ERYTHROBLASTEN: WAT ZIJN HET, ERYTROPOËSE, BIJBEHORENDE PATHOLOGIEËN - BIOLOGIE - 2026

De erytroblasten zijn voorlopercellen van gewervelde erytrocyten. De afname van de zuurstofconcentratie in de weefsels zal de celdifferentiatie in deze cellen bevorderen, waardoor rijpe erytrocyten ontstaan. De reeks van al deze gebeurtenissen staat bekend als erytropoëse.

Tijdens erytropoëse neemt de hemoglobinesynthese toe. Een overvloedig eiwit in erytrocyten dat de afgifte van zuurstof aan de weefsels en de ontgifting van koolstofdioxide daaruit bemiddelt, een afvalproduct van cellulaire ademhaling dat giftig is voor cellen.

Gekleurd uitstrijkje van erytroblasten, voorlopercellen van rijpe erytrocyten. Door The Armed Forces Institute of Pathology (AFIP), van Wikimedia Commons Het totale verlies van de kern, evenals de cellulaire organellen, markeert het hoogtepunt van het erytropoëseproces in zoogdierlijke gewervelde cellen. In de rest van gewervelde dieren zoals reptielen, blijft de kern bestaan ​​zodra het differentiatieproces is voltooid.

Fouten in het differentiatieproces van de erytroblasten leiden tot een reeks bloedpathologieën die samen megaloblastaire anemieën worden genoemd.

Wat zijn erytrocyten?

Afbeelding van erytrocyten verkregen door holografische microscopie. Door Egelberg, van Wikimedia Commons Rode bloedcellen, algemeen bekend als rode bloedcellen, zijn de meest voorkomende cellen in bloed van gewervelde dieren.

Ze hebben een karakteristieke morfologie die lijkt op biconcave schijven en hun belangrijkste functie is om het transport van zuurstof (O2) naar de verschillende weefsels van het lichaam uit te voeren, terwijl het ze tegelijkertijd ontgift van het koolstofdioxide (CO2) dat wordt geproduceerd tijdens cellulaire ademhaling. .

Deze uitwisseling van CO2 voor O2 is mogelijk omdat deze cellen grote hoeveelheden van een karakteristiek rood eiwit bevatten, hemoglobine genaamd, dat in staat is om in wisselwerking te treden met beide chemische soorten via een heemgroep die in hun structuur aanwezig is.

Een bijzonderheid van deze cellen bij zoogdieren met betrekking tot de rest van gewervelde dieren is het ontbreken van celkern en cytoplasmatische organellen. Tijdens de eerste productiefasen in de vroege stadia van de embryonale ontwikkeling is echter waargenomen dat de cellulaire voorlopers waaruit ze afkomstig zijn, een tijdelijke kern vertonen.

Dat laatste is niet verrassend, aangezien de vroege stadia van de embryonale ontwikkeling gewoonlijk bij alle gewervelde dieren vergelijkbaar zijn, en alleen die stadia die tot grotere differentiatie leiden, divergeren.

Wat zijn erytroblasten?

Erythroblasten zijn cellen die aanleiding geven tot rijpe erytrocyten na opeenvolgende gebeurtenissen van celdifferentiatie.

Deze voorlopercellen zijn afkomstig van een gemeenschappelijke myeloïde voorlopercellen in het beenmerg van vertebraten als kernhoudende cellen, voorzien van kernen en cellulaire organellen.

Veranderingen in de inhoud van zijn cytoplasma en in de herschikking van het cytoskelet zullen culmineren in het genereren van erytrocyten die klaar zijn om in de bloedsomloop te komen. Deze veranderingen reageren op prikkels uit de omgeving die indicatief zijn voor de afname van zuurstof in de weefsels en daarom een ​​vraag naar de productie van erytrocyten.

Wat is erytropoëse?

Erytropoëse is de term die wordt gebruikt om het proces te definiëren waarmee de productie en ontwikkeling van rode bloedcellen plaatsvindt, nodig om de zuurstoftoevoer naar de verschillende organen en weefsels te behouden.

Dit proces wordt nauwkeurig gereguleerd door de werking van erytropoëtine (EPO), een renaal synthesehormoon dat op zijn beurt wordt gemoduleerd door de zuurstofconcentraties die beschikbaar zijn in de weefsels.

Lage concentraties weefselzuurstof induceren de synthese van EPO door de hypoxie-induceerbare transcriptiefactor (HIF-1), die de proliferatie van erytrocyten stimuleert door binding aan EpoR-receptoren die aanwezig zijn in erytrocytvoorlopercellen.

Bij zoogdieren wordt erytropoëse uitgevoerd in twee fasen die primitieve erytropoëse en definitieve erytropoëse worden genoemd.

De eerste komt voor in de dooierzak tijdens de embryonale ontwikkeling en geeft aanleiding tot grote erytroblasten met kern, terwijl de laatste zich voordoet in de lever van de foetus en zich voortzet in het beenmerg na de tweede maand van de zwangerschap, waarbij kleinere erytrocyten zonder kern ontstaan.

Andere eiwitten zoals het antipoptotische cytokine Bcl-X, waarvan de transcriptie wordt gereguleerd door de transcriptiefactor GATA-1, hebben ook een positieve invloed op het erytropoëseproces. Daarnaast is de aanvoer van ijzer, vitamine B12 en foliumzuur ook noodzakelijk.

