Wie kam es dazu, dass die roten Blutkörperchen beim Menschen ihren Zellkern (und andere Organellen) verloren? Setzt das Knochenmark den Zellkern einfach nicht ein oder wird er irgendwann beim Aufbau der Zelle entfernt?
Rote Blutkörperchen werden zunächst im Knochenmark mit einem Zellkern produziert. Sie durchlaufen dann einen Prozess, der als Enukleation bekannt ist, bei dem ihr Kern entfernt wird. Die Enukleation erfolgt ungefähr, wenn die Zelle die Reife erreicht hat. Laut einer Studie ( Ji, et al. , 2008 ) tritt dies bei Mäusen so auf, dass ein Ring aus Aktinfilamenten die Zelle umgibt und sich dann zusammenzieht. Dabei wird ein kernhaltiges Segment der Zelle abgetrennt, das dann von einem Makrophagen verschluckt wird. Die Enukleation beim Menschen folgt höchstwahrscheinlich einem sehr ähnlichen Mechanismus.
Das Fehlen eines Zellkerns ist eine Anpassung der roten Blutkörperchen an ihre Rolle. Es ermöglicht den roten Blutkörperchen, mehr Hämoglobin zu enthalten und daher mehr Sauerstoffmoleküle zu transportieren. Es ermöglicht auch, dass die Zelle ihre charakteristische bikonkave Form hat, die die Diffusion unterstützt. Diese Form wäre nicht möglich, wenn die Zelle einen Kern im Weg hätte. Aufgrund der Vorteile, die es bietet, ist es leicht zu verstehen, warum die Evolution dies bewirken würde. Da jedoch wenig über die Gene bekannt ist, die die Enukleation steuern, ist dies immer noch kein vollständig verstandener Prozess.
Die bei Mäusen und Ratten (und kranken Menschen) nachgewiesene Zell-Zell-Interaktion zwischen einem Makrophagen (dies ist eine große verschlingende Zelle, die für die Immunität erforderlich ist) und jungen roten Blutkörperchen (RBC) ist als erythroblastische Insel bekannt (allgemein bekannt als EBI). Wenn Sie es gegoogelt haben, gibt es einen wissenschaftlichen Bericht aus dem Jahr 2008, der diese Struktur beschreibt.
Im embryonalen Stadium (beim Menschen) behalten wir immer noch unsere RBC-Kerne. Aber als wir uns zum Fötus und zum Erwachsenen entwickelt haben, haben wir keine Erythrozytenkerne mehr. Es wird angenommen, dass dies mit dem vorhandenen EBI (in der fötalen Leber bzw. im Knochenmark des Erwachsenen) zusammenhängt. Derzeit fehlen Informationen zum EBI bei anderen Säugetieren. Die einzigen nachgewiesenen sind Mäuse, Ratten und kranke Menschen. Es wird allgemein angenommen (nicht bewiesen), dass Säugetiere EBIs haben. Neben Säugetieren haben einige andere Tiere (z. B. Vögel) Erythrozyten entkernt, andere nicht. Warum das so ist, ist unklar. Unser Labor glaubt, dass es mit der Bildung des EBI zusammenhängen könnte.
Es wird angenommen, dass der Makrophage nicht nur die RBC-Kerne verschlingt, sondern auch als "Krankenschwester"-Zelle fungiert, wie in den 50er Jahren vorgeschlagen. Mit anderen Worten, möglicherweise Bereitstellung von Eisen und möglicherweise Bereitstellung einiger Proteine, die für die Reifung junger roter Blutkörperchen erforderlich sind. Anfang 2013 wurde erstmals gezeigt, dass diese Makrophagen in Tiermodellen wichtig sind (veröffentlicht von 2 Forschungsgruppen im Naturmedizin-Journal).
Bei der Enukleation (Entfernung der Erythrozytenkerne) sind die genauen Mechanismen unbekannt. Aber Proteine des Zytoskeletts spielen eine wichtige Rolle bei der Enukleation. Es gibt jedoch nicht genügend Informationen, da diese Proteine auch für andere wichtige zelluläre Aktivitäten unerlässlich sind. Zum Beispiel das Einbringen von Nährstoffen, die Entwicklung und die Zellmigration. Die meisten Tiermodelle, denen diese Proteine fehlen, stehen für Studien nicht zur Verfügung, und diese Tiere sterben normalerweise im Embryonalstadium.
Die von EdoDodo erwähnte Forschung ist ein vorgeschlagenes Modell dafür, wie die Enukleation stattfindet, und ist ein weithin akzeptiertes Modell. Derzeit arbeitet unser Labor an einem anderen Modell, das teilweise erklären könnte, wie die Enukleation ausgelöst wird.
Zusätzlich zu einer besseren Sauerstoffdiffusion durch die Membranen wurde in einigen älteren wissenschaftlichen Arbeiten erwähnt, dass es die kardiale Arbeitsbelastung verringert. Jeder extrudierte RBC-Kern ist ungefähr 40 Picogramm groß. Ein normaler gesunder Erwachsener würde etwa 2 Millionen RBC pro Sekunde produzieren. Das wären 0,08 Milligramm Gewicht pro Sekunde, die abgetragen werden müssten. Ich konnte jedoch keine wissenschaftlichen Beweise für diese Behauptung finden, aber diese wurden in einigen wissenschaftlichen Arbeiten zitiert.
Der andere Vorteil wäre, das Risiko einer Hämolyse beim Durchqueren der Mikrovaskulatur zu verringern. Mit anderen Worten, reife Erythrozyten können sich entlang winziger Blutkapillaren bewegen, indem sie ihre bikonkave Form ändern (zu glockenförmig, glaube ich), damit sie nicht reißen (und sterben).
Außerdem haben nicht alle RBCs ähnliche Formen und Größen. Vielleicht möchten Sie es für weitere Informationen googeln. Ich denke, Kamele haben eine etwas andere RBC-Morphologie.
Die einzige Funktion der roten Blutkörperchen besteht darin, Sauerstoff zu transportieren, und sonst nichts. Seine konkave Form soll seine Oberfläche vergrößern, damit mehr Sauerstoff pro Zelle transportiert werden kann. Das Fehlen eines Kerns bedeutet, dass sie deutlich konkaver sein kann als eine andere Zelle analoger Größe, was bedeutet, dass sie mehr Sauerstoff transportieren kann.
Andere Antworten sind detaillierter, aber dies ist der Hauptgrund dafür, dass kein Kern vorhanden ist.
Benutzer10220