Էրիթրոպոեզ

Էրիթրոպոեզ ( հունարեն՝ «erythro — «կարմիր», հունարեն՝ poiesis — «ստեղծում») արյունաստեղծման պրոցեսներից մեկն է, որի արդյունքում առաջանում են էրիթրոցիտներ(արյան կարմիր բջիջներ)։ Հյուսվածքներում թթվածնի քանակի նվազումը խթանում է էրիթրոպոեզը։ Ի պատասխան հյուսվածքային հիպօքսիայի կամ իշեմիայի, երիկամներում արտադրվում է էրիթրոպոետին, որն էլ խթանում է էրիթրոպոեզը^[1]։ Հորմոնը խթանում է պրոլիֆերացիան և էրիթրոցիտների նախորդների դիֆերենցիացիան՝ արյան մեջ բարձրացնելով էրիթրոցիտների քանակը^[1]։ Կաթնասունների և թռչունների մոտ հեմոպոեզը (այդ թվում՝ էրիթրոպոեզը) իրականանում է ոսկրածուծում, որն էլ հետծննդյան շրջանի միակ արյունաստեղծ օրգանն է^[1]։ Վաղ էմբրիոնալ շրջանում հեմոպոեզն ընթանում է դեղնուցապարկի մեզոդերմալ բջիջներում։ Հղիության 3րդ ամսից հեմոպոզն ընթանում է ֆետալ լյարդում և ֆետալ փայծախում^[2]։ Հղիության 7րդ ամսից սկսած պտղի հեմոպոեզը գերազանցապես ընթանում է ոսկրածուծում։ Բարձր ֆիզիկական ակտիվությունը (հյուսվածքների պահանջը թթնածնի հանդեպ մեծացած է), արյան կորուստը, ծխելը, բարձր լեռնային գոտում բնակվելը, որոշ սիրտ-անոթային հիվանդություններ(օրինակ՝ սրտային անբավարարություն), որոշ թոքային հիվանդություններ (օրինակ՝ քրոնիկ բրոնխոօբստրուկտիվ հիվանդություն) առաջացնում են հյուսվածքային հիպօքսիա և ակտիվացնում են էրիթրոպոեզը։ Էրիթրոպոեզը խանգարվում է երիկամային անբավարարության, սպիտակուցների անբավարարության, վիտամին B12-ի, B9-ի, երկաթի և այլ նուտրիենտների անբավարարության, քրոնիկ ինֆեկցիաների, չարորակ ուռուցքների, ոսկրածուծի հիվանդությունների(օրինակ՝ միելոդիսպլաստիկ համախտանիշ, լեյկոզ), մի շարք թունավորումների ժամանակ։ Էրիթրոպոեզի խանգարման արդյունքում նվազում է հեմոգլոբինի և էրիթրոցիտների քանակը՝ հանգեցնելով անեմիայի^[3]։ Որոշ հիվանդությունների ժամանակ հեմոպոեզը կարող է ընթանալ լյարդում կամ փայծախում, ինչը կոչվում է արտաոսկրածուծային հեմոպոեզ։

Գրեթե բոլոր ոսկրերում ոսկրածուծը մինչև 5 տարեկան մասնակցում է հեմոպոեզին։ Ազդրի և ծնկան ոսկրերը դադարում են մասնակցել հեմոպոեզին մոտավորապես 25 տարեկանում։ Ողերի, կրծքավանդակի, կողերի և գանգի ոսկրերը շարունակում են մասնկացել հեմոպոեզին ամբողջ կյանքի ընթացքում։

