ЕРИТРОБЛАСТИ: ЩО ЦЕ ТАКЕ, ЕРИТРОПОЕЗ, СУПУТНІ ПАТОЛОГІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

У еритробластів є клітини - попередники еритроцитів хребетних. Зниження концентрації кисню в тканинах сприятиме розвитку клітинної диференціації в цих клітинах, що спричинить дозрівання еритроцитів. Сукупність усіх цих подій відома як еритропоез.

Під час еритропоезу посилюється синтез гемоглобіну. Білок, багатий еритроцитами, який опосередковує доставку кисню до тканин і детоксикацію вуглекислого газу від них, продукт, що є токсичним для клітин клітинного дихання.

Фарбований мазок еритробластів, клітин-попередників зрілих еритроцитів. За даними Інституту патології збройних сил (AFIP) від Wikimedia Commons. Повна втрата ядра, а також клітинних органел знаменує собою кульмінацію процесу еритропоезу в клітинах хребетних ссавців. У решти хребетних, таких як плазуни, ядро ​​зберігається, коли процес диференціювання закінчиться.

Помилки в процесі диференціації еритробластів породжують набір патологій крові, які в сукупності називають мегалобластичними анеміями.

Що таке еритроцити?

Зображення еритроцитів, отриманих за допомогою голографічної мікроскопії. За Егельбергом з Wikimedia Commons. Червоні клітини крові, зазвичай відомі як еритроцити, є найпоширенішими клітинами крові хребетних.

Вони мають характерну морфологію, подібну до двоякоподібних дисків, і їх основна функція полягає в здійсненні транспорту кисню (O2) до різних тканин організму, в той же час, що він детоксикує їх від вуглекислого газу (СО2), що утворюється під час клітинного дихання. .

Цей обмін СО2 на O2 можливий, оскільки ці клітини містять велику кількість характерного червоного білка, який називається гемоглобіном, здатного взаємодіяти з обома хімічними видами через групу гема, що присутня в їх структурі.

Особливістю цих клітин у ссавців щодо решти хребетних є відсутність ядра та цитоплазматичних органел. Однак під час початкових фаз вироблення на ранніх стадіях ембріонального розвитку було помічено, що клітинні попередники, з яких вони походять, мають перехідне ядро.

Останнє не дивно, враховуючи, що ранні стадії розвитку ембріонів зазвичай схожі у всіх хребетних, розходячись лише у тих стадіях, які призводять до більшої диференціації.

Що таке еритробласти?

Еритробласти - це клітини, які дадуть зрілі еритроцити після перебігу послідовних подій клітинної диференціації.

Ці клітини-попередники походять від звичайного мієлоїдного попередника у кістковому мозку хребетних як нуклеїровані клітини, забезпечені ядрами та клітинними органелами.

Зміни вмісту його цитоплазми та перестановки цитоскелету матимуть кульмінацію в генеруванні еритроцитів, готових до вступу в обіг. Ці зміни реагують на стимули навколишнього середовища, що свідчать про зниження кисню в тканинах, а отже, і попит у виробництві еритроцитів.

Що таке еритропоез?

Еритропоез - це термін, що використовується для визначення процесу, за допомогою якого відбувається вироблення та розвиток еритроцитів, необхідних для підтримки надходження кисню до різних органів і тканин.

Цей процес тонко регулюється дією еритропоетину (ЕРО), гормону ниркового синтезу, який, в свою чергу, модулюється концентраціями кисню, наявними в тканинах.

Низькі концентрації тканинного кисню індукують синтез ЕПО фактором транскрипції, спричиненим гіпоксією (HIF-1), який стимулює проліферацію еритроцитів шляхом зв'язування з рецепторами EpoR, присутніми в клітинах-попередниках еритроцитів.

У ссавців еритропоез здійснюється у дві стадії, які називаються примітивним еритропоезом та остаточним еритропоезом.

Перший виникає в жовтковому мішку під час ембріонального розвитку, що спричиняє великі ядерні еритробласти, тоді як останній виникає у печінці плода і продовжується в кістковому мозку після другого місяця гестації, генеруючи менші енуклітовані еритроцити.

Інші білки, такі як антипоптотичний цитокін Bcl-X, транскрипція якого регулюється фактором транскрипції GATA-1, також позитивно впливають на процес еритропоезу. Крім того, необхідне постачання заліза, вітаміну В12 та фолієвої кислоти.

Диференціація еритробластів на еритроцити

У процесі остаточного еритропоезу еритроцити утворюються в кістковому мозку з недиференційованої клітини-попередника або звичайного мієлоїдного попередника, здатного породжувати інші клітини, такі як гранулоцити, моноцити та тромбоцити.

