ЕРИТРОПОЕЗА: СТАДИЈУМИ И ЊИХОВЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ, РЕГУЛАЦИЈА, СТИМУЛАНСИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Еритропоезу је процес којим се формирају црвене крвне ћелије или еритроцити. Те ћелије крви код људи имају просечан животни век од 4 месеца и нису у стању да се репродукују. Због тога морају бити створени нови еритроцити који замењују оне који умиру или се изгубе у крварењима.

Код мушкараца број црвених крвних зрнаца износи отприлике 54 милиона по милилитру, док је у жена нешто нижи (48 милиона). Дневно се изгуби око 10 милиона еритроцита, па слична количина мора бити замењена.

Људска крв, еритроцити или црвена крвна зрнца и два бела крвна зрнца. Преузето и уредјено из: Виасцос.

Еритроцити настају из нуклеираних еритробласта присутних у црвеној коштаној сржи сисара, док се код осталих кичмењака стварају углавном у бубрезима и слезини.

Када дођу до краја својих дана, они се фрагментирају; тада их ћелије зване макрофаги обухватају. Ови макрофаги су присутни у јетри, црвеној коштаној сржи и слезини.

Када се црвена крвна зрнца униште, гвожђе се рециклира да би се поново користило, док се остатак хемоглобина трансформише у жучни пигмент који се назива билирубин.

Еритропоеза је стимулисана хормоном званим еритропоетин, али процес регулишу различити фактори, попут температуре, притиска кисеоника, између осталог.

Фазе и њихове карактеристике

У одраслих организама еритропоеза се јавља на специјализованим местима у црвеној коштаној сржи која се називају еритробластична острва. За стварање еритроцита мора се догодити неколико процеса, од пролиферације ћелија до сазревања црвених крвних зрнаца, пролазећи кроз различите фазе диференцијације ћелија.

Како ћелије пролазе митотске поделе, смањује се њихова величина и величина нуклеуса, као и кондензација хроматина и хемоглобинизација. Поред тога, они се одмичу од подручја порекла.

У завршној фази изгубит ће језгро и друге органеле и ући ће у циркулацију, мигрирајући кроз цитоплазматске поре ендотелних ћелија.

Неки аутори деле цео процес еритропоезе у две фазе, прву за ћелијску пролиферацију и диференцијацију; док други деле процес на основу специфичних карактеристика ћелије у свакој фази, када се посматрају Вригхт-овом мрљом. На основу другог, фазе еритропоезе су:

Јединице за формирање колоније са 1 пукотином

Они су прве ћелије осетљиве на еритропоетин, неки их аутори називају мијелоидним прогениторима, или такође БФУ-Е, због његове кратице на енглеском. Карактерише их експресијом површинских антигена као што је ЦД34, као и присуством рецептора за еритропоетин у малим количинама.

2-еритроидне ћелије које формирају колонију

Скраћено на енглеском језику као ЦФУ-Е, способне су да стварају мале колоније еритробласта. Друга карактеристика ових ћелија је да су количине еритропоетинских рецептора много веће него у јединицама које формирају колонију.

3-проеритробласти

Разматран као прва фаза сазревања еритроцита. Карактерише их велика величина (14 до 19 ум по неким ауторима, до 25 ум по другима). Језгро је заобљено и такође садржи нуклеоле и обилни хроматин.

Разматран као прва фаза сазревања еритроцита. Карактерише их велика величина (14 до 19 ум по неким ауторима, до 25 ум по другима). Језгро је велико, заобљено, са хроматином распоређеним у облику нити и 2 или 3 нуклеола.

У овој фази започиње уношење гвожђа у плазму. Полуживот им је 20 сати, да би се митозом пребацили на следећу фазу.

4-базофилни еритробласти

Названи су и нормобластима и мањи су од својих претходника. Ове ћелије обоје плаво с виталним бојењем, то јест, базофилне су. Језгро се кондензује, нуклеоли су нестали и имају велики број рибосома. У овој фази започиње синтеза хемоглобина.

У почетку су познати као базофилни еритробласти типа И, а након митотске поделе трансформишу се у тип ИИ, који остају базофили и имају већу синтезу хемоглобина. Приближно трајање обе ћелије заједно је слично трајању проеритробласта.

Хемоглобин. Преузето и уредјено из: Зепхирис на енглеском језику Википедиа.

5-поликроматофилни еритробласти

Формирају се митотском поделом базофилних еритробласта типа ИИ и последње су ћелије које су способне да се деле митозом. Њихова величина се креће од 8 до 12 µм и имају заобљено и кондензовано језгро.

