ERYTHROBLASTEN: WAS SIND SIE, ERYTHROPOESE, ASSOZIIERTE PATHOLOGIEN - BIOLOGIE - 2025

Die Erythroblasten sind Vorläuferzellen von Erythrozyten-Wirbeltieren. Die Abnahme der Sauerstoffkonzentration in den Geweben fördert zelluläre Differenzierungsereignisse in diesen Zellen, die zu reifen Erythrozyten führen. Die Menge all dieser Ereignisse ist als Erythropoese bekannt.

Während der Erythropoese nimmt die Hämoglobinsynthese zu. Ein reichlich vorhandenes Protein in Erythrozyten, das die Zufuhr von Sauerstoff zu den Geweben und die Entgiftung von Kohlendioxid aus diesen vermittelt, ein Abfallprodukt der Zellatmung, das für Zellen toxisch ist.

Gefärbter Abstrich von Erythroblasten, Vorläuferzellen reifer Erythrozyten. Vom Institut für Pathologie der Streitkräfte (AFIP) aus Wikimedia Commons Der vollständige Verlust des Kerns sowie der zellulären Organellen markiert den Höhepunkt des Erythropoeseprozesses in Wirbeltierzellen von Säugetieren. Bei den übrigen Wirbeltieren wie Reptilien bleibt der Kern bestehen, sobald der Differenzierungsprozess abgeschlossen ist.

Fehler im Differenzierungsprozess der Erythroblasten führen zu einer Reihe von Blutpathologien, die zusammen als megaloblastische Anämien bezeichnet werden.

Was sind Erythrozyten?

Bild von Erythrozyten, erhalten durch holographische Mikroskopie. Von Egelberg aus Wikimedia Commons Rote Blutkörperchen, allgemein bekannt als rote Blutkörperchen, sind die am häufigsten vorkommenden Zellen im Blut von Wirbeltieren.

Sie haben eine charakteristische Morphologie ähnlich wie bikonkave Scheiben und ihre Hauptfunktion besteht darin, den Transport von Sauerstoff (O2) zu den verschiedenen Geweben des Körpers durchzuführen und sie gleichzeitig von dem Kohlendioxid (CO2) zu entgiften, das während der Zellatmung entsteht. .

Dieser Austausch von CO2 gegen O2 ist möglich, weil diese Zellen große Mengen eines charakteristischen roten Proteins namens Hämoglobin enthalten, das über eine in ihrer Struktur vorhandene Hämgruppe mit beiden chemischen Spezies interagieren kann.

Eine Besonderheit dieser Zellen bei Säugetieren in Bezug auf den Rest der Wirbeltiere ist das Fehlen von Zellkern und zytoplasmatischen Organellen. Während der Anfangsphasen der Produktion in den frühen Stadien der Embryonalentwicklung wurde jedoch beobachtet, dass die zellulären Vorläufer, aus denen sie stammen, einen vorübergehenden Kern aufweisen.

Letzteres ist nicht überraschend, da die frühen Stadien der Embryonalentwicklung normalerweise bei allen Wirbeltieren ähnlich sind und nur die Stadien voneinander abweichen, die zu einer stärkeren Differenzierung führen.

Was sind Erythroblasten?

Erythroblasten sind Zellen, die nach aufeinanderfolgenden Ereignissen der Zelldifferenzierung zu reifen Erythrozyten führen.

Diese Vorläuferzellen stammen von einem gemeinsamen myeloischen Vorläufer im Knochenmark von Wirbeltieren als kernhaltige Zellen, die mit Kernen und Zellorganellen versehen sind.

Änderungen im Inhalt seines Zytoplasmas und in der Umlagerung des Zytoskeletts führen zur Bildung von Erythrozyten, die bereit sind, in den Kreislauf einzutreten. Diese Veränderungen reagieren auf Umweltreize, die auf die Abnahme des Sauerstoffs im Gewebe und damit auf einen Bedarf bei der Produktion von Erythrozyten hinweisen.

Was ist Erythropoese?

Erythropoese ist der Begriff, der verwendet wird, um den Prozess zu definieren, durch den die Produktion und Entwicklung roter Blutkörperchen stattfindet, die zur Aufrechterhaltung der Sauerstoffversorgung der verschiedenen Organe und Gewebe erforderlich sind.

Dieser Prozess wird durch die Wirkung von Erythropoetin (EPO), einem Nierensynthesehormon, das wiederum durch die im Gewebe verfügbaren Sauerstoffkonzentrationen moduliert wird, fein reguliert.

Niedrige Konzentrationen von Gewebesauerstoff induzieren die Synthese von EPO durch den durch Hypoxie induzierbaren Transkriptionsfaktor (HIF-1), der die Proliferation von Erythrozyten durch Bindung an in Erythrozyten-Vorläuferzellen vorhandene EpoR-Rezeptoren stimuliert.

