مکانیسم طول عمر گلبول های قرمز انسان: نقش کلسیم، پمپ سدیم، PIEZO1 و کانال های Gardos
در یک فرد بالغ سالم، انتقال O2 و CO2 بین ریه ها و بافت ها توسط حدود 1013× 2 گلبول قرمز انجام می شود، که حدود 1011 × 7/1 تا از آن ها هر روز تجدید می شوند و چرخه ای را به وجود می آورند که حاصل عمر گردش خون حدود 120 روز است. طول عمر سلولی ناشی از تعادل تکاملی بین هزینه های انرژی نگهداری سلول ها در یک حالت عملکردی ثابت در برابر تجدید سلولی است. در این مقاله مروری، بررسی می شود که چگونه مجموعه ای از ناقل های غشایی غیر فعال و فعال گلبول های قرمز بالغ برهمکنش نشان داده و باعث به حداکثر رساندن طول عمر گردش خون و به حداقل رساندن هزینه های گرانقیمت گردش سلولی می شود. تغییر شکل پذیری گلبول های قرمز خون برای رئولوژی بهینه و تبادل گاز در طول جریان مویینه ضروری است، که بهترین حالت زمانی اتفاق می افتد که حجم هر گلبول قرمز انسان در حدود یک فرکشن 55/0-60/0 از حجم حداکثر کروی باشد که توسط فضای غشای آن ایجاد می شود و به عنوان محدوده ی بهینه ی نسبت-حجم است. میزان حفظ حجم گلبول قرمز خون در این محدوده ی بهینه نسبت حجم یا نزدیک به این محدوده، پتانسیل طول عمر گردش خون را تعیین می کند. نشان داده شد که نفوذپذیری کاتیونی اندک گلبول های قرمز خون باعث پایداری حجم با طول عمر سلولی بهینه و کم هزینه در طول گردش سلول می شود. یک مکانیسم پیشنهاد شده است که در آن اثر متقابل یک پمپ سدیم کاهش یافته و دو ناقل غشایی غیر فعال، کانال PIEZO1 با حساسیت مکانیکی، یک واسطه نامزد Psickle در سلول های داسی و Ca2 + حساس، کانال حساس به K+ و Ca2+، می توانند باعث پایداری حجم گلبول قرمز خون در نزدیکی محدوده بهینه نسبت حجم شوند که برای افزایش طول عمر گردشی ضروری است.
مقدمه
گلبول های قرمز خون انسان ( RBCs) طول عمر معین حدود 4 ماه قبل از پاکسازی از گردش خون را دارند. در طول این دوره، گلبول های قرمز خون عاری از اندامک ها و ظرفیت بیوسنتز شد و تغییرات برگشت ناپذیر مرتبط با سن در متابولیسم، انتقال غشاء، ترکیب یونی، اسکلت سلولی قشری و واکنش پذیری ایمنی اتفاق می افتد (Beutler, 1985b; Clark, 1988; Romero and Romero, 1999; Lew et al., 2007; Tiffert et al., 2007; Lutz, 2012; Franco et al., 2013; Lutz and Bogdanova, 2013). با این وجود، زیر میکروسکوپ، ظاهر گلبول های قرمز خون افراد سالم بزرگسال، صرف نظر از سن سلول، به طور قابل توجهی یکنواخت باقی می ماند. در گروه های سنی محدود، ضریب تغییرات در غلظت هموگلوبین فقط حدود 3٪ بود (Lew et al., 1995).
In a healthy adult, the transport of O2 and CO2 between lungs and tissues is performed by about 2 · 1013 red blood cells, of which around 1.7 · 1011 are renewed every day, a turnover resulting from an average circulatory lifespan of about 120 days. Cellular lifespan is the result of an evolutionary balance between the energy costs of maintaining cells in a fit functional state versus cell renewal. In this Review we examine how the set of passive and active membrane transporters of the mature red blood cells interact to maximize their circulatory longevity thus minimizing costs on expensive cell turnover. Red blood cell deformability is critical for optimal rheology and gas exchange functionality during capillary flow, best fulfilled when the volume of each human red blood cell is kept at a fraction of about 0.55–0.60 of the maximal spherical volume allowed by its membrane area, the optimal-volume-ratio range. The extent to which red blood cell volumes can be preserved within or near these narrow optimal-volume-ratio margins determines the potential for circulatory longevity. We show that the low cation permeability of red blood cells allows volume stability to be achieved with extraordinary cost-efficiency, favouring cell longevity over cell turnover. We suggest a mechanism by which the interplay of a declining sodium pump and two passive membrane transporters, the mechanosensitive PIEZO1 channel, a candidate mediator of Psickle in sickle cells, and the Ca2+-sensitive, K +-selective Gardos channel, can implement red blood cell volume stability around the optimal-volume-ratio range, as required for extended circulatory longevity.
INTRODUCTION
Human red blood cells (RBCs) have a prescribed lifespan of about 4 months before being cleared from the circulation. During this period, RBCs devoid of organelles and biosynthetic capacity experience irreversible age-related changes in metabolism, membrane transport, ionic composition, cortical cytoskeleton, and immune-reactivity, among others (Beutler, 1985b; Clark, 1988; Romero and Romero, 1999; Lew et al., 2007; Tiffert et al., 2007; Lutz, 2012; Franco et al., 2013; Lutz and Bogdanova, 2013). Nevertheless, under the microscope, the appearance of RBCs from healthy adults remains remarkably uniform, regardless of cell age. In narrow age-cohorts, the coefficient of variation in the haemoglobin concentration was found to be only about 3% (Lew et al., 1995).
1. مقدمه
2. اهمیت حفظ شکل دیسکوئیدی گلبول های قرمز خون
3. ویژگی های کلیدی کنترل حجم در گلبول های قرمز خون انسانی
4. یک نقص در پمپ سدیم، طول عمر گلبول های قرمز را با چالش عمده مواجه می کند
5. مدل سن- تراکم
6. مکانیسم های متراکم سازی مرتبط با سن RBC و معکوس سازی انتهایی
7. مکانیسم پیری برنامه ریزی شده
1. INTRODUCTION
2. ON THE IMPORTANCE OF MAINTAINING RBC DISCOID SHAPE
3. KEY FEATURES OF VOLUME CONTROL IN HUMAN RBCS
4. A FAILING SODIUM PUMP PRESENTS THE MAJOR CHALLENGE TO RBC LONGEVITY
5. THE AGE-DENSITY PATTERN
6. MECHANISMS OF AGE-RELATED RBC DENSIFICATION AND TERMINAL REVERSAL
7. ON THE MECHANISM OF PROGRAMMED SENESCENCE
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه