REGULACE TVORBY ČERVENÝCH KRVINEK Miroslav Prekop 2. LF UK v Praze 2. ročník, kruh 9. 2006/2007

OBSAH PREZENTACE 1. ERYTROCYTY – morfologický úvod 2. ERYTROPOEZA 3. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU, ERYTROPOETIN 4. ERYTROPOETIN V PRAXI 5. SUMARIZACE 6. INFORMAČNÍ ZDROJE

1.1. ERYTROCYTY (červené krvinky) přizpůsobené transportu dýchacích plynů bezjaderné, bikonkávní (velký povrch => zvětšená plocha pro difuzi O2), bez organel muži: 4,3 - 5,3 mil./1 µl , ženy: 3,8 - 4,8 mil./1 µl rozměry - normocyty: průměr: 7,5 µm, tloušťka: 2,6 µm, tloušťka uprostřed: 0,6 µm - mikrocyty: průměr < 6 µm, makrocyty: průměr > 9µm anizocytoza: v nátěru erytrocyty různě velké – normální stav- fyziologická anizocytoza (vyj. Priceovou – Jonesovou křivkou) délka života: 120 dnů v plazmě obs. 33% roztok hemoglobinu (a tvoří 95% sušiny) membrány: membr. skelet umožňuje deformaci, na vněj. povrchu jsou aglutinogeny (GP a GL) - antigenní vlastnosti erytrocytů

1.2. ERYTROCYTY

2.1. ERYTROPOEZA je vývoj červených krvinek z pluripotentní kmenové buňky, dále pak pokračuje přes několik stádií červené vývojové řady (proerytroblast, bazofilní erytroblast, polychromatofilní erytroblast, ortochromatický erytroblast, retikulocyt) cíl: malé tělísko s vysokým obsahem hemoglobinu, co největší povrch (zmizí jádro a další buněčné organely, změna tvaru)

2.2. HEMOPOEZA

2.3. ERYTROPOEZA Lokalizace: 1. prenatální vývoj: žloutkový vak, choriové klky, zárodečný stvol (2.-6. týden) – krevní ostrůvky slezina (6. týden) játra (12. týden) kostní dřen (20. týden) 2. postnatálně: kostní dřeň

3.1. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU 1. SPECIFICKÉ MIKROPROSTŘEDÍ - kostní dřeň (podpůrná tkáň) 2. SUBSTRÁTY PRO STAVBU ERYTROCYTŮ: železo (tvorba hemu) aminokyseliny (bílkoviny) kys. listová (syntéza DNA) vit. B6 - pyridoxin (syntéza hemu) vit. B2 - riboflavin (normální fce a přežití ERY) vit. B12 – cyanokobalamin: (syntéza NK), jeho využití v organismu záv. na vnitřním faktoru (GP tvořený parietál. bb. žaludku, chrání vit. B12 před účinky tráv. enzymů - vit. B12 se na něj musí před resorbcí navázat, poté dojde k resorbci v ileu – bb. ilea mají specif. seceptor pro vnitřní faktor, po resorbci je vit. B12 transporotván ke tkáním vázaný na transkobalamin (plazmatický protein))

3.2. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU 3. RŮSTOVÉ FAKTORY: cytokiny – peptidy (většinou interleukiny: IL-1, IL-2, IL-3 – nejdůležitější pro krvetvorbu, IL-4, IL-6, IL-9, IL-11) – regulují růst buněk jednotlivých vývojových řad SCF – faktor kmenových buněk CSF – kolonie stimulující faktor (produkován bb. mikroprostředí v kostní dřeni) interferony – inhibiční fce (omezují proliferaci krvetvorných buněk) EPO (erytropoetin) – hlavní regulační faktor erytropoezy!

3.3. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU ERYTROPOETIN (EPO): glykoprotein, 165 AK zbytků + 4 oligosacharid. řetězce hormon, tvořen v ledvinách – juxtaglomerulární bb. aferent. arteriol (90%), zbytek v játrech – hepatocyty a Kupfferovy bb. (x fetál. vývoj: hlavně játra) indukuje a urychluje proliferaci a diferenciaci erytroidních bb., zvyšuje v nich expresi receptorů pro transferin (a tím i pro příjem Fe), expresi genů pro globinové řetězce a enzymů pro syntézu hemu

3.4. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU ERYTROPOETIN - místa produkce: juxtaglomerulární buňky aferentních arteriol (ledviny)

