ERYTROPOIES: STADIER OCH DERAS EGENSKAPER, REGLERING, STIMULANSER - BIOLOGI - 2025

Den erytropoes är den process genom vilken röda blodceller eller erytrocyter bildas. Dessa blodceller har hos människor en genomsnittlig livslängd på 4 månader och kan inte reproducera sig själva. På grund av detta måste nya erytrocyter skapas för att ersätta de som dör eller förloras i blödningar.

Hos män är antalet röda blodkroppar cirka 54 miljoner per milliliter, medan det hos kvinnor är något lägre (48 miljoner). Cirka 10 miljoner erytrocyter går förlorade dagligen, så ett liknande belopp måste ersättas.

Mänskligt blod, erytrocyter eller röda blodkroppar och två vita blodkroppar. Hämtad och redigerad från: Viascos.

Erytrocyter bildas av kärnbildade erytroblaster som finns i röd benmärg hos däggdjur, medan de i andra ryggradsdjur framställs främst i njurarna och mjälten.

När de når slutet av sina dagar fragmenterar de; sedan omfattar celler som kallas makrofager dem. Dessa makrofager finns i levern, röd benmärg och mjälte.

När de röda blodkropparna förstörs återvinns järnet för att användas igen, medan resten av hemoglobinet omvandlas till ett gallpigment som kallas bilirubin.

Erytropoies stimuleras av ett hormon som kallas erytropoietin, men processen regleras av olika faktorer, såsom temperatur, syretryck, bland andra.

Scener och deras egenskaper

I vuxna organismer förekommer erytropoies på specialiserade platser i den röda benmärgen som kallas erytroblastiska öar. För bildning av erytrocyter måste flera processer äga rum, från cellproliferation till mognad av röda blodkroppar, som passerar genom olika stadier av celldifferentiering.

När celler genomgår mitotiska uppdelningar minskar deras storlek och deras kärna, liksom kromatinkondensation och hemoglobinisering. Dessutom flyttar de sig bort från ursprungsområdet.

I de sista stadierna kommer de att förlora kärnan och andra organeller och kommer in i cirkulation och migrerar genom de cytoplasmiska porerna i endotelceller.

Vissa författare delar upp hela erytropoiesprocessen i två faser, den första av cellproliferation och differentiering; medan andra delar processen utifrån specifika egenskaper hos cellen i varje steg, när de observeras med Wrights fläck. Baserat på det senare är stadierna för erytropoies:

En-sprängande kolonibildande enheter

De är de första cellerna som är känsliga för erytropoietin, vissa författare kallar dem myeloida föräldrar, eller också BFU-E, för dess förkortning på engelska. De kännetecknas av att uttrycka ytantigener såsom CD34, samt av närvaron av erytropoietinreceptorer i låga mängder.

2-erytroidkolonidannande celler

Förkortade på engelska som CFU-E, de kan producera små kolonier av erytroblaster. Ett annat kännetecken för dessa celler är att mängderna av erytropoietinreceptorer är mycket högre än i burstkolonidannande enheter.

3-Proerythroblasts

Betraktas som det första mognadsstadiet för erytrocyter. De kännetecknas av deras stora storlek (14 till 19 um enligt vissa författare, upp till 25 um enligt andra). Kärnan är avrundad och presenterar också nukleoli och rikligt kromatin.

Betraktas som det första mognadsstadiet för erytrocyter. De kännetecknas av deras stora storlek (14 till 19 um enligt vissa författare, upp till 25 um enligt andra). Kärnan är stor, rundad, med kromatin arrangerad i form av filament och 2 eller 3 nukleoli.

I detta skede börjar upptag av plasmajärn. De har en halveringstid på 20 timmar, för att ge plats genom mitos till nästa steg.

4-basofila erytroblaster

De kallas också normoblaster och är mindre än föregångarna. Dessa celler fläckar blått med vital färgning, det vill säga de är basofila. Kärnan kondenseras, kärnan har försvunnit och de har ett stort antal ribosomer. I detta steg börjar syntesen av hemoglobin.

I början är de kända som typ I basofila erytroblaster och efter en mitotisk uppdelning förvandlas de till typ II, som förblir basofiler och ger större hemoglobinsyntes. Den ungefärliga varaktigheten för båda cellerna, tillsammans, liknar den för proerythroblasts.

Hemoglobin. Taget och redigerat från: Zephyris på engelska Wikipedia.

5-polykromatofila erytroblaster

De bildas genom mitotisk uppdelning av typ II basofila erytroblaster och är de sista cellerna med kapacitet att dela med mitos. Deras storlek sträcker sig från 8 till 12 um, och de har en rundad och kondenserad kärna.

Cytoplasman för dessa celler är färgad blygrå med Wrights fläck. Den har en hög koncentration av hemoglobin och antalet ribosomer förblir stort.

6-ortokromatiska erytroblaster

Färgen på dessa celler är rosa eller röd på grund av mängden hemoglobin de har. Dess storlek är något mindre än dess föregångare (7 till 10 um) och den har en liten kärna, som kommer att utvisas genom exocytos när cellerna mognar.

7-Retikulocyter

De bildas genom differentiering av ortokromatiska erytroblaster, förlorar organeller och fyller deras cytoplasma med hemoglobin. De stannar kvar i den röda benmärgen i två till tre dagar tills de flyttar till blodet där de kommer att fullborda mognaden.

8-Erytrocyter

Det är de mogna formade elementen, slutprodukten av erytropoies och som bildas genom mognad av retikulocyter. De har en biconcave form på grund av frånvaron av en kärna och interaktionen mellan erytrocytcytoskeletten och två proteiner som kallas spektrin och aktin.

De är de vanligaste blodcellerna, de bildas av retikulocyter. Hos däggdjur har de en biconcave form på grund av frånvaron av en kärna och interaktionen mellan erytrocytcytoskeletten och två proteiner som kallas spektrin och aktin. I andra ryggradsdjur är de rundade och behåller kärnan.

Erythropoiesis process. Hämtad och redigerad från A.mikalauskas på det litauiska språket Wikipedia

Reglering av erytropoies

Även om erytropoietin stimulerar bildandet av röda blodkroppar för att förbättra blodets syrebärande förmåga, finns det flera grundläggande mekanismer för att reglera denna bildning, inklusive:

Syretryck

Koncentrationen av syre i blodet reglerar erytropoies. När denna koncentration är mycket låg i blodflödet till njuren stimuleras produktionen av röda blodkroppar.

Denna låga koncentration av vävnad O2 kan uppstå på grund av hypoxemi, anemi, renal ischemi eller när affiniteten hos hemoglobin för denna gas är högre än normalt.

Miescher 1893 var den första som föreslog förhållandet mellan vävnadshypoxi och erytropoies. Emellertid stimulerar denna hypoxi inte direkt benmärgen för att producera röda blodkroppar, som Miescher föreslog. Snarare inducerar det njuren att producera hormonet erytropoietin.

Erytropoietinproduktion på grund av vävnadshypoxi är genetiskt reglerad, och receptorerna som upptäcker sådan hypoxi finns i njurarna. Erytropoietinproduktionen ökas också på grund av en minskning av vävnadens syrepartietryck efter en blödning.

Cellerna som producerar erytropoietin finns i njurarna och levern. Ökningen i produktionen av detta hormon under anemi beror på en ökning av antalet celler som producerar det.

testosteron

Testosteron reglerar indirekt erytropoies genom att reglera järnnivåer i blodet. Detta hormon verkar direkt på verkan av ett cytoplasmiskt protein som kallas BMP-Smad (benmorfogenetiskt protein-Smad för dess förkortning på engelska) i hepatocyter.

På grund av verkan av testosteron undertrycks hepcidintranskription. Detta hepcidin förhindrar överföring av järn från celler till plasma från makrofager som återvinner järn, vilket leder till en drastisk minskning av blodjärn.

När hypoferremi uppstår kommer en hämning av erytropoietin att finnas, eftersom det inte kommer att finnas något järn för produktion av erytrocyter.

Temperatur

Temperaturen har visat sig ha en effekt på erytripoies. Exponeringar för mycket låga temperaturer orsakar behovet av att producera värme i tygerna.

Detta kräver att mängden erytrocyter ökar för att tillföra syre till perifera vävnader. Det är emellertid inte helt klart hur denna typ av reglering inträffar.

Paracrinreglering

Tydligen finns det en produktion av erytropoietin av nervcentralerna i centrala nervsystemet för att skydda sig mot ischemisk skada och apoptos. Men forskare har inte kunnat bevisa det ännu.

Erytropoiesis-stimulerande medel

Erythropoiesis-stimulating agents (ESAs) är medel som ansvarar för att stimulera produktionen av erytrocyter. Erytropoietin är det hormon som naturligt ansvarar för denna process, men det finns också syntetiska produkter med liknande egenskaper.

Erytropoietin är ett hormon som syntetiseras främst i njurarna. Under de tidiga utvecklingsstadierna är levern också involverad i den aktiva produktionen av erytropoietin. Men när utvecklingen fortskrider, spelar den senare kroppen mindre en roll i processen.

Erytrocyten börjar sprida receptorer för erytropoietin på membranytan. Erytropoietin aktiverar en serie intercellulära signalöverföringskaskader som initialt producerar hemoglobinsyntes och får retikulocyter att verka snabbare och släpps ut i cirkulationen.

Konstgjorda ESA: er

Konstgjorda ESA: er klassificeras i generationer (första till tredje), beroende på datum då de skapades och marknadsfördes. De liknar strukturellt och funktionellt erytropoietin.