Ця клітина повинна приймати відповідні позаклітинні сигнали для компрометації її диференціації в еритроїдний походження.

Після придбання цього зобов'язання починається послідовність поділів диференціації, що починається з утворення пронормобласта, також відомого як проерітробласт. Велика клітина-попередник еритробласту з ядром.

Згодом проерітробласт зазнає прогресуюче зменшення об’єму ядерних клітин, що супроводжується збільшенням синтезу гемоглобіну. Усі ці зміни відбуваються повільно, коли ця клітина проходить через різні стадії клітин: базофільний еритробласт або нормобласт, поліхроматичний еритробласт та ортохроматичний еритробласт.

Процес завершується повною втратою ядра, а також органел, наявних в ортохроматичному еритробласті, викликаючи зрілий еритроцит.

Щоб остаточно досягти цього, останній повинен пройти стадію ретикулоцитів, енуклеїрованную клітину, яка все ще містить органели та рибосоми у своїй цитоплазмі. Повна елімінація ядра та органел здійснюється шляхом екзоцитозу.

Зрілі еритроцити залишають кістковий мозок у кров, де вони залишаються циркулюють протягом приблизно 120 днів, перш ніж їх поглинають макрофаги. Тому еритропоез - це процес, який постійно відбувається протягом життя організму.

Клітинна диференціація

У міру просування еритобластів до повної диференціації у зрілий еритроцит вони зазнають багаторазових змін у своєму цитоскелеті, а також у експресії клітинних білків адгезії.

Мікрофіланти актину деполімеризуються і збирається новий цитоскелет на основі спектрину. Спектрин - це білок периферичної мембрани, розташований на цитоплазматичній грані, який взаємодіє з анкірином, білком, який опосередковує зв'язування цитоскелету з трансмембранним білком Band 3.

Ці зміни в цитоскелеті та в експресії рецепторів Епо, а також механізми, що модулюють їх, є критичними для дозрівання еритроїдів.

Це пов’язано з тим, що вони опосередковують встановлення взаємодій між еритробластами та клітинами, наявними в мікросередовищі кісткового мозку, полегшуючи передачу необхідних сигналів для початку та закінчення диференціації.

Після закінчення диференціювання відбуваються нові зміни, які сприяють втраті адгезії клітин до мозку та виходу їх у кров, де вони виконують свою функцію.

Патології, пов’язані з помилками диференціювання еритробластів

Помилки під час диференціювання еритробластів у кістковому мозку призводять до появи захворювань крові, таких як мегалобластичні анемії. Вони походять від дефіциту надходження вітаміну В12 та фолатів, необхідних для сприяння диференціації еритробластів.

Термін мегалобластичний позначає великі розміри, які досягають еритробласти і навіть еритроцити як продукт неефективного еритропоезу, що характеризується дефектним синтезом ДНК.

Список літератури

1. Ferreira R, Ohneda K, Yamamoto M, Philipsen S. Функція GATA1, парадигма факторів транскрипції в гемопоезі. Молекулярна та клітинна біологія. 2005 р .; 25 (4): 1215-1227.
2. Кінгслі П.Д., Малік Дж., Фантауццо К.А., Паліс Дж. Жовтковий примітивний еритробласти енуклеатують під час ембріогенезу ссавців. Кров (2004); 104 (1): 19-25.
3. Костянтинідіс Д.Г., Пушкаран S, Джонсон Дж. Ф., Канлас JA, Манганаріс С, Харріс СЕ, Вільямс А.Е., Чжен Й, Кальфа ТА. Вимоги до сигналу та цитоскелету при енуклеації еритробластів. Кров. (2012 р.); 119 (25): 6118-6127.
4. Migliaccio AR. Ерикробласт Енуклеація. Гематологія. 2010 р .; 95: 1985-1988.
5. Шивані Соні, Шаші Бала, Бабетте Гвін, Кеннет Е, Луанна Л, Манжіт Ханспал. Відсутність білка макрофага Еритробласта (ЕМП) призводить до збою ядерної екструзії Еритробласта. Журнал біологічної хімії. 2006 р .; 281 (29): 20181-20189.
6. Скутельський Е, Данон Д. Електронно-мікроскопічне дослідження ядерної елімінації з пізнього еритробласта. J Cell Biol. 1967; 33 (3): 625-635.
7. Торджман R, Делер S, Плоует Дж, Тінг S, Гауллад Р, Фіхельсон S, Ромео Р, Лемархандель В. Еритробласти є джерелом ангіогенних факторів. Кров (2001); 97 (7): 1968-1974.