Waar komen elke seconde ongeveer twee miljoen nieuwe rode bloedcellen vandaan?

Hoeveel rode bloedcellen zitten er in een druppel bloed?

Denk aan een klein druppeltje bloed op je vinger. Zo'n druppel kan ongeveer 250 miljoen rode bloedcellen bevatten. Je ziet alleen een rode druppel; daarin zitten miljoenen cellen die zuurstof vervoeren.

Stel je voor dat we één rode bloedcel vergroten tot het formaat van een rijstkorrel. Als jij in dezelfde verhouding zou groeien, was je meer dan anderhalve kilometer lang: ongeveer twee keer zo hoog als het hoogste gebouw ter wereld. Zelfs als jij zo groot was, zou die cel nog steeds een rijstkorrel zijn die in je handpalm past.

Ongeveer 250 miljoen rode bloedcellen in één druppel. Vergroot je een rode bloedcel tot een rijstkorrel, dan wordt een mens die even sterk is vergroot ongeveer twee keer zo hoog als het hoogste gebouw ter wereld. De twee hoogtes zijn op verhouding getekend; de andere tekeningen niet op schaal.

Deze kleine vervoerders blijven niet je hele leven dezelfde. Je lichaam vervangt ze voortdurend. Ze worden niet in je hart of longen gemaakt, maar binnen in je botten.

Binnen in hard bot werkt een levende fabriek

We zien botten vaak als een hard geraamte dat ons overeind houdt. Toch zit er ook zacht, levend weefsel in, met bloedvaten die het voeden: beenmerg. Het deel dat bloedcellen maakt, is rood beenmerg.

Bij volwassenen vindt veel van die productie plaats in het bekken, de wervels, de ribben en het borstbeen. Terwijl jij zit, ontwikkelen zich binnen in je heupbotten nieuwe cellen die straks in je bloed terechtkomen.

De bloedvormende stamcellen daar kunnen verschillende ontwikkelingsroutes volgen. Eén route leidt naar rode bloedcellen, andere naar afweercellen en de kleine deeltjes die het bloed helpen stollen. Hetzelfde begin, verschillende taken. De belangrijkste taak van een rode bloedcel is de zuurstof die je inademt naar je weefsels te vervoeren.

Bij een gezonde volwassene komen elke seconde ongeveer twee miljoen nieuwe rode bloedcellen in de bloedbaan. Tien seconden wachten betekent ongeveer twintig miljoen nieuwe vervoerders. Dat betekent niet dat één cel in één seconde wordt gemaakt; veel cellen in verschillende ontwikkelingsfasen houden samen de productie op gang.

Nieuwe rode bloedcellen ontwikkelen zich in het rode beenmerg en duwen tijdens de rijping hun kern naar buiten. Wat overblijft is geen leeg omhulsel, maar een schijf vol zuurstofdragende stof. Fotorealistische weergave: gemaakt met AI (OpenArt), DuaMio.

Een rode bloedcel verliest zijn kern tijdens de rijping

Een menselijke rode bloedcel die zich ontwikkelt, heeft een kern. Dit deel bevat de erfelijke informatie en wordt in de laatste rijpingsfasen uit de cel geduwd. De jonge rode bloedcel rijpt verder nadat hij in de bloedsomloop is terechtgekomen.

Er blijft geen leeg omhulsel achter. De cel zit vol met een stof die zuurstof kan binden. De vorm is ook geen knikker, maar een schijf met aan beide kanten een ondiepe kuil en dikkere randen.

Het verlies van de kern en veel andere onderdelen laat meer ruimte over voor de zuurstofdragende stof. Zonder kern past de cel makkelijker door nauwe doorgangen; het soepele membraan en het eiwitnetwerk dat het van binnenuit ondersteunt, helpen de cel ook om te buigen en zijn vorm terug te krijgen. Eén kleine cel moet zowel een lading vervoeren als door piepkleine bloedvaten passen.

