ERYTHROPOIESIS: MGA YUGTO AT ANG KANILANG MGA KATANGIAN, REGULASYON, STIMULANT - BIOLOGY - 2024

Ang erythropoiesis ay ang proseso kung saan nabuo ang mga pulang selula ng dugo o erythrocytes. Ang mga selula ng dugo na ito, sa mga tao, ay may average na haba ng buhay ng 4 na buwan at hindi makakapag-kopya ng kanilang sarili. Dahil dito, ang mga bagong erythrocytes ay dapat malikha upang mapalitan ang mga namamatay o nawala sa mga almuranas.

Sa mga kalalakihan, ang bilang ng mga pulang selula ng dugo ay humigit-kumulang sa 54 milyong bawat milliliter, habang sa mga kababaihan ito ay bahagyang mas mababa (48 milyon). Halos 10 milyong mga erythrocytes ang nawala araw-araw, kaya ang isang katulad na halaga ay dapat mapalitan.

Ang dugo ng tao, erythrocytes o pulang selula ng dugo at dalawang puting selula ng dugo. Kinuha at na-edit mula sa: Viascos.

Ang mga erythrocytes ay nabuo mula sa mga nuklear erythroblast na naroroon sa pulang buto ng utak ng mga mammal, habang sa iba pang mga vertebrates sila ay pangunahing ginawa sa mga bato at pali.

Kapag naabot nila ang katapusan ng kanilang mga araw, sila ay fragment; pagkatapos ang mga cell na tinatawag na macrophage ay sumasaklaw sa kanila. Ang mga macrophage na ito ay naroroon sa atay, pulang buto ng utak, at pali.

Kapag ang mga pulang selula ng dugo ay nawasak, ang bakal ay nai-recycle upang magamit muli, habang ang natitirang bahagi ng hemoglobin ay binago sa isang pigment ng apdo na tinatawag na bilirubin.

Ang Erythropoiesis ay pinasigla ng isang hormone na tinatawag na erythropoietin, ngunit ang proseso ay kinokontrol ng iba't ibang mga kadahilanan, tulad ng temperatura, presyon ng oxygen, bukod sa iba pa.

Mga yugto at kanilang mga katangian

Sa mga organismo ng may sapat na gulang, ang erythropoiesis ay nangyayari sa mga dalubhasang mga site sa utak ng pulang buto na tinatawag na erythroblastic isla. Para sa pagbuo ng mga erythrocytes, maraming mga proseso ang dapat mangyari, mula sa paglaganap ng cell hanggang sa pagkahinog ng mga pulang selula ng dugo, na dumadaan sa iba't ibang yugto ng pagkita ng cell.

Habang ang mga cell ay sumasailalim sa mga mitotic division, ang kanilang sukat at ang kanilang pagbaba ng nucleus, pati na rin ang kondomasyong chromatin at hemoglobinization. Bilang karagdagan, lumilipat sila mula sa lugar na pinagmulan.

Sa mga huling yugto ay mawawala ang mga nucleus at iba pang mga organelles at papasok sa sirkulasyon, na lumilipat sa pamamagitan ng mga cytoplasmic pores ng mga endothelial cells.

Ang ilang mga may-akda ay naghahati sa buong proseso ng erythropoiesis sa dalawang yugto, ang una sa paglaganap ng cell at pagkita ng kaibhan; habang ang iba ay naghahati sa proseso batay sa mga tiyak na katangian ng cell sa bawat yugto, kapag naobserbahan ng mantsa ni Wright. Batay sa huli, ang mga yugto ng erythropoiesis ay:

1-Bursting colony na bumubuo ng mga yunit

Sila ang mga unang cell na sensitibo sa erythropoietin, tinawag ng ilang mga may-akda na myeloid progenitors, o BFU-E rin, para sa acronym nito sa Ingles. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapahayag ng mga antigen ng ibabaw tulad ng CD34, pati na rin sa pagkakaroon ng mga receptor ng erythropoietin sa mababang halaga.