Էրիթրոցիտների տարբերակում

Էրիթրոցիտի տարբերակման փուլերն են՝

Հեմանգիոբլաստ, առաջնային ցողունային բջիջ է, էնդոթելյալ անոթների բջիջների և հեմոպոետիկ բջիջների ընդհանուր նախորդ
Հեմոցիտոբլաստ, պլյուրիպոտենտ հեմոպոետիկ ցողունային բջիջ
Պրոմիելոբլաստ, մուլտիպոտենտ հեմոպոետիկ նախորդ, ընդհանուր միելոիդ նախորդ
Ունիպոտենտ հեմոպոետիկ բջիջ
Պրոնորմոբլաստ, կամ պրոէրիթրոբլաստ
Բազոֆիլային կամ վաղ նորմոբլաստ
Պոլիքրոմատոֆիլ կամ միջանկյալ նորմոբլաստ/էրիթրոբլաստ
Օրթոքրոմատիկ կամ ուշ նորմոբլաստ/էրիթրոբլաստ, այս փուլի վերջում բջիջն ազատվում է կորիզից
Ռետիկուլոցիտ, կամ «երիտասարդ» էրիթրոցիտ։

Ռետիկուլոցիտները դուրս են գալիս ոսկրածուծից՝ անցնելով ընդհանուր արյան հուն։ Ռետիկուլոցիտները կազմում են արյան բջիջների 1%ը։ 1-2 օր հետո ռետիկուլոցիտների զարգացումն ավարտում է և նրանք վերածվում են հասուն էրիթրոցիտների։

Այս փուլերի ընթացքում բջիջները կրում են բազմաթիվ մորֆոլոգիական փոփոխություններ, որոնք կարելի է հայտնաբերել Ռայտի մեթոդով ներկումով և լուսային մանրադիտակով, ինչպես նաև իմունֆերմենտային և բիոքիմիական մեթոդներով։

Հասունացման ընթացքում բազոֆիլ պրոնորմոբլաստը, որը 900 fL ծավալով, խոշոր կորիզով մեծ բջիջ է, փոքրանում է 10 անգամ, վերածվելով 95 fL ծավալով անկորիզ սկավառակի։ Ռետիկուլոցիտը չունի կորիզ և ունակ է կուտակել և սինթեզել հեմոգլոբին, քանի որ ունի ռիբոսոմներ։ Հասուն էրիթրոցիտը զրկված է կորիզից և ռիբոսոմներից, այդ իսկ պատճառով այն միայն փոխադրում է հեմոգլոբինը։ Ի հակառակ ռետիկուլոցիտների, էրիթրոցիտները չունեն տրանսֆերինի մակերեսային ընկալիչներ։

Էրիթրոցիտների զարգացման համար պարտադիր պայման է վիտամին B12-ի, վիտամին B-9ի, վիտամին B-6ի(պիրիդոքսին) և վիտամին B-2ի(ռիբոֆլավին) առկայությունը, հատկապես առաջին երկուսի։ Յուրաքանչյուրի պակասը կարող է խանգարել էրիթրոցիտների զարգացումը և հանգեցնել անեմիայի(արյան մեջ էրիթրոցիտների և հեմոգլոբինի քանակի իջեցում), մակրոցիտոզի(էրիթրոցիտների անոմալ մեծ չափեր), ոսկրածուծային մեգալոբլաստոզի, մեգալոբլաստային տիպի արյունաստեղծման(պրոէրիթրոբլաստների և էրիթրոբլաստների անոմալ մեծ չափեր), ռետիկուլոցիտոպենիայի և այլն։ Ընդ որում, մեծ չափերով էրիթրոցիտները պարունակում են ավելի շատ հեմոգլոբին, քան նորմալ էրիթրոցիտները։ Գունային ցուցանիշը կարող է լինել նորմալ(նորմոքրոմ անեմիա) կամ բարձրացած(հիպորքրոմ անեմիա)։

Հեմոգլոբինի սինթեզի համար բջիջ-նախորդներին անհրաժեշտ է երկաթ։ Երկաթի դեֆիցիտը հանգեցնում է ինչպես արյան մեջ ընդհանուր հեմոգլոբինի, այնպես էլ յուրաքանչյուր էրիթրոցիտում դրա քանակի նվազման։ Երկաթ դեֆիցիտային անեմիան միկրոցիտար է, ուղեկցվում է էրիթրոցիտների չափերի փոքրացմամբ։ Էրիթրոցիտները կարող են չափերով մնալ նորմալ, բայց հեմոգլոբինի քանակը միևնույն է ցածր է նորմայից(նորմոցիտար, հիպոքրոմ անեմիա)^[4]։

