گلبول قرمز خون

هر آنچه باید درباره آن بدانیم

اریتروسیت‌ها (گلبول قرمز)، گلبول‌های قرمز (RBC) جزء عملکردی خون هستند که مسئول حمل و نقل گازها و مواد مغذی در سراسر بدن انسان هستند. شکل و ترکیب منحصر به فرد آن‌ها به این سلول‌های تخصصی اجازه می‌دهد تا عملکردهای اساسی خود را انجام دهند. نقش اریتروسیت در بررسی بسیاری از فرایندهای بیماری در انواع سیستم‌های بدن حیاتی است. ساختار، عملکرد، فیزیولوژی، آماده‌سازی، میکروسکوپ و اهمیت بالینی آن‌ها موضوع این مقاله ترویجی است.

ارزیابی ساختار، عملکرد و نقش گلبول قرمز در انسان و روند بیماری انسان :

ساختار گلبول قرمز

اریتروسیت بالغ به شکل دیسک و دوجداره است. این طراحی امکان انعطاف پذیری لازم برای حرکت در سیستم قلبی عروقی و افزایش سطح را فراهم می‌کند که از تبادل گاز کافی پشتیبانی می‌کند و سلول را قادر می‌سازد تا عملکرد خود را انجام دهد. یک غشای دولایه فسفولیپید، ساختار این سلول منحصر به فرد را پوشش می‌دهد و توسط شبکه‌ای از پروتئین‌های تشکیل دهنده اسکلت سلولی، حفظ می‌شود. این اسکلت سلولی از اسپکترین، اکتین، باند ۳ ، پروتئین ۴.۱ و آنکرین تشکیل شده است که امکان یکپارچگی ساختاری سلولی و همچنین قابلیت انعطاف پذیری را فراهم می‌کند. فعل و انفعالات بین این ترکیبات از یک ساختار  سالم و در عین حال قابل انعطاف پشتیبانی می‌کند.

عملکرد گلبول قرمز خون

هر گلبول قرمز فقط ۱۲۰ روز عمر می‌کند. در آن زمان کوتاه، باید اکسیژن را از ریه‌ها به بافت‌های محیطی منتقل کند تا به فرآیندهای متابولیک مانند سنتز ATP کمک کند, و باید دی اکسید کربن تولید شده را از پیرامون جمع آوری کرده و آن را برای خارج کردن از بدن به ریه‌ها بازگرداند. خون اکسیژن‌زدایی شده که به ریه‌ها می رسد حاوی هموگلوبین با هِم آهن (Fe) با میل به اکسیژن است. پس از ورود به بافت‌های اکسیژن زدایی شده، کاهش فشار جزئی اکسیژن و pH پایین باعث می‌شود که هم، میل خود به اکسیژن را از دست بدهد و آن را به بافت منتقل کند. سپس کربن دی اکسید به داخل سلول برده شده و با آب ترکیب می‌شود تا بیکربنات و هیدروژن را از طریق کربنیک آنیدراز تشکیل دهد. بیشتر دی اکسید کربن به شکل بیکربنات به ریه‌ها باز می‌گردد و بازدم می‌شود.

آماده سازی نمونه

اسمیر خون محیطی یک روش استاندارد برای ارزیابی گلبول های قرمز خون است. بترتیب یافته‌های مربوط به شمارش کامل خون (CBC) را تأیید کرده، سلول‌های سفید خون و پلاکت‌ها را ارزیابی و در نهایت شکل، اندازه، رنگ، اریتروسیت را بررسی کنید,  نمونه‌های خون از رگ‌های محیطی گرفته می‌شوند و در یک بطری با محلول ضد انعقاد، معمولا اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) ذخیره می‌شوند و باید در عرض ۲ ساعت آزمایش شوند. یک نمونه خون در یک طرف شیشه با پیپت یا لوله مویینه رسوب می‌کند و از پخش کننده برای ایجاد اسمیر خون استفاده می‌شود. سپس اسلاید، خشک و برچسب گذاری می‌شود.

