انرژی ومتابولیسم درگلبول قرمز
گلبول قرمزبه دلایل زیرنیازمند کسب انرژی است:
- احیاء شدن هموگلوبین: هموگلوبین درصورت اکسید شدن ، توانایی حمل O2 راازدست می دهد.
- جهت حفظ حجم گلبول قرمز: گلبول قرمزبصورت مقعرالطرفین (دیسکوئید) می باشدکه جهت عبورازمویرگها، بسیارحیاتی است.
- حفظ شکل نرمال غشاء سلول: درغیراینصورت وباتغییرشکل غشاء سلول، طحال اقدام به حذف گلبول قرمزازخون می کند.
- تولید گلوتاتیون احیاء، NADH و NADPH
مسیرهای تولیدانرژی درگلبول قرمز:
گلیکولیز چیست ؟
فرآیند تولید انبوه ATP از طریق تجزیه گلیکوژن به گلوکوز را گلیکولیز نامند .
- چنانچه در حضور اکسیژن انجام شود گلیکولیز هوازی نام دارد. گلیکولیز هوازی توانایی تولید مقادیر ATP بیشتری دارد و نیز بر خلافِ گلیکولیز بی هوازی ، اسید لاکتیک تولید نخواهد کرد
- چنانچه در غیاب اکسیژن انجام گیرد گلیکولیز بی هوازی نام خواهد گرفت .دراین مسیراسید لاکتیک تولید می شود. به همین علت گلیکولیز بی هوازی ” سیستم اسید لاکتیکی ” نیز نامیده می شود .
ATP چیست ؟
ATP یا آدنوزین تری فسفات ( Adenosine triphosphate ) ترکیبی است که حامل انرژی فراوان می باشد.
متابولیسم انرژی در گلبول قرمز
گلوکز از طریق کانالهای پروتئینی مخصوصی که در غشا RBC وجود دارد، بدون صرف انرژی و از طریق انتقال تسهیل شده غیرفعال (Faciliated passive diffusion) ، وارد RBC میشود. این عمل در مورد RBC همانند سلولهای مغزی و کبدی بدون دخالت هورمون انسولین صورت میگیرد. از آنجاییکه RBC فاقد میتوکندری است، توانایی اکسیداسیون هوازی را ندارد و انرژی مورد نیاز خود را از طریق اکسیداسیون بیهوازی گلوکز یا مسیر گلیکولیز تهیه مینماید. بطور کلی چهار مسیر جهت متابولیسم گلوکز در RBC وجود دارد:
الف ) گلیکولیز یا مسیر امبدن – میرهوف (Embden-Mayerhof ) : حدود90% گلوکز مصرفیRBC از این راه متابولیزه میشود و این مسیر تنها راهی است که در آن انرژی بصورت ATP تولید میشود. دراین مسیر3 محصول تولید می شود:
- NADH
- ATP
- III.
ب ) مسیراکسیداتیو هگزوز منوفسفات یا پنتوز فسفات(5تا10%): این مسیر از گلوکز6 فسفات شروع شده وNADP رابه NADPH تبدیل می کند، که برای ایجاد گلوتاتیون احیاء ضروری است.اختلال دراین مسیر، منجربه رسوب وتشکیل اجسام " هاینز"( Heinz Body) می گرددکه سبب نابودی غشاءسلول قرمزو کمخونی خواهدشد.شایعترین کمبود آنزیم این مسیر،کمبودآنزیم G6PD می باشد ،که مشهوربه فاویسم بوده و یک بیماری وابسته به جنس [وابسته به X ] وبنابراین بیماری شایع درپسرها می باشد.
ج ) مسیرمتهموگلوبین ردوکتاز:مسیرمهم درگلبول قرمزو متکی به مسیرامبدن میرهوف است.دراین مسیر، هموگلوبین بصورت آهن دوظرفیتی (فرم احیاء ) نگهداری می شود.
د) مسیر فرعی راپاپورت لوبرینگ (Rapaport Lubring ) : در این مسیر ۲و ۳ دی فسفو گلیسرات تولید میشود. این ماده با زنجیرههای بتای گلوبین ترکیب شده و بعلت تغییرات فضایی ویژهای که در ساختار مولکول هموگلوبین میدهد، میل ترکیبی آنرا با اکسیژن کم کرده و موجب انحراف منحنی اشباع هموگلوبین به سمت راست میگردد. بنابراین افزایش ۲و ۳ دی فسفو گلیسرات باعث تسهیل جداسازی اکسیژن از هموگلوبین در بافتها میشود. این موضوع مکانیسم جبرانی مهمی را جهت مقابله با هیپوکسی در آنمیها تشکیل میدهد.
** مسیر امبدن میرهوف در همه سلولهای بدن وجود دارد ولی مسیر راپاپورت لوبرینگ فقط در RBC وجود دارد
گلبول قرمز زمانی که پیرمی شود، مسیرانرژی گلیکولیزآن نیزکاهش یافته و باکاهش انرژی سلولی ،سلول دچارتغییرات ظاهری می شود. بنابراین مستعد تخریب خواهدشد. حدود90% گلبول های قرمزپیر درخارج عروق(طحال،کبدومغزاستخوان) وتوسط فاگوسیت ها تخریب می شود.مابقی سلول ها درون عروق نابودمی شوند.