какие биохимические факторы необходимы для нормального эритропоэза

Кроветворение: процессы и главные факторы | Научные статьи

какие биохимические факторы необходимы для нормального эритропоэза

Постоянство клеточного состава крови, его обновление осуществляются благодаря взаимосвязи крови и органов, образующих ее элементы (кроветворных).

В костном мозге созревают красные кровяные тельца, зернистые лейкоциты и тромбоциты. Общий вес его у взрослого человека приблизительно составляет 1500 г. Лимфатические узлы, селезенка образуют лимфоциты и моноциты.

Особенности процесса образования клеток крови: теории и факты

Процесс образования клеток крови идет непрерывно в течение всей человеческой жизни, интенсивность его строго соответствует потребностям организма.

По одной из современных теорий следует, что клетки крови человека — эритроциты, лейкоциты и тромбоциты происходят из единой родоначальной материнской клетки, так называемой «стволовой».

Путем ее деления и развития появляются клепки, предопределяющие различные ветви кроветворения: образование эритроцитов, зернистых лейкоцитов (гранулоцитов), незернистых лейкоцитов (агранулоцитов), тромбоцитов.

Порожденная общей «стволовой» клеткой, каждая из этих ветвей имеет и свою собственную родоначальную клетку. В процессе деления и постепенного созревания и преобразования этих костномозговых элементов появляются зрелые клетки, поступающие в кровь.

К чести русской науки следует оказать, что мысль о происхождении всех клеток крови из единого источника принадлежит знаменитому русскому ученому-гистологу А. А. Максимову, создавшему еще в 1900—1914 гг. свою теорию кроветворения. Эти исследования нашли подтверждение и дальнейшее развитие в трудах советских исследователей.

Вместе с тем в некоторыми учеными высказывалась мысль о том, что еще до рождения человека в кроветворных органах предопределен вид каждой кроветворной линии — гранулоцитарной, эритроцитарной, лимфоцитарной. В пользу такой точки зрения приводятся данные биохимических исследований клеток крови и костного мозга.

Так, советские биохимики П. Ф. Сейц и П. С. Луганова обнаружили, что для определенных линий кроветворных элементов характерен определенный вид энергетического обмена.

На основании этих данных они полагали, что и происхождение клеточных форм на каком-то этапе должно быть различным, поскольку характерный тип обмена (как группа крови, резус-фактор), возникший в клетке в начальном периоде ее развития, сохраняется во всех клеточных популяциях (производных данной линии).

Из всего сказанного можно сделать заключение о том, что кровь обладает многообразными функциями, имеющими первостепенное значение для существования организма. Всякое нарушение постоянства состава этой внутренней среды организма чревато далеко идущими последствиями, приводящими к нарушению здоровья человека.

Как осуществляется кроветворение: механизмы

Процессы разрушения красных кровяных шариков и их образования строго сбалансированы. Если организм теряет какое-то количество крови, то не проходит 2—3 недель, как снова восстанавливается исходный уровень числа эритроцитов и концентрации гемоглобина. При этом всегда наблюдается значительное убыстрение образования красных кровяных телец (эритропоэза) в костном мозге.

Не вызывает сомнений факт существования в организме особых механизмов регуляции эритропоэза, хорошо выявляемых тогда, когда под влиянием каких-либо причин резко уменьшается количество эритроцитов и в связи с этим развивается кислородное голодание — гипоксия.

Законно предположить, что уменьшение снабжения организма кислородом автоматически приводит к увеличению продукции красных кровяных телец.

  • Хорошо известно, что у жителей высокогорья, а так же у альпинистов, достигающих больших высот, число эритроцитов заметно повышается по сравнению с исходной нормой.
  • И наоборот, если в барокамере создать повышенное давление кислорода, то через некоторое время можно отметить постепенное затухание, «вялость» красного кроветворения, вплоть до полного его прекращения.

Возникает вопрос о механизме «эритроцитостимулирующего» действия кислородного голодания. Большим количеством исследований установлено, что этот фактор убыстряет кроветворение через посредство особого вещества, стимулирующего эрицропоэз и получившего название «эритропоэтин».

В 1906 г. два французских исследователя — Карно и Дефляндер — обнаружили, что сыворотка крови, взятая у кроликов через 20 часов после массивной кровопотери и введенная другому здоровому кролику, способствовала у последнего приросту эритроцитов на 2—3 млн. в 1 мм3 крови, а также увеличению количества гемоглобина.

Последующие эксперименты показали, что кислородная недостаточность любого происхождения способна повышать эритростимулирующие свойства кровяной сыворотки.

Наиболее убедительные доказательства существования в организме стимулятора красного кроветворения были представлены в опытах на искусственно сращенных между собой (наподобие сиамских близнецов) крысах.

Этот интересный опыт выглядел так: одна из крыс дышала газовой смесью, содержащей пониженное количество кислорода, а ее партнер — воздухом с нормальным содержанием кислорода. И оказалось, что у обоих животных в костном мозге происходило одинаковое разрастание клеток «красного ряда», а в периферической крови — значительное увеличение эритроцитов.

