Как эритроцит человека потерял ядро (и другие органеллы)? Костный мозг просто не помещает ядро или он удаляется на каком-то этапе построения клетки?
Эритроциты изначально образуются в костном мозге с ядром. Затем они подвергаются процессу, известному как энуклеация, при котором их ядро удаляется. Энуклеация происходит примерно, когда клетка достигает зрелости. Согласно одному исследованию ( Ji, et al. , 2008 ), у мышей это происходит так: кольцо актиновых филаментов окружает клетку, а затем сокращается. Это отрезает сегмент клетки, содержащий ядро, которое затем проглатывается макрофагом. Энуклеация у людей, скорее всего, происходит по очень похожему механизму.
Отсутствие ядра является адаптацией эритроцита к своей роли. Это позволяет красным кровяным тельцам содержать больше гемоглобина и, следовательно, нести больше молекул кислорода. Это также позволяет клетке иметь характерную двояковогнутую форму, что способствует диффузии. Такая форма была бы невозможна, если бы на пути у клетки было ядро. Из-за преимуществ, которые это дает, легко понять, почему эволюция привела к тому, что это произошло. Однако, поскольку мало что известно о генах контроля энуклеации, это все еще не до конца изученный процесс.
Показано, что у мышей и крыс (и больных людей) межклеточное взаимодействие между макрофагом (это большая поглощающая клетка, необходимая для иммунитета) и молодыми красными кровяными тельцами (эритроцитами) известно как эритробластный островок (обычно известный как как ЭБИ). Если погуглить, то есть научный обзор 2008 года, описывающий эту структуру.
На эмбриональной стадии (у человека) мы все еще сохраняем ядра эритроцитов. Но когда мы превратились в плод и во взрослую жизнь, у нас больше нет ядер эритроцитов. Считается, что это связано с наличием EBI (в печени плода и костном мозге взрослого человека соответственно). В настоящее время отсутствует информация о EBI у других млекопитающих. Единственными доказанными являются мыши, крысы и больные люди. Широко распространено мнение (не доказано), что у млекопитающих есть EBI. Помимо млекопитающих, некоторые другие животные (например, птицы) имеют энуклеацию эритроцитов, а некоторые нет. Непонятно почему так. Наша лаборатория считает, что это может быть связано с формированием EBI.
Считается, что в дополнение к поглощению ядер эритроцитов макрофаг действует как «кормящая» клетка, как было предложено в 50-х годах. Другими словами, возможно, обеспечение железом и, возможно, обеспечение некоторыми белками, необходимыми для созревания молодых эритроцитов. В начале 2013 года впервые было показано, что эти макрофаги важны на животных моделях (опубликовано двумя исследовательскими группами в журнале Nature Medicine).
Что касается энуклеации (удаления эритроидных ядер), то точные механизмы неизвестны. Но белки цитоскелета играют важную роль в энуклеации. Однако информации недостаточно, поскольку эти белки необходимы и для других важных клеточных функций. Например, внесение питательных веществ, развитие и клеточная миграция. Большинство моделей животных, у которых отсутствуют эти белки, недоступны для исследований, и такие животные обычно погибают на эмбриональной стадии.
Исследование, упомянутое EdoDodo, представляет собой предложенную модель того, как происходит энуклеация, и является широко принятой моделью. В настоящее время наша лаборатория работает над другой моделью, которая может частично объяснить, как запускается энуклеация.
В дополнение к лучшей диффузии кислорода через мембраны, в некоторых более старых научных работах упоминалось, что это снижает нагрузку на сердце. Каждое экструдированное ядро эритроцита составляет приблизительно 40 пикограмм. Нормальный здоровый взрослый человек будет производить около 2 миллионов эритроцитов в секунду. То есть 0,08 миллиграмма веса в секунду требуется удалить. Однако я не смог отследить научные доказательства этого утверждения, но они были процитированы в некоторых научных статьях.
Другим преимуществом было бы снижение риска гемолиза при пересечении микроциркуляторного русла. Другими словами, зрелые эритроциты могут двигаться по крошечным кровеносным капиллярам, изменяя их двояковогнутую форму (я думаю, на колоколообразную), чтобы они не разорвались (и не погибли).
Кроме того, не все эритроциты имеют одинаковые формы и размеры. Вы можете использовать Google для получения дополнительной информации. Я думаю, что у верблюдов немного другая морфология эритроцитов.
Единственная функция эритроцита — транспортировать кислород, и больше ничего. Его вогнутая форма предназначена для увеличения площади поверхности, поэтому клетка может транспортировать больше кислорода. Отсутствие ядра означает, что она может быть значительно более вогнутой, чем другая клетка аналогичного размера, что означает, что она может нести больше кислорода.
Другие ответы более подробные, но это основная причина отсутствия ядра.
пользователь10220