Structura hematiei

Structura hematiei

Membrana hematiei

este un complex iipo-glicoproteic, completat de citoschelet si reprezinta o veritabila bariera selectiva pentru schimburile cu mediu

contine 52% proteine, 40 %lipide si 8%glucide asociate proteinelor

reuneste stratul extern (electronoclar), stratul mijlociu (electronodens) si startul intern (electronoclar).

Stratul extern- de natura glicoproteica (glicoproteinele prezente sunt predominant incarcate negativ datorita prezentei acidului sialic)

se distinge prin prezenta a numerosi antigeni printre care si cei ai grupelor sangvine

de asemenea, acest strat prezinta receptori pentru diversi paraziti, virusuri, lectine

polizaharidele intervin in recunoasterea celulara si adezivitate
Stratul mijlociu - de natura lipidica

contine spre interior fosfatidilcolina si sfingomielina iar spre interior
fosfatidilserina si fosfatidiletanoiamina

contine colesterol
Stratul intern (citoscheletul)

este o retea de proteine fibrilare si globuloase, localizata pe fata
interna a membranei, conferind hematiei rezistenta, forma, capacitatea
de deformabilitate si integrare in circulatie.

Electroforeza pe gel de poliacrilamida a permis identificarea a aproximativ 15 proteine majore dintre care majore mentionam: Spectrina - proteina structurala

cea mai abundenta dintre proteinele dispuse pe fata citoplasmatica a bistratului lipidic (constituie 25% din masa proteinelor asociate membranei eritrocitare).

electroforetic apare ca proteina a benzilor 1 si 2

proteina fibrilara, flexibila, de aproximativ 100 nm lungime

este un heterodimer, formata din doua lanturi polipeptidice- helix alfa, helix beta.

Capatul -COOH al monomerului alfa se cupleaza la capatul NH2 al monomerului beta, ceea ce reprezinta procesul de cuplare a "cozilor', proces mediat de actina (proteina benzii 5) si de proteina benzii 4.1 (mailat). Dimerii de spectrina se leaga in tetrameri de 200nm lungime. "Cozile' a 4 sau 5 tetrameri sunt legate prin intermediul unor filamente scute de actina (Fig10.30, 10.31, Alberts, pag 603)sau a altor proteine citoskeletale (incluzand proteina benzii 4.1), formand astfel "complexul jonctional'.

Rezultatul final este o retea deformabila care se afla la baza fetei plasmatice a membranei. Acest schelet bazat pe spectrina confera flexibilitatea necesara schimbarii formei hematiilor, de asemenea este responsabila de mentinerea formei biconcave a acestora.

Oamenii si modelele murine cu anomalii genetice ale spectrinei sufera de anemie, hematiile lor sunt sferice (in loc sa fie concavejsi sunt fragile; severitatea anemiei creste cu gradul deficientei spectrinei.

Reteaua de spectrina este ancorata si la bistratul lipidic prin intermediul unor legaturi verticale mediate de o serie de proteine: ankirina (proteina banda 2.1), proteina care se cupleaza atat la spectrina cat si la domeniul citosolic al proteinei transmembranare - proteina banda 3 (Fig. 10.31, alberts). Astfel, cupland proteina benzii 3 cu spectrina, ankirina realizeaza cuplarea spectrinei la bistratui lipidic.

Un mecanism secundar prin care citoscheletul de actina se ataseaza la membrana implica proteina benzii 4.1. Aceasta proteina se cupleaza la spectrina si actina, de asemenea, se cupleaza la domeniul citosolic al proteinei benzii 3 si la glicoforina.

Actina (proteina benzii 5) - proteina fibrilara elastica asemanatoare spectrinei din muschi. Spectrina si actina sunt proteine contractile care au rol esential in metinerea integritatii citoscheletului

Proteina benzii 4.1- abundenta la nivelul membranei eritrocitare

fixeaza citoscheletul de stratul lipidic superior via unei proteine integrate (proteina banda 3).

impreuna cu actina intervine crucial in pastrarea integritatii citoscheletului

Anchirina(proteina benzii 2.1) - proteina globulara

prezinta situsuri de cuplare cu mare afinitatea a spectrinei si a proteinei
benzii 3; se leaga, in plan orizontal, cu dimerul de spectrina iar, in plan
vertical, cu proteina benzii 3, ancorand astfel citoscheletul la bistratul
lipidic.

Proteina benzii 3 - este o glicoproteina integrata, principala proteina transmembranara care leaga bistratul lipidic la citoscheletul subiacent. Glicoforine - proteine transmembranare

in mod normal este homodimer

sunt de tip A, B, C, glicoforina A fiind cea mai abundenta.

domeniul extracelular al glicoforinelor (domeniul NH2 terminal) este hidrofilic. Acest domeniu poarta carbohidrati, de fapt, marea majoritate a carbohidratilor de la suprafata eritrocitelorfmai mult de 90% din cantitatea de acid sialic si prin urmare cea mai mare parte a sarcinilor negative) sunt purtati de moleculele de glicoforine . Resturile de acid sialic, prin sarcinile negative intarzie aglutinarea si sedimentarea hematiilor.

