ERYTROPOËSE: STADIA EN HUN KENMERKEN, REGULATIE, STIMULERENDE MIDDELEN - BIOLOGIE - 2026

De erytropoëse is het proces waarbij rode bloedcellen of erytrocyten worden gevormd. Deze bloedcellen hebben bij mensen een gemiddelde levensduur van 4 maanden en kunnen zichzelf niet voortplanten. Daarom moeten er nieuwe erytrocyten worden aangemaakt ter vervanging van degenen die afsterven of verloren gaan door bloedingen.

Bij mannen is het aantal rode bloedcellen ongeveer 54 miljoen per milliliter, terwijl het bij vrouwen iets lager is (48 miljoen). Er gaan dagelijks ongeveer 10 miljoen erytrocyten verloren, dus een vergelijkbaar aantal moet worden vervangen.

Menselijk bloed, erytrocyten of rode bloedcellen en twee witte bloedcellen. Genomen en bewerkt uit: Viascos.

Erytrocyten worden gevormd uit kernhoudende erytroblasten die aanwezig zijn in het rode beenmerg van zoogdieren, terwijl ze bij andere gewervelde dieren voornamelijk in de nieren en milt worden geproduceerd.

Wanneer ze het einde van hun dagen bereiken, fragmenteren ze; dan omvatten cellen die macrofagen worden genoemd ze. Deze macrofagen zijn aanwezig in de lever, het rode beenmerg en de milt.

Wanneer de rode bloedcellen worden vernietigd, wordt het ijzer gerecycled om opnieuw te worden gebruikt, terwijl de rest van het hemoglobine wordt omgezet in een galpigment dat bilirubine wordt genoemd.

Erytropoëse wordt gestimuleerd door een hormoon genaamd erytropoëtine, maar het proces wordt gereguleerd door verschillende factoren, zoals temperatuur en zuurstofdruk.

Stadia en hun kenmerken

Bij volwassen organismen komt erytropoëse voor op gespecialiseerde plaatsen in het rode beenmerg, de zogenaamde erytroblastische eilanden. Voor de vorming van erytrocyten moeten verschillende processen plaatsvinden, gaande van celproliferatie tot de rijping van rode bloedcellen, door verschillende stadia van celdifferentiatie.

Terwijl cellen mitotische delingen ondergaan, nemen hun grootte en die van hun kern af, evenals chromatine-condensatie en hemoglobinisatie. Bovendien trekken ze weg van het gebied van herkomst.

In de laatste stadia verliezen ze de kern en andere organellen en komen ze in de bloedsomloop, migreren door de cytoplasmatische poriën van endotheelcellen.

Sommige auteurs verdelen het hele erytropoëseproces in twee fasen, de eerste van celproliferatie en differentiatie; terwijl anderen het proces verdelen op basis van specifieke kenmerken van de cel in elk stadium, wanneer waargenomen met Wright's vlek. Op basis van het laatste zijn de stadia van erytropoëse:

1-Barstende kolonievormende eenheden

Het zijn de eerste cellen die gevoelig zijn voor erytropoëtine, sommige auteurs noemen ze myeloïde voorlopers, of ook wel BFU-E, naar het Engelse acroniem. Ze worden gekenmerkt door het tot expressie brengen van oppervlakte-antigenen zoals CD34, evenals door de aanwezigheid van erytropoëtinereceptoren in kleine hoeveelheden.

2-Erythroid-kolonievormende cellen

In het Engels afgekort als CFU-E, kunnen ze kleine kolonies erytroblasten produceren. Een ander kenmerk van deze cellen is dat de hoeveelheden erytropoëtinereceptoren veel hoger zijn dan in burst-kolonievormende eenheden.

3-Proerythroblasten

Beschouwd als de eerste rijpingsfase van erytrocyten. Ze worden gekenmerkt door hun grote omvang (14 tot 19 µm volgens sommige auteurs, tot 25 µm volgens anderen). De kern is afgerond en vertoont ook nucleoli en overvloedig chromatine.

Beschouwd als de eerste rijpingsfase van erytrocyten. Ze worden gekenmerkt door hun grote omvang (14 tot 19 µm volgens sommige auteurs, tot 25 µm volgens anderen). De kern is groot, afgerond, met chromatine gerangschikt in de vorm van filamenten en 2 of 3 nucleoli.