Объяснить это можно следующим образом: у крысы под влиянием кислородного голодания образуется вещество эритростимулирующего действия, т. е. эритропоэтин, который переходит с кровью через сращенные кровеносные сосуды в организм партнера и вызывает у него активизацию кроветворения.

В каком месте организма образуется эритропоэтин?

Многочисленные клинические наблюдения и особенно опыты на животных представили убедительные аргументы в пользу почечного происхождения эритропоэтина.

Было показано, что двустороннее удаление почек ликвидирует способность организма образовывать эритропоэтин в ответ на кровопотерю или на недостачу кислорода по другой причине. Последующая же подсадка почки, взятой от другого животного, вызывала очень быстрое восстановление эритропоэза в костном мозге.

Роль витамина В12 в кроветворении

В кроветворении принимают участие различные витамины, среди которых особая роль принадлежит витамину В12, содержащему кобальт.

Источником витамина В12 служат продукты животного происхождения; в растительных продуктах он отсутствует. Благодаря этому витамину поддерживается нормальный процесс созревания эритроцитов у здорового человека.

В сутки взрослому человеку необходимо 3—5 мг витамина В12. Как показали современные исследования, витамин В12, попавший в организм с пищей, всасывается в кишечнике лишь при соединении его с особым белком — гастромукопротеином (который иначе называется «внутренний фактор»).

Гастромукопротеин вырабатывается у человека железами желудка и обладает способностью образовывать с витамином В12 комплексное соединение. Оказалось, что этот белок предохраняет витамин от пожирания микроорганизмами, заселяющими кишечник. Таким образом, он выступает в роли «проводника» витамина В12 и спасает его от разрушающего действия микробов.

Всосавшийся витамин накапливается в печени и затем используется для целей кроветворения по мере необходимости.

Установлено, что витамин B12 принимает активное участие в образовании соединений, являющихся составными частями нуклеиновых кислот, — тех самых кислот, коими так богаты ядра клеток и которые определяют основные наследственные признаки организма.

В случае нехватки витамина B12 задерживается синтез нуклеиновых кислот, в результате чего неизбежно нарушается деление постоянно размножающихся кроветворных клеток. Тогда в костном мозге вместо нормальных эритробластов появляются огромные, медленно созревающие клетки, получившие название мегалобластов (от греческого слова «мегалос» — огромный).

На этой почве происходит развитие тяжелого малокровия — злокачественная анемия.

Роль гормонов и нервной системы в кроветворении

Вся сложная, необыкновенно подвижная система крови находится под постоянным влиянием эндокринной и нервной систем. Гормоны (от греческого слова «гормао» — возбуждаю), выделяемые эндокринными органами (железами внутренней секреции), попадают непосредственно в кровь.

Через нее гормоны осуществляют связь одних органов и систем с другими. Они оказывают регулирующее влияние на различные функции организма, в том числе и на кроветворение. Так воздействуют гормоны, вырабатываемые передней долей гипофиза, щитовидной железой, корой надпочечников, половыми железами.

Значительное влияние на процессы кроветворения и распределения элементов крови в сосудах и депо оказывает и, нервная система.

ссылкой:

Источник: https://unclinic.ru/reguljacija-krovetvorenija-mehanizmy-i-vazhnye-faktory/

Эритропоэз. Роль железа, витаминов и микроэлементов в кроветворении

какие биохимические факторы необходимы для нормального эритропоэза

Предыдущая статья.
6.1.1. Функции и свойства эритроцитов. Гемоглобин. Старение и разрушение эритроцитов в организме.

Под эритропоэзом понимают процесс образования эритроцитов в костном мозге.

Первой морфологически распознавае­мой клеткой эритроидного ряда, образующейся из колониеобразующей единицы эритроцитарной (КОЕ-Э) — клетки-предшественницы эритроидного ряда, является проэритробласт, из которого в ходе 4-5 последующих удвоений и созревания образуется 16-32 зрелых эритроидных клеток.

(Например, 1 проэритробласт → 2 базофильных эритробласта I порядка — (удвоение) → 4 базофильных эритробласта II поряда → 8 полихроматофильных эритробластов I порядка → 16 полихроматофильных эритробластов II порядка → 32 полихроматофильных нормобласта → 32 оксифильных нормобласта → денуклеация нормобластов → 32 ретикулоцита → 32 эритроцита).

Эритропоэз в кост­ном   мозге   (до   формирования   ретикулоцита)   занимает   5  дней.

В костном мозге человека и животных эритропоэз (от проэритробласта до ретикулоцита) протекает при взаимодействии эритроидных клеток с макрофагами костного мозга. Эти клеточные ассоциации получили название эритробластических островков (ЭО) (рис.6.2.).

рис.6.2.

рис.6.2.Эритробластический островок костного мозга человека.1-эритробласт

2-цитоплазма макрофага.

У здоровых людей в костном мозге содержится до 137 ЭО на мкг ткани, при угнетении же эритропоэза их количество может уменьшаться в несколько раз, а при стимуляции —увеличиваться.

