Erytropoetyna

Erytropoetyna, też krótko EPO nazywany jest hormonem z grupy glikoprotein. Działa jako czynnik wzrostu w produkcji czerwonych krwinek (erytrocytów).

Co to jest erytropoetyna?

EPO to hormon wytwarzany w komórkach nerek. Zawiera łącznie 165 aminokwasów. Masa cząsteczkowa wynosi 34 kDa. Strukturę drugorzędową tworzą cztery helisy α. 40% masy cząsteczkowej stanowią węglowodany. Zawartość węglowodanów w EPO składa się z trzech N-glikozydowych i jednego O-glikozydowego łańcucha bocznego.

Ponieważ hormon stymuluje tworzenie czerwonych krwinek, EPO jest jednym z czynników stymulujących erytropoeę (ESA). ESA odgrywają ważną rolę w tworzeniu krwi (hematopoezie). Erytropoetynę można również wytwarzać syntetycznie. Hormon wytwarzany biotechnologicznie jest stosowany w leczeniu pacjentów dializowanych. W ich przypadku tworzenie się krwi jest często zaburzone po niewydolności nerek. Poprzez różne przypadki dopingu w sporcie, zwłaszcza w kolarstwie, erytropoetyna stała się dobrze znana w populacji.

Funkcja, efekt i zadania

Erytropoetyna jest wytwarzana w nerkach i uwalniana do krwi. Przez krew dociera do szpiku kostnego, gdzie wiąże się ze specjalnymi receptorami erytropoetyny na powierzchni komórek erytroblastów. Erytroblasty są komórkami prekursorowymi czerwonych krwinek. Erytropoeza w szpiku kostnym zawsze przebiega w siedmiu etapach.

Po pierwsze, tak zwane proerytroblasty powstają z multipotencjalnych mieloidalnych komórek macierzystych w szpiku kostnym. Makroblasty powstają z proerytroblastów poprzez podział. Z kolei makroblasty dzielą się na zasadochłonne erytroblasty. Są one również znane jako normoblasty. Erytroblasty zasadochłonne mają receptory erytropoetyny. Kiedy EPO wiąże się z tymi receptorami, erytroblasty są stymulowane do podziału. W rezultacie różnicują się w polichromatyczne erytroblasty. Po tym etapie komórki tracą zdolność podziału.

Następnie szpik kostny rozwija się dalej w ortochromatyczne erytroblasty. Retikulocyty powstają w wyniku utraty jąder komórkowych. Retikulocyty to młode erytrocyty, które są uwalniane ze szpiku kostnego do krwi. Dopiero we krwi zachodzi ostateczne dojrzewanie do czerwonych krwinek jądrzastych i wolnych od organelli.

Jednak funkcja EPO nie ogranicza się do stymulowania hematopoezy. Badania wykazały, że hormon ten można również znaleźć w komórkach mięśnia sercowego oraz w różnych komórkach układu nerwowego. Tutaj wydaje się wpływać na procesy podziału komórek, tworzenie nowych naczyń krwionośnych (angiogenezę), hamowanie apoptozy i aktywację wewnątrzkomórkowego wapnia.

EPO można również wykryć w hipokampie. Hipokamp to obszar mózgu, który może zostać poważnie uszkodzony w krótkim czasie z powodu braku tlenu. W doświadczeniach na zwierzętach wykazano, że celowe podawanie EPO zwiększa aktywność nerwów w hipokampie. Ponadto można było wykazać ochronne działanie hormonu w przypadku zawału mózgu i niedoboru tlenu w mózgu.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

85 do 90 procent erytropoetyny jest wytwarzane przez nerki. Od 10 do 15 procent hormonu jest wytwarzane przez hepatocyty w wątrobie. Niewielka synteza zachodzi również w mózgu, jądrach, śledzionie, macicy i mieszkach włosowych.

Biosynteza EPO zostaje uruchomiona, gdy zawartość tlenu we krwi jest obniżona. Wymagane do tego czynniki transkrypcyjne znajdują się na chromosomie 7 u ludzi w pozycji 7q21-7q22. W przypadku braku tlenu podjednostka tzw. Czynnika indukowanego niedotlenieniem (HIF) przemieszcza się z płynu komórkowego do jądra komórek wytwarzających EPO. Tam HIF wiąże się z odpowiednią podjednostką. To tworzy heterodimer HIF-1. To z kolei wiąże się z białkiem wiążącym element odpowiedzi cAMP i specjalnym czynnikiem transkrypcyjnym. Efektem końcowym jest kompleks białkowy, który składa się z trzech elementów.

To wiąże się z jednym końcem erytropoetyku i tam inicjuje transkrypcję. Gotowy hormon jest następnie uwalniany bezpośrednio do krwi przez komórki produkujące i dociera do szpiku kostnego przez krwioobieg. U osób zdrowych stężenie EPO we krwi w surowicy wynosi od 6 do 32 mU / ml, a okres półtrwania tego hormonu w osoczu wynosi od 2 do 13 godzin.

Choroby i zaburzenia

Utrata funkcji nerek może prowadzić do niedoboru erytropoetyny. W rezultacie powstaje zbyt mało czerwonych krwinek i występuje niedokrwistość nerek. Niemal u wszystkich pacjentów z przewlekłą chorobą nerek, u których stężenie kreatyniny w surowicy przekracza 4 mg / dl, rozwija się taka niedokrwistość nerek.

Przewlekła niewydolność nerek jest najczęściej spowodowana chorobami, takimi jak cukrzyca, nadciśnienie, kłębuszkowate, zapalenie nerek (z powodu nadużywania leków przeciwbólowych), torbielowatość nerek i choroby autoimmunologiczne, takie jak zapalenie naczyń.

Stopień niedokrwistości nerek zwykle zależy od ciężkości choroby podstawowej. Osoby dotknięte chorobą mają obniżoną wydajność i cierpią na zaburzenia koncentracji i podatność na infekcje. Ponadto występują ogólne objawy, takie jak zmęczenie, zawroty głowy lub bladość skóry. Jako część anemii mogą również wystąpić wysokie ciśnienie krwi, dolegliwości żołądkowo-jelitowe, swędzenie, zaburzenia miesiączkowania lub impotencja. Ogólnie jakość życia chorych pacjentów jest znacznie obniżona. Jednak tworzenie EPO jest również hamowane przez mediatory zapalenia, takie jak interleukina-1 i TNF-alfa.

Tak często rozwija się anemia w chorobach przewlekłych. Niedokrwistość występuje, gdy reakcje zapalne utrzymują się przez długi czas. Przewlekła niedokrwistość chorobowa jest normocytarna i hipochromiczna. Oznacza to, że czerwone krwinki mają normalną wielkość, ale nie zawierają wystarczającej ilości żelaza.Objawy tej postaci niedokrwistości są podobne do objawów niedokrwistości z niedoboru żelaza. Pacjenci cierpią na bladość, zmęczenie, zaburzenia koncentracji, skłonność do infekcji i duszności.