Erytrocyty neboli červené krvinky jsou nejběžnějším typem krevních buněk a hlavním prostředkem, který v těle obratlovců dodává kyslík do tkání prostřednictvím krve. Buňky jsou naplněny hemoglobinem, biomolekulou, která se dokáže vázat na kyslík. Kyslík přijímají v plicích nebo žábrách a uvolňují ho při protlačování tělními kapilárami. Červená barva krve je způsobena barvou hemoglobinu. U člověka se červené krvinky vyvíjejí v kostní dřeni, mají podobu ohebných bikonkávních disků, postrádají buněčné jádro, subcelulární organely a schopnost syntetizovat bílkoviny a žijí přibližně 120 dní.
Červené krvinky jsou také známé jako RBC, červená krevní tělíska (archaický termín), hematidy nebo erytrocyty (z řeckého erythros – „červený“ a kytos – „dutý“, přičemž cyte se v moderním překladu překládá jako „buňka“).
Termín s velkým počátečním písmenem Red Blood Cells je v USA správný název pro erytrocyty ve skladovacích roztocích používaných v transfuzním lékařství.
Zleva doprava: lidský erytrocyt, trombocyt, leukocyt.
Erytrocyty se skládají především z hemoglobinu, složitého metaloproteinu obsahujícího hemové skupiny, jehož atomy železa se dočasně spojují s molekulami kyslíku (O2) v plicích nebo žábrách a uvolňují je do celého těla. Kyslík může snadno difundovat přes buněčnou membránu červené krvinky. Hemoglobin v erytrocytech také přenáší část odpadního produktu oxidu uhličitého zpět z tkání; většina oxidu uhličitého je však transportována jako hydrogenuhličitan rozpuštěný v krevní plazmě. Myoglobin, sloučenina příbuzná hemoglobinu, slouží k ukládání kyslíku ve svalových buňkách.
Barva erytrocytů je způsobena hemovou skupinou hemoglobinu. Samotná krevní plazma je slámově zbarvená, ale červené krvinky mění barvu v závislosti na stavu hemoglobinu: po spojení s kyslíkem je výsledný oxyhemoglobin šarlatový, po uvolnění kyslíku je výsledný deoxyhemoglobin tmavší a přes stěnu cév a kůži se jeví namodralý. Pulzní oxymetrie využívá této změny barvy k přímému měření saturace arteriální krve kyslíkem pomocí kolorimetrických technik.
Důležitým krokem v evoluci obratlovců byla sekvestrace bílkovin přenášejících kyslík uvnitř specializovaných buněk (namísto jejich rozpuštění v tělní tekutině), která umožňuje méně viskózní krev, vyšší koncentraci kyslíku a lepší difúzi kyslíku z krve do tkání. Velikost erytrocytů se u jednotlivých druhů obratlovců značně liší; šířka erytrocytů je v průměru asi o 25 % větší než průměr kapilár a předpokládá se, že to zlepšuje přenos kyslíku z erytrocytů do tkání.
Jedinými známými obratlovci bez erytrocytů jsou krokodýlovití ledňáčci (čeleď Channichthyidae); žijí ve studené vodě velmi bohaté na kyslík a přenášejí ho volně rozpuštěný v krvi. Ačkoli již nepoužívají hemoglobin, v jejich genomu lze nalézt zbytky hemoglobinových genů.
Erytrocyty savců jsou ve zralém stavu anukleární, což znamená, že nemají buněčné jádro, a tudíž ani DNA. Oproti tomu erytrocyty téměř všech ostatních obratlovců jádro mají; jedinou známou výjimkou jsou salamandři rodu Batrachoseps.
Funkce kromě přenosu kyslíku
Když jsou erytrocyty vystaveny smykovému napětí v zúžených cévách, uvolňují ATP, který způsobuje uvolnění a rozšíření cévních stěn.
Při odkysličování molekul hemoglobinu uvolňují erytrocyty S-nitrosothioly, které rovněž působí na rozšíření cév, a tím přivádějí více krve do oblastí těla ochuzených o kyslík.