Citoplasma(citosolul)

contine 60% apa, 33-35%hemoglobina, 5-7% alte substante - glucoza,
glutation, ATP - , compusi metalici - fosfor, zinc, fier., toate aceste
substante contribuind Ia mentinerea in circulatiea hematiei timp de 120
zile.

Hemoglobina

pigment respirator,

reprezinta mai mult de 95 % din totalul proteinelor intracelulare; Continutul in Hb al sangelui se exprima in grame Hb per decilitru (g/dl) astfel valorile normale la sexul masculin sunt de 14-18g/dl iar la sexul feminin de 12-16g/di).

cromoproteina formata dintr-o - componenta proteica - globina (96%)

-componenta prostetica- hemul -protoporfirina care contine Fe Sinteza Hb presupune:

integritatea sistemului enzimatic care este prezent incepand cu eritroblastele pana la stadiul de reticulocit, hematia matura fiind lipsita de enzime.

Schimburi permanente cu mediul extraeritrocitar

Aportul continuu de materiale plastice - proteine, Fe 2+, catalizatori, vitaminele B12 si C.

Globina - este o proteina bazica din clasa histonelor

formata din 4 lanturi polipeptidice dispuse doua cite doua si anume:
doua lanturi alfa - alfal si alfa 2

doua lanturi beta- betal si beta 2

Str. secundara- lanturi helicoidale

Str. tertiara - portiuni nehelicoidale ale lanturilor care determina plierea,

indoirea acestora

Str. cuaternara - reprezentata de tetramerul aifa-beta mentinut prin

legaturi necovalente intercatenare

pentru fiecare lant polipeptidic exista o gena structurala codificanta
asadar sinteza globinei este programata genetic

rata de sinteza a globinei este corelata cu rata de sinteza a hemului,
acesta din urma avand rol esential in reglarea sintezei de globina.

Eritrocitele fetusului contin o Hb diferita de molecule de Hb de la adult, cunoscuta sub denumirea de Hb fetala. Aceasta Hb cupleaza mai usor (decat Hb d ela adult) oxigenul si astfel fetusul poate "fura' oxigen din fluxul sanguin al mamei, prin placenta. Hb fetala contine lanturile polipeptidice gamma, epsilon si delta. Conversia d ela Hb fetala la Hb adulta incepe la scurt timp dupa nastere si continua de-a lungul primului an de viata.

Productia de Hb fetala poate fi stimulata la adult prin administrarea de hidroxiuree sau butirat. Aceasta reprezinta o metoda de tratament pentru cei cu anemie cu celule in forma de secera sau cu talasemie, boli care apar ca rezultat al unei productii anormale a formelor adulte de Hb (Martini pag 645). Hemul

este componenta fiziologic activa a hemoglobinei cu rol in fixarea
reversibila a oxigenului

este o feroprotoporfirina in care atomul Fe 2+(feros) este localizat in
centrul inelului porfirinic si se leaga de molecula de Hb prin 4 atomi de
azot ai inelului tetrapirolic si prin alte doua legaturi cu globina. Fe
are in total 6 valente din care asa cum mentionam, 4 sunt cuplate la
atomii de azot, una se leaga la histidina globinei si o valenta este
ocupata alternativ de oxigen (oxiHb) si de C02'(carboxiHb).

Functiile Hb.

functia principala consta in capacitatea de a fixa reversibil oxigenul pe
care il cedeaza tesuturilor. Astfel, la nivelul capilarelor pulmonare
fixarea oxigenului se face de catre Fe hemic - proces de
oxigenare(oxihemoglobina), in timp ce o molecula de Hb al carei ion de
Fe nu este cuplat cu oxigenul poarta numele de deoxihemogiobina
sau Hb redusa.

Interactiunea hem-hem se produce prin rearanjarea subunitatilor moleculelor de Hb in timpul fixarii, respectiv eliberarii oxigenului. Aceasta interactie este influentata de 2,3 difosfoglicerol (2.3DPG), produs intermediar al glicolizei. DPG, in cantitate mare scade afinitatea Hb pentru oxigen facilitand astfel eliberarea acestuia de catre tesuturi iar in cantitate mica determina cresterea afinitatii pentru oxigen a Hb.

Hb intervine ti in mentinerea echilibrului acido-bazic, deoarece sistemul
tampon Hb02/Hb contribuie la mentinerea constanta a pH-ului plasmei.

Alti compusi ai Hb sunt carboxihemoglobina care daca depaseste 50% in sange duce la exitus, carbaminoHb care se formeaza la nivelul tesuturilor unde C02 se cupleaza la gruparile aminice libere ale globinei (mai degraba decat la hem) si astfel este transportat la nivelul alveolelor pulmonare, methemoglobina este o Hb in care fierul este trivalent (feric) fiind in imposibilitate de a cupla oxigenul, iar gruparea prostetica este hematina. in mod normal in plasma exista 2% methemoglobina, sulfhemoglobina este improprie pentru transportul oxigenului.