Цитоплазма ових ћелија је обојена оловно сивом бојом с Вригхт-ом. Има високу концентрацију хемоглобина, а број рибосома и даље је висок.

6-ортохроматски еритробласти

Боја ових ћелија је ружичаста или црвена због количине хемоглобина коју имају. Његова величина је нешто мања од величине његових прекурсора (7 до 10 ум) и има мало језгро, које ће се избацити егзоцитозом када ћелије сазреју.

7-ретикулоцити

Настају диференцијацијом ортохроматских еритробласта, губе органеле и испуњавају цитоплазму хемоглобином. У црвеној коштаној сржи остају два до три дана док не пређу у крв где ће завршити сазревање.

8-Еритроцити

Они су зрели формирани елементи, крајњи продукт еритропоезе и који настају сазревањем ретикулоцита. Они имају двоконски облик због одсуства језгра и интеракције цитоскелета еритроцита и два протеина који се називају спектрин и актин.

Они су најзаступљеније крвне ћелије, формирају се из ретикулоцита. Код сисара они имају двоконски облик због одсуства језгра и интеракције између цитоскелета еритроцита и два протеина који се зову спектрин и актин. Код осталих краљежњака су заобљене и задржавају језгро.

Процес еритропоезе. Преузето и обрађено од А.микалаускас на Википедији на литванском језику

Регулација еритропоезе

Иако еритропоетин стимулише стварање црвених крвних зрнаца како би се побољшала способност преношења кисеоника у крви, постоји неколико основних механизама за регулисање ове формације, укључујући:

Притисак кисеоника

Концентрација кисеоника у крви регулише еритропоезу. Када је ова концентрација веома мала у протоку крви до бубрега, стимулише се производња црвених крвних зрнаца.

Ова ниска концентрација ткива О2 може се јавити услед хипоксемије, анемије, бубрежне исхемије или када је афинитет хемоглобина за овај гас већи од нормалног.

Миесцхер је 1893. године први предложио везу између хипоксије ткива и еритропоезе. Међутим, ова хипоксија директно не стимулише коштану срж да стварају црвена крвна зрнца, као што је Миесцхер предложио. Уместо, потиче бубрег да производи хормон еритропоетин.

Производња еритропоетина услед хипоксије ткива је генетски регулисана, а рецептори који откривају такву хипоксију налазе се унутар бубрега. Производња еритропоетина је такође повећана због пада парцијалног притиска кисеоника из ткива после крварења.

Ћелије које чине еритропоетин налазе се у бубрезима и јетри. Повећање производње овог хормона током анемије је последица повећања броја ћелија које га производе.

Тестостерон

Тестостерон индиректно регулише еритропоезу, регулисањем нивоа гвожђа у крви. Овај хормон директно делује на деловање цитоплазматског протеина званог БМП-Смад (коштани морфогенетски протеин-Смад због његове кратице на енглеском) на хепатоците.

Због деловања тестостерона потискује се транскрипција хепцидина. Овај хепцидин спречава пролазак гвожђа из ћелија у плазму из макрофага који рециклирају гвожђе, што доводи до драстичног смањења гвожђа у крви.

Када се појави хипоферремија, доћи ће до инхибиције еритропоетина, јер неће бити гвожђа за производњу еритроцита.

Температура

Показало се да температура утиче на еритрипоезу. Изложеност врло ниским температурама узрокује потребу за топлином у тканинама.

Ово захтева повећање количине еритроцита како би се снабделе кисеоником периферна ткива. Међутим, није сасвим јасно како се дешава ова врста регулације.

Паракринска регулација

Очигледно, постоји производња еритропоетина од стране неурона централног нервног система да би се заштитили од исхемијског оштећења и апоптозе. Међутим, научници то још нису успели да докажу.

Средства за стимулацију еритропоезе

Средства за стимулацију еритропоезе (ЕСА) су средства одговорна за стимулисање производње еритроцита. Еритропоетин је хормон који је природно задужен за овај процес, али постоје и синтетички производи сличних својстава.

Еритропоетин је хормон који се синтетише углавном у бубрезима. Током ране фазе развоја јетра је такође укључена у активну производњу еритропоетина. Међутим, како развој траје, ово последње тело игра мање улогу у том процесу.

Еритроцит почиње да распршује рецепторе за еритропоетин на површини мембране. Еритропоетин активира низ међућелијских каскада трансдукције сигнала које у почетку производе синтезу хемоглобина и узрокују да се ретикулоцити брже понашају и пуштају се у циркулацију.

Вештачка ЕСА

Умјетни ЕСА-и су класифицирани у генерације (прва до трећа), овисно о датуму када су креирани и пласирани на тржиште. Структурно су и функционално слични еритропоетину.

