ERITROPOĒZE: POSMI UN TO RAKSTUROJUMS, REGULĒŠANA, STIMULANTI - BIOLOĢIJA - 2025

Eritropoēzi ir process, kurā veidojas sarkano asins šūnu vai eritrocītu. Cilvēkiem šo asins šūnu vidējais dzīves ilgums ir 4 mēneši un tās nespēj sevi atveidot. Tādēļ ir jāizveido jauni eritrocīti, lai aizstātu tos, kas mirst vai tiek zaudēti asinsizplūdumos.

Vīriešiem sarkano asins šūnu skaits ir aptuveni 54 miljoni uz mililitru, savukārt sievietēm tas ir nedaudz mazāks (48 miljoni). Katru dienu tiek zaudēti apmēram 10 miljoni eritrocītu, tāpēc līdzīga summa ir jāaizstāj.

Cilvēka asinis, eritrocīti vai sarkanās asins šūnas un divas baltas asins šūnas. Uzņemts un rediģēts no: Viascos.

Eritrocīti veidojas no kodolotiem eritroblastiem, kas atrodas zīdītāju sarkanajos kaulu smadzenēs, savukārt citos mugurkaulniekos tie tiek ražoti galvenokārt nierēs un liesā.

Kad viņi sasniedz savu dienu beigas, viņi sadrumstalojas; tad šūnas, ko sauc par makrofāgiem, tās aptver. Šie makrofāgi atrodas aknās, sarkano kaulu smadzenēs un liesā.

Kad sarkanās asins šūnas tiek iznīcinātas, dzelzs tiek pārstrādāta, lai to atkal lietotu, bet pārējais hemoglobīns tiek pārveidots par žults pigmentu, ko sauc par bilirubīnu.

Eritropoēzi stimulē hormons eritropoetīns, bet procesu regulē dažādi faktori, piemēram, temperatūra, skābekļa spiediens.

Posmi un to raksturojums

Pieaugušajiem organismiem eritropoēze notiek specializētās vietās sarkano kaulu smadzenēs, ko sauc par eritroblastiskajām salām. Eritrocītu veidošanai jānotiek vairākiem procesiem, sākot no šūnu proliferācijas un beidzot ar sarkano asins šūnu nobriešanu, kas iet caur dažādiem šūnu diferenciācijas posmiem.

Tā kā šūnās notiek mitotiskā dalīšana, samazinās to un to kodola lielums, kā arī hromatīna kondensācija un hemoglobinizācija. Turklāt viņi attālinās no izcelsmes teritorijas.

Pēdējā posmā viņi zaudēs kodolu un citas organellas un nonāks apgrozībā, migrējot caur endotēlija šūnu citoplazmatiskajām porām.

Daži autori visu eritropoēzes procesu sadala divās fāzēs, no kurām pirmā ir šūnu proliferācija un diferenciācija; bet citi sadala procesu, pamatojoties uz šūnas īpašām īpašībām katrā posmā, kad to novēro ar Wright traipu. Balstoties uz pēdējo, eritropoēzes stadijas ir:

1-Pārraušanas koloniju veidojošās vienības

Tās ir pirmās šūnas, kas ir jutīgas pret eritropoetīnu, daži autori tos sauc par mieloīdiem ciltsrakstiem vai arī par BFU-E tā akronīma dēļ angļu valodā. Viņiem raksturīgs tādu virsmas antigēnu ekspresija kā CD34, kā arī eritropoetīna receptoru klātbūtne nelielā daudzumā.

2-eritroīdās kolonijas veidojošās šūnas

Angļu valodā saīsināti kā CFU-E, tie spēj radīt mazas eritroblastu kolonijas. Vēl viena šo šūnu īpašība ir tā, ka eritropoetīna receptoru daudzums ir daudz lielāks nekā pārsprāgtās kolonijas veidojošajās vienībās.

3-proeritroblasti

Uzskata par eritrocītu pirmo nobriešanas posmu. Tos raksturo lielais izmērs (pēc dažu autoru domām no 14 līdz 19 μm, pēc citu domām - līdz 25 μm). Kodols ir noapaļots, un tajā ir arī nukleoli un bagātīgs hromatīns.

Uzskata par eritrocītu pirmo nobriešanas posmu. Tos raksturo lielais izmērs (pēc dažu autoru domām no 14 līdz 19 μm, pēc citu domām - līdz 25 μm). Kodols ir liels, noapaļots, ar hromatīnu, kas sakārtots pavedienu formā, un 2 vai 3 nukleoli.