2-Erythroid colony na bumubuo ng mga cell

Naiikli sa Ingles bilang CFU-E, may kakayahang gumawa ng mga maliliit na kolonya ng erythroblast. Ang isa pang katangian ng mga cell na ito ay ang halaga ng mga erythropoietin receptors ay mas mataas kaysa sa mga yunit na bumubuo ng kolonya.

3-Proerythroblasts

Itinuturing bilang unang yugto ng pagkahinog ng mga erythrocytes. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang malaking sukat (14 hanggang 19 µm ayon sa ilang mga may-akda, hanggang sa 25 µm ayon sa iba). Ang nucleus ay bilugan at nagtatanghal din ng nucleoli at masaganang chromatin.

Itinuturing bilang unang yugto ng pagkahinog ng mga erythrocytes. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang malaking sukat (14 hanggang 19 µm ayon sa ilang mga may-akda, hanggang sa 25 µm ayon sa iba). Ang nucleus ay malaki, bilugan, na may nakaayos na chromatin sa anyo ng mga filament at 2 o 3 nucleoli.

Sa yugtong ito, nagsisimula ang pagtaas ng iron iron. Mayroon silang kalahating buhay ng 20 oras, upang magbigay daan sa pamamagitan ng mitosis sa susunod na yugto.

4-Basophilic erythroblasts

Tinatawag din itong normoblast, mas maliit sila kaysa sa kanilang mga nauna. Ang mga cell na ito ay nagmumula sa asul na may mahalagang paglamlam, iyon ay, sila ay basophilic. Ang nucleus ay condensado, nawala ang nucleoli at mayroon silang isang malaking bilang ng mga ribosom. Sa yugtong ito nagsisimula ang synthesis ng hemoglobin.

Sa simula ay kilala sila bilang Type I basophilic erythroblast at pagkatapos ng isang mitotic division ay nagbago sila sa Uri II, na nananatiling basophils at nagtatanghal ng higit na synthesis ng hemoglobin. Ang tinatayang tagal ng parehong mga cell, magkasama, ay katulad ng sa mga proerythroblast.

Hemoglobin. Kinuha at na-edit mula sa: Zephyris sa wikang Ingles na Wikipedia.

5-polychromatophilic erythroblast

Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng mitotic division ng type II basophilic erythroblast at ang mga huling cell na may kapasidad na hatiin ng mitosis. Ang kanilang sukat ay saklaw mula 8 hanggang 12 ,m, at mayroon silang isang bilugan at condensed core.

Ang cytoplasm ng mga cell na ito ay stain lead grey na may mantsa ng Wright. Mayroon itong mataas na konsentrasyon ng hemoglobin at ang bilang ng mga ribosom ay nananatiling mataas.

6-Orthochromatic erythroblasts

Ang kulay ng mga cell na ito ay kulay rosas o pula dahil sa dami ng hemoglobin na mayroon sila. Ang laki nito ay bahagyang mas maliit kaysa sa mga precursor nito (7 hanggang 10 µm) at mayroon itong isang maliit na nucleus, na itataboy ng exocytosis kapag ang mga cell ay tumanda.

7-Reticulocytes

Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagkita ng kaibahan ng orthochromatic erythroblast, nawalan ng mga organelles at punan ang kanilang cytoplasm na may hemoglobin. Nananatili sila sa pulang buto ng utak ng dalawa hanggang tatlong araw hanggang lumipat sila sa dugo kung saan makumpleto nila ang kanilang pagkahinog.

8-Erythrocytes

Sila ang mga mature na nabuo na elemento, ang produkto ng pagtatapos ng erythropoiesis at kung saan ay nabuo sa pamamagitan ng pagkahinog ng reticulocytes. Mayroon silang isang hugis ng biconcave dahil sa kawalan ng isang nucleus at ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng erythrocyte cytoskeleton at dalawang protina na tinatawag na spectrin at actin.

