén oda jusson, ahol szükség van rá. A vörösvértestek lapított korong alakúak, ami széles felületet hoz létre az oxigén diffúziójához. Mivel egyetlen céljuk az oxigén szállítása a szervezetben, számos tipikus sejtstruktúra hiányzik belőlük, beleértve a sejtmagot is.

Hemoglobin

A vörösvértestek hemoglobinnal vannak tele. A hemoglobin egy gömb alakú fehérje, amely négy polipeptidláncból áll, és mindegyik láncon egy vaskötő csoport, a heme található. A hemcsoportnak affinitása van az oxigénhez, és ha oxigén van jelen, a hemoglobin vörös színű, de ha nincs oxigén, kékes színű. A hemoglobin a hulladék szén-dioxidot is megköti a tüdőbe való visszajuttatás céljából, de ez nem a heme kötőhelyén történik.

Magzati hemoglobin

A fejlődő magzat az anya vérellátásán keresztül kap oxigént. A magzati hemoglobinnak nagyobb affinitása van az oxigénhez, mint az anyai vérnek, annak érdekében, hogy az oxigén sikeresen átkerüljön az anyai vörösvértestekről a placentán keresztül a magzati vörösvértestekbe.

A magzati hemoglobinnak azért van nagyobb affinitása az oxigénhez, mert nem képes kölcsönhatásba lépni a 2,3-biszfoszfoglogliceráttal (2,3-BPG), ami a felnőtt sejtekben csökkenti az oxigén iránti affinitását. A különbség a 2,3-BPG-kötő zsebben lévő egyetlen aminosav változásának köszönhető.

Diffúzió a vörösvértesteken belül

Az a sebesség, amellyel a vörösvértestek képesek oxigént és szén-dioxidot cserélni, a sejtek fittségének egyik fokmérője. A gázcsere érdekében a sejtek számos lépésen mennek keresztül, beleértve a gázpermeációt a sejtmembránon keresztül és a hemoglobin megkötését. A CO2 esetében a molekulák HCO3-ionokká és H+-ionokká alakulnak át.

A HCO3-ionokat az AE1 anioncserélő szállítja, a H+-ionokat pedig a hemoglobin puffereli. Mindezen folyamatokat a sejten belüli citoplazmatikus diffúzió köti össze. A gázcsere hatékonysága a fehérjék által elősegített membrántranszporttól függ, beleértve a HCO3- ionok AE1 általi szállítását és a membránfehérjék által segített gázpermeációt.

A VVK-k lapított alakja feltehetően megkönnyíti a gázcserét azáltal, hogy növeli a felület-térfogat arányt és csökkenti a citoplazmadiffúzió útvonal-hosszát, és ezáltal csökkenti a citoplazmadiffúzió által bevezetett késleltetéseket. Ezek az előnyök azonban szerénynek bizonyultak.

További olvasmányok

• Minden sejtbiológiai tartalom
• A sejtmag szerkezete és működése
• Mik az organellumok?
• Riboszóma szerkezete
• Proteintermelés: Iniciation, Elongation and Termination

Written by

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer szabadúszó tudományos és egészségügyi író Michiganből. Számos kereskedelmi és fogyasztói kiadványnak írt már élettudományi témákban, különösen a gyógyszerkutatás és -fejlesztés területén. Biológiai kémiából doktorált, és karrierjét laboratóriumi kutatóként kezdte, mielőtt áttért a tudományos írásra. Emellett szépirodalmi műveket is ír és publikál, szabadidejében pedig szívesen jógázik, kerékpározik és gondoskodik háziállatairól.

Hivatkozások