Bei Säugetieren wird die Erythropoese in zwei Stadien durchgeführt, die als primitive Erythropoese und definitive Erythropoese bezeichnet werden.

Ersteres tritt im Dottersack während der Embryonalentwicklung auf und führt zu großen kernhaltigen Erythroblasten, während letzteres in der fetalen Leber auftritt und sich nach dem zweiten Schwangerschaftsmonat im Knochenmark fortsetzt und kleinere entkernte Erythrozyten erzeugt.

Andere Proteine ​​wie das antipoptotische Zytokin Bcl-X, dessen Transkription durch den Transkriptionsfaktor GATA-1 reguliert wird, beeinflussen den Erythropoese-Prozess ebenfalls positiv. Darüber hinaus ist auch die Versorgung mit Eisen, Vitamin B12 und Folsäure erforderlich.

Differenzierung von Erythroblasten in Erythrozyten

Bei der endgültigen Erythropoese werden im Knochenmark Erythrozyten aus einer undifferenzierten Vorläuferzelle oder einem gemeinsamen myeloischen Vorläufer gebildet, die andere Zellen wie Granulozyten, Monozyten und Blutplättchen hervorbringen können.

Diese Zelle muss die entsprechenden extrazellulären Signale empfangen, um ihre Differenzierung in die erythroide Linie zu beeinträchtigen.

Sobald diese Verpflichtung erreicht ist, beginnt eine Folge von Differenzierungsereignissen, die mit der Bildung des Pronormoblasten beginnt, der auch als Proerythroblast bezeichnet wird. Eine große Erythroblasten-Vorläuferzelle mit einem Kern.

Anschließend wird der Proerythroblast eine fortschreitende Abnahme des Kernzellvolumens erfahren, begleitet von einer Zunahme der Hämoglobinsynthese. Alle diese Veränderungen treten langsam auf, wenn diese Zelle verschiedene Zellstadien durchläuft: basophile Erythroblasten oder Normoblasten, polychromatische Erythroblasten und orthochromatische Erythroblasten.

Der Prozess endet mit dem vollständigen Verlust des Kerns sowie der Organellen, die im orthochromatischen Erythroblasten vorhanden sind und einen reifen Erythrozyten bilden.

Um dies endlich zu erreichen, muss letzteres das Retikulozytenstadium durchlaufen, eine entkernte Zelle, die im Organoplasma noch Organellen und Ribosomen enthält. Die vollständige Eliminierung des Kerns und der Organellen erfolgt durch Exozytose.

Reife Erythrozyten verlassen das Knochenmark in den Blutkreislauf, wo sie etwa 120 Tage lang zirkulieren, bevor sie von Makrophagen verschlungen werden. Daher ist die Erythropoese ein Prozess, der kontinuierlich während des gesamten Lebens eines Organismus abläuft.

Zelldifferenzierung

Während Erythoblasten zu einer vollständigen Differenzierung in einen reifen Erythrozyten gelangen, erfahren sie mehrere Veränderungen in ihrem Zytoskelett sowie in der Expression von Zelladhäsionsproteinen.

Aktin-Mikrofilamente depolymerisieren und ein neues Zytoskelett auf Spektrinbasis wird zusammengesetzt. Spectrin ist ein peripheres Membranprotein auf der zytoplasmatischen Seite, das mit Ankyrin interagiert, einem Protein, das die Bindung des Zytoskeletts an das Band 3-Transmembranprotein vermittelt.

Diese Veränderungen im Zytoskelett und in der Expression von Epo-Rezeptoren sowie die Mechanismen, die sie modulieren, sind entscheidend für die Reifung der Erythroide.

Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sie die Herstellung von Wechselwirkungen zwischen Erythroblasten und Zellen vermitteln, die in der Knochenmark-Mikroumgebung vorhanden sind, und die Übertragung der notwendigen Signale erleichtern, um die Differenzierung zu beginnen und zu beenden.

Sobald die Differenzierung abgeschlossen ist, treten neue Veränderungen auf, die den Verlust der Adhäsion der Zellen am Mark und ihre Freisetzung in den Blutkreislauf begünstigen, wo sie ihre Funktion erfüllen.

Pathologien im Zusammenhang mit Fehlern bei der Differenzierung von Erythroblasten

Fehler bei der Differenzierung von Erythroblasten im Knochenmark führen zum Auftreten von Blutkrankheiten wie Megaloblastenanämien. Diese sind auf mangelnde Versorgung mit Vitamin B12 und Folaten zurückzuführen, die zur Förderung der Differenzierung von Erythroblasten erforderlich sind.

Der Begriff Megaloblasten bezieht sich auf die Größe, die Erythroblasten und sogar Erythrozyten als Produkt einer ineffektiven Erythropoese erreichen, die durch eine fehlerhafte DNA-Synthese gekennzeichnet ist.

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