ERYTROPLASTY: CO JSOU ZAČ, ERYTROPOÉZA, PŘIDRUŽENÉ PATOLOGIE - BIOLOGIE - 2025

Tyto erytroblasty jsou prekurzorové buňky obratlovců erytrocyty. Snížení koncentrace kyslíku v tkáních bude podporovat buněčnou diferenciační událost v těchto buňkách, která povede ke vzniku zralých erytrocytů. Soubor všech těchto událostí je znám jako erytropoéza.

Během erytropoézy se zvyšuje syntéza hemoglobinu. Bohatý protein v erytrocytech, který zprostředkovává dodávání kyslíku do tkání a detoxikaci oxidu uhličitého z nich, což je odpadní produkt buněčného dýchání, který je pro buňky toxický.

Barevný nátěr erytroblastů, prekurzorové buňky zralých erytrocytů. Patologický ústav ozbrojených sil (AFIP) z Wikimedia Commons Úplná ztráta jádra i buněčných organel značí vyvrcholením procesu erytropoézy v savčích buňkách obratlovců. U ostatních obratlovců, jako jsou plazi, jádro přetrvává, jakmile proces diferenciace skončí.

Chyby v procesu diferenciace erytroblastů vedou k souboru krevních patologií, které se souhrnně nazývají megaloblastické anémie.

Co jsou erytrocyty?

Obrázek erytrocytů získaných holografickou mikroskopií. Egelberg, od Wikimedia Commons.Red červené krvinky, obecně známé jako červené krvinky, jsou nejhojnějšími buňkami krve obratlovců.

Mají charakteristickou morfologii podobnou bikonkávním kotoučům a jejich hlavní funkcí je provádět transport kyslíku (O2) do různých tkání těla a současně je detoxikovat z oxidu uhličitého (CO2) produkovaného během buněčného dýchání..

Tato výměna CO2 za O2 je možná, protože tyto buňky obsahují velká množství charakteristického červeného proteinu zvaného hemoglobin, který je schopen interagovat s oběma chemickými druhy prostřednictvím skupiny hem přítomné v jejich struktuře.

Zvláštností těchto buněk u savců s ohledem na zbytek obratlovců je nedostatek jaderných a cytoplazmatických organel. Avšak během počátečních fází produkce v raných stádiích embryonálního vývoje bylo pozorováno, že buněčné prekurzory, ze kterých pocházejí, představují přechodné jádro.

Posledně jmenovaný není překvapující vzhledem k tomu, že časná stadia vývoje embrya jsou obvykle u všech obratlovců podobná, liší se pouze ve stadiích, která vedou k větší diferenciaci.

Co jsou erytroblasty?

Erythroblasty jsou buňky, které po vzniku následných diferenciací buněk způsobí zrání erytrocytů.

Tyto prekurzorové buňky pocházejí ze společného myeloidního progenitoru v kostní dřeni obratlovců jako jaderné buňky, opatřené jádry a buněčnými organely.

Změny v obsahu jeho cytoplazmy a přestavbě cytoskeletu vyvrcholí tvorbou erytrocytů připravených pro vstup do oběhu. Tyto změny reagují na podněty prostředí svědčící o poklesu kyslíku v tkáních, a tedy i na potřebu produkce erytrocytů.

Co je erytropoéza?

Erytropoéza je termín používaný k definování procesu, jímž dochází k produkci a vývoji červených krvinek, které jsou nezbytné k udržování přísunu kyslíku do různých orgánů a tkání.

Tento proces je jemně regulován působením erytropoetinu (EPO), hormonu syntézy ledvin, který je zase modulován koncentrací kyslíku dostupnými v tkáních.

Nízké koncentrace tkáňového kyslíku indukují syntézu EPO pomocí hypoxií indukovatelného transkripčního faktoru (HIF-1), který stimuluje proliferaci erytrocytů vazbou k receptorům EpoR přítomným v prekurzorových buňkách erytrocytů.

U savců se erytropoéza provádí ve dvou fázích, které se nazývají primitivní erytropoéza a definitivní erytropoéza.

První se vyskytuje ve žloutkovém vaku během embryonálního vývoje, což vede k vzniku velkých nukleovaných erytroblastů, zatímco druhý se vyskytuje v fetální játrech a pokračuje v kostní dřeni po druhém měsíci těhotenství, čímž se vytvářejí menší enukleované erytrocyty.

Pozitivně ovlivňují proces erytropoézy i další proteiny, jako je antipoptotický cytokin Bcl-X, jehož transkripce je regulována transkripčním faktorem GATA-1. Kromě toho je také nutné dodávat železo, vitamín B12 a kyselinu listovou.