Erytrocyty se také podílejí na imunitní reakci organismu: při lýze patogenů, například bakterií, se z jejich hemoglobinu uvolňují volné radikály, které rozkládají buněčnou stěnu a membránu patogenu, a tím ho ničí.
Savčí erytrocyty mají v raných fázích vývoje jádra, ale v průběhu zrání je vytlačují, aby poskytly více místa pro hemoglobin. Savčí erytrocyty také ztrácejí další organely, například mitochondrie. V důsledku toho buňky nevyužívají žádný kyslík, který přenášejí; nosič energie ATP vyrábějí fermentací prostřednictvím glykolýzy glukózy s následnou produkcí kyseliny mléčné. Červené krvinky navíc nemají inzulínový receptor, a proto jejich příjem glukózy není regulován inzulínem.
Kvůli absenci jader a organel nemohou červené krvinky syntetizovat žádnou RNA, a tudíž se nemohou dělit ani opravovat.
Erytrocyty savců jsou bikonkávní disky: zploštělé a uprostřed prohloubené, s příčným průřezem ve tvaru činky. Tento tvar (stejně jako ztráta organel a jádra) optimalizuje buňku pro výměnu kyslíku s okolím. Buňky jsou pružné, aby se vešly do drobných kapilár, kde uvolňují svůj kyslíkový náklad. Erytrocyty jsou kruhové, s výjimkou velbloudů čeledi Camelidae, kde jsou oválné.
Ve velkých cévách se červené krvinky někdy vyskytují jako hromádka, plochá strana vedle ploché strany. Tomuto jevu se říká tvorba rouleaux a dochází k němu častěji, pokud jsou zvýšené hladiny některých sérových bílkovin, jako například při zánětu.
Slezina slouží jako zásobárna červených krvinek, ale u člověka je tento účinek poněkud omezený. U některých jiných savců, jako jsou psi a koně, slezina shromažďuje velké množství červených krvinek, které jsou v době námahy vypuštěny do krve, čímž je dosaženo vyšší schopnosti přenosu kyslíku.
Typický lidský erytrocytární disk má průměr 6-8 µm a tloušťku 2 µm, což je mnohem méně než většina ostatních lidských buněk. Normální erytrocytární buňka má objem asi 90 fL. Typický erytrocyt obsahuje asi 270 milionů molekul hemoglobinu, z nichž každá nese čtyři hemové skupiny a tvoří asi 33 % obsahu buňky.
U člověka je hemoglobin v červených krvinkách zodpovědný za přenos více než 98 % kyslíku; zbývající kyslík se přenáší rozpuštěný v krevní plazmě.
V červených krvinkách průměrného dospělého člověka je dohromady uloženo asi 2,5 gramu železa, což představuje asi 65 % celkového množství železa obsaženého v těle. (Viz Metabolismus železa u člověka.)
Proces, při kterém vznikají červené krvinky, se nazývá erytropoéza. Erytrocyty se nepřetržitě tvoří v červené kostní dřeni velkých kostí, a to rychlostí přibližně 2 miliony za sekundu. (U embrya jsou hlavním místem produkce červených krvinek játra.) Produkci lze stimulovat hormonem erytropoetinem (EPO), syntetizovaným ledvinami; ten se používá k dopingu ve sportu. Těsně před a po opuštění kostní dřeně se vyvíjející buňky nazývají retikulocyty; ty tvoří asi 1 % cirkulujících červených krvinek.
Erytrocyty se vyvíjejí z kmenových buněk přes retikulocyty ke zralým erytrocytům přibližně 7 dní a žijí celkem asi 100-120 dní.