In deze fase begint de opname van ijzer in het plasma. Ze hebben een halfwaardetijd van 20 uur om door mitose naar de volgende fase te gaan.

4-basofiele erytroblasten

Ook wel normoblasten genoemd, ze zijn kleiner dan hun voorlopers. Deze cellen kleuren blauw met vitale kleuring, dat wil zeggen, ze zijn basofiel. De kern is verdicht, de nucleoli zijn verdwenen en ze hebben een groot aantal ribosomen. In deze fase begint de synthese van hemoglobine.

In het begin staan ​​ze bekend als Type I basofiele erytroblasten en na een mitotische deling transformeren ze in Type II, die basofielen blijven en een grotere hemoglobinesynthese vertonen. De geschatte duur van beide cellen samen is vergelijkbaar met die van proerythroblasten.

Hemoglobine. Genomen en bewerkt uit: Zephyris op de Engelstalige Wikipedia.

5-polychromatofiele erytroblasten

Ze worden gevormd door mitotische deling van type II basofiele erytroblasten en zijn de laatste cellen die zich kunnen delen door mitose. Hun grootte varieert van 8 tot 12 µm en ze hebben een ronde en gecondenseerde kern.

Het cytoplasma van deze cellen is loodgrijs gekleurd met Wright's kleurstof. Het heeft een hoge concentratie hemoglobine en het aantal ribosomen blijft hoog.

6-orthochromatische erytroblasten

De kleur van deze cellen is roze of rood vanwege de hoeveelheid hemoglobine die ze hebben. Zijn grootte is iets kleiner dan die van zijn voorlopers (7 tot 10 µm) en hij heeft een kleine kern, die door exocytose zal worden verdreven wanneer de cellen rijpen.

7-reticulocyten

Ze worden gevormd door differentiatie van orthochromatische erytroblasten, verliezen organellen en vullen hun cytoplasma met hemoglobine. Ze blijven twee tot drie dagen in het rode beenmerg totdat ze naar het bloed migreren, waar ze hun rijping zullen voltooien.

8-Erytrocyten

Het zijn de volwassen gevormde elementen, het eindproduct van erytropoëse en die worden gevormd door de rijping van reticulocyten. Ze hebben een biconcave vorm vanwege de afwezigheid van een kern en de interactie tussen het erytrocytcytoskelet en twee eiwitten genaamd spectrine en actine.

Het zijn de meest voorkomende bloedcellen, ze worden gevormd uit reticulocyten. Bij zoogdieren hebben ze een biconcave vorm vanwege de afwezigheid van een kern en de interactie tussen het erytrocytcytoskelet en twee eiwitten genaamd spectrine en actine. Bij andere gewervelde dieren zijn ze afgerond en behouden ze de kern.

Erytropoëse proces. Genomen en bewerkt uit A.mikalauskas op de Litouwse taal Wikipedia

Regulatie van erytropoëse

Hoewel erytropoëtine de vorming van rode bloedcellen stimuleert om het zuurstoftransporterend vermogen van het bloed te verbeteren, zijn er verschillende fundamentele mechanismen om deze vorming te reguleren, waaronder:

Zuurstofdruk

De zuurstofconcentratie in het bloed reguleert de erytropoëse. Wanneer deze concentratie in de bloedstroom naar de nier erg laag is, wordt de aanmaak van rode bloedcellen gestimuleerd.

Deze lage concentratie van O2 in het weefsel kan optreden als gevolg van hypoxemie, bloedarmoede, renale ischemie of wanneer de affiniteit van hemoglobine voor dit gas hoger is dan normaal.

Miescher was in 1893 de eerste die de relatie tussen weefselhypoxie en erytropoëse suggereerde. Deze hypoxie stimuleert het beenmerg echter niet direct om rode bloedcellen aan te maken, zoals Miescher suggereerde. Het zorgt er eerder voor dat de nieren het hormoon erytropoëtine produceren.

De productie van erytropoëtine als gevolg van weefselhypoxie wordt genetisch gereguleerd en de receptoren die dergelijke hypoxie detecteren, worden in de nier aangetroffen. De productie van erytropoëtine wordt ook verhoogd als gevolg van een daling van de partiële zuurstofdruk in het weefsel na een bloeding.

