Indhold
- Hvad er erytrocytter?
- Hvad er erythroblaster?
- Hvad er erythropoiesis?
- Differentiering af erythroblaster til erythrocytter
- Celledifferentiering
- Patologier forbundet med fejl i erythroblast-differentiering
- Referencer
Det erythroblaster de er forløberceller af hvirveldyrs erythrocytter. Faldet i iltkoncentration i vævene vil fremme cellulære differentieringshændelser i disse celler, der vil give anledning til modne erytrocytter. Sættet med alle disse begivenheder er kendt som erythropoiesis.
Under erythropoiesis øges hæmoglobinsyntese. Et rigeligt protein i erytrocytter, der medierer tilførsel af ilt til vævene og afgiftning af kuldioxid fra dem, et affaldsprodukt fra cellulær respiration, der er giftigt for celler.
Det samlede tab af kernen såvel som de cellulære organeller markerer kulminationen af erythropoieseprocessen i pattedyrs hvirveldyrsceller. I resten af hvirveldyr som krybdyr fortsætter kernen, når differentieringsprocessen er afsluttet.
Fejl i differentieringsprocessen af erythroblaster giver anledning til et sæt blodpatologier, der kollektivt kaldes megaloblastiske anæmier.
Hvad er erytrocytter?
Erytrocytter, almindeligvis kendt som røde blodlegemer, er de mest rigelige celler i hvirveldyrsblod.
De har en karakteristisk morfologi svarende til bikoncave skiver, og deres hovedfunktion er at udføre transporten af ilt (O2) til de forskellige væv i kroppen, samtidig med at det afgifter dem fra den kuldioxid (CO2), der produceres under cellulær respiration. .
Denne udveksling af CO2 med O2 er mulig, fordi disse celler rummer store mængder af et karakteristisk rødt protein kaldet hæmoglobin, der er i stand til at interagere med begge kemiske arter gennem en hæmgruppe, der er til stede i deres struktur.
En særlig egenskab ved disse celler i pattedyr med hensyn til resten af hvirveldyr er manglen på kerne og cytoplasmatiske organeller. Imidlertid er det i de indledende faser af produktionen i de tidlige stadier af den embryonale udvikling blevet observeret, at de cellulære forløbere, hvorfra de stammer, udgør en forbigående kerne.
Sidstnævnte er ikke overraskende i betragtning af at de første faser af embryonudviklingen normalt er ens i alle hvirveldyr, hvilket kun divergerer de faser, der kompromitterer større differentiering.
Hvad er erythroblaster?
Erythroblaster er celler, der vil give anledning til modne erythrocytter efter at have gennemgået på hinanden følgende begivenheder med celledifferentiering.
Disse forløberceller stammer fra en fælles myeloid stamfader i hvirveldyrs knoglemarv som kerneholdige celler forsynet med kerner og cellulære organeller.
Ændringer i indholdet af dets cytoplasma og i omlægningen af cytoskelettet vil kulminere i dannelsen af erytrocytter, der er klar til at komme i omløb. Disse ændringer reagerer på miljømæssige stimuli, der indikerer faldet i ilt i vævene og derfor et behov i produktionen af erytrocytter.
Hvad er erythropoiesis?
Erythropoiesis er det udtryk, der bruges til at definere den proces, hvormed produktion og udvikling af røde blodlegemer finder sted, som er nødvendige for at opretholde iltforsyningen til de forskellige organer og væv.
Denne proces reguleres fint af virkningen af erythropoietin (EPO), et nyresyntesehormon, der igen moduleres af de iltkoncentrationer, der er tilgængelige i vævene.
Lave koncentrationer af vævsoxygen inducerer syntese af EPO ved den hypoxi-inducerbare transkriptionsfaktor (HIF-1), som stimulerer proliferationen af erythrocytter ved binding til EpoR-receptorer, der er til stede i erythrocytforløberceller.
Hos pattedyr udføres erythropoiesis i to faser, der kaldes primitiv erythropoiesis og definitiv erythropoiesis.
Førstnævnte forekommer i æggeblommesækken under fosterudvikling, hvilket giver anledning til store kerneholdige erythroblaster, mens sidstnævnte forekommer i føtal lever og fortsætter i knoglemarven efter anden graviditetsmåned, hvilket genererer mindre enuklerede erytrocytter.
Andre proteiner, såsom det antipoptotiske cytokin Bcl-X, hvis transkription er reguleret af transkriptionsfaktoren GATA-1, påvirker også erythropoieseprocessen positivt. Derudover er levering af jern, vitamin B12 og folinsyre også nødvendig.
Differentiering af erythroblaster til erythrocytter
Under processen med endelig erythropoiesis dannes erythrocytter i knoglemarven fra en udifferentieret stamceller eller almindelig myeloid stamfader, der er i stand til at give anledning til andre celler, såsom granulocytter, monocytter og blodplader.