Макрофаги ЭО играют важную роль в физиологии эритроидных клеток, влияя на их размножение (пролиферацию) и созревание за счет:

  1. Фагоцитоза вытолкнутых из нормобластов ядер;
  2. Поступления из макрофага в эритробласты с помощью пиноцитоза ферритина, других пластических веществ, необходимых для развития эритроидных клеток;
  3. Секреции эритропоэтинактивных веществ;
  4. Высокого сродства к эритроидным клеткам-предшественницам, позволяющим макрофагам создавать бла­гоприятные  условиях для  развития  эритробластов.

Из костного мозга в кровь поступают ретикулоциты, в течение суток созревающие в эритроциты. Поэтому количество ретикулоцитов в крови отражает эритроцитарную продукцию костным мозгом, и по их количеству в крови судят об интенсивности эритропоэза. У человека их количество составляет 5- 10 %. За сутки в 1 мкл крови поступает 60-80 тыс. эритроцитов.

В 1 мкл крови у мужчин содер­жится  5+0,5  млн,  а  у женщин  —  4,5±0,5  млн  эритроцитов.

Гуморальным регулятором эритропоэза является гормон эритропоэтин. Основным источником его у чело­века являются почки, их перитубулярные клетки — в них образуется до 85-90 % гормона, остальное количество вырабатывается в мак­рофагах (купферовские клетки и др.).

Синтез и секреция эритропоэтина

Синтез и секреция эритропоэтина определяется уровнем оксигенации почек. Структурой почек, чувствительной к гипокисии, является гемсодержащий белок перитубулярных клеток, связывающий молекулу кислорода. При доста­точной оксигенации почек оксиформа гемопротеина блокирует ген, регулирующий синтез эритропоэтина.

В отсутствии кислорода деоксиформа гемопротеина прекращает тормозить синтез эритропоэтина. При дефиците кислорода в почечных структурах активируются чув­ствительные к гипоксии ферменты. Например, фосфолипаза А2 от­ветственная за синтез простагландинов, в т.ч. Е1 и Е2-, активиру­ющих аденилатциклазу и вызывающих рост концентрации цАМФ в перитубулярных  клетках почек,  синтезирующих  эритропоэтин.

  Лактан, адреналин, норадреналин, взаимодействующие с В2-адренорецепторами почек, также активируют аденилатциклазную систему, при этом нарастает концентрация цАМФ и цГМФ, вызывающих усиле­ние синтеза и секрецию эритропоэтина в кровь.

Так, продукцию эритропоэтина стимулирует пребывание человека в горах, где рО2 в атмосферном воздухе снижено; кровопотеря, уменьшающая кисло­родную емкость крови и т.д. У человека количество эритропоэтина составляет 0,01-0,08 МЕ/мл плазмы, но при гипоксии оно может возрастать в 1000 и более раз. Существует взаимосвязь между ве­личиной гематокрита и уровнем эритропоэтина в плазме.

При гематокрите, равном 40-45, количество эритропоэтина составляет 5-80 милиЕД/мл, а при гематокрите равном 10-20 — 1-8 ЕД/мл плазмы. Эритропоэтин усиливает пролиферацию клеток-предше­ственниц эритроидного ряда — КОЕ-Э, а также всех способных к делению эритробластов и ускоряет синтез гемоглобина во всех эритроидных клетках, включая ретикулоциты.

Эритропоэтин «запускает» в чувствительных к нему клетках синтез иРНК, необходимых для образования энзимов, участвующих в формировании гема и глобина. Гормон увеличивает также кровоток в сосудах, окружающих эритропоэтическую ткань в костном мозге, и увеличивает выход в кровь ретикулоцитов  из  его  синусоидов.

Торможение эритропоэза

Торможение эритропоэза вызывают особые вещества — ингибито­ры эритропоэза, образующиеся при увеличении массы циркулиру­ющих эритроцитов, несоответствующей потребностям тканей в кис­лороде. Они обнаруживаются, например, в крови у спустившихся с гор людей. Ингибиторы эритропоэза удлиняют цикл деления эритроидных  клеток,  тормозят в них синтез гемоглобина.

Эритропоэз активируют увеличивающие чувствительность тка­ни костного мозга к эритропоэтину мужские половые гормо­ны — андрогены. Стимулирующее влияние оказывают не сами андрогены, а продукты их 5-В- редуктазного превращения — 5-В- Н- метаболиты.

Женские половые гормоны — эстрогены об­ладают противоположным действием на эритропоэз. После по­лового созревания устанавливающиеся различия в содержании эритроцитов и гемоглобина с более высокими их значениями у мужчин, чем у женщин, связаны с указанным эффектом поло­вых гормонов.

Катехоламины, взаимодействуя с В-адренорецепторами КОЕ-Э, усиливают пролиферацию этих эритроидных клеток- предшественниц.

Из 4 — 5 г железа, содержащегося в организме, 1/4 составляет резервное железо, а остальное — функци­онально активно.