De cellen die erytropoëtine maken, worden in de nieren en lever aangetroffen. De toename van de productie van dit hormoon tijdens bloedarmoede is te wijten aan een toename van het aantal cellen dat het produceert.

Testosteron

Testosteron reguleert indirect de erytropoëse door het ijzerniveau in het bloed te reguleren. Dit hormoon werkt direct in op de werking van een cytoplasmatisch eiwit genaamd BMP-Smad (botmorfogenetisch eiwit-Smad voor zijn acroniem in het Engels) in hepatocyten.

Door de werking van testosteron wordt de hepcidinetranscriptie onderdrukt. Dit hepcidine verhindert de passage van ijzer van cellen naar plasma van macrofagen die ijzer recyclen, wat leidt tot een drastische afname van bloedijzer.

Wanneer hypoferriëmie optreedt, zal er een remming van erytropoëtine zijn, omdat er geen ijzer zal zijn voor de productie van erytrocyten.

Temperatuur

Er is aangetoond dat temperatuur een effect heeft op erythripoëse. Blootstelling aan zeer lage temperaturen veroorzaakt de noodzaak om warmte in de stoffen te produceren.

Dit vereist een toename van het aantal erytrocyten om zuurstof aan perifere weefsels te leveren. Het is echter niet helemaal duidelijk hoe dit soort regulering tot stand komt.

Paracriene regelgeving

Blijkbaar is er een productie van erytropoëtine door de neuronen van het centrale zenuwstelsel, om zichzelf te beschermen tegen ischemische schade en apoptose. Wetenschappers hebben het echter nog niet kunnen bewijzen.

Erytropoëse-stimulerende middelen

Erytropoëse-stimulerende middelen (ESA's) zijn middelen die verantwoordelijk zijn voor het stimuleren van de productie van erytrocyten. Erytropoëtine is het hormoon dat van nature verantwoordelijk is voor dit proces, maar er zijn ook synthetische producten met vergelijkbare eigenschappen.

Erytropoëtine is een hormoon dat voornamelijk in de nieren wordt gesynthetiseerd. Tijdens de vroege stadia van ontwikkeling is de lever ook betrokken bij de actieve productie van erytropoëtine. Naarmate de ontwikkeling vordert, speelt dit laatste lichaam echter minder een rol in het proces.

De erytrocyt begint receptoren voor erytropoëtine op het membraanoppervlak te verspreiden. Erytropoëtine activeert een reeks intercellulaire signaaltransductiecascades die aanvankelijk hemoglobinesynthese produceren en ervoor zorgen dat reticulocyten sneller werken en in de bloedsomloop worden vrijgegeven.

Kunstmatige ESA's

Kunstmatige ESA's worden ingedeeld in generaties (eerste tot derde), afhankelijk van de datum waarop ze zijn gemaakt en op de markt zijn gebracht. Ze zijn structureel en functioneel vergelijkbaar met erytropoëtine.

De eerste generatie ESA's staan ​​bekend als epoëtine alfa, bèta en delta. De eerste twee worden geproduceerd door recombinatie uit dierlijke cellen en hebben een halfwaardetijd van ongeveer 8 uur in het lichaam. Epoëtine-delta wordt op zijn beurt gesynthetiseerd uit menselijke cellen.

Darbepoetin alfa is een tweede generatie ESA, geproduceerd uit Chinese hamstercellen met behulp van technologie genaamd recombinant DNA. Het heeft een halfwaardetijd van meer dan drie keer die van ESA's van de eerste generatie. Net als bij epoëtines, hebben sommige topsporters darbepoëtine gebruikt als dopingmiddel.

Continuous Erythropoetin Receptor Activator, of CERA voor het acroniem in het Engels, is de generieke naam voor ESA's van de derde generatie. Ze proberen niet de structuur en functie van erytropoëtine te simuleren, maar werken door de receptor ervan te stimuleren, waardoor de effecten ervan toenemen.

De halfwaardetijd is enkele weken in plaats van uren, zoals bij de vorige medicijnen. Commercieel gebruikt sinds 2008, maar het illegale gebruik ervan bij sportactiviteiten dateert blijkbaar twee tot drie jaar vóór de legale commercialisering ervan.