Stárnoucí erytrocyt prochází změnami ve své plazmatické membráně, což ho činí náchylným k rozpoznání fagocyty a následné fagocytóze ve slezině, játrech a kostní dřeni. Velká část důležitých produktů rozpadu se vrací zpět do těla. Hémová složka hemoglobinu se rozkládá na Fe3+ a biliverdin. Biliverdin se redukuje na bilirubin, který se uvolňuje do plazmy a vrací se zpět do jater vázaný na albumin. Železo se uvolňuje do plazmy, kde je recirkulováno pomocí přenašečového proteinu zvaného transferin. Téměř všechny erytrocyty jsou tímto způsobem odstraněny z oběhu dříve, než jsou dostatečně staré na to, aby hemolyzovaly. Hemolyzovaný hemoglobin je v plazmě vázán na bílkovinu zvanou haptoglobin, která není vylučována ledvinami.
Na povrchu jsou dva hlavní typy proteinů:
Lidské krevní skupiny jsou dány rozdíly v povrchových glykoproteinech erytrocytů.
Separace a krevní doping
Červené krvinky lze oddělit od krevní plazmy odstředěním. Při darování plazmy jsou červené krvinky ihned přečerpány zpět do těla a plazma je odebrána. Někteří sportovci se pokoušeli zlepšit svůj výkon krevním dopingem: nejprve se jim odebere asi 1 litr krve, poté se z ní izolují červené krvinky, zmrazí se a uskladní, aby se krátce před soutěží znovu aplikovaly. (Červené krvinky lze uchovávat po dobu 5 týdnů při teplotě -79 °C.) Tuto praxi je těžké odhalit, ale může ohrozit lidský kardiovaskulární systém, který není vybaven na to, aby se vypořádal s krví s výslednou vyšší viskozitou.
Umělé červené krvinky
V roce 2008 bylo oznámeno, že se v laboratoři podařilo přimět lidské embryonální kmenové buňky, aby se staly erytrocyty. Obtížným krokem bylo přimět buňky k vypuzení jádra; toho bylo dosaženo pěstováním buněk na stromálních buňkách z kostní dřeně. Doufá se, že tyto umělé erytrocyty budou moci být nakonec použity pro krevní transfuze.
Nemoci a diagnostické nástroje
Červené krvinky postižené srpkovitou chorobou mění tvar a hrozí poškození vnitřních orgánů.
Několik krevních testů zahrnuje červené krvinky, včetně počtu červených krvinek (počet červených krvinek v objemu krve) a hematokritu (procento objemu krve, které zaujímají červené krvinky). Krevní skupinu je třeba určit kvůli přípravě na transfuzi krve nebo transplantaci orgánů.
První, kdo popsal červené krvinky, byl pravděpodobně mladý nizozemský biolog Jan Swammerdam, který v roce 1658 použil mikroskop ke studiu žabí krve. Anton van Leeuwenhoek, který o této práci nevěděl, podal v roce 1674 další mikroskopický popis.
Aferéza (plazmaferéza, tromboferéza, leukaferéza) – Krevní transfuze – Coombsův test – Křížová shoda – Výměnná transfuze – Mezinárodní společnost pro krevní transfuzi – Intraoperační krevní záchrana – ISBT 128 – Transfuzní reakce
ABO – Chido-Rodgers – Colton – Cromer – Diego – Dombrock – Duffy – Gerbich – GIL – Hh – Ii – Indian – JMH – Kell (Xk) – Kidd – Knops – Landsteiner-Weiner – Lewis – Lutheran – MNS – OK – P – Raph – Rh – Scianna – T-Tn – Xg – Yt
Dárcovství krve – Krevní náhrady – Kryoprecipitát – Krevní destičky – Plazma – Červené krvinky
Plazma – Hematopoetické kmenové buňky
T-lymfocyty: T buňky: Cytotoxické CD8+, Pomocné CD4+/Regulační, γδ, Přirozené zabíječské T buňkyB buňky: Přírodní zabíječské buňky (lymfokinem aktivované zabíječské buňky)
Granulocyty (neutrofily, eozinofily, bazofily) – Prekurzory žírných buněkDendritické buňky (Langerhansovy buňky, folikulární dendritické buňky)Monocyty/makrofágy (histiocyty, Kupfferovy buňky, Langhansovy obrovské buňky, mikroglie, osteoklasty)Megakaryoblast – Megakaryocyty – Krevní destičky
Retikulocyt – normoblast