ERITROPOIEZA: STADIILE ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA, REGLARE, STIMULANȚI - BIOLOGIE - 2025

Eritropoieza este procesul prin care se formează celule sanguine roșii sau eritrocite. Aceste celule sanguine, la om, au o durată medie de viață de 4 luni și nu sunt în măsură să se reproducă. Din această cauză, trebuie create noi eritrocite pentru a le înlocui pe cele care mor sau se pierd în hemoragii.

La bărbați, numărul de globule roșii este de aproximativ 54 de milioane pe mililitru, în timp ce la femei este puțin mai mic (48 de milioane). Aproximativ 10 milioane de eritrocite se pierd zilnic, deci trebuie înlocuită o cantitate similară.

Sânge uman, eritrocite sau globule roșii și două globule albe. Luate și editate din: Viascos.

Eritrocitele sunt formate din eritroblaste nucleate prezente în măduva osoasă roșie a mamiferelor, în timp ce la alte vertebre sunt produse mai ales la rinichi și splină.

Când ajung la sfârșitul zilelor, se fragmentează; apoi celulele numite macrofage le cuprind. Aceste macrofage sunt prezente în ficat, măduva osoasă roșie și splină.

Când globulele roșii sunt distruse, fierul este reciclat pentru a fi folosit din nou, în timp ce restul hemoglobinei este transformat într-un pigment biliar numit bilirubină.

Eritropoieza este stimulată de un hormon numit eritropoietină, dar procesul este reglat de diferiți factori, cum ar fi temperatura, presiunea oxigenului, printre alții.

Etapele și caracteristicile acestora

La organismele adulte, eritropoieza apare pe site-uri specializate din măduva osoasă roșie numită insule eritroblastice. Pentru formarea eritrocitelor, trebuie să apară mai multe procese, de la proliferarea celulelor până la maturarea celulelor roșii din sânge, trecând prin diferite etape ale diferențierii celulare.

Pe măsură ce celulele suferă diviziuni mitotice, dimensiunea lor și cea a nucleului lor scad, precum și condensarea cromatinei și hemoglobinizarea. În plus, acestea se îndepărtează de zona de origine.

În stadiile finale vor pierde nucleul și alte organule și vor intra în circulație, migrând prin porii citoplasmici ai celulelor endoteliale.

Unii autori împart întregul proces de eritropoieză în două faze, prima de proliferare și diferențiere celulară; în timp ce alții divizează procesul în funcție de caracteristicile specifice ale celulei în fiecare etapă, atunci când sunt observate cu pata lui Wright. Pe baza acesteia din urmă, etapele eritropoiezei sunt:

1-Unități de formare a coloniei explozive

Sunt primele celule sensibile la eritropoietină, unii autori le numesc progenitori mieloizi sau, de asemenea, BFU-E, pentru acronimul său în engleză. Acestea se caracterizează prin exprimarea antigenelor de suprafață precum CD34, precum și prin prezența receptorilor de eritropoietină în cantități mici.

2-Celule formatoare de colonii eritroidiene

Abreviate în engleză ca CFU-E, sunt capabile să producă mici colonii de eritroblaste. O altă caracteristică a acestor celule este că cantitățile de receptori ai eritropoietinei sunt mult mai mari decât în ​​unitățile formatoare de colonii explozive.

3-Proerythroblasts

Considerat ca prima etapă de maturizare a eritrocitelor. Acestea se caracterizează prin dimensiunile lor mari (14 până la 19 um după unii autori, până la 25 um în funcție de alții). Nucleul este rotunjit și prezintă, de asemenea, nucleoli și cromatină abundentă.

Considerat ca prima etapă de maturizare a eritrocitelor. Acestea se caracterizează prin dimensiunile lor mari (14 până la 19 um după unii autori, până la 25 um în funcție de alții). Nucleul este mare, rotunjit, cu cromatină aranjată sub formă de filamente și 2 sau 3 nucleoli.

În această etapă, începe absorbția cu plasmă. Au o jumătate de viață de 20 de ore, pentru a da drumul prin mitoză la următoarea etapă.

4-eritroblaste bazofile

Numiți și normoblasti, sunt mai mici decât precursorii lor. Aceste celule se colorează albastru cu o colorare vitală, adică sunt bazofile. Nucleul este condensat, nucleoli au dispărut și au un număr mare de ribozomi. În această etapă începe sinteza hemoglobinei.

La început sunt cunoscuți ca eritroblaste bazofile de tip I și după divizarea mitotică se transformă în tipul II, care rămân bazofile și prezintă o sinteză mai mare a hemoglobinei. Durata aproximativă a ambelor celule, împreună, este similară cu cea a proitroblastelor.

Hemoglobină. Preluat și editat din: Zephyris la Wikipedia în limba engleză.

5-eritroblaste policromatofile

Ele sunt formate prin divizarea mitotică a eritroblastelor bazofile de tip II și sunt ultimele celule cu capacitatea de a se diviza prin mitoză. Mărimea lor variază între 8 și 12 um și au un miez rotunjit și condensat.