Šajā posmā sākas dzelzs uzņemšana plazmā. Viņu pussabrukšanas periods ir 20 stundas, lai mitozē nonāktu nākamajā posmā.

4-bazofīlie eritroblasti

Tos sauc arī par normoblastiem, tie ir mazāki par to prekursoriem. Šīs šūnas iekrāsojas zilā krāsā ar būtisku iekrāsošanos, tas ir, tās ir bazofīlas. Kodols ir kondensēts, nukleoli ir pazuduši un viņiem ir liels skaits ribosomu. Šajā posmā sākas hemoglobīna sintēze.

Sākumā tos sauc par I tipa bazofīliem eritroblastiem, un pēc mitotiskas dalīšanas tie pārvēršas II tipā, kas paliek bazofīli un uzrāda lielāku hemoglobīna sintēzi. Aptuvenais abu šūnu ilgums kopā ir līdzīgs proeritroblastiem.

Hemoglobīns. Ņemts un rediģēts no: Zephyris angļu valodas Vikipēdijā.

5-polihromatofīlie eritroblasti

Tās veidojas ar II tipa bazofīlo eritroblastu mitotisku dalīšanu, un tās ir pēdējās šūnas ar spēju dalīties mitozē. To izmērs svārstās no 8 līdz 12 μm, un tiem ir noapaļota un kondensēta serde.

Šo šūnu citoplazma ir iekrāsota svina pelēkā krāsā ar Wright traipu. Tam ir augsta hemoglobīna koncentrācija, un ribosomu skaits joprojām ir augsts.

6-ortromatiskie eritroblasti

Šo šūnu krāsa ir rozā vai sarkanā krāsā, ņemot vērā to hemoglobīna daudzumu. Tā izmērs ir nedaudz mazāks nekā tā prekursoru (7 līdz 10 μm), un tam ir mazs kodols, kuru eksocitoze izraidīs, kad šūnas nobriest.

7-Retikulocīti

Tie veidojas, diferencējot ortohromatiskos eritroblastus, zaudē organellus un piepilda citoplazmu ar hemoglobīnu. Viņi paliek sarkano kaulu smadzenēs divas līdz trīs dienas, līdz tie migrē uz asinīm, kur viņi pabeigs nogatavināšanu.

8-eritrocīti

Tie ir nobrieduši veidojušies elementi, eritropoēzes gala produkts un veidojas nobriedušos retikulocītos. Viņiem ir abpusēji ieliekta forma kodola neesamības un eritrocītu citoskeleta un divu olbaltumvielu, ko sauc par spetrīnu un aktīnu, mijiedarbības dēļ.

Tās ir visbagātīgākās asins šūnas, tās veidojas no retikulocītiem. Zīdītājiem tiem ir abpusēji izliekta forma kodola neesamības un eritrocītu citoskeleta un divu olbaltumvielu, ko sauc par spetrīnu un aktīnu, mijiedarbības dēļ. Citos mugurkaulniekos tie ir noapaļoti un saglabā kodolu.

Eritropoēzes process. Ņemts un rediģēts no A.mikalauskas lietuviešu valodas Vikipēdijā

Eritropoēzes regulēšana

Lai gan eritropoetīns stimulē sarkano asins šūnu veidošanos, lai uzlabotu asiņu skābekļa pārneses spēju, ir vairāki pamata mehānismi, kas regulē šo veidošanos, tostarp:

Skābekļa spiediens

Skābekļa koncentrācija asinīs regulē eritropoēzi. Kad šī koncentrācija nieru asins plūsmā ir ļoti zema, tiek stimulēta sarkano asins šūnu veidošanās.

Šī zemā O2 koncentrācija audos var rasties hipoksēmijas, anēmijas, nieru išēmijas dēļ vai tad, kad hemoglobīna afinitāte pret šo gāzi ir augstāka nekā parasti.

Miesers 1893. gadā bija pirmais, kas ierosināja saistību starp audu hipoksiju un eritropoēzi. Tomēr šī hipoksija tieši nemudina kaulu smadzenes ražot sarkanās asins šūnas, kā ieteica Miesers. Drīzāk tas nierēm inducē hormona eritropoetīna ražošanu.

Eritropoetīna ražošana audu hipoksijas dēļ ir ģenētiski regulēta, un receptori, kas atklāj šādu hipoksiju, ir atrodami nierēs. Eritropoetīna ražošana tiek palielināta arī tāpēc, ka pēc asiņošanas pazeminās audu skābekļa daļējais spiediens.