Из этого количества в состав гемоглобина эрит­роцитов входит 62-70%, 5-10% содержится в миоглобине, осталь­ное — в тканях, где оно участвует во многих метаболических про­цессах: в составе металлосодержаших энзимов обеспечивает митохондриальный транспорт электронов, синтез ДНК и деление клеток, метаболизм катехоламинов (гормонов мозгового вещества надпочеч­ников), детоксикационные механизмы, т.е. снижающие активность токсических веществ, поддерживая, в частности, концентрацию цитохрома Р450. Поэтому дефицит железа в организме человека пони­жает  его   физическую  активность  и  работоспособность.

В организме человека происходит интенсивный обмен железа, оно постоянно перемещается из мест его накопления к местам испо­льзования и обратно. Так, эритропоэз ежесуточно требует от 20 до 25 мг железа. Почти все это количество железа костный мозг по­лучает за счет его повторного использования.

Только около 1 мкг железа вновь ежедневно всасывается в кишечнике, пополняя потери с калом, мочой, потом и слущиванием кожи. У молодых женщин потери железа больше (менструация, беременность).

Fe++ поступает в эритробласты с белком плазмы — трансферрином, гликопротеином (MB 76000), мигрирующим при электрофорезе белков плазмы вместе с В1— глобулинами.   Плазма  содержит от   1,8 до  2,6  мг/л  трансферрина. Поскольку 1 мг белка связывает 1,25 мкг Fe++, то в общем объеме плазмы содержится около 3 мг железа.

В норме лишь 1/3 трансферрина плазмы насыщена железом. Дополнительное количе­ство железа, которое может связываться с ненасыщенным железом трансферрином плазмы, определяет ненасыщенную железосвязывающую способность крови.

Общее количество железа, которое может быть связано трансферрином, называется общей железосвязывающей способностью крови (ОЖСК). Концентрация железа в плазме дости­гает у мужчин 120 мг%, у женщин — 80 мг%. ОЖСК нормальной сыворотки крови составляет 290-380 мг%, с мочой выводится за сутки  60-100  мкг железа.

Комплекс трансферрин-железо фиксируется на рецепторах мем­браны эритробласта, количество рецепторов уменьшается в ходе со­зревания эритроидных клеток, исчезая после созревания ретикулоцитов. Поэтому зрелый эритроцит не включает железо.

Освобожде­ние железа из комплекса трансферрин-железо обеспечивается энер­гией АТФ. Молекула трансферрина, отдавшая железо, смещается с мембранного участка молекулами трансферрина, связанными с же­лезом, поскольку их сродство к рецепторам более сильное.

Железо, поступившее в эритробласт, используется в митохондриях для син­теза гема и депонируется в эритробласте в виде резерва.

В макро­фагах печени, костного мозга резервное железо депонируется в молекуле ферритина, состоящей из 24 единиц белка апоферритина, образующих подобие скорлупы, в центре которой аккумулируется железо. Молекулы ферритина, в свою очередь, образуют внутри лизосом большие аморфные нерастворимые агрегаты — гемосидерин.

Таким образом, ферритин и гемосидерин — это формы резервного железа в клетках. При освобождении железа из клеточного резерва оно переводится в двухвалентное состояние (благодаря энзиму ксантиноксидазе, аскорбиновой кислоте и др.), соединяется с трансфер­рином и транспортируется  к  эритробластам.

Абсорбция железа эпителиальными клетками желудочно-кишечно­го тракта усиливается при увеличении концентрации трансферрина в слизистой кишечника, эритропоэтической активности костного мозга и снижается при увеличении концентрации железа в клетках сли­зистой оболочки кишечника.

Абсорбция Fe++ в кишечнике более эффективна, чем Fe+++ и вещества, поддерживающие двухвалентную форму железа, его растворимость — аскорбиновая кислота, фрукто­за, аминокислоты (цистеин, метионин), ускоряют абсорбцию железа. Важным условием абсорбции железа в кишечнике является его био­доступность.

Например, железо, входящее в состав гема (мясные продукты, кровяная колбаса) лучше всасывается вкишечнике, чем железо  из  пищи  растительного  происхождения.

Для нор­мального метаболизма кроветворная ткань нуждается в поступлении в костный мозг ряда вешеств.
Витамин В12 и фолиевая кислота необходимы для синтеза нуклеопротеинов, созревания и деления ядер клеток.

   При их дефиците  в  наиболее  интенсивно делящейся  ткани организма — эритроидной, раньше, чем в других, возникают нару­шения, выражающиеся в развитии анемии. Она связана с формиро­ванием в костном мозге огромных ядросодержаших эритроидных клеток — мегалобластов с замедленной скоростью созревания.

Об­разующиеся из них большие эритроциты — мегалоциты обладают резко укороченным периодом жизни. Вследствие указанных наруше­ний — замедленного поступления эритроцитов в кровь и быстрого их разрушения в ней, возникает анемия. Это заболевание эффек­тивно излечивается введением витамина В12.

Причина дефицита В12 в организме связана с утратой способности париетальных клеток желудка продуцировать «внутренний фактор» — гликопротеин (MB 60000), который, связывая витамин В12 , поступающий с пищей, предохраняет его от расщепления пищеварительными ферментами.