هیستوشیمی و سیتوشیمی

گلبول‌ قرمز خون را می‌توان از طریق میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مشاهده کرد که هر کدام جزئیات خاصی از ساختار اریتروسیت را نشان می‌دهد. رنگ‌های هیستوشیمیایی نیز در شناسایی اجزای کلیدی در یک گلبول قرمز خون نقش دارند و به تشخیص بیماری کمک می‌کنند. رنگ مشخص شده برای ارزیابی بافت شناسی (زیست شناسی) هماتوکسیلین و ائوزین است. رنگ‌های دیگر باعث می‌شود تا یافته‌های پاتولوژیک خاص‌تری در میکروسکوپ نوری شناسایی شود. به عنوان مثال، رنگ‌های گیمسا در بافت شناسی گلبول‌های قرمز برای شناسایی پلاسمودیوم مالاریا استفاده شده و در تشخیص لنفوم مفید هستند. همچنین از رنگ رایت می‌توان برای مشاهده اجسام هاول-ژولی، یک مشخصه در هیپوسپلنیسم، اریتروبلاستوز، میلودیسپلازی، کم خونی مگالوبلاستیک و پس از شیمی درمانی استفاده کرد. اجسام هینز را می توان با رنگ های محی یا هینز مشاهده کرد.

میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ نوری از یک اسمیر خون محیطی، پایه‌ی اصلی در ارزیابی و تشخیص هماتولوژی است. یک اریتروسیت معمولی به دلیل شکل دوجداره آن به شکل دایره‌ای با یک ناحیه رنگ پریدگی مرکزی خواهد بود. هنگام ارزیابی اندازه اریتروسیت، می‌توان آن را به عنوان ماکروسیتیک (بزرگ) ، میکروسیتیک (کوچک) یا نورموسیتیک توصیف کرد. آنیزوسیتوز به معنای تغییر اندازه در بین گلبول‌های قرمز در یک اسلاید واحد است. رنگ می‌تواند تحت ارزیابی به عنوان هایپرکرومیک یا هیپوکرومیک قرار گیرد. آنیزوکروم به واریانس میزان رنگ پریدگی مرکزی (central pallor) در میان گروهی از گلبول‌های قرمز اشاره دارد. پلی کرومازی تنوع رنگی در بین اریتروسیت‌هاست. آگلوتیناسیون گلبول‌های قرمز به این معنی است که سلول‌ها در یک خوشه به هم چسبیده‌اند و رولوفورمیشن به اریتروسیت‌ها اشاره دارد که به صورت خطی تشکیل شده‌اند. شکل گلبول قرمز می‌تواند با بسیاری از اشکال مختلف آن که در ادبیات شرح داده شده است متفاوت باشد.

اشکال مختلف گلبول قرمز بیمار

• آکانتوسیت یا یک سلول اسپور دارای اشکال نامنظم (سلول خار) با اندازه و پهنای متفاوت از یکدیگر است.
• سلول بایت (نوعی اریتروسیت) دارای بریدگی نیمه دایره‌ای است.
• اکینوسیت‌ها اریتروسیت‌هایی با اشکال یکنواخت هستند که از هم فاصله دارند.
• شیستوسیت اصطلاحی است که به اریتروسیتی اشاره دارد که برش داده شده است.
• سلول داسی شکل یک گلبول قرمز با شکل هلالی است.
• اسفروسیت‌ها اریتروسیت‌هایی که رنگ پریدگی مرکزی ندارند و به طور یکنواخت سر تا سر قرمز هستند.
• استوماتوسیت‌ها به جای ناحیه‌ی حلقوی، ناحیه مرکزی خطی دارند.
• سلول‌های هدف (Target cells) دارای یک مرکز قرمز با رنگ پریدگی مرکزی هستند.
• گلبول قرمز قطره اشکی (Tear Drop) یا داکروسیت (Dacrocyte) در یک طرف باریک می‌شوند.
• گروه آخر از اریتروسیت که با میکروسکوپ نوری ارزیابی می‌شوند، اجسام انکلوزیونی هستند. یافته‌های سیتوپلاسمی یا هسته‌ای هستند که سرنخ‌های بالینی می‌دهند.

اجسام هاینز توده‌های گرد کوچکی هستند که با رنگ‌های محیطی یا هاینز دیده می‌شوند که نشان دهنده همولیز است. اجسام هاول ژولی اجسام متراکم بزرگ و توده‌های گرد هستند که در هموگلوبین سلول یافت می‌شوند و با رنگ رایت مشاهده می‌شوند و دارای پیامدهای بالینی زیادی هستند. اجسام پاپنهایمر دسته جمعی، کوچک آبی رنگ هستند. اجسام پاپنهایمر گرانول‌های منفرد آبی رنگ از جنس آهن کوچک در کل گلبول قرمز است که نشان دهنده اضافه بار آهن، هیپوسپلنیسم یا میلودیسپلازی است. در نهایت، بازوفیلیک استیپلینگ (Basophilic stippling)، گرانول‌های آبی/بنفش است که در تالاسمی، مسمومیت با سرب و سایر پاتولوژی‌ها دیده می‌شود.