Šūnas, kas veido eritropoetīnu, atrodas nierēs un aknās. Šī hormona ražošanas palielināšanās anēmijas laikā ir saistīta ar to šūnu skaita palielināšanos, kas to ražo.

Testosterons

Testosterons netieši regulē eritropoēzi, regulējot dzelzs līmeni asinīs. Šis hormons tieši ietekmē citoplazmas olbaltumvielu, ko sauc par BMP-Smad (kaulu morfoģenētiskais proteīns-Smad tās akronīmam angļu valodā), darbību hepatocītos.

Testosterona iedarbības dēļ tiek nomākta hepcidīna transkripcija. Šis hepcidīns novērš dzelzs nokļūšanu šūnās plazmā no makrofāgiem, kas pārstrādā dzelzi, izraisot krasu dzelzs līmeņa samazināšanos asinīs.

Kad rodas hipoferremija, tiks kavēta eritropoetīna darbība, jo eritrocītu veidošanai nebūs dzelzs.

Temperatūra

Ir pierādīts, ka temperatūra ietekmē eritripoēzi. Ļoti zemu temperatūru iedarbība rada nepieciešamību audumos radīt siltumu.

Tas prasa palielināt eritrocītu daudzumu, lai piegādātu skābekli perifērajiem audiem. Tomēr nav pilnībā skaidrs, kā notiek šāda veida regulēšana.

Paracrīna regulēšana

Acīmredzot centrālās nervu sistēmas neironi ražo eritropoetīnu, lai pasargātu sevi no išēmiskiem bojājumiem un apoptozes. Tomēr zinātnieki to vēl nav spējuši pierādīt.

Eritropoēzi stimulējoši līdzekļi

Eritropoēzi stimulējošie līdzekļi (ESS) ir aģenti, kas atbild par eritrocītu veidošanās stimulēšanu. Eritropoetīns ir hormons, kas dabiski atbild par šo procesu, bet ir arī sintētiski produkti ar līdzīgām īpašībām.

Eritropoetīns ir hormons, kas sintezēts galvenokārt nierēs. Agrīnās attīstības stadijās aknas ir iesaistītas arī aktīvā eritropoetīna ražošanā. Tomēr, attīstoties, pēdējai iestādei ir mazāka loma šajā procesā.

Eritrocīts sāk izkliedēt eritropoetīna receptorus uz membrānas virsmas. Eritropoetīns aktivizē virkni starpšūnu signālu pārvades kaskādes, kas sākotnēji rada hemoglobīna sintēzi un liek retikulocītiem darboties ātrāk un tiek izlaisti apritē.

Mākslīgais ESA

Mākslīgos ESA klasificē paaudzēs (no pirmās līdz trešajai) atkarībā no datuma, kad tie tika izveidoti un laisti tirgū. Tie ir strukturāli un funkcionāli līdzīgi eritropoetīnam.

Pirmās paaudzes ESA ir pazīstami kā alfa, beta un delta epoetīns. Pirmie divi tiek iegūti rekombinējot no dzīvnieku šūnām, un to pussabrukšanas periods organismā ir apmēram 8 stundas. Epoetīna delta savukārt tiek sintezēta no cilvēka šūnām.

Alfa darbepoetīns ir otrās paaudzes ESA, kas ražots no ķīniešu kāmju šūnām, izmantojot tehnoloģiju, ko sauc par rekombinanto DNS. Tā pussabrukšanas periods ir vairāk nekā trīs reizes lielāks nekā pirmās paaudzes ESA. Tāpat kā epoetīnu gadījumā, daži sportisti ar augstu veiktspēju ir izmantojuši darbepoetīnu kā dopinga līdzekli.

Nepārtrauktais eritropoetīna receptoru aktivators jeb CERA ar tā saīsinājumu angļu valodā ir trešās paaudzes ESA vispārīgais nosaukums. Viņi nemēģina imitēt eritropoetīna struktūru un funkcijas, bet darbojas, stimulējot tā receptoru, tādējādi palielinot tā iedarbību.

Tā pusperiods ir vairākas nedēļas, nevis stundas, tāpat kā iepriekšējās zāles. Kopš 2008. gada to komerciāli izmanto, tomēr tā nelikumīgā izmantošana sporta aktivitātēs acīmredzot ir notikusi divus līdz trīs gadus pirms tā likumīgas komercializācijas.