Эти нарушения возникают при атрофии слизистой желудка, часто наблюдающейся, например, у стариков (глава 20). И хотя запаса витамина В12 в печени хватает взрослому человеку на 1-5 лет, постепенное  его  истощение  приводит к  заболеванию.

Витамин В12 содержится в больших количествах в таких про­дуктах питания, как печень, почки, яйца. Ежесуточная потребность ор­ганизма в витамине В12 достигает 5 микрограмм, содержание в плаз­ме крови — 150-450 микрограмм/л.

Поступив в кишечник, комплекс гликопротеин- В12 фиксируется специальными рецепторами слизистой тонкого кишечника и витамин поступает в интестинальные клетки, и далее — в кровь, в которой с помощью особых транспортиру­ющих молекул — транскобаламинов (I, II и III типов) переносятся к печени и костному мозгу.

Транскобаламины I и III типа проду­цируются лейкоцитами, II — макрофагами. Поэтому при гиперлей­коцитозе  отмечается гипервитаминоз  В12.

Фолиевая кислота (витамин В9) поддерживает синтез ДНК в клетках костного мозга благодаря обеспечению этого процесса одним из нуклеотидов — диокситимидилатом, образующимся в ре­зультате митилирования диоксиуридиловой кислоты в присутствии тетрагидрофолата (одной из редуцированных форм фолиевой кисло­ты).

Ежедневная нормальная потребность организма человека в фолиевой кислоте составляет 500-700 мгр. Ее резерв в организме равен 5- 10 мг, причем треть его находится в печени. Недостаточное поступление фолиевой кислоты с пищей уже через несколько ме­сяцев вызывает анемию, связанную с ускоренным разрушением эритроцитов.

Фолиевой кислотой богаты овощи (шпинат), дрожжи, молоко.

Витамин В6 (пиридоксин) является кофактором (т.е. допол­нительным фактором активности) АЛК-синтетазы (рис.6.1.), участвующей в образовании гема в эритробластах, и его дефицит вы­зывает  анемию  вследствие  нарушенного  гемоглобинопоэза.

рис.6.1. Схема синтеза гемоглобина у человека.

Витамин С поддерживает основные этапы эритропоэза, спо­собствуя метаболизму фолиевой кислоты в эритробластах. Он участвует в метаболизме железа как на уровне его абсорбции в желу­дочно-кишечном тракте, так и мобилизациии депонированного в клетках железа.

Витамин Е (а-токоферол) осуществляет защиту фосфатидилэтаноламина мембран эритроцитов от перекисного окисления, уси­ливающего  гемолиз  эритроцитов.

Витамин РР. Защиту гемоглобина и мембраны эритроцитов от окисления осу­ществляет и витамин РР, являющийся одним из составляющих пиридиннуклеотидов   НАД  и   НАДФ.

Витамин В2 участвует в окислительно-восста­новительных реакциях и его дефицит вызывает у человека анемию гипорегенеративного  типа.

В метаболизме гемопоэтической ткани участвуют микроэлементы:
Медь, обеспечивающая лучшее всасывание железа в кишечнике и мобилизацию его резерва из печени и ретикулярных клеток;
Никель и Кобальт, имеющие отношение к синтезу гемоглобина и гемсодержаших молекул, способствующих утилизации железа.

Их недостаток вызывает анемию (например, в районах, где почвы бедны этими микроэлементами).
Селен, тесно воздействуя с витамином Е, защи­щает мембрану эритроцита от повреждения свободными радикалами.
Цинк—Почти 75% всего цинка в организме человека находится в эритро­цитах, в составе фермента карбоангидразы.

Недостаток цинка вызы­вает лейкопению.

Источник: https://doctor-v.ru/med/erythropoiesis/

Эритропоэз — как происходит образование эритроцитов крови?

какие биохимические факторы необходимы для нормального эритропоэза

Синтез эритроцитов представляет собой один из самых важнейших и сложных процессов формирования клеток в организме. В норме каждую секунду создается два-три миллиона кровяных телец. Сам процесс образования эритроцитов называется эритропоэзом. Как же он происходит? Как выполняется нервная и гуморальная регуляция этого процесса?

Кроветворение

Можно выделить единую схему образования всех компонентов крови, в том числе и эритроцитов. На ней кратко и отчетливо видны стадии развития конкретной клетки. С помощью данной схемы можно отследить, на каком этапе произошла ошибка, и образование эритроцита прекратилось.

Специалист может активизировать созревание телец на этой стадии. Пользуясь схемой можно понять физиологию процесса кроветворения, верно поставить диагноз и вовремя предпринять меры по устранению патологии.

Физиология формирования клеток

Какова же физиология образования кровяных клеток? Эритропоэзом называют процесс,  в ходе которого формируются и созревают кровяные тельца – эритроциты. Это происходит в костном мозге человека. Первый элемент, от которого начинается происхождение эритроцитов, – полипотентная стволовая клетка.

Она способна дифференцироваться во все клетки без исключения и подвергается нескольким этапам деления, в результате чего появляются клетки-предшественники, от которых потом начинают развиваться эритроциты, лейкоциты, лимфоциты.

