ERITROBLASTI: KAJ SO, ERITROPOEZA, POVEZANE PATOLOGIJE - BIOLOGIJA - 2026

V eritroblastov prekurzorske celice eritrocitov vretenčar. Zmanjšanje koncentracije kisika v tkivih bo spodbudilo celične diferenciacije v teh celicah, kar bo povzročilo zrele eritrocite. Nabor vseh teh dogodkov je znan kot eritropoeza.

Med eritropoezo se poveča sinteza hemoglobina. Obilna beljakovina v eritrocitih, ki posreduje dovajanje kisika v tkiva in razstrupljanje ogljikovega dioksida iz njih, odpadni produkt celičnega dihanja, ki je strupen za celice.

Obarvan razmaz eritroblastov, predhodnih celic zrelih eritrocitov. Inštitut za patologijo oboroženih sil (AFIP), Wikimedia Commons Skupna izguba jedra in celičnih organelov pomeni vrhunec procesa eritropoeze v celicah vretenčarjev sesalcev. V preostalih vretenčarjih, kot so plazilci, se jedro obdrži, ko se postopek diferenciacije konča.

Napake v procesu diferenciacije eritroblastov povzročajo niz krvnih patologij, ki jih skupaj imenujemo megaloblastične anemije.

Kaj so eritrociti?

Slika eritrocitov, pridobljenih s holografsko mikroskopijo. Avtor Egelberg iz Wikimedia Commons. Rdeče krvne celice, splošno znane kot rdeče krvne celice, so najpogostejše celice v krvi vretenčarjev.

Imajo značilno morfologijo, podobno bikonovnim diskom, njihova glavna funkcija pa je, da izvajajo kisik (O2) do različnih telesnih tkiv, hkrati pa jih razstruplja z ogljikovim dioksidom (CO2), ki nastane med celičnim dihanjem. .

Ta izmenjava CO2 za O2 je mogoča, ker te celice vsebujejo velike količine značilnega rdečega proteina, imenovanega hemoglobin, ki je sposoben interakcije z obema kemičnima vrstama prek skupine hemov, ki je prisotna v njihovi strukturi.

Posebnost teh celic pri sesalcih glede na ostale vretenčarje je pomanjkanje jedra in citoplazemskih organelov. Vendar pa so v začetnih fazah proizvodnje v zgodnjih fazah embrionalnega razvoja opazili, da celični predhodniki, iz katerih izvirajo, predstavljajo prehodno jedro.

Slednje ne preseneča glede na to, da so zgodnje faze razvoja zarodkov običajno pri vseh vretenčarjih podobne, razhajajo pa se le tiste stopnje, ki vodijo do večje diferenciacije.

Kaj so eritroblasti?

Eritroblasti so celice, ki bodo povzročile zrele eritrocite po zaporednih dogodkih diferenciacije celic.

Te predhodne celice izvirajo iz skupnega mieloidnega potomca v vretenčnem kostnem mozgu kot nuklirane celice, ki so opremljene z jedri in celičnimi organeli.

Spremembe vsebine citoplazme in preurejanje citoskeleta bodo povzročile nastanek eritrocitov, pripravljenih za vstop v obtok. Te spremembe se odzivajo na okoljske dražljaje, ki kažejo na zmanjšanje kisika v tkivih in posledično na potrebo po proizvodnji eritrocitov.

Kaj je eritropoeza?

Eritropoeza je izraz, ki se uporablja za opredelitev procesa, v katerem poteka proizvodnja in razvoj rdečih krvnih celic, ki je potreben za vzdrževanje dovoda kisika v različne organe in tkiva.

Ta postopek je dobro reguliran z delovanjem eritropoetina (EPO), hormona ledvične sinteze, ki pa je odvisen od koncentracije kisika, ki je na voljo v tkivih.

Nizke koncentracije tkivnega kisika inducirajo sintezo EPO s faktorjem transkripcije, ki ga povzroči hipoksija (HIF-1), ki spodbuja proliferacijo eritrocitov z vezavo na receptorje EpoR, prisotne v celicah predhodnika eritrocita.

Pri sesalcih se eritropoeza izvaja v dveh stopnjah, ki jih imenujemo primitivna eritropoeza in dokončna eritropoeza.

Prva se pojavi v rumenjakovi vrečki med embrionalnim razvojem, ki povzroča velike nukleirane eritroblaste, medtem ko se drugi pojavi v jetrih ploda in se nadaljuje v kostnem mozgu po drugem mesecu gestacije, pri čemer nastajajo manjši enuklirani eritrociti.

Ostali proteini, kot je antipoptotični citokin Bcl-X, katerih transkripcija je urejena s transkripcijskim faktorjem GATA-1, prav tako pozitivno vplivajo na proces eritropoeze. Poleg tega so potrebne tudi oskrba z železom, vitaminom B12 in folno kislino.