Վիտամին B12ի և ֆոլաթթվի պակասն ուցեկվում է էրիթրոցիտների քանակի նվազմամբ։ Գունային ցուցանիչը նորմալ է կամ նվազած։ Դիտվում է ռետիկուլոցիտոպենիա^[5]։

Ռետիկուլոցիտների քանակը բարձրանում է արյունահոսության, հիպօքսիայի, էկզոգեն էրիթրոպոոետինով էրիթրոպոեզի խթանման, քիմիոթերապիայից հետո վերականգման և Վիտամին B12-ի, B9-ի, Fe-ի պրեպարատներ ընդունելու ժամանակ։ Ռետիկուլոցիտոզը պահպանվում է այնքան ժամանակ, մինչև կասեցվում է անեմիա հարուցող պատճառային գործոնը և արյան մեջ էրիթրոցիտների ու հեմոգլոբինի քանակը հասնում է նորմային։

Բջիջ-նախորդների մորֆոլոգիական փոփոխություններ

Հասունացման ընթացքում էրիթրոցիտար բջիջ-նախորդները կրում են մի շարք մորֆոլոգիական փոփոխություններ.

Բջջի չափերի փոքրացում
Բջջաթաղանթային մատրիքսի քանակի մեծացում
Ներկման ժամանակ փոխվում է երկնագունից վարդագուն, ապա կարմիր, պայմանավրոված ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի նվազմամբ և հեմոգլոբինի քանակի շատացմամբ
Կորիզի չափերի փոքրացում, կնճռոտում, բջջի ազատում կորիզից ռետիկուլոցիտի փուլում
Անհաս բջիջներում կորիզը պարունակում է մեծ չափերի, բաց քրոմատին, հասունացման հետ քրոմատինը դառնում է կոնդենսավորված, իսկ քանակը նվազում է^[6]։

Էրիթրոպոեզի կարգավորում

Էրիթրոցիտների առաջացումը կարգավորվում է հետադարձ բացասական կապով։ Առողջ օրգանիզմում ինքնակարգավորման համակարգն աշխատում է այնպես, որ նոր էրիթրոցիտների առաջացման արագությունը հավասար լինի ծերացած էրիթրոցիտների ոչնչացման արագությանը (ծերացած էրիթրոցիտները ոչնչանում են ռետիկուլոէնդոթելիալ համակարգի, մասնավորապես՝ փայծախի մակրոֆագերի կողմից)։ Հեմոգլոբինի և էրիթրոցիտների քանակն արյան մեջ հարաբերականորեն կայուն է։ Այդ քանակը պետք է համապատասխանի օրգանիզմի թթվածնի պահանջին և միևնույն ժամանակ չպետք է լինի նորմայից շատ։ Էրիթրոցիտոզը մեծացնում է արյան ծավալը, խտությունը, ագլյուտինացիայի հավանականությունը և հանգեցնում է զարկերակային հիպերտենզիայի, թրոմբոզների, ինսուլտի ու ինֆարկտի^[7]։

Էրիթրոպոետինն արտադրվում է լյարդում և երիկամներում՝ ի պատասխան ցանկացած ծագման հյուսվածքային հիպօքսիայի։ էրիթրոպոետինն արյան մեջ կապվում է էրիթրոցիտների հետ։ Հետևաբար էրիթրոցիտների քանակի նվազումը բերում է արյան մեջ ազատ էրիթրոպոետինի քանակի ավելացման, ինչը խթանում է ոսկրածուծում էրիթրոպոեզը և բարձրացնում էրիթրոցիտների քանակը։ Լյարդի և երիկամների արյունամատակարարկման բարելավման հետևանքով նվազում է էրիթրոպեոտինի սինթեզը, իսկ արյան ազատ էրիթրոպոետինը կապվում է էրիթրոցիտների հետ։ Այսպիսով ինքնակարգավորման համակարգը կանխում է և՛ էրիթրոպենիան, և՛ էրիթրոցիտոզը։