https://welabra.com/%d8%a7%d8%ae%d8%aa%d9%84%d8%a7%d9%84%d8%a7%d8%aa-%d8%ae%d9%88%d9%86%db%8c-%d9%88-%d8%b9%d9%88%d8%a7%d9%85%d9%84-%d8%a7%db%8c%d8%ac%d8%a7%d8%af-%d8%a2%d9%86%d9%87%d8%a7/

میکروسکوپ الکترونی

مطالعات نشان داده است که میکروسکوپ الکترونی عبوری (میکروسکوپ الکترونی) جزئیات واضحی مانند شبکه سیتواسکلت سلولی و حفره‌ها و واکوئل‌ها را بر روی سطح سلول‌ها نشان می دهد. چنین یافته‌هایی دشوار بوده و مشاهده با میکروسکوپ نوری غیرممکن است. واکوئل‌های مشاهده شده حاوی فریتین، هموگلوبین، غشاها و بقایای میتوکندری بودند. برخی از این موارد با غشای سلولی آمیخته شدند، احتمالاً نمایان روشی بود که در آن سلول می‌توانست از مواد زائد خود خلاص شود. علاوه بر این، مطالعه اسکلت سلولی به صراحت سازمان عمومی زیرساخت را مشخص کرده است. این مقاله چندین ساختار رشته‌ای را توصیف می‌کند که مسیرهای پیچیده‌ای را می‌گیرند و در نهایت به پایان می‌رسند تا یک شبکه را تشکیل دهند, که به عنوان واحد اساسی عمل می‌کند که به طور مداوم تکرار می‌شود در نهایت ساخت این شکل پیچیده بافته شده و امن است.

فیزیوپاتولوژی

اریتروسیت‌ها نسبت به محیط اطراف خود بسیار حساس هستند و تغییر شکل می‌دهند و به محیط خود واکنش نشان می‌دهند. در یک وضعیت ایده آل، اریتروسیت یک دیسک دوکاناله است. هنگامی که در معرض مواد شیمیایی یا ترکیبات خاصی قرار می‌گیرد، سلول در پاسخ تغییر می‌کند. پیشنهاد شده است که این اتفاق تحت دو شرایط رخ می‌دهد:

زمانی که محیط زیست دو لایه فسفولیپید (فسفولیپیدها) را تغییر می‌دهد

یا زمانی که در معرض اکسیدان‌ها در محیط قرار میگیرد.

به عنوان مثال، هنگامی که گلبول‌های قرمز از منبع انرژی خود (ATP) تخلیه می‌شوند یا زمانی که کلسیم داخل سلولی افزایش می‌یابد، سلول شکل اکینوسیت به خود می‌گیرد. همچنین هنگامی که یک اریتروسیت با آب متورم می‌شود، به یک استوماتوسیت تبدیل می‌شود. این تغییرات به دلیل چگونگی دستکاری این شرایط در غشای دولایه لیپیدی رخ می‌دهد. علاوه بر این، گلبول قرمز یک راه کارآمد برای تبدیل پراکسید هیدروژن به آب برای جلوگیری از تخریب پروتئین و توانایی‌های پراکسیداسیون لیپید دارد. در شرایط خاص ارثی، گلبول قرمز از آنزیم های مورد نیاز برای انجام این عملکرد خالی است و بنابراین از استرس اکسیداتیو محیط خود رنج می‌برد. این وضعیت می‌تواند منجر به تشکیل جسم هاینز یا هموگلوبین دناتوره شود، مانند بیماران مبتلا به کمبود گلوکز 6-فسفات دهیدروژناز. سایر تغییرات اکسیداتیو در گلبول قرمز در ذخیره سازی بانک خون رخ می‌دهد. گزارش‌هایی وجود دارد که توانایی اسپکترین برای اتصال اکتین به پروتئین 4.1 در طول ذخیره‌سازی گلبول‌های قرمز، به دلیل تغییرات اکسیداتیو و از دست دادن فسفولیپیدها در محیط آزمایشگاهی کاهش می‌یابد.