Все предшественники эритроцитов в костном мозге и зрелые клетки в кровотоке образуют замкнутую систему, которая называется эритроном. Клетки созревают под регуляцией гормона эритропоэтина и других необходимых компонентов. По времени этот процесс протекает не более двух недель.

Со стадии проэритробласта начинает вырабатываться гемоглобин. Ядро по мере развития эритроцита уменьшается, а потом исчезает вовсе. Уже на стадии ретикулоцита кровяные тельца выходят в кровь. В ней они за нескольких часов дозревают до полноценных эритроцитов.

Когда у человека происходят какие-либо патологические нарушения, которые сопровождаются анемией: острые кровопотери, отравления, инфекционные болезни, в крови могут образовываться недозрелые тельца, называемые нормобластами. Это говорит о том, что эритропоэз происходит в усиленном режиме. Для проверки физиологии этого нарушения проводятся лабораторные исследования.

Важно! Стоит отметить, что при образовании предшественников эритроцитов происходит разрушение части клеток еще в костном мозге. Этот процесс называют неэффективным эритропоэзом. Он заключается в разрушении и гибели кровяных телец, которые не обладают функциональной полноценностью. Роль неэффективного типа эритропоэза состоит в регуляции эритрона.

Компоненты, необходимые для эритропоэза

Чтобы все этапы эритропоэза проходили нормально, требуются микроэлементы, гормоны, витамины и прочие важные для этого процесса веществ. К ним относят:

  • Железо. Для образования эритроцитов организму требуется до 25 мг железа в сутки. Этот элемент поступает в костный мозг, когда происходит разрушение кровяных телец. Накапливается железо в печени и селезенке, немного в других органах. При дефиците данного компонента образуется железодефицитная анемия.
  • Медь. Ее роль тоже очень важна для формирования эритроцитов. Она усваивается непосредственно в костном мозге, участвует в выработке гемоглобина. Без меди эритроциты не могут развиваться полностью, они доходят только до стадии ретикулоцита. Если уровень меди снижен, то синтез крови в костном мозге останавливается, что вызывает анемию.
  • Витамин B12 и фолиевая кислота. Данные компоненты взаимодополняют друг друга, положительно влияя на эритропоэз.
  • Витамин В6 нужен, чтобы в гемоглобине сформировалось железо.
  • Витамин В2 Требуется для нормализации окислительных и восстановительных процессов в организме.
  • Гормоны, отвечающие за обмен белков и кальция и принимающие участие в созревании клеток.
  • Половые гормоны мужчин. Они немного активизируют процесс эритропоэза. А вот женские эстрогены, наоборот, тормозят его. Этим и объясняется тот факт, что количество эритроцитов у женщин меньше, чем у мужчин.

Важно! Главным элемент эритропоэза – гормон эритропоэтин, гуморальный регулятор созревания кровяных телец. Секреция и синтез данного компонента происходит в перитубулярных клетках почек. Некоторая часть эритропоэтинов формируется в печени, селезенке и костном мозге.

Как меняются клетки?

Проходя через все стадии эритропоэза, клетки подвергаются изменения морфологических характеристик. Происходит следующее:

  • Меняются параметры клеток в сторону уменьшения.
  • Увеличивается число цитоплазматического матрикса.
  • Изменяется оттенок телец от голубого до красного. Это происходит потому, что снижается концентрация РНК и ДНК, а уровень гемоглобина, наоборот, повышается.
  • Становятся меньше параметры ядра, в конечном итоге оно вообще исчезает.
  • Содержащий в эритроцитах хроматин приобретает большую плотность.

Гуморальная регуляция

Регуляция образования крови еще не полностью исследована на данный момент. Чтобы эритропоэз протекал непрерывно, все потребности различных клеток удовлетворялись в полной мере, обеспечивалось постоянство и баланс гомеостаза, требуется работа сложного регуляторного механизма.

Главный гуморальный регулятор, как уже говорилось, – гормон эритропоэтин. Он образуется в различных внутренних органах человека, но больше всего в почках, сосудах и печени. Концентрация этого компонента всегда одинаковая. Но возникают ситуации, когда уровень гормона нарушается. Это происходит при обильном кровотечении, подъеме в горы, ишемической болезни почек.

Вместе с гуморальным регулятором эритропоэтином в синтезе эритроцитов принимают участие ингибиторы. Они представляют собой разнообразные вещества, некоторые из которых относятся к токсинам, выделяющимся при патологических нарушениях.

На первых стадиях дифференцировки регуляция происходит благодаря факторам микроокружения клеток. Затем только в игру вступают эритропоэтин и ингибиторы.

Когда организму требуется в краткий срок сформировать множество новых кровяных телец, начинает действовать стрессовый механизм. Это значит, что эритропоэтин становится намного активнее ингибиторов эритропоэза, в результате чего нарушается регуляция эритропоэза. Возможен и обратный эффект, когда ингибиторы сильнее воздействуют на созревание клеток, приводя к торможению этого процесса.

Нервная регуляция

Конечно же, воздействие гуморальных факторов на эритропоэз намного сильнее и значимее, чем влияние нервной системы, но все же и последнее имеется.