Էրիթրոպոետինի արտադրությունը և էրիթրոպոեզը մշտապես գտնվում է այլ հորմոնների ազդեցության տակ։ Մասնավորապես կորտիզոլը կարեղ է խթանել և՛ էրիթրոպոետինի սինթեզը, և՛ էրիթրոպոեզը։ Ադիսոնի հիվադնության ժամանակ(առաջնային մակերիկամային անբավարարություն կամ հիպոկորտիզոլիզմ) ժամանակ դիտվում է անեմիա, իսկ Քուշինգի հիվադնության(հիպերկորտիցիզմ) ժամանակ՝ էրիթրոցիտոզ։

էրիթրոպոեզի վրա դրական ազդեցություն ունեն սեռական հորմոնները, հատկապես արական (այդ պատճառով տղամարդկանց մոտ հեմոգլոբինի և էրիթրոցիտների քանակն արյան մեջ ավելի բարձր է), վահանաձև գեղձի հորմոնները, սոմատոտրոպինը և ինսուլինը։ Ֆիզիոլոգիական նշանակությունը կայանում է նրանում, որ ինտենսիվ աճի և զարգացման շրջանում, օրգանիզմի պահանջներին համապատասխան, բարձր է էրիթրոպոեզի ակտիվությունը։ Շաքարային դիաբետը և հիպոթիրեոզն ուղեկցվում են արտահայտված անեմիայով, իսկ թիրեոտոքսիկոզը՝ չափավոր էրիթրոցիտոզով։

Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ պեպտիդային հորմոն հեպսիդինը կարևոր դեր ունի հեմոգլոբինի արտադրության և էրիթրոպոետինի կարգավորման մեջ։ Հեպսիդինն արտադրվում է լյարդում և կարգավորում է երկաթի փոխանակությունը՝ ներծծումը ԱՍՀ-ում(աղեստամոքսային համակարգ), ռետիկուլոէնդոթելիալ համակարգից դուրսբերման արագությունը, երկաթ կապող սպիտակուցների սինթեզը, երիկամներով արտազատումը։ Հեպսիդինի մակարդակի կարգավորումն իրականացվում է հետադարձ բացասական կապով՝ ի պատասխան արյան մեջ երկաթի պարունակության։

Հետազոտություններ կենդանական մոդելների վրա

Կենդանական մոդելներներում էրիթրոպոետինային ընկալիչների կամ JAK2 սպիտակուցի կորուստը բերում է էրիթրոպոեզի խանգարման, դրա հետ մեկտեղ խանգարվում է առնետների նորմալ աճն ու զարգացումը։ Եվ հակառակը, եթե անջատվում է հետադարձ բացասական կապը, առնետների մոտ դիտվում է էրիթրոցիտոզ, ինչը հանգեցում է գիգանտիզմի։ Հեպսիդինի էքսպրեսիայի խանգարումը(ավելցուկ, պակաս) առնետների մոտ հանգեցնում է ծանր երկաթպակասուրդային անեմիայի կամ հեմոսիդերոզի(երկաթի կուտակման)^[8]^[9]։

Տես նաև

Անեմիա

Ծանոթագրություններ

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 Sherwood, L, Klansman, H, Yancey, P: Animal Physiology, Brooks/Cole, Cengage Learning, 2005
↑ Palis J., Segel G. B. Developmental biology of erythropoiesis(անգլ.) // Blood Rev.^[en] : journal. — 1998. — Т. 12. — № 2. — С. 106—114. — doi:10.1016/S0268-960X(98)90022-4 — PMID 9661799.
↑ Le, Tao; Bhushan, Vikas; Vasan, Neil First Aid for the USMLE Step 1: 2010 20th Anniversary Edition. — USA: S&P Global, 2010. — С. 124. — ISBN 978-0-07-163340-6
↑ Elaine Dzierzak, Sjaak Philipsen (2013 April). «Erythropoiesis: Development and Differentiation». www.ncbi.nlm.nih.gov. Վերցված է 29.01.2020-ին.
↑ Andrea Zivot (2018 march). «Erythropoiesis: insights into pathophysiology and treatments in 2017». www.ncbi.nlm.nih.gov. www.ncbi.nlm.nih.gov. Վերցված է 29.01.2020-ին.
↑ Textbook of Physiology by Dr. A. K. Jain reprint 2006—2007 3rd edition
↑ Wolfgang Jelkmann (2011 march). «Regulation of erythropoietin production». www.ncbi.nlm.nih.gov. www.ncbi.nlm.nih.gov. Վերցված է 29.01.2020-ին.
↑ Nicolas G., Bennoun M., Porteu A., Mativet S., Beaumont C., Grandchamp B., Sirito M., Sawadogo M., Kahn A., Vaulont S. Severe iron deficiency anemia in transgenic mice expressing liver hepcidin(անգլ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2002. — Т. 99. — № 7. — С. 4596—4601. — doi:10.1073/pnas.072632499 — PMID 11930010.
↑ Michael Föller, Stephan M. Huber, Florian Lang Erythrocyte programmed cell death (und) // IUBMB Life. — 2008. — Т. 60. — № 10. — С. 661—668. — doi:10.1002/iub.106 — PMID 18720418.(չաշխատող հղում)

Հղումներ

[Sherwood_et_al_2005-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 Sherwood, L, Klansman, H, Yancey, P: Animal Physiology, Brooks/Cole, Cengage Learning, 2005

[pmid9661799-2] Palis J., Segel G. B. Developmental biology of erythropoiesis(անգլ.) // Blood Rev.^[en] : journal. — 1998. — Т. 12. — № 2. — С. 106—114. — doi:10.1016/S0268-960X(98)90022-4 — PMID 9661799.

[3] Le, Tao; Bhushan, Vikas; Vasan, Neil First Aid for the USMLE Step 1: 2010 20th Anniversary Edition. — USA: S&P Global, 2010. — С. 124. — ISBN 978-0-07-163340-6

[4] Elaine Dzierzak, Sjaak Philipsen (2013 April). «Erythropoiesis: Development and Differentiation». www.ncbi.nlm.nih.gov. Վերցված է 29.01.2020-ին.

[5] Andrea Zivot (2018 march). «Erythropoiesis: insights into pathophysiology and treatments in 2017». www.ncbi.nlm.nih.gov. www.ncbi.nlm.nih.gov. Վերցված է 29.01.2020-ին.

[6] Textbook of Physiology by Dr. A. K. Jain reprint 2006—2007 3rd edition

[7] Wolfgang Jelkmann (2011 march). «Regulation of erythropoietin production». www.ncbi.nlm.nih.gov. www.ncbi.nlm.nih.gov. Վերցված է 29.01.2020-ին.

[pmid11930010-8] Nicolas G., Bennoun M., Porteu A., Mativet S., Beaumont C., Grandchamp B., Sirito M., Sawadogo M., Kahn A., Vaulont S. Severe iron deficiency anemia in transgenic mice expressing liver hepcidin(անգլ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2002. — Т. 99. — № 7. — С. 4596—4601. — doi:10.1073/pnas.072632499 — PMID 11930010.

[pmid18720418-9] Michael Föller, Stephan M. Huber, Florian Lang Erythrocyte programmed cell death (und) // IUBMB Life. — 2008. — Т. 60. — № 10. — С. 661—668. — doi:10.1002/iub.106 — PMID 18720418.(չաշխատող հղում)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]