3.5. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU ERYTROPOETIN - místa produkce: hepatocyty, Kuppferovy buňky (játra)

3.6. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU ERYTROPOETIN: EPO zvyšuje počet erytropoetin-senzitivních bb. v kostní dřeni (ERC buňky – Erythropoietin Responsive Cells), ty se potom přemění na prekurozory erytrocytů (progenitory) buňky ERC a také erytroblasty mají recepotory pro EPO (lineární proteiny s jednoduchou transmembránovou doménou) mechanismus, který uskutečňuje intracelulární účinek, je zatím nejasný, pravděpodobně svou roli hraje tyrosin kinasa v erytroid. kmenových bb. EPO snižuje štěpení DNA -> jejich přežití (a když hladina EPO klesne -> EKB: štěpení DNA -> apoptóza)

3.7. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU ERYTROPOETIN – produkce: primární stimul pro jeho produkci je tkáňová hypoxie receptorová tkáň (např. v ledvinách) je citlivá na nedostatek O2 -> reaguje na hypoxii – signalizace buňkám produkujícím EPO, stimulace jeho tvorby a uvolňování účinkem EPO se zvětší množství ERY -> tím se zvětší vazebná kapacita krve pro O2 -> stoupne dodávka O2 tkáním

3.8. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU HORMONÁLNÍ REGULACE PRODUKCE EPO: A) STIMULACE: STH hormony štítné žlázy (tyroxin, trijodthironin) ledvinové prostaglandiny (PGE2, PGA2) – zvýšená produkce při hypoxii testosteron B) INHIBIČNĚ PŮSOBÍ: větší dávky glukokortikoidů estrogeny rozdílný počet ERY u mužů a žen

3.9. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ERYTROPOEZU DALŠÍ FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ TVORBU EPO: A) ZVÝŠENÁ TVORBA: výšková hypoxie ztráta krve anémie otrava CO sole kobaltu adenosin B) SNÍŽENÁ TVORBA: větší transúze pobyt ve vysokém atmosférickém tlaku theofyilin (antagonista adenosinu)

4. ERYTROPOETIN V PRAXI 1. VYUŽITÍ: gen pro EPO byl klonován a rekombinantní EPO produkovaný zvířecími buňkami se využívá v klinické praxi: léčba anémie spojené s renálním postižením a dále pak stimulace tvorby ERY u lidí, kteří si ukládají zásoby vlastní krve pro případnou autologní transfúzi během plánovaných operací 2. ZNEUŽITÍ: vrcholový sport – doping – EPO zvyšuje výkonnost (několik atletů a cyklistů ale zemřelo, EPO totiž zvýší viskozitu krve – více ERY, hrozí ucpávání cév, vznik trombů a tedy infarkt myokardu nebo mozková příhoda) jeho použití je zakázáno od r.1989, avšak testy umožňující kontrolu jeho zneužívání jsou k dispozici teprve od roku 2000, kdy byly použity na olympijských hrách v Sydney. v rámci boje proti dopingu se provádějí pravidelně testy sportovců na EPO; např. podle pravidel Mezinárodní asociace atletických federací IAAF nelze uznat světový rekord, pokud po výkonu sportovec neprošel testem na EPO

5. SHRNUTÍ 1. erytrocyt – vysoce specializovaná buňka pro přenos dýchacích plynů 2. erytropoeza – vývoj od pluripotentní kmenové buňky až po červenou krvinku (specializace pro funkci) 3. faktory, které ovlivňují tvorbu červených krvinek: a) specifické mikroprostředí, b) substráty pro stavbu ERY, c) růstové faktory, erytropetin a jeho hormonální regulace a další faktory ovlivňující jeho tvorbu 4. využívání x zneužívání erytropoetinu

6. ZDROJE W. F. Ganong – Přehled lékařské fyziologie, str. 386 – 388, 442 (H+H, 1999) S. Silbernagel, A. Despopoulos – Atlas fyziologie člověka, 6. vyd., str. 88 - 90 (Grada, Aviecnum, 2004) S. Trojan a kol. – Lékařská fyziologie , 4. vyd., str. 111 - 137 (Grada, Avicenum, 2003) L. C. Junqueira - Základy histologie, 7. vyd., str. 234 - 243 (H+H, 1999) V. Konrádová, J. Uhlík, L. Vajner – Funkční histologie, 2. vyd., str. 100 – 103, 110 - 112 (H+H, 2000) http://www.graphicpulse.com/medill/wblood.html

DĚKUJI ZA POZORNOST!