Differentiatie van erytroblasten in erytrocyten

Bij het proces van definitieve erytropoëse worden erytrocyten gevormd in het beenmerg van een ongedifferentieerde voorlopercellen of een gemeenschappelijke myeloïde voorlopercellen die andere cellen kunnen voortbrengen, zoals granulocyten, monocyten en bloedplaatjes.

Deze cel moet de juiste extracellulaire signalen ontvangen om zijn differentiatie in de erytroïde lijn in gevaar te brengen.

Zodra deze toewijding is verworven, begint een reeks differentiatiegebeurtenissen die begint met de vorming van de pronormoblast, ook bekend als de proerythroblast. Een grote erytroblast-precursorcel met een kern.

Vervolgens zal de proerythroblast een geleidelijke afname van het nucleaire celvolume ervaren, vergezeld van een toename van de hemoglobinesynthese. Al deze veranderingen vinden langzaam plaats terwijl deze cel verschillende celstadia doorloopt: de basofiele erytroblast of normoblast, polychromatische erytroblast en orthochromatische erytroblast.

Het proces eindigt met het totale verlies van de kern, evenals van de organellen die aanwezig zijn in de orthochromatische erytroblast, afkomstig van een volwassen erytrocyt.

Om dit uiteindelijk te bereiken, moet de laatste het reticulocytstadium doorlopen, een cel zonder kern die nog steeds organellen en ribosomen in zijn cytoplasma bevat. De volledige eliminatie van de kern en organellen wordt uitgevoerd door exocytose.

Rijpe erytrocyten verlaten het beenmerg in de bloedbaan, waar ze ongeveer 120 dagen blijven circuleren, voordat ze worden ingeslikt door macrofagen. Daarom is erytropoëse een proces dat continu plaatsvindt gedurende de hele levensduur van een organisme.

Celdifferentiatie

Naarmate erythoblasten zich ontwikkelen tot volledige differentiatie tot een volwassen erytrocyt, ondergaan ze meerdere veranderingen in hun cytoskelet, evenals in de expressie van celadhesie-eiwitten.

Actine-microfilamenten depolymeriseren en een nieuw op spectrine gebaseerd cytoskelet wordt geassembleerd. Spectrine is een perifeer membraaneiwit dat zich op het cytoplasmatische oppervlak bevindt en dat een interactie aangaat met ankyrine, een eiwit dat de binding van het cytoskelet met het transmembraaneiwit van Band 3 medieert.

Deze veranderingen in het cytoskelet en in de expressie van Epo-receptoren, evenals de mechanismen die deze moduleren, zijn cruciaal voor de rijping van de erytroïde.

Dit komt door het feit dat ze de totstandbrenging van interacties tussen erytroblasten en cellen in de micro-omgeving van het beenmerg bemiddelen, waardoor de overdracht van de noodzakelijke signalen om differentiatie te beginnen en te beëindigen wordt vergemakkelijkt.

Zodra de differentiatie is voltooid, treden nieuwe veranderingen op die het verlies van adhesie van de cellen aan het merg en hun afgifte in de bloedbaan bevorderen, waar ze hun functie zullen vervullen.

Pathologieën geassocieerd met fouten in de differentiatie van erytroblasten

Fouten bij de differentiatie van erytroblasten in het beenmerg leiden tot het optreden van bloedziekten, zoals megaloblastaire anemie. Deze komen voort uit tekorten in de aanvoer van vitamine B12 en folaten die nodig zijn om de differentiatie van de erytroblasten te bevorderen.

De term megaloblastisch verwijst naar de grote omvang die erytroblasten en zelfs erytrocyten bereiken als een product van ineffectieve erytropoëse die wordt gekenmerkt door een gebrekkige DNA-synthese.

Referenties

1. Ferreira R, Ohneda K, Yamamoto M, Philipsen S.GATA1-functie, een paradigma voor transcriptiefactoren bij hematopoëse. Moleculaire en cellulaire biologie. 2005; 25 (4): 1215-1227.
2. Kingsley PD, Malik J, Fantauzzo KA, Palis J.Dooierzak-afgeleide primitieve erytroblasten enucleeren tijdens de embryogenese van zoogdieren. 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. Signalering en cytoskeletvereisten bij erythroblast-enucleatie. Bloed. (2012); 119 (25): 6118-6127.
4. Migliaccio AR. Erythroblast Enucleation. Haematologica. 2010; 95: 1985-1988.
5. Shivani Soni, Shashi Bala, Babette Gwynn, Kenneth E, Luanne L, Manjit Hanspal. Afwezigheid van Erythroblast Macrophage Protein (Emp) leidt tot het falen van erythroblast nucleaire extrusie. The Journal of biologische chemie. 2006; 281 (29): 20181-20189.
6. Skutelsky E, Danon D.Een elektronenmicroscopisch onderzoek naar nucleaire eliminatie uit de late erytroblast. J Cell Biol.1967; 33 (3): 625-635.
7. Tordjman R, Delaire S, Plouet J, Ting S, Gaulard P, Fichelson S, Romeo P, Lemarchandel V. Erythroblasten zijn een bron van angiogene factoren. Blood (2001); 97 (7): 1968-1974.