ЕСА прве генерације познате су као епоетин алфа, бета и делта. Прве две настају рекомбинацијом из животињских ћелија и имају полуживот у телесу од око 8 сати. Епоетин делта се синтетише из ћелија људи.

Дарбепоетин алфа је ЕСА друге генерације, произведен из ћелија кинеског хрчка користећи технологију која се назива рекомбинантна ДНК. Полуживот је више од три пута већи од ЕСА прве генерације. Као и код епоетина, и неки спортисти високих перформанси користили су дарбепоетин као средство за допинг.

Континуирани еритропоетински рецептор-активатор, или ЦЕРА за његову акрониму на енглеском, је генерички назив за ЕСА треће генерације. Они не покушавају да симулирају структуру и функцију еритропоетина, већ делују стимулишући његов рецептор, повећавајући тако његово дејство.

Полуживот му је неколико недеља уместо сати, као претходни лекови. Комерцијално се користи од 2008. године, међутим, његова недозвољена употреба у спортским активностима очигледно датира две до три године пре његове легалне комерцијализације.

Неефикасна еритропоеза

Неефикасна или неефикасна еритропоеза настаје када су црвена крвна зрнца оштећена и обично се уништавају пре или недуго након напуштања коштане сржи.

Неефикасна еритропоеза може бити последица недостатака у синтези нуклеинских киселина, хем групе или глобина. Ови недостаци узрокују различите врсте анемије.

Дефекти у синтези нуклеинских киселина

У овом случају постоји недостатак фолне киселине и кобаламина, синтеза ДНК је инхибирана у језгру ћелија промотора еритроцита, тако да оне нису у стању да се митотички деле. Цитоплазма са своје стране повећава свој волумен (макроцитоза), пореклом из велике ћелије која се зове мегалобласт.

У тим случајевима потиче низ анемија које се називају мегалобластичне анемије, од којих је најчешћа пернициозна анемија. Код ове болести не долази до апсорпције витамина Б12 у танком цреву.

Остали узроци мегалобластичне анемије укључују пробавне болести, малапсорпцију, недостатак фолне киселине и услед одређених лекова.

Симптоми ове врсте анемије укључују абнормалну бледицу, раздражљивост, губитак апетита, пролив, отежано ходање или слабост мишића. У зависности од узрока, може се лечити додацима витамина или фолне киселине.

Дефекти у синтези хемске групе

Неефикасна еритропоеза услед недостатка синтезе гвожђа може проузроковати две врсте анемије; микроцитна анемија услед недостатка гвожђа и сидеробластична анемија.

Микроцитна анемија позната је као група анемија које карактеришу мала и бледо црвена крвна зрнца, могу имати различито порекло, укључујући таласемију и неефикасну еритропоезу.

Код сидеробластичне анемије ниво гвожђа и хемосидерина је врло висок. Хаемосидерин је жути пигмент добијен из хемоглобина и појављује се када су нивои метала виши од нормалних. Ова врста анемије узрокује смрт базофила у црвеној коштаној сржи и не постоји синтеза хемоглобина.

Недостатак гвожђа анемија. Преузето и уредио од: Ерхабор Осаро (ванредни професор).

То се назива сидеробластична анемија, јер се еритроцити развијају ненормално због накупљања гвожђа у облику гранула, добивши назив сидеробласти. Сидеробластична анемија може бити прирођена или може бити секундарна и имати различите узроке.

Дефекти у синтези глобина

У овом случају настају анемија српастих ћелија и бета таласемија. Анемија српасте ћелије позната је и као српаста ћелија. Настаје генетском мутацијом која доводи до супституције глутаминске киселине валином током синтезе бета глобина.

Захваљујући овој супституцији, афинитет хемоглобина за кисеоник опада, а еритроцити атрофирају, добијајући српасти облик уместо нормалног облика двоконског кала. Пацијент с анемијом српастих ћелија подложан је микроинфарктима и хемолизама.

Таласемија је болест узрокована неадекватним генетским кодирањем α- и β-глобина што доводи до ране смрти еритроцита. Постоји око стотину различитих мутација које могу изазвати таласемију различитог степена озбиљности.

Референце

1. Еритхропоиесис. На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг.
2. ЈП Лабброззи (2015). Производња еритроцита из ћелије крви ЦД34 ⁺ из пупчане врпце. Докторска дисертација. Аутономни универзитет у Барселони. Шпанија.
3. Х. Парралес (2018). Физиологија еритропоезе. Опоравак од церебромедицо.цом.
4. Анемија На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг.
5. Средство за стимулацију еритропоезе. На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг.
6. Неефикасна еритропоеза. На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг.