Dyfuzja i czerwone krwinki

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

Zwierzęta wdychają tlen, po czym musi on zostać dostarczony do wszystkich narządów w organizmie. W proces ten zaangażowane są czerwone krwinki i dyfuzja.

Credit: eyeretina/Shuttertstock.com

Czerwone krwinki

Czerwone krwinki (RBC) to rodzaj komórek krwi, których rolą jest transport tlenu z płuc do tkanek obwodowych organizmu. Tlen dyfunduje z pęcherzyków płucnych do krwinek czerwonych, gdzie wiąże się z hemoglobiną. Jedna cząsteczka hemoglobiny może związać cztery cząsteczki tlenu (O2).

Ciśnienie parcjalne tlenu określa powinowactwo hemoglobiny do tlenu. W płucach, ciśnienie parcjalne tlenu jest wysokie, a hemoglobina ma wysokie powinowactwo do tlenu. W innych tkankach ciśnienie parcjalne tlenu jest niższe, a hemoglobina uwalnia swoje cząsteczki tlenu.

Ta różnica w powinowactwie jest ważna, aby tlen był dostarczany tam, gdzie jest potrzebny. Czerwone krwinki mają kształt spłaszczonego dysku, generując szeroką powierzchnię dla dyfuzji tlenu. Ponieważ ich jedynym celem jest przenoszenie tlenu w całym organizmie, brakuje im wielu typowych struktur komórkowych, w tym jądra.

Hemoglobina

Czerwone krwinki są wypełnione hemoglobiną. Hemoglobina jest białkiem globularnym składającym się z czterech łańcuchów polipeptydowych z grupą wiążącą żelazo zwaną hemem na każdym łańcuchu. Grupa hemowa ma powinowactwo do tlenu i kiedy tlen jest obecny, jest czerwona, ale kiedy brakuje tlenu, jest niebieskawa. Hemoglobina wiąże również odpadowy dwutlenek węgla w celu jego powrotu do płuc, ale nie dzieje się to w miejscu wiązania hemu.

Hemoglobina płodowa

Rozwijający się płód otrzymuje tlen poprzez krew matki. Hemoglobina płodowa ma większe powinowactwo do tlenu niż krew matki, aby tlen mógł być skutecznie przenoszony z czerwonych krwinek matki przez łożysko do czerwonych krwinek płodu.

Powodem, dla którego hemoglobina płodowa ma większe powinowactwo do tlenu, jest brak zdolności do interakcji z 2,3-bisfosfoglicerynianem (2,3-BPG), który w komórkach dorosłych zmniejsza powinowactwo do tlenu. Różnica ta wynika ze zmiany pojedynczego aminokwasu w kieszeni wiążącej 2,3-BPG.

Dyfuzja wewnątrz RBC

Szybkość, z jaką RBC mogą wymieniać tlen i dwutlenek węgla, jest miarą sprawności komórek. W celu wymiany gazów komórki przechodzą szereg etapów, w tym przenikanie gazu przez błonę komórkową i wiązanie hemoglobiny. W przypadku CO2, cząsteczki są przekształcane w jony HCO3- i jony H+.

Jony HCO3- są transportowane przez wymieniacz anionowy, AE1, a jony H+ są buforowane przez hemoglobinę. Dyfuzja cytoplazmatyczna w obrębie komórki łączy wszystkie te procesy. Wydajność wymiany gazowej zależy od ułatwionego przez białka transportu błonowego, w tym transportu jonów HCO3- przez AE1 i wspomaganego przez białka błonowe przenikania gazu.

Uważa się, że spłaszczony kształt RBC ułatwia wymianę gazową poprzez zwiększenie stosunku powierzchni do objętości i zmniejszenie długości ścieżki dla dyfuzji cytoplazmatycznej, a tym samym zmniejszenie opóźnień wprowadzanych przez dyfuzję cytoplazmatyczną. Jednak te korzyści okazały się skromne.

Dalsza lektura

• Wszystkie treści biologii komórkowej
• Struktura i funkcja jądra komórkowego
• Czym są organelle?
• Struktura rybosomów
• Produkcja białek: Initiation, Elongation and Termination

Written by

Dr Catherine Shaffer

Catherine Shaffer jest niezależnym pisarzem naukowym i zdrowotnym z Michigan. Pisała dla wielu różnych publikacji handlowych i konsumenckich na tematy związane z naukami przyrodniczymi, szczególnie w dziedzinie odkrywania i rozwoju leków. Posiada tytuł doktora chemii biologicznej i rozpoczęła swoją karierę jako badacz laboratoryjny, zanim zajęła się pisaniem tekstów naukowych. Pisze i publikuje również beletrystykę, a w wolnym czasie lubi jogę, jazdę na rowerze i opiekuje się swoimi zwierzętami.

Ostatnia aktualizacja Feb 26, 2019

Cytowania

Proszę użyć jednego z następujących formatów, aby zacytować ten artykuł w swoim eseju, pracy lub raporcie:

• APA

  Shaffer, Catherine. (2019, February 26). Dyfuzja i czerwone krwinki. Wiadomości-Medyczne. Retrieved on March 25, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Diffusion-and-Red-Blood-Cells.aspx.

• MLA

  Shaffer, Catherine. „Dyfuzja i czerwone krwinki”. Wiadomości-Medyczne. 25 marca 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Diffusion-and-Red-Blood-Cells.aspx>.

• Chicago

  Shaffer, Katarzyna. „Dyfuzja i czerwone krwinki”. News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Diffusion-and-Red-Blood-Cells.aspx. (dostęp 25 marca 2021).

• Harvard

  Shaffer, Catherine. 2019. Dyfuzja i czerwone krwinki. Wiadomości-Medyczne, przeglądane 25 marca 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/Diffusion-and-Red-Blood-Cells.aspx.

.