Citoplasma acestor celule este colorată cu gri de plumb cu pata lui Wright. Are o concentrație mare de hemoglobină, iar numărul de ribozomi rămâne mare.

6-Eritroblaste ortocromatice

Culoarea acestor celule este roz sau roșu datorită cantității de hemoglobină pe care o au. Dimensiunea sa este puțin mai mică decât cea a precursorilor săi (7 până la 10 um) și prezintă un nucleu mic, care va fi expulzat prin exocitoză când celulele se vor maturiza.

7-reticulocite

Ele se formează prin diferențierea eritroblastelor ortocromatice, pierd organelele și își umplu citoplasma cu hemoglobină. Rămân în măduva osoasă roșie două-trei zile până când migrează în sânge, unde își vor completa maturizarea.

8-Eritrocite

Ele sunt elementele mature formate, produsul final al eritropoiezei și care sunt formate prin maturarea reticulocitelor. Au o formă biconcavă datorită absenței unui nucleu și a interacțiunii dintre citoscheletul eritrocitar și două proteine ​​numite spectrină și actină.

Sunt cele mai abundente celule din sânge, sunt formate din reticulocite. La mamifere, acestea au o formă biconcavă datorită absenței unui nucleu și a interacțiunii dintre citoscheletul eritrocitar și două proteine ​​numite spectrină și actină. La alte vertebre sunt rotunjite și rețin nucleul.

Procesul de eritropoieză. Preluat și editat din A.mikalauskas la Wikipedia în limba lituaniană

Reglarea eritropoiezei

Deși eritropoietina stimulează formarea de celule roșii din sânge pentru a îmbunătăți capacitatea de transport a oxigenului din sânge, există mai multe mecanisme fundamentale pentru reglarea acestei formări, inclusiv:

Presiunea de oxigen

Concentrația de oxigen din sânge reglează eritropoieza. Atunci când această concentrație este foarte scăzută în fluxul de sânge către rinichi, este stimulată producerea de celule roșii.

Această concentrație scăzută de țesut O2 poate apărea din cauza hipoxemiei, anemiei, ischemiei renale sau când afinitatea hemoglobinei pentru acest gaz este mai mare decât normal.

Miescher, în 1893, a fost primul care a sugerat relația dintre hipoxia tisulară și eritropoieza. Cu toate acestea, această hipoxie nu stimulează direct măduva osoasă pentru a produce celule roșii din sânge, așa cum a sugerat Miescher. Mai degrabă, induce rinichii să producă hormonul eritropoietină.

Producția de eritropoietină datorată hipoxiei tisulare este reglată genetic, iar receptorii care detectează o astfel de hipoxie se găsesc în rinichi. Producția de eritropoietină este de asemenea crescută din cauza scăderii presiunii parțiale a oxigenului țesutului în urma unei hemoragii.

Celulele care formează eritropoietina se găsesc în rinichi și ficat. Creșterea producției acestui hormon în timpul anemiei se datorează creșterii numărului de celule care îl produc.

Testosteronul

Testosteronul reglează indirect eritropoieza, reglând nivelul de fier în sânge. Acest hormon acționează direct asupra acțiunii unei proteine ​​citoplasmatice numită BMP-Smad (proteina morfogenetică osoasă-Smad pentru acronimul său în engleză) în hepatocite.

Datorită acțiunii testosteronului, transcripția hepcidinei este suprimată. Această hepcidină împiedică trecerea fierului din celule în plasmă din macrofage care reciclează fierul, ducând la o scădere drastică a fierului din sânge.

Când apare hipoferremia, va exista o inhibare a eritropoietinei, deoarece nu va exista fier pentru producerea de eritrocite.

Temperatura

S-a demonstrat că temperatura are un efect asupra eritripoiezei. Expunerea la temperaturi foarte scăzute determină necesitatea producerii de căldură în țesături.

Acest lucru necesită creșterea cantității de eritrocite pentru a furniza oxigen țesuturilor periferice. Cu toate acestea, nu este complet clar cum apare acest tip de reglementare.

Reglarea paracrină

Aparent, există o producție de eritropoietină de către neuronii sistemului nervos central, pentru a se proteja de deteriorarea ischemică și apoptoză. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au reușit să o dovedească încă.

Agenți de stimulare a eritropoiezei

Agenții de stimulare a eritropoiezei (AES) sunt agenți responsabili de stimularea producției de eritrocite. Eritropoietina este hormonul responsabil pentru acest proces, dar există și produse sintetice cu proprietăți similare.

Eritropoietina este un hormon sintetizat în principal la rinichi. În primele etape ale dezvoltării, ficatul este de asemenea implicat în producerea activă a eritropoietinei. Cu toate acestea, pe măsură ce evoluția continuă, ultimul organism joacă mai puțin un rol în acest proces.

Eritrocitul începe să disperseze receptorii pentru eritropoietină pe suprafața membranei. Eritropoietina activează o serie de cascade de transducție a semnalului intercelular care produc inițial sinteza hemoglobinei și determină reticulocitele să acționeze mai rapid și să fie eliberate în circulație.

