Эритроциты

Эритроциты - красные кровяные клетки

В отличие от других типов клеток в организме человека, зрелые эритроциты не содержат ядра, митохондрии или рибосомы. Отсутствие этих клеточных структур оставляет место для сотен миллионов молекул гемоглобина, содержащихся в эритроцитах.

Гемоглобин – это компонент эритроцитов, относящийся к группе белков. Состоит из 96% белкового вещества глобина и 4% вещества с атомом 2-валентного железа - гем.

В 1 клетке эритроцита содержится порядка 280 млн молекул гемоглобина, что и формирует красный цвет крови.

Срез медицинской иглы под микроскопом. Маленькие красные точки - красные кровяные тельца (эритроциты).

Анимация ниже происходит в реальном времени (20-секундный цикл) и показывает, как деформируется красная кровяная клетка – эритроцит, когда она проходит по капиллярам, и, как она меняет цвет в процессе насыщения кислородом, проходя по системе кровообращения.

Альвеолы - это крошечные мешочки, расположенные на концах трубочек в легких, и находящиеся в непосредственном контакте с кровью. Через альвеолы осуществляется газовый обмен.

Когда воздух достигает легких, кислород растворяется в крови через альвеолы, а углекислый газ наоборот попадает в легкие, для выдыхания из организма.

Эритроциты, застрявшие в образующемся тромбе

С поражением паразитами эритроцитов связана малярия.

Две клетки малярии размножаются в эритроцитах. Одна вскрылась, чтобы выпустить паразитов и инфицировать другие клетки.

История

2022: Разработаны искусственные эритроциты, способные обойти защиту почек и легких при доставке лекарств

В начале марта 2022 года разработаны искусственные эритроциты, способные обойти защиту почек и легких при доставке лекарств. Цель заключается в том, чтобы сконструировать транспортное средство, доставляющее лекарство, таким образом, чтобы оно было направлено в определенную точку.

От печени до почек и легких, человеческое тело оснащено множеством уровней фильтров, которые защищают организм от вредных внешних материалов. Но у этой системы есть и свои минусы. Критически важные лекарства, такие как химиотерапия или лечение рассеянного склероза, также являются чужеродными материалами, поэтому организм отфильтровывает большую часть этих лекарств в некоторых случаях до 90%. Один из способов компенсации этой проблемы введение пациентам значительных количеств лекарства. Таким образом, несмотря на то, что большая часть препарата отфильтровывается, достаточное его количество попадает в организм для выполнения работы. Однако более высокие дозы означают и большее количество побочных эффектов. Чтобы избежать таких высоких доз, другая стратегия заключается в том, чтобы сконструировать транспортное средство, доставляющее лекарство, таким образом, чтобы оно было направлено в определенную точку, поэтому ученые разрабатывают тип средства доставки лекарств, предназначенного для обхода этих фильтров путем имитации свойств эритроцита.

Разработаны искусственные эритроциты, способные обойти защиту почек и легких при доставке лекарств

Многие средства доставки лекарств не достигают нужного места в организме, и основная причина заключается в том, что в нашем теле очень хорошая система фильтрации. Поэтому многие из них попадают в печень, почки или селезенку. Если мы сможем преодолеть эту проблему, разработав средства доставки лекарств, это будет значительным прогрессом. Это как если бы вам нужно было посетить мероприятие, на которое допускаются только люди на красных машинах, поэтому вы одолжили у друга красную машину. Вы доберетесь туда, куда вам нужно, потому что вы использовали автомобиль, на котором вас пустили - сказал доцент кафедры материаловедения и инженерии и биомедицинской инженерии Минкью Ким (Minkyu Kim).

Ким намерен сделать именно это, получив премию CAREER Award в размере $600 тыс., которая присуждается Национальным научным фондом в поддержку начинающих преподавателей, способных стать образцом для подражания в научных исследованиях и образовании. Ученый планирует объединить материаловедение, синтетическую биологию и многомасштабную механику для разработки модифицированной формы микрочастиц для доставки лекарств, предназначенных для обхода фильтрационных систем организма.Бизнес уходит в облако: стратегии и подходы

Вместо того чтобы быть транспортным средством для гемоглобина, микрочастица, которую разрабатывает Ким, будет транспортным средством для лекарственных частиц. Сначала ученый будет использовать хорошо отлаженный процесс, чтобы поместить лекарство в ядро микросферы. Затем Минкью Ким добавит слой искусственных белков, которые ученый разработает, а затем липидный бислой. Вместе взятые, эти компоненты имитируют красную кровяную клетку и даже обеспечивают контролируемое высвобождение лекарства, которая сможет переносить лекарства через ряд биологических фильтров в ту часть тела, где они необходимы.^[1]

Примечания