ERYTROPLASTY: ČO SÚ ZAČ, ERYTROPOÉZA, SÚVISIACE PATOLÓGIE - BIOLÓGIE - 2026

Tieto erytroblast sú prekurzorové bunky stavovcov erytrocyty. Zníženie koncentrácie kyslíka v tkanivách podporí bunkové diferenciácie v týchto bunkách, ktoré spôsobia zrelé erytrocyty. Súbor všetkých týchto udalostí je známy ako erytropoéza.

Počas erytropoézy sa zvyšuje syntéza hemoglobínu. Je to hojný proteín v erytrocytoch, ktorý sprostredkuje prívod kyslíka do tkanív a detoxikáciu oxidu uhličitého z nich, čo je odpadový produkt bunkovej respirácie, ktorá je pre bunky toxická.

Zafarbený náter erytroblastov, prekurzorových buniek zrelých erytrocytov. Patologický ústav ozbrojených síl (AFIP) z Wikimedia Commons Celková strata jadra, ako aj bunkových organel, je vyvrcholením procesu erytropoézy v bunkách stavovcov cicavcov. U ostatných stavovcov, ako sú plazy, jadro pretrváva aj po ukončení procesu diferenciácie.

Chyby v procese diferenciácie erytroblastov vedú k množstvu krvných patológií, ktoré sa spoločne nazývajú megaloblastické anémie.

Čo sú to erytrocyty?

Obrázok erytrocytov získaných holografickou mikroskopiou. Egelberg, z Wikimedia Commons. Červené krvinky, bežne známe ako červené krvinky, sú najhojnejšími bunkami stavovcovej krvi.

Majú charakteristickú morfológiu podobnú bi-konkávnym diskom a ich hlavnou funkciou je transport kyslíka (O2) do rôznych tkanív organizmu v rovnakom čase, keď ich detoxikuje z oxidu uhličitého (CO2) produkovaného pri dýchaní buniek. ,

Táto výmena CO2 za O2 je možná, pretože tieto bunky obsahujú veľké množstvo charakteristického červeného proteínu nazývaného hemoglobín, ktorý je schopný interagovať s obidvoma chemickými druhmi prostredníctvom skupiny hémov prítomných v ich štruktúre.

Zvláštnosťou týchto buniek u cicavcov, pokiaľ ide o zvyšok stavovcov, je nedostatok jadrových a cytoplazmatických organel. Avšak počas počiatočných fáz produkcie v skorých štádiách embryonálneho vývoja sa pozorovalo, že bunkové prekurzory, z ktorých pochádzajú, majú prechodné jadro.

Posledné uvedené nie je prekvapujúce vzhľadom na to, že počiatočné štádiá vývoja embryí sú zvyčajne u všetkých stavovcov podobné, pričom sa líšia iba tie štádiá, ktoré vedú k väčšej diferenciácii.

Čo sú to erytroblasty?

Erytroplasty sú bunky, ktoré po výskyte diferenciácie buniek spôsobia zrelé erytrocyty.

Tieto prekurzorové bunky pochádzajú zo spoločného myeloidného progenitora v kostnej dreni stavovcov ako jadrové bunky, ktoré sú vybavené jadierami a bunkovými organelami.

Zmeny v obsahu jeho cytoplazmy a prestavbe cytoskeletu vyvrcholia tvorbou erytrocytov pripravených na vstup do obehu. Tieto zmeny reagujú na stimuly prostredia naznačujúce pokles kyslíka v tkanivách, a teda dopyt po produkcii erytrocytov.

Čo je erytropoéza?

Erytropoéza je termín, ktorý sa používa na definovanie procesu, ktorým prebieha produkcia a vývoj červených krviniek, ktoré sú potrebné na udržanie prísunu kyslíka do rôznych orgánov a tkanív.

Tento proces je jemne regulovaný pôsobením erytropoetínu (EPO), hormónu syntézy obličiek, ktorý je zase modulovaný koncentráciami kyslíka dostupnými v tkanivách.

Nízke koncentrácie tkanivového kyslíka indukujú syntézu EPO pomocou hypoxiou indukovateľného transkripčného faktora (HIF-1), ktorý stimuluje proliferáciu erytrocytov väzbou na EpoR receptory prítomné v erytrocytových prekurzorových bunkách.

U cicavcov sa erytropoéza vykonáva v dvoch fázach, ktoré sa nazývajú primitívna erytropoéza a definitívna erytropoéza.

Prvý sa vyskytuje v žĺtkovom vaku počas embryonálneho vývoja, ktorý vedie k vzniku veľkých jadrových erytroblastov, zatiaľ čo druhý sa vyskytuje v pečeni plodu a po druhom mesiaci tehotenstva pokračuje v kostnej dreni, čím sa vytvárajú menšie enukleované erytrocyty.

Pozitívne ovplyvňujú proces erytropoézy aj iné proteíny, ako je antipoptotický cytokín Bcl-X, ktorého transkripcia je regulovaná transkripčným faktorom GATA-1. Okrem toho je tiež potrebné dodávať železo, vitamín B12 a kyselinu listovú.