Diferenciace erytroblastů na erytrocyty

Při procesu konečné erytropoézy se v kostní dřeni vytvářejí erytrocyty z nediferencované progenitorové buňky nebo obyčejného myeloidního progenitoru schopného vyvolat vznik dalších buněk, jako jsou granulocyty, monocyty a krevní destičky.

Tato buňka musí přijímat příslušné extracelulární signály, aby narušila její diferenciaci na erythroidní linii.

Jakmile je tento závazek získán, začíná sekvence diferenciačních událostí, která začíná vytvořením pronormoblastu, známého také jako proerythroblast. Velká prekurzorová buňka s erytroblasty s jádrem.

Následně bude proerythroblast zažívat progresivní pokles objemu jaderných buněk doprovázený zvýšením syntézy hemoglobinu. Všechny tyto změny se objevují pomalu, když tato buňka prochází různými buněčnými stádii: basofilním erytroblastem nebo normoblastem, polychromatickým erytroblastem a orthochromatickým erytroblastem.

Proces končí úplnou ztrátou jádra, jakož i organel přítomných v orthochromatickém erytroblastu, které pocházejí z zralého erytrocytu.

Abychom toho dosáhli, musí poslední projít fází retikulocytů, enukleovanou buňkou, která ve své cytoplazmě stále obsahuje organely a ribozomy. Úplné odstranění jádra a organel se provádí exocytózou.

Zralé erytrocyty opouštějí kostní dřeň do krevního řečiště, kde zůstávají v oběhu po dobu přibližně 120 dnů, než jsou spolknuty makrofágy. Proto je erytropoéza proces, který probíhá nepřetržitě po celý život organismu.

Buněčná diferenciace

Jak erytoblasty postupují k úplné diferenciaci na zralý erytrocyt, podléhají mnohonásobným změnám v jejich cytoskeletu a také v expresi proteinů buněčné adheze.

Aktinová mikrofilamenta depolymerizuje a sestaví se nový cytoskeleton založený na spektrinech. Spektrin je protein periferní membrány lokalizovaný na cytoplazmatické tváři, který interaguje s ankyrinem, proteinem, který zprostředkovává vazbu cytoskeletu s transmembránovým proteinem Band 3.

Tyto změny v cytoskeletu a ve expresi receptorů Epo, jakož i mechanismů, které je modulují, jsou kritické pro maturaci erytroidu.

Důvodem je skutečnost, že zprostředkovávají navazování interakcí mezi erytroblasty a buňkami přítomnými v mikroprostředí kostní dřeně, což usnadňuje přenos potřebných signálů pro zahájení a ukončení diferenciace.

Jakmile je diferenciace ukončena, nastanou nové změny, které podporují ztrátu adheze buněk k dřeni a jejich uvolnění do krevního řečiště, kde budou plnit svou funkci.

Patologie spojené s chybami v diferenciaci erytroblastů

Chyby při diferenciaci erytroblastů v kostní dřeni způsobují výskyt onemocnění krve, jako jsou megaloblastické anémie. Ty pocházejí z nedostatků v zásobování vitamínem B12 a folátů nezbytných pro podporu diferenciace erytroblastů.

Termín megaloblastika se týká velké velikosti, do které se erytroblasty a dokonce erythrocyty dostávají jako produkt neúčinné erytropoézy charakterizované defektní syntézou DNA.

Reference

1. Funkce Ferreira R, Ohneda K, Yamamoto M, Philipsen S. GATA1, paradigma pro transkripční faktory v hematopoéze. Molekulární a buněčná biologie. 2005; 25 (4): 1215-1227.
2. Kingsley PD, Malik J, Fantauzzo KA, Palis J. Yolk, primitivní erytroblasty odvozené z vakciny, se enuklizují během embryogeneze savců. 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. Signální a cytoskeletální požadavky při enukleaci erytroblastů. Krev. (2012); 119 (25): 6118-6127.
4. Migliaccio AR. Enukleace erytroblastů. Hematologica. 2010; 95: 1985-1988.
5. Shivani Soni, Shashi Bala, Babette Gwynn, Kenneth E, Luanne L, Manjit Hanspal. Absence proteinu makrofágů erytroblastů (Emp) vede k selhání jaderné extrakce erytroblastů. Žurnál biologické chemie. 2006; 281 (29): 20181-20189.
6. Skutelsky E, Danon D. Elektronová mikroskopická studie jaderné eliminace z pozdního erytroblastu. 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. Erythroblasty jsou zdrojem angiogenních faktorů. Blood (2001); 97 (7): 1968-1974.