ASE artificiale

ASE artificiale sunt clasificate în generații (prima până la a treia), în funcție de data în care au fost create și comercializate. Sunt similare structural și funcțional cu eritropoietina.

ESA-urile din prima generație sunt cunoscute sub denumirea de epoetină alfa, beta și delta. Primele două sunt produse prin recombinare din celulele animale și au un timp de înjumătățire de aproximativ 8 ore în organism. Epoetin delta, din partea sa, este sintetizată din celulele umane.

Darbepoetin alfa este un ESA de generație a doua, produs din celule de hamster chinezesc folosind tehnologia numită ADN recombinant. Are un timp de înjumătățire de peste trei ori mai mare decât cel al ASE de primă generație. Ca și în cazul epoetinilor, unii sportivi de înaltă performanță au folosit darbepoetinul ca mijloc de dopaj.

Activatorul continuu al receptorilor de eritropoetină, sau CERA pentru acronimul său în engleză, este numele generic pentru ESA-uri din a treia generație. Ei nu încearcă să simuleze structura și funcția eritropoietinei, ci acționează stimulând receptorul acestuia, crescând astfel efectele sale.

Timpul de înjumătățire este de câteva săptămâni în loc de ore, la fel ca medicamentele anterioare. Folosit comercial din 2008, cu toate acestea, utilizarea sa ilicită în activități sportive datează aparent cu doi până la trei ani înainte de comercializarea legală.

Eritropoieză ineficientă

Eritropoieza ineficientă sau ineficientă apare atunci când globulele roșii formate sunt defecte și sunt de obicei distruse înainte sau la scurt timp după părăsirea măduvei osoase.

Eritropoieza ineficientă se poate datora defectelor în sinteza acizilor nucleici, grupei heme sau a globinelor. Aceste defecte provoacă diferite tipuri de anemie.

Defecte în sinteza acidului nucleic

În acest caz, există o deficiență de acid folic și cobalamină, sinteza ADN-ului este inhibată în nucleul celulelor care promovează eritrocitele, astfel încât acestea nu sunt în măsură să se împartă mitotic. Citoplasma, la rândul său, își mărește volumul (macrocitoză), originând o celulă mare numită megaloblast.

În aceste cazuri, apar o serie de anemii numite anemii megaloblastice, dintre care cea mai frecventă este anemia pernicioasă. În această boală nu există absorbție de vitamina B12 în intestinul subțire.

Alte cauze ale anemiei megaloblastice includ boli digestive, malabsorbție, deficiență de acid folic și datorită anumitor medicamente.

Simptomele acestui tip de anemie includ paloare anormale, iritabilitate, pierderea poftei de mâncare, diaree, dificultăți de mers sau slăbiciune musculară. În funcție de cauză, poate fi tratat cu suplimente de vitamine sau acid folic.

Defecte în sinteza grupului hemo

Eritropoieza ineficientă datorată deficienței de sinteză a fierului poate provoca două tipuri de anemie; anemie microcitică datorată deficienței de fier și anemiei sideroblastice.

Anemia microcitică este un grup de anemii caracterizate de celule roșii mici și palide, care pot avea origini diferite, inclusiv talasemia și eritropoieza ineficientă.

În anemia sideroblastică, nivelul de fier și hemosiderină sunt foarte mari. Haemosiderina este un pigment galben derivat din hemoglobină și apare atunci când nivelurile metalului sunt mai mari decât în ​​mod normal. Acest tip de anemie determină moartea bazofilelor în măduva osoasă roșie și nu există sinteza hemoglobinei.

Anemie cu deficit de fier. Preluat și editat din: Erhabor Osaro (profesor asociat).

Se numește anemie sideroblastică, deoarece eritrocitele se dezvoltă anormal datorită acumulării de fier sub formă de granule, primind numele de sideroblaste. Anemia sideroblastică poate fi congenitală sau poate fi secundară și are cauze diferite.

Defecte în sinteza globinei

În acest caz, apar anemia cu celule secera și beta-talasemia. Anemia cu celule grase este cunoscută și sub denumirea de anemie cu celule secera. Este produs de o mutație genetică care duce la substituirea acidului glutamic cu valină în timpul sintezei beta globinei.

Datorită acestei substituții, afinitatea hemoglobinei pentru oxigen scade și atrofia eritrocitelor, dobândind o formă de secera în locul formei normale a discului biconcave. Pacientul cu anemie cu celule secera este susceptibil la microinfarctii si hemoliza.

Talasemia este o boală cauzată de o codificare genetică inadecvată a α- și β-globinelor care duce la moartea timpurie a eritrocitului. Există aproximativ o sută de mutații diferite care pot provoca talasemia cu diferite grade de severitate.

Referințe

1. Erithropoiesis. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
2. JP Labbrozzi (2015). Producția de eritrocite din celulele CD34 ⁺ din sângele cordonului ombilical. Teză de doctorat. Universitatea Autonomă din Barcelona. Spania.
3. H. Parrales (2018). Fiziologia eritropoiezei. Recuperat de pe cerebromedico.com.
4. Anemie. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
5. Agent de stimulare a eritropoiezei. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
6. Eritropoieză ineficientă. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.