Когда возбуждается симпатический отдел вегетативной нервной системы, повышается количество эритроцитов в крови.

Такое нарушение имеет перераспределительный характер и во многом зависит от опорожнения селезенки, в которой скапливаются кровяные тельца.

В это же время адреналин и норадреналин способствует стимуляции аденилатциклазной системы. В итоге усиленно выделяется эритропоэтин.

В гипоталамусе человека присутствуют особые центры, благодаря которым происходит нервная регуляция эритропоэза.

Если на него воздействует какой-то раздражитель, то он начинает провоцировать образование клеток, что приводит к повышению уровня эритроцитов в крови.

Выработка гемоглобина

Гемоглобин содержит в себе железо, дефицит которого может вызвать развитие анемии. Выработка этого вещества и эритропоэз связаны друг с другом. Когда уровень гемоглобина достигает определенного порога, образование эритроцитов останавливается.

Синтез гемоглобина начинается в клетках-предшественниках кровяных телец. Это происходит еще при внутриутробном развитии плода. После появления ребенка на свет у него появляется гемоглобин F, а потом гемоглобин А. У взрослых может отмечаться возникновение гемоглобина F, например, при кровопотере.

В составе гемоглобина содержатся два типа цепей глобина. Они располагаются вокруг гема, который содержит в себе железо. Исходя из того, как изменяются последовательности остатков аминокислот в цепях, модифицируются и свойства гемоглобина. К примеру, он может под воздействием некоторых условий преобразовываться в кристаллы и терять способность к растворению.

Образование эритроцитов и прочих компонентов крови – это довольно сложный и важный процесс, который проходит в несколько этапов. Любое нарушение в созревании клеток может привести к отклонениям в работе организма, поэтому необходимо своевременно выявлять факторы, способные вызвать его.

Загрузка…

Источник: https://dlja-pohudenija.ru/serdcze/fiziologiya-eritropoeza-sintez-gemoglobina-kak-proishodit-obrazovanie-eritroczitov

Основы клинической гематологии | Издательство ПИМУ – Part 6

какие биохимические факторы необходимы для нормального эритропоэза

Число клеток в периферической крови в единицу времени регулируется по принципу обратной связи. Например, количество эритроцитов в обращении и содержание гемоглобина в них зависят от потребностей тканей в кислороде.

Начальный ответ организма на увеличение потребности в кислороде осуществляется через учащение дыхания (одышку) и кардиоваскулярную компенсаторную реакцию (повышение частоты сердечных сокращений).

Если возросшая потребность в кислороде сохраняется дольше нескольких часов, эритропоэз стимулируется через увеличенный выпуск эритропоэтина (ЭПО) — молекулярного стимулятора эритропоэза. Эритропоэтин производится почками, гепатоцитами и эндотелиальными клетками венозных сосудов.

Кроме ЭПО, действующего начиная с уровня коммитированных клеток-предшественников, выявлены цитокины, активирующие в первую очередь верхние этажи иерархии крове­творения: ФСК (фактор стволовых клеток), FL-лиганд (фактор, обнаруженный в эмбриональной печени), ИЛ-1 и др. Они необходимы не только для пролиферации, но и для выживания «ранних» клеток, которые в отсутствие соответствующих факторов подвергаются апоптозу.

Унипотентными регуляторами дифференцировки являются гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ) — для гранулоцитов, макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ) — для моноцитов-макрофагов, ИЛ-5 — для эозинофилов, ИЛ-3 — для тромбоцитов, ИЛ-3/ИЛ-4 — для базофилов, ЭПО — для эритроцитов.

Наряду с цитокинами, стимулирующими клеточную активность, обнаружены цитокины, ингибирующие клеточную пролиферацию. В их число входят интерферон-гамма, семейство ФНО (фактор некроза опухолей), ЛИФ (лейкоз-ингибирующий фактор) и др. При этом эффект торможения роста одних клеток может сопровождаться усиленным размножением других.

Одним из примеров практической реализации результатов фундаментальных исследований системы кроветворения стало появление в качестве лекарственных средств рекомбинантных стимуляторов гемопоэза.

К их числу относят рекомбинантный эритропоэтин (рЭПО), макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ), эндогенный лиганд для рецептора тромбопоэтина и др.

1.3. Метаболиты эритропоэза и его регуляция

Для адекватного потребностям организма образования клеток, прежде всего эритроцитов, требуется большое разнообразие факторов, которые поступают в организм человека с пищей.

Их принято назвать «пищевыми факторами». Они включают в себя белки, аминокислоты, витамины и микроэлементы. Ни один из них не уникален, т.е.

необходим не только для эритропоэза, но и для других процессов жизнедеятельности.

При дефиците большинства пищевых факторов анемия является наиболее поздним симптомом. В число таких факторов входят микроэлементы (медь и кобальт), витамины (пиридоксин — витамин В6, рибофлавин — витамин В2, никотиновая кислота — витамин РР, аскорбиновая кислота — витамин С, витамин А, токоферол — витамин Е), а также белок, аминокислоты и калорийность пищи в целом.