اهمیت بالینی گلبول قرمز

اندازه، توزیع و تغییر شکل اریتروسیت همگی می‌توانند سرنخ‌هایی برای بیماری‌های بالینی و فرآیندهای پاتولوژیک باشند. به عنوان مثال، آکانتوسیت‌ها ممکن است یک محصول جانبی از اریتروسیت‌ها، یا تجزیه و مرگ اریتروسیت‌های سازمان یافته باشند. این فرایند تخریب سلولی جدول بندی شده در کم خونی و کلسیم بیش از حد دیده شده است. آگلوتیناسیون گلبول‌های قرمز می‌تواند نشانه‌ای از وضعیت هیپرکوآگولاسیون باشد و میکروسیتوز یا گلبول‌های قرمز کوچک می‌تواند با اشکال مختلف کم خونی میکروسیتیک مانند کمبود آهن و تالاسمی همراه باشد, مورفولوژی گلبول‌های قرمز نقش مهمی در شدت بیماری دارد. به عنوان مثال، در بیماری کم خونی داسی شکل، غلظت هموگلوبین ارثی (S) درجه بیماری اریتروسیت را تعیین می‌کند. این سلول‌ها از اسمیر خون محیطی دیده می‌شوند و منجر به بسیاری از علائم بالینی بیماری مانند بحران انسداد جریان خون اختصاصی منجر به درد می‌شوند. محققان همچنین در ادبیات اشاره کرده‌اند که اریتروسیت‌ها نسبت به وضعیت‌های پیش التهابی و تغییرات فیزیولوژیک حساس هستند. حالت‌های مختلف بیماری التهابی مانند (به عنوان مثال، لوپوس اریتماتوز سیستمیک) درصد زیادی از اشکال غیر دیسکی یا اریتروسیت غیر معمولی را نشان می‌دهد که با التهاب محصول قابل برگشت هستند. این یافته اضافی نشان می‌دهد آسیب پذیری اریتروسیت به التهاب اکسیداتیو و اهمیت آنها در بیماری التهابی مزمن است. علاوه بر این, سلول‌های قرمز خون و ارزیابی آنها می‌تواند اطلاعاتی در مورد سلامت عمومی بیمار و فرآیندهای فیزیولوژیکی در بدن آنها ارائه دهد. یافتن گلبول‌های قرمز هسته دار در خون ممکن است نشان دهنده همولیز، خونریزی یا هیپوکسی باشد و ممکن است در لوسمی ها و سایر سرطان‌ها دخیل باشد.

منابع

1.

Smith JE. Erythrocyte membrane: structure, function, and pathophysiology. Vet Pathol. 1987 Nov;24(6):471-6. [PubMed]

2.

Kuhn V, Diederich L, Keller TCS, Kramer CM, Lückstädt W, Panknin C, Suvorava T, Isakson BE, Kelm M, Cortese-Krott MM. Red Blood Cell Function and Dysfunction: Redox Regulation, Nitric Oxide Metabolism, Anemia. Antioxid Redox Signal. 2017 May 01;26(13):718-742. [PMC free article] [PubMed]

3.

Adewoyin AS, Nwogoh B. Peripheral blood film – a review. Ann Ib Postgrad Med. 2014 Dec;12(2):71-9. [PMC free article] [PubMed]

4.

Barcia JJ. The Giemsa stain: its history and applications. Int J Surg Pathol. 2007 Jul;15(3):292-6. [PubMed]

5.

Ford J. Red blood cell morphology. Int J Lab Hematol. 2013 Jun;35(3):351-7. [PubMed]

6.

Tsukita S, Tsukita S, Ishikawa H, Sato S, Nakao M. Electron microscopic study of reassociation of spectrin and actin with the human erythrocyte membrane. J Cell Biol. 1981 Jul;90(1):70-7. [PMC free article] [PubMed]

7.

Schnitzer B, Rucknagel DL, Spencer HH, Aikawa M. Erythrocytes: pits and vacuoles as seen with transmission and scanning electron microscopy. Science. 1971 Jul 16;173(3993):251-2. [PubMed]

8.

Pretorius E, Olumuyiwa-Akeredolu OO, Mbotwe S, Bester J. Erythrocytes and their role as health indicator: Using structure in a patient-orientated precision medicine approach. Blood Rev. 2016 Jul;30(4):263-74. [PubMed]

9.

Azar S, Wong TE. Sickle Cell Disease: A Brief Update. Med Clin North Am. 2017 Mar;101(2):375-393. [PubMed]

10.

Lynch EC. Peripheral Blood Smear. In: Walker HK, Hall WD, Hurst JW, editors. Clinical Methods: The History, Physical, and Laboratory Examinations. 3rd ed. Butterworths; Boston: 1990. [PubMed]