Ang mga ito ang pinaka-masaganang mga selula ng dugo, sila ay nabuo mula sa mga reticulocytes. Sa mga mammal, mayroon silang isang hugis ng biconcave dahil sa kawalan ng isang nucleus at ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng erythrocyte cytoskeleton at dalawang protina na tinatawag na spectrin at actin. Sa iba pang mga vertebrates sila ay bilugan at mapanatili ang nucleus.

Proseso ng Erythropoiesis. Kinuha at na-edit mula sa A.mikalauskas sa wikang Wikipedia ng wikang Lithuanian

Ang regulasyon ng erythropoiesis

Bagaman pinasisigla ng erythropoietin ang pagbuo ng mga pulang selula ng dugo upang mapabuti ang kapasidad na nagdadala ng oxygen, mayroong maraming mga pangunahing mekanismo upang ayusin ang pagbuo na ito, kabilang ang:

Ang presyon ng oxygen

Ang konsentrasyon ng oxygen sa dugo ay kumokontrol sa erythropoiesis. Kapag ang konsentrasyon na ito ay napakababa sa daloy ng dugo sa bato, pinasisigla ang paggawa ng mga pulang selula ng dugo.

Ang mababang konsentrasyon ng tisyu O2 ay maaaring mangyari dahil sa hypoxemia, anemia, renal ischemia o kapag ang pagkakaugnay ng hemoglobin para sa gas na ito ay mas mataas kaysa sa normal.

Si Miescher, noong 1893, ang una na nagmungkahi ng ugnayan sa pagitan ng tissue hypoxia at erythropoiesis. Gayunpaman, ang hypoxia na ito ay hindi direktang pinasisigla ang utak ng buto upang makabuo ng mga pulang selula ng dugo, tulad ng iminumungkahi ni Miescher. Sa halip, hinihimok nito ang bato upang makagawa ng hormone erythropoietin.

Ang paggawa ng Erythropoietin dahil sa tissue hypoxia ay genetically regulated, at ang mga receptor na nakakakita ng naturang hypoxia ay matatagpuan sa loob ng bato. Ang produksyon ng Erythropoietin ay nadagdagan din dahil sa isang pagbagsak sa bahagyang presyon ng oxygen ng tissue kasunod ng isang pagdurugo.

Ang mga cell na gumagawa ng erythropoietin ay matatagpuan sa bato at atay. Ang pagtaas ng paggawa ng hormon na ito sa panahon ng anemia ay dahil sa isang pagtaas sa bilang ng mga cell na gumagawa nito.

Testosteron

Hindi direktang kinokontrol ng Testosteron ang erythropoiesis, sa pamamagitan ng pag-regulate ng mga antas ng bakal sa dugo. Ang hormon na ito ay kumikilos nang direkta sa pagkilos ng isang cytoplasmic protein na tinatawag na BMP-Smad (buto morphogenetic protein-Smad para sa acronym nito sa Ingles) sa mga hepatocytes.

Dahil sa pagkilos ng testosterone, ang transkripsiyon ng hepcidin ay pinigilan. Pinipigilan ng hepcidin na ang pagpasa ng bakal mula sa mga cell sa plasma mula sa macrophage na nag-recycle ng bakal, na humahantong sa isang marahas na pagbaba sa iron ng dugo.

Kapag nangyayari ang hypoferremia ay magkakaroon ng pagsugpo sa erythropoietin, dahil walang bakal para sa paggawa ng mga erythrocytes.

Temperatura

Ang temperatura ay ipinakita na magkaroon ng epekto sa erythripoiesis. Ang mga pagkakalantad sa napakababang temperatura ay nagdudulot ng pangangailangan upang makabuo ng init sa tela.

Nangangailangan ito ng pagtaas ng dami ng mga erythrocytes upang maibigay ang oxygen sa peripheral na tisyu. Gayunpaman, hindi ganap na malinaw kung paano nangyayari ang ganitong uri ng regulasyon.

Regulasyon ng Paracrine

Tila, mayroong isang paggawa ng erythropoietin ng mga neuron ng gitnang sistema ng nerbiyos, upang maprotektahan ang kanilang sarili mula sa pagkasira ng ischemic at apoptosis. Gayunpaman, hindi pa napapatunayan ng mga siyentipiko ito.

