Proč se červené krvinky liší ve tvaru – mírně – v alveolu lidských plic?

Primární úlohou alveolu je usnadnit výměnu kyslíku a oxidu uhličitého mezi krevním řečištěm a plícemi. Zatímco červené krvinky jsou primárním nosičem kyslíku a oxidu uhličitého v krevním řečišti, jejich tvar zůstává při průchodu alveolem stejný. Nejsou známy žádné případy, kdy by červené krvinky prodělaly nějaké významné změny tvaru v alveolu.

Červené krvinky mají typicky bikonkávní tvar, což jim umožňuje efektivně proudit úzkými kapilárami a snadno si vyměňovat plyny s okolními tkáněmi. Tvar červených krvinek je udržován prostřednictvím dynamické interakce různých strukturních složek v buňce, včetně buněčné membrány, cytoplazmy a cytoskeletu.

Zatímco červené krvinky si udržují svůj tvar v alveolu, podléhají kritickému procesu zvanému „zatížení kyslíkem“. Uvnitř alveolu červené krvinky vychytávají molekuly kyslíku ze vzduchu a uvolňují molekuly oxidu uhličitého. K tomuto příjmu a uvolňování kyslíku dochází procesem difúze přes tenkou alveolární kapilární bariéru.

Jedinečná struktura alveolu s tenkým alveolárním epitelem a hustou sítí kapilár vytváří velký povrch pro účinnou výměnu plynů. K difúzi plynů dochází podél koncentračního gradientu, což znamená, že kyslík se pohybuje ze vzduchu v alveolu do červených krvinek, zatímco oxid uhličitý se pohybuje opačným směrem.

Během tohoto procesu červené krvinky nemění svůj tvar; místo toho transportují molekuly kyslíku a oxidu uhličitého přes svůj hemoglobinový protein. Hemoglobin má vysokou afinitu ke kyslíku a snadno se na něj váže v alveolu. Tato vazba a uvolňování plynů umožňuje červeným krvinkám hrát svou klíčovou roli při dodávání kyslíku do tkání a odstraňování oxidu uhličitého z těla.

Proto, zatímco červené krvinky si udržují svůj bikonkávní tvar v alveolu, plní životně důležitou funkci výměny kyslíku a oxidu uhličitého, která je nezbytná pro dýchací proces.