De volwassen rode bloedcel heeft ook de onderdelen verloren die zuurstof gebruiken om energie te maken. Hij haalt zijn energie uit een proces waarvoor geen zuurstof nodig is. Zo verbruikt hij de zuurstof die hij vervoert niet voor zijn eigen energiebehoefte. Zoals een vrachtwagen die zijn lading niet als brandstof voor zijn eigen motor gebruikt.

Dat heeft een grens: een volwassen rode bloedcel kan zich niet delen en geen nieuwe eiwitten maken. Als hij verslijt, moet een nieuwe cel zijn plaats innemen. Daarom kan de productie in het beenmerg niet zomaar stoppen en wachten.

Hoe zien onderzoekers deze verandering?

Dat de kern de cel verlaat, is niet alleen een tekening. Onderzoekers hebben deze verandering in cellen van menselijke oorsprong in het laboratorium gevolgd met microscoopbeelden die met tussenpozen werden gemaakt. De opeenvolgende beelden laten de uitgestoten kern en de overgebleven cel zien.

Deze beeldtechniek wordt ook gebruikt om de productie van rode bloedcellen in het laboratorium te onderzoeken. In één studie werd bekeken hoe verschillende stoffen het uitstoten van de kern beïnvloeden. Meer cellen zonder kern krijgen was op zichzelf niet genoeg; ook de stevigheid van hun membraan was belangrijk. Onderzoekers proberen zowel de rijping als het intact blijven van de cel te begrijpen.

Dit zijn cellen onder bijzondere laboratoriumomstandigheden; ze vertegenwoordigen niet het hele lichaam. Toch laten ze concreet zien dat de voorbereiding op het vervoer meer inhoudt dan alleen de kern verwijderen: de cel moet onderweg ook heel blijven.

Een rode bloedcel gaat door vaten die smaller zijn dan hijzelf

Een rode bloedcel die in de bloedbaan komt, neemt in de longen zuurstof uit je adem op. Met het bloed dat je hart rondpompt, reist hij naar de weefsels. Op sommige delen van de route is een haarvat smaller dan de diameter van de cel zelf.

Een harde knikker zou daar niet doorheen passen. Een rode bloedcel buigt en rekt zich echter uit en wringt zich door de nauwe doorgang. Daarna neemt hij zijn vorm weer aan. Deze grote vormveranderingen van menselijke rode bloedcellen zijn ook in kleine kanaaltjes in het laboratorium onderzocht.

Een soepele rode bloedcel buigt en rekt zich door een haarvat dat smaller is dan hijzelf, en neemt daarna zijn vorm weer aan. Fotorealistische weergave: gemaakt met AI (OpenArt), DuaMio.

De vorm met een kuil aan beide kanten biedt een groot oppervlak voor gaswisseling. Door zijn soepelheid kan de cel zijn lading ook tot in de kleinste vaten brengen. Vorm en taak komen samen in dezelfde kleine cel.

Zuurstof verspreidt zich vanzelf naar de weefsels

Een rode bloedcel verlaat het bloedvat niet om een pakketje aan een andere cel te geven. Zuurstof verspreidt zich vanuit het bloed naar de weefsels. Het verschil in de omstandigheden voor zuurstof aan beide kanten bepaalt de richting.

De cellen in het weefsel verbruiken zuurstof terwijl ze werken. Dat verbruik helpt het verschil in stand te houden waardoor zuurstof vanuit het bloed naar het weefsel blijft gaan. Zoals een druppel inkt zich door een glas water verspreidt, kiest ook een zuurstofmolecuul niet bewust een deur om doorheen te gaan.

De zuurstofbindende stof laat onder de omstandigheden in het weefsel een deel van zijn lading los. Meer koolstofdioxide en een zuurdere omgeving maken dat makkelijker. Niet de hele lading wordt bij elke passage afgegeven; ook het bloed dat naar de longen terugkeert, bevat nog zuurstof. Het vervoer gaat door, afhankelijk van de behoefte en de omstandigheden.