Ang mga erythropoiesis na nagpapasigla ng mga ahente

Ang mga erythropoiesis-stimulating agents (ESAs) ay mga ahente na responsable para sa pagpapasigla sa paggawa ng mga erythrocytes. Ang Erythropoietin ay ang hormone na natural na namamahala sa prosesong ito, ngunit mayroon ding mga produktong sintetiko na may magkatulad na mga katangian.

Ang Erythropoietin ay isang hormone na synthesized pangunahin sa bato. Sa mga unang yugto ng pag-unlad, ang atay ay kasangkot din sa aktibong paggawa ng erythropoietin. Gayunpaman, habang nagpapatuloy ang pag-unlad, hindi gaanong ginagampanan ang proseso ng pag-unlad.

Ang erythrocyte ay nagsisimula upang magpakalat ng mga receptor para sa erythropoietin sa lamad ng lamad. Ang Erythropoietin ay nag-activate ng isang serye ng intercellular signal transduction cascades na sa una ay gumagawa ng synthesis ng hemoglobin at nagiging sanhi ng mga reticulocytes na kumilos nang mas mabilis at mailabas sa sirkulasyon.

Mga Artipisyal na ESA

Ang Artipisyal na ESAs ay inuri sa mga henerasyon (una hanggang ikatlo), depende sa petsa na nilikha ito at nai-market. Ang mga ito ay istruktura at functionally na katulad ng erythropoietin.

Ang mga unang henerasyon ng ESA ay kilala bilang epoetin alpha, beta at delta. Ang unang dalawa ay ginawa sa pamamagitan ng recombination mula sa mga cell ng hayop at may kalahating buhay na halos 8 oras sa katawan. Ang Epoetin delta, para sa bahagi nito, ay synthesized mula sa mga cell ng tao.

Ang Darbepoetin alfa ay isang pangalawang henerasyon na ESA, na ginawa mula sa mga cell ng mga hamster na Tsino gamit ang teknolohiya na tinatawag na recombinant DNA. Ito ay may kalahating buhay na higit sa tatlong beses na ng mga unang henerasyong ESA. Tulad ng mga epoetins, ang ilang mga high-performance na atleta ay gumagamit ng darbepoetin bilang isang paraan ng doping.

Ang patuloy na Erythropoetin Receptor activator, o CERA para sa acronym nito sa Ingles, ay ang pangkaraniwang pangalan para sa mga third-generation ESAs. Hindi nila tinangka na gayahin ang istraktura at pag-andar ng erythropoietin, ngunit kumikilos sa pamamagitan ng pagpapasigla sa receptor nito, kaya pinatataas ang mga epekto nito.

Ang kalahating buhay nito ay ilang linggo kaysa sa mga oras, tulad ng mga nakaraang gamot. Ginamit nang komersyo mula noong 2008, gayunpaman, ang ipinagbabawal na paggamit nito sa mga aktibidad sa palakasan ay lumilitaw mula noong dalawa hanggang tatlong taon bago ang ligal na komersyalisasyon.

Hindi epektibo erythropoiesis

Ang hindi epektibo o hindi epektibo erythropoiesis ay nangyayari kapag ang mga pulang selula ng dugo na nabuo ay may depekto at kadalasang nawasak bago o ilang sandali pagkatapos umalis sa utak ng buto.

Ang hindi epektibo na erythropoiesis ay maaaring sanhi ng mga depekto sa synthesis ng mga nucleic acid, ang pangkat ng heme, o globins. Ang mga depekto na ito ay sanhi ng iba't ibang uri ng anemia.

Mga depekto sa synthesis ng acid acid

Sa kasong ito, mayroong kakulangan ng folic acid at cobalamin, ang synt synthes ng DNA ay naharang sa nucleus ng mga erythrocyte promoter cells, upang hindi nila maibahagi ang mitotically. Ang cytoplasm, para sa bahagi nito, ay nagdaragdag ng dami (macrocytosis), na nagmula sa isang malaking cell na tinatawag na megaloblast.