Однако существует ряд пищевых факторов, первым проявлением дефицита которых становится развитие анемии. К таковым относят железо (Fe) и витамины: кобаламин (витамин В12), фолиевую кислоту (витамин В9). Именно эти факторы можно объединить понятием «метаболиты эритропоэза».

1.3.1. Обмен железа

Железо (Fe) — один из наиболее важных микроэлементов в организме человека.

Он участвует в транспорте кислорода, в осуществлении оксидативно-энергетической функции митохондрий, инактивации лекарств и токсинов, синтезе ДНК.

Железо — один из наиболее широко распространенных микроэлементов в окружающем мире. В то же время дефицит железа в организме — важнейшая проблема, связанная с питанием, встречающаяся примерно у 20% человеческой популяции.

Уже в греческой мифологии признавалась важность железа для жизнедеятельности организма. Врачи Египта, Римской империи использовали железо в магических целях, пытаясь через употребление питьевой воды или вина, в которых ржавел меч, придать воину силу стали или лечить импотенцию.

Нормальный обмен Fe в организме — залог естественной защиты от анемии и раннего старения. Как дефицит, так и избыток железа приводят к развитию патологических состояний.

Общее количество Fe в организме мужчин составляет 50 мг/кг (при весе 70 кг — 3,5 г), в организме женщин — 35 мг/кг (при весе 60 кг — 2,1 г). Наибольшая доля (67–70%) этого железа содержится в гемоглобине эритроцитов.

В мио­глобине присутствует 130–150 мг железа. B структуре окислительно-восстановительных ферментов (цитохромоксидазы С, каталазы, ферментов цикла Кребса) содержится до 8 мг железа.

Депо Fe в виде ферритина и гемосидерина включает от 0,5 до 2,0 г у мужчин и от 0,3 до 1,0 г у женщин.

Как поступление, так и потери Fe из организма весьма ограничены по сравнению с активным обменом железа внутри организма между эритроцитами циркулирующей крови, макрофагами ретикулоэндотелиальной системы и эритроном.

Физиологические потери железа с потом, мочой, калом (эпителиальные клетки ЖКТ, мочевыводящих путей, кожи) у взрослых мужчин и неменструирующих женщин составляют в среднем 1,0 мг в день (от 0,6 до 1,6 мг).

Дополнительные потери железа обусловлены у женщин менструальными кровопотерями и составляют от 0,036 до 1,5 мг в сутки (у 10% женщин). Кроме того, могут иметь место скрытые кровотечения из ЖКТ (преимущественно у мужчин).

Значительные затраты железа из депо происходят в период беременности — на образование плаценты, эритроцитов плода и пр.

Дополнительно к физиологическим потерям суточный расход железа у беременной составляет в I триместре 0,8 мг/сут, во II триместре — 4,0–5,0 мг/сут, в III триместре — до 6,3 мг/сут. В целом неосложненные беременность и роды сопровождаются потерей 650 мг железа.

Всасывание железа из пищи весьма ограничено. При сбалансированном питании в организм поступает 10–20 мг железа в сутки, а всасывается только около 10% — 1–2 мг. Эти количества направлены на компенсацию физиологических потерь железа. Всасывание железа может усиливаться приблизительно в 3–5 раз, если депо железа исчерпано или имеет место повышение скорости эритропоэза.

В норме общее количество железа в организме имеет тенденцию оставаться относительно постоянным. При этом основное количество Fe, необходимое для эритропоэза, поступает в эритрон (20–30 мг в сутки) в результате рециркуляции железа из гемоглобина эритроцитов, фагоцитированных макрофагами селезенки.

Главное место всасывания Fe — двенадцатиперстная кишка. Существуют два пищевых источника железа: первый — железо из гема и второй — железо в форме иона (или хелатное железо).

Источником гемового железа являются белки пищевых продуктов животного происхождения — мясо любого вида, печень. Гемовое железо наиболее легко усваивается организмом. Его всасывание практически не зависит от дополнительных факторов и от состава диеты. Однако следует помнить, что только 10–15% железа в невегетарианских диетах развитых стран находятся в форме гема.

Точный источник негемового железа не известен. Это главным образом растительные белки, сахара, соли лимонной, молочной кислоты, аминокислоты. Некоторые пищевые продукты, включая муку и детские смеси, обогащены железом. Они могут быть важным источником негемового железа.

Всасывание негемового железа находится в зависимости от различных факторов. Аскорбиновая кислота повышает поглощение негемового железа. Различные виды мяса, включая говядину, баранину, свинину, курятину, и рыбы также усиливают поглощение негемового железа.

Яичный белок, белки молока, за исключением грудного молока, растительные белки зерновых культур, отруби и другая грубоволокнистая пища подавляют всасывание негемового железа. Высокая концентрация полифенолов объясняет слабое поглощение железа из бобов, чая, кофе и красного вина. Фосфаты и фосфопротеины подавляют поглощение железа из яичного желтка.

Желудочный сок оказывает важное влияние на поглощение негемового Fe, поэтому этот процесс затрудняется после удаления желудка или у пациентов с ахлоргидрией.

Источник: https://medread.ru/osnovy-klinicheskoj-gematologii/6/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.