Neefektīva eritropoēze

Neefektīva vai neefektīva eritropoēze rodas, ja veidojušās sarkanās asins šūnas ir bojātas un parasti tiek iznīcinātas pirms vai neilgi pēc aiziešanas no kaulu smadzenēm.

Neefektīva eritropoēze var būt saistīta ar nukleīnskābju, hema grupas vai globīnu sintēzes defektiem. Šie defekti izraisa dažāda veida anēmiju.

Nukleīnskābju sintēzes defekti

Šajā gadījumā ir folijskābes un kobalamīna deficīts, eritrocītu promotoru šūnu kodolā tiek kavēta DNS sintēze, lai tās nespēj mitotiski sadalīties. Citoplazma savukārt palielina tās apjomu (makrocitoze), veidojot lielu šūnu, ko sauc par megaloblastu.

Šajos gadījumos rodas anēmiju virkne, ko sauc par megaloblastiskām anēmijām, no kurām visizplatītākā ir postošā anēmija. Šajā slimībā tievā zarnā netiek absorbēts B12 vitamīns.

Citi megaloblastiskās anēmijas cēloņi ir gremošanas slimības, malabsorbcija, folijskābes deficīts un noteiktu zāļu lietošana.

Šāda veida anēmijas simptomi ir patoloģiska bālums, aizkaitināmība, apetītes zudums, caureja, apgrūtināta staigāšana vai muskuļu vājums. Atkarībā no cēloņa to var ārstēt ar vitamīnu vai folijskābes piedevām.

Hēma grupas sintēzes defekti

Neefektīva eritropoēze dzelzs sintēzes trūkuma dēļ var izraisīt divu veidu anēmiju; mikrocītiskā anēmija dzelzs deficīta un sideroblastiskās anēmijas dēļ.

Mikrocitiskā anēmija ir anēmiju grupa, kurai raksturīgas mazas un gaiši sarkanās asins šūnas, kurām var būt dažāda izcelsme, tai skaitā talasēmija un neefektīva eritropoēze.

Sideroblastiskās anēmijas gadījumā dzelzs un hemosiderīna līmenis ir ļoti augsts. Hemosiderīns ir dzeltens pigments, kas iegūts no hemoglobīna, un parādās, kad metālu līmenis ir augstāks nekā parasti. Šāda veida anēmija izraisa bazofilu nāvi sarkano kaulu smadzenēs, un hemoglobīna sintēze nenotiek.

Dzelzs deficīta anēmija. Uzņemts un rediģēts no: Erhabor Osaro (asociētais profesors).

To sauc par sideroblastisko anēmiju, jo eritrocīti patoloģiski attīstās dzelzs uzkrāšanās dēļ granulās, saņemot sideroblastu nosaukumu. Sideroblastiskā anēmija var būt iedzimta vai arī sekundāra, un tai var būt dažādi cēloņi.

Globīna sintēzes defekti

Šajā gadījumā rodas sirpjveida šūnu anēmija un beta talasēmija. Sirpjveida šūnu anēmija ir pazīstama arī kā sirpjveida šūnu anēmija. To ražo ģenētiska mutācija, kuras rezultātā beta globīna sintēzes laikā valīns tiek aizstāts ar glutamīnskābi.

Šīs aizstāšanas dēļ samazinās hemoglobīna afinitāte pret skābekli un notiek eritrocītu atrofija, parastās abpusēji ieliektās diska formas vietā iegūstot sirpja formu. Pacients ar sirpjveida šūnu anēmiju ir jutīgs pret mikroinfarktiem un hemolīzi.

Talasēmija ir slimība, ko izraisa nepietiekama α- un β-globīnu ģenētiskā kodēšana, kas izraisa eritrocītu agrīnu nāvi. Pastāv apmēram simts dažādu mutāciju, kas var izraisīt talasēmiju ar dažādu smaguma pakāpi.

Atsauces

1. Eritropoēze. Vietnē Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
2. JP Labbrozzi (2015). Eritrocītu veidošanās no nabas saites asiņu CD34 ⁺ šūnām. Promocijas darbs. Barselonas autonomā universitāte. Spānija.
3. H. Parrales (2018). Eritropoēzes fizioloģija. Atgūts no cerebromedico.com.
4. Anēmija. Vietnē Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
5. Eritropoēzi stimulējošs līdzeklis. Vietnē Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
6. Neefektīva eritropoēze. Vietnē Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.