Diferenciácia erytroblastov na erytrocyty

V procese definitívnej erytropoézy sa v kostnej dreni vytvárajú erytrocyty z nediferencovanej progenitorovej bunky alebo obyčajného myeloidného progenitora, ktoré sú schopné vyvolať vznik ďalších buniek, ako sú granulocyty, monocyty a krvné doštičky.

Táto bunka musí prijať príslušné extracelulárne signály, aby narušila svoju diferenciáciu na erytroidnú líniu.

Po získaní tohto záväzku sa začína séria diferenciačných udalostí, ktorá začína tvorbou pronormoblastu, tiež známeho ako proerytroblast. Veľká prekurzorová bunka s erytroblastami s jadrom.

Následne bude proerytroblast vykazovať progresívne zníženie objemu jadrových buniek sprevádzané zvýšením syntézy hemoglobínu. Všetky tieto zmeny sa vyskytujú pomaly, keď táto bunka prechádza rôznymi bunkovými štádiami: bazofilný erytroblast alebo normoblast, polychromatický erytroblast a orthochromatický erytroblast.

Tento proces sa končí úplnou stratou jadra, ako aj organel prítomných v orthochromatickom erytroblaste, ktoré pochádzajú zo zrelého erytrocytu.

Aby sa to nakoniec dosiahlo, musí posledne uvedená prejsť fázou retikulocytov, enukleovanou bunkou, ktorá stále obsahuje organely a ribozómy vo svojej cytoplazme. Úplné odstránenie jadra a organel sa uskutočňuje exocytózou.

Zrelé erytrocyty opúšťajú kostnú dreň do krvného riečišťa, kde zostávajú v obehu približne 120 dní, a potom sú pohltené makrofágmi. Preto je erytropoéza proces, ktorý sa vyskytuje nepretržite počas celého života organizmu.

Diferenciácia buniek

Ako erytoblasty postupujú k úplnej diferenciácii na zrelý erytrocyt, prechádzajú niekoľkými zmenami vo svojom cytoskelete, ako aj pri expresii proteínov bunkovej adhézie.

Aktínové mikrovlákna depolymerizujú a zostaví sa nový cytoskelet na báze spektínu. Spektín je proteín periférnej membrány umiestnený na cytoplazmatickej tvári, ktorý interaguje s ankyrinom, proteínom, ktorý sprostredkuje väzbu cytoskeletu s transmembránovým proteínom Band 3.

Tieto zmeny v cytoskelete a vo expresii receptorov Epo, ako aj mechanizmy, ktoré ich modulujú, sú kritické pre dozrievanie erytroidu.

Je to spôsobené skutočnosťou, že sprostredkujú vznik interakcií medzi erytroblastmi a bunkami prítomnými v mikroprostredí kostnej drene, čo uľahčuje prenos potrebných signálov na začatie a ukončenie diferenciácie.

Po ukončení diferenciácie dôjde k novým zmenám, ktoré uprednostňujú stratu adhézie buniek na kostnej dreni a ich uvoľnenie do krvného riečišťa, kde budú plniť svoju funkciu.

Patológie spojené s chybami pri diferenciácii erytroblastov

Chyby pri diferenciácii erytroblastov v kostnej dreni spôsobujú výskyt krvných chorôb, ako sú megaloblastické anémie. Vychádzajú z nedostatkov v dodávaní vitamínu B12 a folátov potrebných na podporu diferenciácie erytroblastov.

Pojem megaloblastika sa týka veľkej veľkosti, do ktorej sa dostávajú erytroblasty a dokonca aj erytrocyty ako produkt neúčinnej erytropoézy charakterizovanej defektnou syntézou DNA.

Referencie

1. Ferreira R, Ohneda K, Yamamoto M, Philipsen S. GATA1 fungujú, paradigma pre transkripčné faktory v hematopoéze. Molekulárna a bunková biológia. 2005; 25 (4): 1215 - 1227.
2. Kingsley PD, Malik J, Fantauzzo KA, Palis J. Yolk primárne erytroblasty pochádzajúce z vakov sa enuklujú počas embryogenézy cicavcov. Blood (2004); 104 (1): 19-25.
3. Konstantinidis DG, Pushkaran S, Johnson JF, Cancelas JA, Manganaris S, Harris CE, Williams AE, Zheng Y, Kalfa TA. Signálne a cytoskeletálne požiadavky pri enukleácii erytroblastov. Krvi. (2012); 119 (25): 6118 - 6127.
4. Migliaccio AR. Enukleácia erytroblastov. Haematologica. 2010; 95: 1985-1988.
5. Shivani Soni, Shashi Bala, Babette Gwynn, Kenneth E, Luanne L, Manjit Hanspal. Neprítomnosť proteínu makrofágov erytroblastov (Emp) vedie k zlyhaniu jadrovej extrúzie erytroblastov. Vestník biologickej chémie. 2006; 281 (29): 20181 - 2019.
6. Skutelsky E, Danon D. Elektrónová mikroskopická štúdia jadrovej eliminácie z neskorého erytroblastu. J Celí Biol. 1967; 33 (3): 625-635.
7. Tordjman R, Delaire S, Plouet J, Ting S, Gaulard P, Fichelson S, Romeo P, Lemarchandel V. Erytroplasty sú zdrojom angiogénnych faktorov. Blood (2001); 97 (7): 1968-1974.