Een rode bloedcel helpt ook op de terugweg

Cellen maken koolstofdioxide terwijl ze werken. Deze keer gaat het gas vanuit de weefsels naar het bloed en wordt het naar de longen vervoerd. Als je uitademt, verlaat het je lichaam.

Een hulpstof in de rode bloedcel versnelt de omzetting van een groot deel van de koolstofdioxide in een andere vorm die makkelijker in het bloed kan worden vervoerd. De omzetting gebeurt in de rode bloedcel; het grootste deel van de gevormde stof reist in het vloeibare deel van het bloed. In de longen wordt het proces omgekeerd en komt de koolstofdioxide weer als gas vrij.

Dezelfde cel vervoert op de heenweg zuurstof en helpt op de terugweg koolstofdioxide af te voeren. Maar niet alle afvalstoffen van het lichaam volgen deze route. De nieren filteren andere afvalstoffen uit het bloed en voeren ze met de urine af.

Nauwe doorgangen in de milt filteren voortdurend rode bloedcellen

Een rode bloedcel leeft gemiddeld 120 dagen. Dat is geen alarm dat bij alle cellen op dezelfde dag afgaat. De cel slijt terwijl hij in de bloedsomloop werkt; het filtersysteem van het lichaam is ook gedurende zijn hele leven actief.

De nauwe doorgangen in de milt testen of de cellen die erdoorheen gaan van vorm kunnen veranderen. Een cel die soepel blijft, kan passeren. Een cel waarvan de vorm is veranderd of die niet genoeg kan buigen, wordt eerder tegengehouden.

Hier telt niet alleen de leeftijd. De vorm, grootte en soepelheid van de cel zijn belangrijk. Bepaalde veranderingen in het membraan helpen de opruimcellen ook om hem te herkennen. Er bestaat geen enkel, volmaakt doodsetiket dat het verwijderen van alle verouderde rode bloedcellen verklaart; meerdere signalen spelen samen een rol.

Opruimcellen, vooral in de milt en de lever, nemen de rode bloedcellen die moeten verdwijnen op en breken ze af. Een vervoerder die te versleten is om te werken, wordt een bron van materiaal voor nieuwe productie.

Hoe nemen nieuwe rode bloedcellen de plaats van oude in?

Terwijl het beenmerg voortdurend nieuwe rode bloedcellen maakt, worden versleten cellen uit de bloedsomloop verwijderd. In een gezond lichaam dat in evenwicht is, houden de nieuwe cellen die in het bloed komen en de oude cellen die verdwijnen elkaar over langere tijd ongeveer in balans. Voortdurende productie betekent dus niet dat rode bloedcellen zich onbeperkt opstapelen.

Dit evenwicht is geen teller die elke seconde precies evenveel cellen maakt als afbreekt. De productie verandert met de behoefte van het lichaam. Het gaat erom dat de vernieuwing het verlies op langere termijn aanvult.

Het belangrijkste signaal dat de productie bijstuurt, komt uit de nieren. Als daar onvoldoende zuurstof aankomt, neemt een boodschapperstof toe; die stimuleert de productie van rode bloedcellen in het beenmerg. Naarmate aan de zuurstofbehoefte wordt voldaan, neemt dit signaal af. Het hoeft niet helemaal te stoppen.

Dat je op grote hoogte minder zuurstof binnenkrijgt, is een voorbeeld waarbij dit verband te zien is. Het lichaam heeft tijd nodig om zich aan te passen; meer productie helpt bij het zuurstofvervoer. De lucht, de nieren en het beenmerg zijn verbonden met verschillende kanten van dezelfde behoefte.

Als het evenwicht verstoord raakt en er te weinig rode bloedcellen of zuurstofbindende stof zijn, kan het zuurstofvervoer naar de weefsels tekortschieten; vermoeidheid of kortademigheid kan optreden. Het werk van die kleine vervoerders is merkbaar in je energie in het dagelijks leven.

Waar gaat het materiaal van een afgebroken rode bloedcel naartoe?