Diferenciacija eritroblastov v eritrocite

V procesu dokončne eritropoeze se v kostnem mozgu tvorijo eritrociti iz nediferencirane progenitorne celice ali običajnega mieloidnega potomca, ki lahko povzroči nastanek drugih celic, kot so granulociti, monociti in trombociti.

Ta celica mora sprejemati ustrezne zunajcelične signale, da bi ogrozila svojo diferenciacijo v eritroidno loko.

Ko je ta zaveza pridobljena, se začne zaporedje diferenciacijskih dogodkov, ki se začne z nastankom pronormoblasta, poznanega tudi kot proeritroblast. Velika celica predhodnika eritroblasta z jedrom.

Nato se bo proeritroblast postopoma zmanjšal v količini jedrskih celic, ki ga bo spremljala povečana sinteza hemoglobina. Vse te spremembe se pojavljajo počasi, ko ta celica prehaja skozi različne celične stopnje: bazofilni eritroblast ali normoblast, polikromatski eritroblast in ortohromatski eritroblast.

Postopek se zaključi s popolno izgubo jedra in organelov, prisotnih v ortohromatski eritroblasti, ki izvirajo iz zrelega eritrocita.

Da bi končno dosegli to, mora slednja skozi fazo retikulocitov, enuklirano celico, ki še vedno vsebuje organele in ribosome v svoji citoplazmi. Popolno izločanje jedra in organelov se izvede z eksocitozo.

Zreli eritrociti zapustijo kostni mozeg v krvni obtok, kjer krožijo približno 120 dni, preden jih zajamejo makrofagi. Zato je eritropoeza proces, ki se nenehno pojavlja skozi celotno življenje organizma.

Celična diferenciacija

Ko eritoblasti napredujejo do popolne diferenciacije v zrel eritrocit, se v citoskeletu in tudi pri izražanju celičnih adhezijskih proteinov zgodijo številne spremembe.

Aktinski mikrofilamenti se depolimerizirajo in sestavi nov citoskelet na osnovi spektrina. Spektrin je periferni membranski protein, ki se nahaja na citoplazemskem obrazu, ki deluje z ankininom, beljakovinom, ki posreduje vezavo citoskeleta s transmembranskim beljakom Band 3.

Te spremembe v citoskeletu in v ekspresiji Epo receptorjev ter mehanizmi, ki jih modulirajo, so kritične za zorenje eritroidov.

To je posledica dejstva, da posredujejo pri vzpostavljanju interakcij med eritroblasti in celicami, ki so prisotne v mikrookrožju kostnega mozga, kar omogoča lažji prenos potrebnih signalov za začetek in konec diferenciacije.

Ko je diferenciacija končana, se pojavijo nove spremembe, ki ugodijo izgubi oprijema celic v možganu in sproščanju v krvni obtok, kjer bodo izpolnile svojo funkcijo.

Patologije, povezane z napakami pri diferenciaciji eritroblastov

Napake med diferenciacijo eritroblastov v kostnem mozgu povzročajo pojav krvnih bolezni, kot so megaloblastične anemije. Te izvirajo iz pomanjkljivosti v preskrbi z vitaminom B12 in folati, potrebnimi za spodbujanje diferenciacije eritroblastov.

Izraz megaloblastika se nanaša na velikost, ki jo eritroblasti in celo eritrociti dosegajo kot produkt neučinkovite eritropoeze, za katero je značilna pomanjkljiva sinteza DNK.

Reference

1. Ferreira R, Ohneda K, Yamamoto M, Philipsen S. GATA1 funkcija, paradigma za transkripcijske faktorje v hematopoezi. Molekularna in celična biologija. 2005; 25 (4): 1215-1227.
2. Kingsley PD, Malik J, Fantauzzo KA, Palis J. Yolk sac primitivni eritroblasti enukletirajo med sesalno embriogenezo. Kri (2004); 104 (1): 19–25.
3. Konstantinidis DG, Pushkaran S, Johnson JF, Cancelas JA, Manganaris S, Harris CE, Williams AE, Zheng Y, Kalfa TA. Zahteve za signalizacijo in citoskelet pri enukleaciji eritroblastov. Kri. (2012); 119 (25): 6118-6127.
4. Migliaccio AR. Enukleacija eritroblasta. Haematologica. 2010; 95: 1985-1988.
5. Shivani Soni, Shashi Bala, Babette Gwynn, Kenneth E, Luanne L, Manjit Hanspal. Odsotnost eritroblastnega makrofaga (Emp) vodi v neuspeh jedrskega iztisnitve eritroblasta. Časopis za biološko kemijo. 2006; 281 (29): 20181-20189.
6. Skutelsky E, Danon D. Elektronsko mikroskopska študija izločanja jedra iz poznega eritroblasta. 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. Eritroblasti so vir angiogenih dejavnikov. Kri (2001); 97 (7): 1968–1974.