Ineffectieve erytropoëse

Ineffectieve of ondoelmatige erytropoëse treedt op wanneer de gevormde rode bloedcellen defect zijn en gewoonlijk worden vernietigd vóór of kort na het verlaten van het beenmerg.

Ineffectieve erytropoëse kan te wijten zijn aan defecten in de synthese van nucleïnezuren, de heemgroep of globines. Deze defecten veroorzaken verschillende soorten bloedarmoede.

Defecten in nucleïnezuursynthese

In dit geval is er een tekort aan foliumzuur en cobalamine, de synthese van DNA wordt geremd in de kern van de erytrocytpromotorcellen, zodat ze mitotisch niet kunnen delen. Het cytoplasma, van zijn kant, vergroot zijn volume (macrocytose), waardoor een grote cel ontstaat die megaloblast wordt genoemd.

In deze gevallen ontstaat een reeks anemieën die megaloblastaire anemieën worden genoemd, waarvan de meest voorkomende pernicieuze anemie is. Bij deze ziekte is er geen opname van vitamine B12 in de dunne darm.

Andere oorzaken van megaloblastaire bloedarmoede zijn onder meer spijsverteringsstoornissen, malabsorptie, foliumzuurgebrek en door bepaalde medicijnen.

Symptomen van dit type bloedarmoede zijn onder meer abnormale bleekheid, prikkelbaarheid, verlies van eetlust, diarree, moeilijk lopen of spierzwakte. Afhankelijk van de oorzaak kan het worden behandeld met vitamine- of foliumzuursupplementen.

Gebreken in de synthese van de heemgroep

Ineffectieve erytropoëse als gevolg van een tekort aan ijzersynthese kan twee soorten bloedarmoede veroorzaken; microcytaire anemie als gevolg van ijzertekort en sideroblastische anemie.

Microcytaire anemie is een groep anemieën die wordt gekenmerkt door kleine en bleke rode bloedcellen, die verschillende oorzaken kunnen hebben, waaronder thalassemie en ineffectieve erytropoëse.

Bij sideroblastische anemie zijn de ijzer- en hemosiderinespiegels erg hoog. Haemosiderin is een geel pigment afgeleid van hemoglobine en verschijnt wanneer het metaalgehalte hoger is dan normaal. Dit type bloedarmoede veroorzaakt de dood van basofielen in het rode beenmerg en er is geen synthese van hemoglobine.

Bloedarmoede door ijzertekort. Genomen en bewerkt uit: Erhabor Osaro (universitair hoofddocent).

Het wordt sideroblastische anemie genoemd omdat de erytrocyten zich abnormaal ontwikkelen als gevolg van de ophoping van ijzer in de vorm van korrels, die de naam sideroblasten krijgen. Sideroblastaire anemie kan aangeboren zijn of het kan secundair zijn en verschillende oorzaken hebben.

Gebreken in globinesynthese

In dit geval treden sikkelcelanemie en bèta-thalassemie op. Sikkelcelanemie is ook bekend als sikkelcelanemie. Het wordt geproduceerd door een genetische mutatie die leidt tot de vervanging van valine door glutaminezuur tijdens de synthese van bètaglobine.

Door deze substitutie neemt de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof af en treedt atrofie van de erytrocyt op, die een sikkelvorm krijgt in plaats van de normale biconcave schijfvorm. De patiënt met sikkelcelanemie is vatbaar voor micro-infarcten en hemolyse.

Thalassemie is een ziekte die wordt veroorzaakt door een inadequate genetische codering van α- en β-globines die leidt tot vroegtijdige dood van de erytrocyt. Er zijn ongeveer honderd verschillende mutaties die thalassemie kunnen veroorzaken met verschillende gradaties van ernst.

Referenties

1. Erithropoiese. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
2. JP Labbrozzi (2015). Productie van erytrocyten uit CD34 ⁺ -cellen uit navelstrengbloed. Proefschrift. Autonome Universiteit van Barcelona. Spanje.
3. H. Parrales (2018). Fysiologie van erytropoëse. Opgehaald van cerebromedico.com.
4. Bloedarmoede. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
5. Erithropoëse stimulerend middel. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
6. Ineffectieve erithropoëse. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.