为什么哺乳动物的成熟「红细胞」一般没有细胞核?


有核成熟红细胞的特例有人说过了,我说下无核红细胞

为什么哺乳动物的成熟红细胞一般没有细胞核?这个问题目前没有任何定论,存在的都是一些猜想

红细胞由骨髓(Bone marrow)中的造血干细胞产生,在释放到血液(Blood)之前会脱去细胞核和部分细胞器。多能干细胞分化为原红细胞→开始产生血红蛋白成为成红细胞→释放核,成为网织红细胞→从骨髓逸出进入血液。在 1-2 天之内,网状细胞弹出剩余的细胞器,变为成熟红细胞

红细胞生成过程

在老鼠身上,去除细胞核的方式为肌动蛋白丝环绕细胞,然后收缩切断含核的细胞的一部分,然后含细胞核的部分被巨噬细胞吞噬消化[1]。人类很可能与之类似。

红细胞去核后有更多优势,比如:

  • ①允许红细胞包含更多的血红蛋白,可以携带更多的氧分子;
  • ②具有独特的双凹形状,具有更大的表面积,更有助于氧气扩散到组织中;
  • ③更少的细胞器意味着更好的变形能力,更有利于挤过很小的毛细管;
  • ④不含 DNA,不能合成任何 RNA,确保了没有病毒可以靶向红细胞;
  • ⑤失去细胞核和大部分细胞器,代谢率低,能更好地节省能量,保障更多的葡萄糖能运到器官、组织中;
  • ⑥双凹碟圆形赋予的更大表面积,还增加了其与血浆的摩擦,使得红细胞能在血浆中稳定悬浮;
  • ⑦去核后的双凹碟圆形赋予了红细胞更强的低渗溶液抵抗能力;

人类的成熟红细胞不含肌动蛋白和肌球蛋白,不能收缩,因此没有弹性,只有塑性。有研究显示,红细胞在 0.6%的低渗盐水中,红细胞会变成球形,但不会涨破,当浓度低于 0.35%时,红细胞才会破裂。而球形的红细胞球形(遗传性球形红细胞增多症),会更加容易破裂。这提示双凹圆碟形的无核红细胞具有更佳的渗透脆性。

为什么无核的成熟红细胞会表现为双凹碟圆形,有研究显示[2]为红细胞膜边缘和中间凹陷之间的密度差异所致。红细胞在其中线平面内,会被致密带定向,原因为膜 / 细胞骨架(membrane/cytoskeletal,M/CS)复合体的密度差异,这使得红细胞显示出双凹碟圆形。

至于为什么会在成熟过程中去除细胞核?目前比较流行的有数种可能,包括自然选择、哺乳动物代谢率高、血红蛋白运氧能力较差且在细胞内等等,但很多都难以站稳脚跟,其中认为比较合理的为与成红细胞岛(erythroblastic island,EBI)有关。

红细胞终末期分化发生在骨髓的红细胞岛中,这些红细胞岛包括巨噬细胞和周围的分化红细胞。在人的胚胎阶段,红细胞仍然保留核;但随着年龄增长,我们不再拥有 RBC 核。据认为这与 EBI 的存在有关(分别在胎儿肝脏和成人骨髓中)。人们普遍认为哺乳动物具有 EBI,红细胞的去核可能与 EBI 的形成有关[3]

成红细胞岛

除了吞噬 RBC 核之外,巨噬细胞还充当“护士”细胞,它能提供铁,并能提供年轻 RBC 成熟所需的一些蛋白质,对应激过程中体内产生的红细胞数量方面起着至关重要的作用[4]

成红细胞在成红细胞岛(EI)生态位内分化为 RBC,并附着在巨噬细胞上

对于为何哺乳动物的成熟红细胞一般没有细胞核的最根本原因,目前还没有定论,有可能为进化过程中出的意外,也有可能是和其他身体机制协同进化的结果,现在还没有人能解释清楚。

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