Erythrozyten
Erythrozyten, die roten Blutkörperchen, sind keine Zellen! Sie besitzen im Gegensatz zu anderen eukaryotischen Zellen besitzen menschliche Erythrozyten weder einen Zellkern noch Mitochondrien!
Merke
Erythrozyt: kein Zellkern, keine Mitochondrien.
Trotz dieses „Mangels“ sind Erythrozyten perfekt angepasst und optimal dafür ausgestattet, den Gasaustausch im Körper zu übernehmen. Hauptakteur ist dabei das Transportprotein Hämoglobin (auch für den pH wichtig!). Pro µl Blut finden sich ca. 4,5–5 Millionen Erythrozyten!
Stoffwechsel der Erythrozyte
Was bedeutet der Verlust der Mitochondrien?
- kein Citratzyklus
- keine beta-Oxidation
- keine Atmungskette
- einzige Möglichkeit der Energiegewinnung: Glykolyse
Generell: verminderte Regenerationsfähigkeit der Erythrozyten: max. Lebensdauer: 120 Tage
Methode
Wenn Sie die Vorgänge der Zellatmung im Kapitel Zellatmung erarbeitet haben, können Sie sich diese Abitur-Aufgaben-Idee nochmals durch den Kopf gehen lassen!
Energiestoffwechsel der Erythrozyten
Ausschließlich über anaerobe Glykolyse, daher Glukose als alleinige Energiequelle!
Pro Tag werden ca. 30 g Glukose zu Laktat umgesetzt.
- ATP für Na+/K+-ATPase
- zur Aufrechterhaltung der inneren Ionenzusammensetzung (bei roten Blutkörperchen: viel Kalium innen, wenig Natrium)
- ATP wird ebenfalls für die Biosynthese von Glutathion benötigt!
- „Glykolyse spezial“ in den Erythrozyten
- persönlicher Erythrozyten-Nebenweg über 2,3-Bisphosphoglycerat*
(* Kleine Wiederholung am Rande: Woher kennen Sie das schon? Wie war das noch mal mit der Regulation? Vielleicht sehen Sie bei der Zellatmung nach)
- Dieser Spezialweg verursacht den Verlust eines ATP pro mol Glukose!! Wie alles in der Natur hat dies seinen Sinn und Grund (lesen Sie unter Eisenhaushalt).
- Pentosephosphatweg in den Erythrozyten
- oxidativer Weg (von Glukose-6-Phosphat) zu Ribulose-5-Phosphat ist wichtig. Hier entstehen 2 NADPH+H+
- NADPH+H+ wird zur Regenerierung des Glutathions eingesetzt!
Hilfe, ich brauch Glutathion! Aber wofür?
- Es dient als Oxidationsschutz, es ist ein Reduktionsmittel.
- Aufgebaut ist Glutathion als Tripeptid aus den drei Aminosäuren Glutamat, Cystein und Glycin..
- besondere Verknüpfung von Glutamat und Cystein über die c-Carboxylgruppe des Glutamats (atypisches Tripeptid)
- Aufgabe und Arbeitsweise des Glutathions
- Oxidation von 2 x Glutathion zu Glutathion-Disulfid (Glutathion-Peroxidase)
Warum brauchen Erythrozyten dieses System?
- kommen mit Sauerstoff in Berührung J
- ungewollte Sauerstoffradikale können entstehen, diese sind sehr reaktionsfreudig
- verursachen z.B. Oxidation von Hb (Fe2+) zu Methämoglobin (Fe3+) und einem Superoxid-Radikal
- dieses reagiert mit 2 H+ und O2 zu Wasserstoffperoxid …
- Wasserstoffperoxid wird über die Glutathion-Peroxidase wieder zu Wasser entgiftet
- Regeneration: über Glutathion-Reduktase
- benötigt NADPH+H+ aus dem Pentosephosphatweg
Was stellen Radikale so an?
- vernetzen Fettsäuren in der Zellmembran miteinander, was zu deren Zerstörung führt
- vernetzen Proteine, die dadurch ihre Funktionsfähigkeit einbüßen
- Zusammenfassung: Schutz der Erythrozyten:
- Glutathion als Oxidationsschutz[3]
- Gluthathion-Reduktase und NADPH+H+ als Regenerationsmaschinerie
- Superoxid-Dismutase beseitigt Superoxidradikale
- Glutathion-Peroxidase und Katalase reduzieren Wasserstoffperoxid
Wie kann dieses System gestört sein?
- Mangel an Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase[4] verursacht hämolytische Anämie
Abbau der Erythrozyten
- Lebenserwartung Erythrozyt: 120 Tage
- Die roten Blutkörperchen durchlaufen eine Art Apoptose am Lebensende. Der Calciumgehalt der Zelle steigt an, ihre Form verändert sich. Phosphatidylserin wird auf die Außenseite verlagert, dies dient als Rezeptor für Makrophagen.
- Der Abbau der Erythrozyten erfolgt in der Milz, aber auch in der Leber und im Knochenmark (Sichelzellanämie: Weil die Sichelzellerythrozyten nicht so alt werden und ständig abgebaut werden, ist die Milz überlastet.).
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