Het ijzer in een rode bloedcel wordt niet weggegooid en vergeten. Het wordt teruggewonnen uit het midden van de zuurstofbindende structuur, bindt zich in het bloed aan een vervoerder en gaat naar het beenmerg om voor nieuwe cellen te worden gebruikt. Het ijzer dat vandaag zuurstof vervoert, kan eerder in een andere rode bloedcel hebben gewerkt.

Ook het eiwitdeel wordt afgebroken tot bouwstenen en opnieuw gebruikt. De taak van de oude cel eindigt, maar een deel van zijn materiaal blijft in het lichaam aan het werk.

Het gekleurde deel dat na het verwijderen van het ijzer overblijft, volgt een andere route. Het wordt in de lever verwerkt en via de gal naar de darm gebracht. Producten die bij de omzetting in de darm ontstaan, zijn de belangrijkste bron van de bruine kleur van ontlasting. Een deel van deze omzettingsproducten wordt weer in het bloed opgenomen; de gekleurde producten die met de urine worden afgevoerd, zijn ook de belangrijkste bron van de gele kleur van urine.

Een spoor van de dagelijkse vernieuwing in je lichaam zit dus verborgen in deze gewone kleuren. De productie in het beenmerg, het vervoer in de bloedsomloop en de verwerking in de lever zijn geen losse taken.

Hoe groot is het samenspel achter één ademhaling?

Ademhalen duurt maar een moment. Maar het maken van de cel die de zuurstof zal vervoeren, het soepel houden van die cel, het afgeven van zijn lading en het overdragen van zijn plaats aan een nieuwe cel hangen af van een voortdurend werkend systeem. Terwijl op de ene plek de productie doorgaat, wordt elders oud materiaal teruggewonnen.

Deze verbanden leren kennen verdiept onze blik op het lichaam. Vanuit DuaMio's venster van bezinning opent deze vernieuwing, die we niet kunnen zien, een deur om over de kennis en macht van Allah na te denken. Verwondering kan even goed groeien in een druppel bloed als aan een verre hemel.

Je volgende ademhaling is een nieuw moment in dit stille werk dat binnen in je botten begint.

Ontdek, verwonder je, gedenk de Schepper.

Infographic en PDF downloaden

Een infographic over de rode bloedcellen in een druppel bloed, hun aanmaak in het beenmerg, het zuurstofvervoer, het filteren in de milt en het terugwinnen van ijzer. — Tik op de infographic om haar te vergroten.

Bronnen en toelichting

De tekst en de bezinnende vertelling zijn oorspronkelijk werk van DuaMio. De stof die in gewone taal als zuurstofbinder wordt beschreven, heet hemoglobine; de hulpstof die de omzetting van koolstofdioxide versnelt, is koolzuuranhydrase; het ijzerdragende eiwit is transferrine; de boodschapper uit de nieren is erytropoëtine; en de gekleurde omzettingsproducten zijn stercobiline en urobiline.

Rekennotitie: In het druppelvoorbeeld levert de aanname van 0,05 milliliter bloed en ongeveer 5 miljoen rode bloedcellen per microliter ongeveer 250 miljoen cellen op. Het druppelvolume en de celconcentratie kunnen variëren. Het vergrotingsvoorbeeld gaat uit van een diameter van 7,5 micrometer voor de rode bloedcel, een lengte van 7 millimeter voor de rijstkorrel en een menselijke lengte van 1,75 meter. De vergroting is ongeveer 933 keer; de mens wordt dan ongeveer 1.633 meter lang. Voor de vergelijking is een gebouwhoogte van 828 meter aangenomen. Dit zijn gedachte-experimenten die de schaal voorstelbaar maken, geen meting van iemands bloedcellen of lichaamslengte. Ongeveer twee miljoen per seconde is een gemiddelde vernieuwingssnelheid bij een gezonde volwassene; 120 dagen is een gemiddelde levensduur van de cel. Geschatte snelheden, levensduren en totale aantallen cellen uit verschillende bronnen zijn niet samengevoegd alsof het één meting bij dezelfde persoon was.

Meer kijken

Melody Smith, TED-Ed, How bones make blood