Erytropoetin

Erytropoetin, také krátce EPO nazývá se hormon ze skupiny glykoproteinů. Působí jako růstový faktor při tvorbě červených krvinek (erytrocytů).

Co je erytropoetin?

EPO je hormon produkovaný v buňkách ledvin. Skládá se z celkem 165 aminokyselin. Molekulová hmotnost je 34 kDa. Sekundární strukturu tvoří čtyři a-spirály. 40 procent molekulární hmotnosti je tvořeno uhlohydráty. Obsah uhlohydrátů v EPO se skládá ze tří N-glykosidicky a jednoho O-glykosidicky vázaného postranního řetězce.

Protože hormon stimuluje tvorbu červených krvinek, je EPO jedním z látek stimulujících erytropoézu (ESA). ESA hraje důležitou roli při tvorbě krve (hematopoéza). Erythropoietin lze také produkovat synteticky. Biotechnologicky produkovaný hormon se používá k léčbě dialyzovaných pacientů. U těchto je tvorba krve po selhání ledvin často narušena. Prostřednictvím různých dopingových případů ve sportu, zejména při jízdě na kole, se mezi obyvatelstvem stal erytropoetin dobře známý.

Funkce, efekt a úkoly

Erytropoetin se vyrábí v ledvinách a uvolňuje se do krve. Krví se dostane do kostní dřeně, kde se váže na speciální erytropoetinové receptory na buněčném povrchu erytroblastů. Erythroblasty jsou prekurzorové buňky červených krvinek. K erytropoéze v kostní dřeni dochází vždy v sedmi krocích.

Za prvé, takzvané proerythroblasty vznikají z multipotentních myeloidních kmenových buněk v kostní dřeni. Makroblasty vznikají z proerytroblastů prostřednictvím dělení. Makroblasty se zase dělí na bazofilní erytroblasty. Tito jsou také známí jako normoblasty. Basofilní erytroblasty mají erytropoetinové receptory. Když se EPO váže na tyto receptory, stimuluje se dělení erytroblastů. Výsledkem je, že se diferencují na polychromatické erytroblasty. Po této fázi buňky ztratí schopnost dělit se.

Kostní dřeň se pak dále vyvíjí na orthochromatické erytroblasty. Retikulocyty jsou vytvářeny ztrátou buněčných jader. Retikulocyty jsou mladé erytrocyty, které se uvolňují z kostní dřeně do krve. Pouze v krvi dochází ke konečnému zrání na nukleovaných a bez organelů červených krvinek.

Funkce EPO se však neomezuje pouze na stimulaci hematopoézy. Studie prokázaly, že hormon lze nalézt také v buňkách srdečního svalu a v různých buňkách nervového systému. Zde se zdá, že ovlivňuje procesy buněčného dělení, tvorbu nových krevních cév (angiogeneze), inhibici apoptózy a aktivaci intracelulárního vápníku.

EPO lze také detekovat v hippocampu. Hippocampus je oblast mozku, která může být v krátké době vážně poškozena nedostatkem kyslíku. Při pokusech na zvířatech bylo prokázáno, že cílené podávání EPO zvyšuje aktivitu nervů v hippocampu. Kromě toho lze prokázat ochranný účinek hormonu při mozkovém infarktu a nedostatku kyslíku v mozku.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

85 až 90 procent erytropoetinu je produkováno ledvinami. 10 až 15 procent hormonu je tvořeno hepatocyty v játrech. Malá syntéza probíhá také v mozku, varlatech, slezině, děloze a vlasových folikulech.

Biosyntéza EPO je spuštěna, když je snížen obsah kyslíku v krvi. Požadované transkripční faktory jsou umístěny na chromozomu 7 u lidí v poloze 7q21-7q22. V případě nedostatku kyslíku se podjednotka takzvaného faktoru indukovaného hypoxií (HIF) pohybuje z buněčné tekutiny do jádra buněk produkujících EPO. Tam se HIF váže na vhodnou podjednotku. Tím se vytvoří heterodimer HIF-1. To se zase váže na protein vázající prvek cAMP a speciální transkripční faktor. Konečným výsledkem je proteinový komplex, který se skládá ze tří prvků.

To se váže na jeden konec erytropoietika a tam začíná transkripce. Hotový hormon je pak produkujícími buňkami uvolňován přímo do krve a dosahuje krevní dřeň přes krevní oběh. U zdravých lidí je sérová koncentrace EPO v krvi mezi 6 a 32 mU / ml a plazmatický poločas hormonu je mezi 2 a 13 hodinami.

Nemoci a poruchy

Ztráta funkce ledvin může vést k nedostatku erytropoetinu. V důsledku toho vzniká příliš málo červených krvinek a dochází k renální anémii. U téměř všech pacientů s chronickým onemocněním ledvin, kteří mají hodnotu kreatininu v séru vyšší než 4 mg / dl, se taková renální anémie vyvíjí.

Chronické selhání ledvin je většinou způsobeno chorobami, jako je diabetes mellitus, hypertenze, glomerulopatie, zánět ledvin (kvůli analgetickému zneužívání), cystické ledviny a autoimunitní onemocnění, jako je vaskulitida.

Rozsah renální anémie obvykle závisí na závažnosti základního onemocnění. Postižení mají sníženou výkonnost a trpí poruchami koncentrace a náchylností k infekcím. Kromě toho existují obecné příznaky, jako je únava, závratě nebo bledá kůže. Součástí anémie může být také vysoký krevní tlak, gastrointestinální potíže, svědění, menstruační poruchy nebo impotence. Celkově je kvalita života postižených pacientů významně snížena. Tvorba EPO je však také inhibována zánětlivými mediátory, jako je interleukin-1 a TNF-alfa.

Takto se anémie často vyvíjí při chronických onemocněních. Anémie nastává, když zánětlivé reakce přetrvávají po dlouhou dobu. Anémie s chronickým onemocněním je normocytární a hypochromní. To znamená, že červené krvinky mají normální velikost, ale nenosí dostatek železa.Příznaky této formy anémie jsou podobné příznakům anémie z nedostatku železa. Pacienti trpí bledostí, únavou, poruchami koncentrace, náchylností k infekcím a dušností.