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Globuli rossi

Che cosa sono i globuli rossi?

I globuli rossi (detti anche emazie o eritrociti) sono una parte della componente cellulare del sangue e rappresentano delle cellule del tutto particolari, deputate ad una funzione importantissima nell'organismo: il trasporto di ossigeno nel sangue.

Si formano nel midollo osseo, non possono riprodursi e sono soggetti a continuo turn-over, avendo un ciclo citale piuttosto breve.

Funzione dei globuli rossi

La funzione principale dei globuli rossi è quella di trasportare l'ossigeno attraverso il sangue, raccogliendolo in prossimità dei polmoni e conducendolo ai tessuti.

In prossimità dei tessuti, i globuli rossi liberano l'ossigeno, che va ad alimentare le altre cellule, e raccolgono l'anidride carbonica (CO2) prodotta come scarto dai tessuti stessi. In realtà solo una parte della CO2 prodotta dalle cellule viene trasportata dai globuli rossi, mentre la maggior parte viaggia disciolta nel plasma, dove reagisce con altre sostanze formando dei sali detti carbonati.

Una volta completato il viaggio attraverso i vasi sanguigni, i globuli rossi ritornano in prossimità dei polmoni: qui l'anidride carbonica viene rilasciata e altro ossigeno si lega agli eritrociti per ricominciare il giro.

Ciclo vitale dei globuli rossi

I globuli rossi vengono prodotti a livello del midollo osseo, dove sono presenti delle cellule pluripotenti, che cioè possono attraversare diverse vie di sviluppo, trasformandosi in tutti i tipi di cellule sanguigne. Queste particolari cellule sono dette mieloidi.

Una particolare proteina, detta eritropoietina, rappresenta il segnale che induce la cellula mieloide a tramutarsi in globulo rosso. La quantità di eritropoietina presente nel circolo sanguigno è variabile: se il corpo ha necessità di produrre maggiori quantità di globuli rossi la eritropoietina aumenta, altrimenti diminuisce.

La cellula mieloide si tramuta in un primo momento in pro-eritroblasto, e poi va incontro a una serie di trasformazioni durante le quali perde tutti gli organelli cellulari al proprio interno, fino a divenire globulo rosso maturo. Il globulo rosso è infatti caratterizzato dall'assenza del nucleo cellulare e di tutti gli organelli cellulari. Al suo interno vi è quasi esclusivamente una proteina molto importante, detta emoglobina.

Non avendo il nucleo, il globulo rosso non può riprodursi e, trascorsi circa 120 giorni, viene distrutto da cellule del sistema immunitario nel midollo osseo, nel fegato e nella milza.

I componenti della cellula vengono in parte riciclati e in parti avviati allo smaltimento.

Citologia dei globuli rossi

I globuli rossi hanno una forma caratteristica di tipo concavo: sono cioè leggermente schiacciati e, nella parte centrale, le membrane sulle due facce della cellula si avvicinano, formando una rientranza nel centro.

Questa forma particolare ha una specifica ragione: consente una più facile diffusione dell'ossigeno dall'interno all'esterno della cellula e consente di aumentare il rapporto tra superficie e volume, consentendo ai globuli rossi di mantenere dimensioni sufficienti a circolare anche nei vasi dal diametro più stretto.

Forma dei globuli rossi

Globuli rossi: notare la forma concava.

All'interno della cellula vi è acqua ed emoglobina, oltre a poche altre sostanze minerali ed enzimi.

Sulla superficie esterna della membrana possono essere presenti degli antigeni, che determinano il gruppo sanguigno (vedi oltre).

Emoglobina

L'emoglobina costituisce il 95% del contenuto dei globuli rossi e conferisce alla cellula la capacità di trasportare ossigeno e anidride carbonica.

È formata da un tetramero, cioè da quattro catene di amminoacidi simili a quella che compone la mioglobina.

Struttura dell'emoglobina: le quattro subunità che la costituiscono sono rappresentate due in blu e due in rosso.

Le catene sono di due tipi: 2 catene α e due catene β. Sia le catene α che le catene β contengono al proprio interno un gruppo prostetico, detto gruppo eme, che lega un atomo di ferro.

È il gruppo eme che conferisce alle catene dell'emoglobina la capacità di trasportare l'ossigeno e determina anche il colore rosso di questa cellula. Le quattro catene non sono tenute insieme da legami covalenti ma da interazioni come legami ionici e legami a idrogeno.

Quando il globulo rosso viene distrutto, l'emoglobina viene scissa in globina e gruppo eme privato dell'atomo di ferro.

La globina, cioè la componente proteica, segue il normale ciclo di idrolisi delle proteine e recupero degli amminoacidi, il gruppo eme è trasportato come bilirubina e smaltito con le feci, mentre il ferro è recuperato e riutilizzato dalla cellula.

Affinità dell'emoglobina con l'ossigeno

L'emoglobina è in grado di trasportare l'ossigeno in virtù della sua affinità verso di esso, cioè della capacità di interagire formando dei legami reversibili ma abbastanza stabili.

In realtà questa proteina esiste in due diverse isoforme, T ed R: l'isoforma T ha minore affinità con l'ossigeno, l'isoforma R ha maggiore affinità. La transizione nell'una o nell'altra forma dipende dalla concentrazione di CO2: in presenza di elevate concentrazioni di CO2 (come ad esempio nei pressi delle cellule dei tessuti periferici) l'emoglobina R si tramuta in emoglobina T, rilasciando l'ossigeno a cui era legata.

Al contrario, in prossimità degli alveoli polmonari, dove la concentrazione di CO2 è più bassa, l'emoglobina torna nella forma R e lega le molecole di ossigeno, trasportandole così verso i tessuti.

I gruppi sanguigni

Il gruppo sanguigno di un individuo dipende degli antigeni espressi sulla superficie dei globuli rossi: gli antigeni non sono altro che proteine di membrana, che possono variare da individuo a individuo in base a fattori genetici.

Il gene per il gruppo sanguigno è presente, come per tutti gli altri geni, in duplice copia (allele paterno e allele materno) e può esistere in tre differenti forme: la forma A, che determina la produzione della proteina A, la forma B, che determina la produzione della proteina B e la forma 0, che fa sì che la cellula non produca nessuna delle due proteine.

Poiché il gene è presente in due copie, il gruppo sanguigno dipenderà da entrambi gli alleli: l'allele A e l'allele B, infatti, sono codominanti.

I gruppi sanguigni dipendono dagli antigeni espressi sulla superficie dei globuli rossi

I gruppi sanguigni dipendono dagli antigeni espressi sulla superficie dei globuli rossi.

Un individuo che possedesse una copia dell'allele A e una dell'allele B, quindi, produrrebbe globuli rossi con entrambe le proteine e il suo gruppo sanguigno sarebbe pertanto AB.

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