Sa mga kasong ito, isang serye ng mga anemias na tinawag na megaloblastic anemias na nagmula, kung saan ang pinakakaraniwan ay mapanganib na anemya. Sa sakit na ito walang pagsipsip ng bitamina B12 sa maliit na bituka.

Ang iba pang mga sanhi ng megaloblastic anemia ay kinabibilangan ng mga sakit sa pagtunaw, malabsorption, kakulangan sa folic acid, at dahil sa ilang mga gamot.

Ang mga sintomas ng ganitong uri ng anemya ay may kasamang abnormal na kalungkutan, pagkamayamutin, pagkawala ng gana, pagtatae, kahirapan sa paglalakad, o kahinaan ng kalamnan. Depende sa sanhi, maaari itong gamutin ng mga suplemento ng bitamina o folic acid.

Mga depekto sa synthesis ng pangkat ng heme

Ang hindi epektibo na erythropoiesis dahil sa kakulangan sa synt synthes ng iron ay maaaring maging sanhi ng dalawang uri ng anemia; microcytic anemia dahil sa kakulangan sa iron at sideroblastic anemia.

Ang mikrocytic anemia ay kilala bilang isang pangkat ng anemias na nailalarawan sa maliit at maputla na pulang selula ng dugo, maaari silang magkaroon ng iba't ibang mga pinagmulan, kabilang ang thalassemia at hindi epektibo na erythropoiesis.

Sa sideroblastic anemia, ang mga antas ng iron at hemosiderin ay napakataas. Ang Haemosiderin ay isang dilaw na pigment na nagmula sa hemoglobin at lumilitaw kapag ang mga antas ng metal ay mas mataas kaysa sa normal. Ang ganitong uri ng anemya ay nagiging sanhi ng pagkamatay ng mga basophils sa pulang buto ng utak at walang synthesis ng hemoglobin.

Anemia kakulangan sa iron. Kinuha at na-edit mula sa: Erhabor Osaro (Associate Professor).

Ito ay tinatawag na sideroblastic anemia dahil ang mga erythrocytes ay umusbong nang abnormally dahil sa akumulasyon ng bakal sa anyo ng mga butil, na natatanggap ang pangalan ng sideroblast. Ang Sideroblastic anemia ay maaaring maging congenital o maaari itong maging pangalawa at magkaroon ng iba't ibang mga sanhi.

Mga depekto sa synthesis ng globin

Sa kasong ito, nangyayari ang sakit ng anem ng cell at beta thalassemia. Ang sakit na cell anemia ay kilala rin bilang sakit na anem ng cell. Ginagawa ito ng isang genetic mutation na humahantong sa pagpapalit ng glutamic acid para sa valine sa panahon ng synthesis ng beta globin.

Dahil sa pagpapalit na ito, ang pagkakaugnay ng hemoglobin para sa oxygen ay bumababa at ang pagkasayang ng erythrocyte, nakakakuha ng isang hugis ng karit sa halip ng normal na hugis ng disc ng biconcave. Ang pasyente na may sakit na anemia ng cell ay madaling kapitan ng microinfarctions at hemolysis.

Ang Thassassemia ay isang sakit na sanhi ng isang hindi sapat na genetic coding ng α- at β-globins na humahantong sa maagang pagkamatay ng erythrocyte. Mayroong tungkol sa isang daang iba't ibang mga mutasyon na maaaring maging sanhi ng thalassemia na may iba't ibang antas ng kalubhaan.

Mga Sanggunian

1. Erithropoiesis. Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.
2. JP Labbrozzi (2015). Produksyon ng erythrocytes mula sa pusod ng dugo CD34 ⁺ cells. Thesis ng Doktor. Autonomous University of Barcelona. Espanya.
3. H. Parrales (2018). Physiology ng erythropoiesis. Nabawi mula sa cerebromedico.com.
4. Anemia. Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.
5. Ang Erithropoiesis na nagpapasigla ng ahente. Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.
6. Hindi wastong erithropoiesis. Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.