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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.).
Bild von Autor Dr. Martina Henn-Sax

Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Erythrozyten ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Stoffwechsel.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses StoffwechselStoffwechsel
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Stoffwechsel

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  • Grundlagen des Stoffwechsels
    • Einleitung zu Grundlagen des Stoffwechsels
    • Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)
    • Energieumwandlung
      • Einleitung zu Energieumwandlung
      • Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Einleitung zu Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Wasser - das Lebenselexier
        • Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Einleitung zu Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Charakteristischen Reaktionen
      • Zellen und Organellen des Stoffwechsels
    • Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    • Stoffwechselregulation
  • Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Einleitung zu Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Einleitung zu Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Aufbau von Proteinen
      • Eigenschaften der Enzyme
        • Einleitung zu Eigenschaften der Enzyme
        • Schlüssel-Schloss-Prinzip
      • Ablauf der Enzymreaktion
      • Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
        • Einleitung zu Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
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        • nicht kompetitive Hemmung
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      • Einleitung zu Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
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    • Einleitung zu Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
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      • Einleitung zu Blut- und Kreislauf
      • Blut das flüssige Organ
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      • Einleitung zu äußere Atmung
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    • Ausscheidungsprozesse
  • Zellatmung
    • Einleitung zu Zellatmung
    • Glykolyse
    • Oxidative Decarboxylierung
    • Der Citratzyklus
    • Endoxidation - Atmungskette
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    • Gesamtsumme des Glukoseabbaus über die Vorgänge der Zellatmung
    • Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
      • Einleitung zu Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
      • Energiebilanz und Regulation der Atmung
      • Regulation des Stoffwechsels
      • Regulation der Phosphofruktokinase (PFK)
    • Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
      • Einleitung zu Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
      • Milchsäuregärung
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        • Einleitung zu alkoholische Gärung
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      • heterotrophe Assimilation
    • Zusammenfassung: Zellatmung
      • Einleitung zu Zusammenfassung: Zellatmung
      • Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei diesen ATP-produzuierenden Prozessen
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    Ein Kursnutzer am 05.03.2016:
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