Lexikon der Biologie: Erythrocyten
Erythrocyten [von *erythro- , griech. kytos = Höhlung], rote Blutkörperchen, rote Blutzellen, beim Menschen (allgemein bei Säugetieren) kernlose, bei anderen Wirbeltieren und verschiedenen Wirbellosen kernhaltige, hämoglobinhaltige (Hämoglobine), im Blut zirkulierende Zellen (Blutzellen), deren Funktion der Gastransport (Blutgase) ist. Der gesunde Säuger-Erythrocyt erscheint im Mikroskop als runde, blaßrote, doppeltkonturierte Scheibe mit beiderseits zentraler Eindellung ( vgl. Abb. ). Die geringe Größe und die charakteristische diskoide Form der Erythrocyten führten zu einem günstigen Oberfläche-/Volumenverhältnis, was für die Funktion des Gasaustausches über der Plasmamembran von entscheidender Bedeutung ist. Der Erythrocyt ist flexibel; er kann seine Form ändern (und dadurch selbst durch engste Blutkapillaren von unter 0,01 mm Durchmesser strömen; vgl. Abb. ), aber nicht gedehnt werden. Die Verformbarkeit der Erythrocyten beeinflußt auch die Fließeigenschaften (Viskosität) des Blutes (Hämorheologie). Die äußere Hülle des Erythrocyten wird von einer Membran mit stark ausgebildetem Membranskelett (basierend auf den Proteinen Spektrin, Actin, Adducin und Ankyrin) gebildet, das die bikonkave, aber flexible Form der Zelle gewährleistet. Der reife Erythrocyt enthält keinerlei interne Membranen mehr. Im Innern des Erythrocyten ( vgl. Tab. ) finden sich eine sehr hohe Konzentration von Hämoglobin (90% des Trockengewichts, ca. 3·108 Moleküle pro Zelle) sowie die Enzyme der Glykolyse (zur Gewinnung von ATP), des Pentosephosphatzyklus (zur Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten in Form von NADPH·H+) und des Glutathion-Redoxsystems (Glutathion). Die Plasmamembran der Erythrocyten enthält die Na+, K+-Pumpe (zur Aufrechterhaltung des internen, ionalen Milieus), einen Glucose-Translokator und den Anionentranslokator. Verschiedene Blutgruppenspezifitäten (Blutgruppenantigene) finden sich auf der Plasmamembran der Erythrocyten, z.B. das AB0-System, das MN-System und der Rhesusfaktor. Die Lebensdauer der Erythrocyten liegt bei ca. 120 Tagen (Erythropoese). Da eine Proteinsynthese im kernlosen Erythrocyten nicht möglich ist, wird die Alterung der Erythrocyten durch die Inaktivierung der Stoffwechselenzyme bedingt. Limitierendes Enzym ist die Hexokinase. Der Gasaustausch am Hämoglobin ist nicht energieabhängig. Hingegen benötigt der Erythrocyt Energie für die Aufrechterhaltung der Membranfunktion und damit der Form und Volumenkonstanz für den Elektrolytaustausch (Elektrolyte) und die Reduktion des auch unter physiologischen Bedingungen entstehenden oxidierten und damit zum Sauerstofftransport ungeeigneten Hämoglobins (Methämoglobin). Bei Rückgang der ATP-Gewinnung verändert sich der Erythrocyt zunächst in eine stechapfelförmige ( vgl. Abb. ), dann in eine kugelförmige Zelle mit rigider Membran und wird überwiegend durch Erythrophagen (Makrophagen) in Leber und Milz abgebaut. Antikörper, z.B. irreguläre Blutgruppenantikörper, oder auch physikalische Einflüsse (z.B. nach Verbrennungen) beschleunigen den Abbau. – Pathologische Veränderungen: Aus Abweichungen von der Form (z.B. Elliptocytose, Target-Zellen), Größe (Anisocytose, Makrocytose, Mikrocytose), Hämoglobingehalt (Hypochromie, Hyperchromie) und Färbbarkeit (Basophilie, Achromocyten) lassen sich Rückschlüsse auf pathologische Prozesse ziehen. Eine verringerte Anzahl von Erythrocyten führt zu Anämie, eine Erhöhung zu Erythrocytose (Polyglobulie). Die Hämoglobinbildung kann quantitativ und qualitativ verändert oder durch Eisenverwertungsstörungen gestört sein. Die Transportfunktion des Hämoglobins kann ebenfalls gestört sein (z.B. bei Kohlenmonoxidvergiftung). Enzymdefekte der verschiedenen Stoffwechselwege führen zu verminderter ATP-Produktion und damit zu einer Verkürzung der Erythrocytenlebensdauer (Enzymopathien). Häufigster Erythrocytenenzymdefekt ist der Pyruvatkinasemangel. Allein bei der Glykolyse sind 10 verschiedene Defekte beschrieben. Atmungspigmente, Bilirubin, Eisenstoffwechsel, Lister (J.J.), Malpighi (M.), Membranproteine, Ribosomen, Sichelzellen, Sichelzellenanämie, Sichelzellenhämoglobin, Swammerdam (J.); Blutbildung , Malaria.
H.N./S.Kl.
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Erythrocyten
1 Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Erythrocyten, die deren charakteristische, eingedellte Form sichtbar macht. 2 durch extremen Vitamin-E-Mangel verformte Erythrocyten; die Erythrocytenmembran weist unregelmäßige Ausbuchtungen auf. 3 durch Wasserentzug hervorgerufene Stechapfelform eines (geschrumpften) Erythrocyten.
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Erythrocyten
Deformierungseigenschaften der Erythrocyten: 1 mikroskopische Aufnahme einer freigelegten Kapillare, 2 schematische Darstellung
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