Denne celle skal modtage de passende ekstracellulære signaler for at kompromittere dens differentiering i erythroid-slægten.
Når først denne forpligtelse er erhvervet, begynder en sekvens af differentieringsbegivenheder, der begynder med dannelsen af pronormoblasten, også kendt som proerythroblast. En stor erythroblast-forløbercelle med en kerne.
Derefter vil proerythroblasten opleve et progressivt fald i nuklear cellevolumen ledsaget af en stigning i hæmoglobinsyntese. Alle disse ændringer forekommer langsomt, når denne celle passerer gennem forskellige celletrin: basofil erythroblast eller normoblast, polychromatisk erythroblast og ortochromatisk erythroblast.
Processen afsluttes med det samlede tab af kernen såvel som af de organeller, der er til stede i den ortokromatiske erythroblast, hvilket forårsager en moden erythrocyt.
For endelig at nå dette, skal sidstnævnte passere gennem reticulocyt-stadiet, en enukleret celle, der stadig indeholder organeller og ribosomer i dens cytoplasma. Den komplette fjernelse af kernen og organellerne udføres ved exocytose.
Modne erytrocytter går ud af knoglemarven i blodbanen, hvor de forbliver i cirkulation i ca. 120 dage, før de sluges af makrofager. Derfor er erythropoiesis en proces, der sker kontinuerligt gennem en organisms liv.
Celledifferentiering
Da erytoblaster udvikler sig mod fuldstændig differentiering til en moden erytrocyt, gennemgår de flere ændringer i deres cytoskelet såvel som i ekspressionen af celleadhæsionsproteiner.
Actin-mikrofilamenter depolymeriseres, og et nyt spektrinbaseret cytoskelet samles. Spectrin er et perifert membranprotein placeret på det cytoplasmatiske ansigt, der interagerer med ankyrin, et protein, der formidler bindingen af cytoskelettet med det 3-transmembrane protein.
Disse ændringer i cytoskelettet og i ekspressionen af Epo-receptorer såvel som de mekanismer, der modulerer dem, er kritiske for erythroid modning.
Dette skyldes, at de formidler etableringen af interaktioner mellem erythroblaster og celler, der er til stede i mikromiljøet i knoglemarven, hvilket letter transmission af de nødvendige signaler for at begynde og afslutte differentiering.
Når differentieringen er afsluttet, opstår der nye ændringer, som favoriserer tabet af vedhæftning af cellerne til margen og deres frigivelse i blodbanen, hvor de vil udføre deres funktion.
Patologier forbundet med fejl i erythroblast-differentiering
Fejl under differentieringen af erytroblaster i knoglemarven giver anledning til udseende af blodsygdomme, såsom megaloblastiske anæmier. Disse stammer fra mangler i tilførslen af vitamin B12 og folater, der er nødvendige for at fremme erythroblastdifferentiering.
Udtrykket megaloblastisk henviser til den store størrelse, som erythroblaster og endda erythrocytter når som et produkt af ineffektiv erythropoiesis karakteriseret ved defekt DNA-syntese.
Referencer
- Ferreira R, Ohneda K, Yamamoto M, Philipsen S. GATA1-funktion, et paradigme for transkriptionsfaktorer i hæmatopoiesis. Molekylær og cellulær biologi. 2005; 25 (4): 1215-1227.
- Kingsley PD, Malik J, Fantauzzo KA, Palis J. Blomme sac-afledte primitive erythroblaster enucleate under pattedyrs embryogenese. Blood (2004); 104 (1): 19-25.
- Konstantinidis DG, Pushkaran S, Johnson JF, Cancelas JA, Manganaris S, Harris CE, Williams AE, Zheng Y, Kalfa TA. Signalering og cytoskeletale krav i erythroblast enucleation. Blod. (2012); 119 (25): 6118-6127.
- Migliaccio AR. Erythroblast Enucleation. Haematologica. 2010; 95: 1985-1988.
- Shivani Soni, Shashi Bala, Babette Gwynn, Kenneth E, Luanne L, Manjit Hanspal. Fravær af Erythroblast Makrofagprotein (Emp) fører til svigt af Erythroblast Nuclear Extrusion. Journal of biologisk kemi. 2006; 281 (29): 20181-20189.
- Skutelsky E, Danon D. En elektronmikroskopisk undersøgelse af nuklear eliminering fra den sene erythroblast. J Cell Biol. 1967; 33 (3): 625-635.
- Tordjman R, Delaire S, Plouet J, Ting S, Gaulard P, Fichelson S, Romeo P, Lemarchandel V. Erythroblaster er en kilde til angiogene faktorer. Blood (2001); 97 (7): 1968-1974.