Den första generationens ESA: er kallas epoetin alpha, beta och delta. De två första produceras genom rekombination från djurceller och har en halveringstid på cirka 8 timmar i kroppen. Epoetin delta syntetiseras från mänskliga celler.

Darbepoetin alfa är en andra generationen ESA, producerad från kinesiska hamsterceller med teknik som kallas rekombinant DNA. Den har en halveringstid mer än tre gånger den för första generationens ESA. Liksom med epoetiner har vissa högpresterande idrottare använt darbepoetin som ett dopingmedel.

Continuous Erythropoetin Receptor Activator, eller CERA för dess akronym på engelska, är det generiska namnet för tredje generationens ESA: er. De försöker inte simulera erytropoietins struktur och funktion utan agerar genom att stimulera dess receptor och därmed öka dess effekter.

Dess halveringstid är flera veckor istället för timmar, som tidigare läkemedel. Används kommersiellt sedan 2008, men dess olagliga användning i sportaktiviteter uppenbarligen går tillbaka två till tre år innan den lagliga kommersialiseringen.

Ineffektiv erytropoies

Ineffektiv eller ineffektiv erytropoies uppstår när de bildade röda blodkropparna är defekta och förstörs vanligtvis före eller kort efter att de lämnat benmärgen.

Ineffektiv erytropoies kan bero på defekter i syntesen av nukleinsyror, hemgruppen eller globiner. Dessa defekter orsakar olika typer av anemi.

Defekter vid nukleinsyrasyntes

I detta fall finns det en brist på folsyra och kobalamin, syntesen av DNA hämmas i kärnan i cellerna som främjar erytrocyter, så att de inte kan dela upp mitotiskt. Cytoplasman ökar sin volym (makrocytos) och har sin ursprung i en stor cell som kallas megaloblast.

I dessa fall kommer en serie anemier som kallas megaloblastiska anemier, varav den vanligaste är pernicious anemi. I denna sjukdom finns det ingen absorption av vitamin B12 i tunntarmen.

Andra orsaker till megaloblastisk anemi inkluderar matsmältningssjukdomar, malabsorption, folsyrabrist och på grund av vissa mediciner.

Symtom på denna typ av anemi inkluderar onormal blekhet, irritabilitet, aptitlöshet, diarré, svårigheter att gå eller muskelsvaghet. Beroende på orsaken kan det behandlas med vitamin- eller folsyratillskott.

Defekter i syntesen av hemgruppen

Ineffektiv erytropoies på grund av brist på järnsyntes kan orsaka två typer av anemi; mikrocytisk anemi på grund av järnbrist och sideroblastisk anemi.

Mikrocytisk anemi är en grupp anemier som kännetecknas av små och svagt röda blodkroppar, som kan ha olika ursprung, inklusive talassemi och ineffektiv erytropoies.

Vid sideroblastisk anemi är järn- och hemosiderinnivåerna mycket höga. Hemosiderin är ett gult pigment som härrör från hemoglobin och visas när halterna av metallen är högre än normalt. Denna typ av anemi orsakar död av basofiler i den röda benmärgen och det finns ingen syntes av hemoglobin.

Järnbristanemi. Hämtad och redigerad från: Erhabor Osaro (docent).

Det kallas sideroblastisk anemi eftersom erytrocyter utvecklas onormalt på grund av ansamling av järn i form av granuler och får namnet på sideroblaster. Sideroblastisk anemi kan vara medfödd eller den kan vara sekundär och ha olika orsaker.

Defekter vid globinsyntes

I detta fall inträffar sigdcellcellanemi och beta-talassemi. Sickcellcell anemi är också känd som sigdcell anemi. Den produceras genom en genetisk mutation som leder till att valut ersätts av glutaminsyra under syntesen av beta-globin.

På grund av denna substitution minskar affiniteten hos hemoglobin för syre och erytrocytatrofin, vilket får en seglform i stället för den normala bikoncava skivformen. Patienten med sigdcellanemi är mottaglig för mikroinfarktioner och hemolys.

Talassemi är en sjukdom orsakad av en otillräcklig genetisk kodning av α- och ß-globiner som leder till erytrocytens tidiga död. Det finns cirka hundra olika mutationer som kan orsaka talassemi med varierande svårighetsgrad.

referenser

1. Erithropoiesis. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
2. JP Labbrozzi (2015). Produktion av erytrocyter från navelsträngsblod CD34 ⁺ -celler. Doktorsavhandling. Autonoma universitetet i Barcelona. Spanien.
3. H. Parrales (2018). Fysiologi för erytropoies. Återställs från cerebromedico.com.
4. Anemi. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
5. Eritropoiesis-stimulerande medel. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
6. Ineffektiv eritropoies. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.