La eritropoyesis (del griego "erythro" que significa "rojo" y "poiesis" que significa "hacer") es el proceso que produce glóbulos rojos (eritrocitos), que es el desarrollo de células madre eritropoyéticas a glóbulos rojos maduros. [2]
Es estimulado por la disminución de O 2 en circulación, que es detectado por los riñones , que luego secretan la hormona eritropoyetina . [3] Esta hormona estimula la proliferación y diferenciación de los precursores de glóbulos rojos, lo que activa un aumento de la eritropoyesis en los tejidos hematopoyéticos , produciendo finalmente glóbulos rojos (eritrocitos). [3] En aves y mamíferos postnatales (incluidos los humanos ), esto generalmente ocurre dentro de la médula ósea roja . [3] En el feto temprano, la eritropoyesis tiene lugar en las células mesodérmicas del saco vitelino . Para el tercer o cuarto mes, la eritropoyesis se traslada al hígado. [4] Después de siete meses, se produce eritropoyesis en la médula ósea. El aumento del nivel de actividad física puede provocar un aumento de la eritropoyesis. [5] Sin embargo, en humanos con ciertas enfermedades y en algunos animales , la eritropoyesis también ocurre fuera de la médula ósea , dentro del bazo o el hígado . Esto se denomina eritropoyesis extramedular .
La médula ósea de prácticamente todos los huesos produce glóbulos rojos hasta que una persona tiene alrededor de cinco años . La tibia y el fémur dejan de ser sitios importantes de hematopoyesis alrededor de los 25 años; las vértebras , el esternón , la pelvis y las costillas , y los huesos del cráneo continúan produciendo glóbulos rojos durante toda la vida. Hasta la edad de 20 años, los glóbulos rojos se producen a partir de la médula ósea roja de todos los huesos (huesos largos y todos los huesos planos). Después de los 20 años, los glóbulos rojos se producen a partir de huesos membranosos como las vértebras, el esternón, las costillas, las escápulas y los huesos ilíacos. Después de los 20 años, la diáfisis de los huesos largos se vuelve amarilla como la médula ósea debido al depósito de grasa y pierde la función eritropoyética.
Diferenciación de eritrocitos
En el proceso de maduración de los glóbulos rojos, una célula sufre una serie de diferenciaciones . Las siguientes etapas de desarrollo ocurren todas dentro de la médula ósea :
- Un hemocitoblasto , una célula madre hematopoyética multipotente , se convierte en
- un progenitor mieloide común o una célula madre multipotente , y luego
- una célula madre unipotente, entonces
- un pronormoblasto , también comúnmente llamado proeritroblasto o rubriblasto.
- Esto se convierte en un normoblasto basófilo o temprano, también llamado comúnmente eritroblasto, luego
- un normoblasto policromatofílico o intermedio, luego
- un normoblasto ortocromático o tardío. En esta etapa, el núcleo se expulsa antes de que la célula se convierta en
- un reticulocito .
La célula se libera de la médula ósea después de la Etapa 7, por lo que en los glóbulos rojos recién circulantes hay aproximadamente un 1% de reticulocitos. Después de uno o dos días, estos finalmente se convierten en "eritrocitos" o glóbulos rojos maduros.
Estas etapas corresponden a apariencias específicas de la célula cuando se tiñen con la tinción de Wright y se examinan con microscopía óptica, y corresponden a otros cambios bioquímicos.
En el proceso de maduración, un pronormoblasto basófilo se convierte de una célula con un núcleo grande y un volumen de 900 fl en un disco enucleado con un volumen de 95 fl. En la etapa de reticulocitos, la célula ha extruido su núcleo, pero aún es capaz de producir hemoglobina.
Esencial para la maduración de los glóbulos rojos son la vitamina B 12 (cobalamina) y la vitamina B 9 (ácido fólico). La falta de cualquiera de las dos causas falla en la maduración en el proceso de eritropoyesis, que se manifiesta clínicamente como reticulocitopenia , una cantidad anormalmente baja de reticulocitos.
Características observadas en los eritrocitos durante la eritropoyesis
A medida que maduran, cambian una serie de características de los eritrocitos: el tamaño total de la célula precursora de eritrocitos se reduce con el aumento de la relación entre citoplasma y núcleo (C: N). El diámetro nuclear disminuye y la cromatina se condensa con la reacción de tinción progresando de rojo violáceo a azul oscuro en la etapa nuclear final del eritroblasto ortocromático, antes de la eyección nuclear. El color del citoplasma cambia de azul en los estadios proeritroblasto y basófilo a un rojo rosado como resultado de la expresión creciente de hemoglobina a medida que se desarrolla la célula. Inicialmente, el núcleo es de gran tamaño y contiene cromatina abierta . Pero, a medida que maduran los glóbulos rojos, el tamaño del núcleo disminuye, hasta que finalmente desaparece con la condensación del material de cromatina. [6]
Regulación de la eritropoyesis
Un circuito de retroalimentación que involucra eritropoyetina ayuda a regular el proceso de eritropoyesis de modo que, en estados sin enfermedad, la producción de glóbulos rojos es igual a la destrucción de glóbulos rojos y el número de glóbulos rojos es suficiente para mantener niveles adecuados de oxígeno en los tejidos no tan alto como para causar sedimentos, trombosis o apoplejía . La eritropoyetina se produce en el riñón y el hígado en respuesta a niveles bajos de oxígeno. Además, la eritropoyetina se une a los glóbulos rojos circulantes; los números circulantes bajos conducen a un nivel relativamente alto de eritropoyetina libre, que estimula la producción en la médula ósea.
Estudios recientes también han demostrado que la hormona peptídica hepcidina puede desempeñar un papel en la regulación de la producción de hemoglobina y, por lo tanto, afectar la eritropoyesis. El hígado produce hepcidina. La hepcidina controla la absorción de hierro en el tracto gastrointestinal y la liberación de hierro del tejido reticuloendotelial. El hierro debe liberarse de los macrófagos en la médula ósea para incorporarse al grupo hemo de la hemoglobina en los eritrocitos. Hay unidades formadoras de colonias que las células siguen durante su formación. Estas células se denominan células comprometidas, incluidas las unidades formadoras de colonias de granulocitos y monocitos.
La secreción de hepcidina es inhibida por otra hormona, la eritroferrona , producida por eritroblastos en respuesta a la eritropoyetina, e identificada en 2014. [7] [8] Parece que esto vincula la eritropoyesis impulsada por eritropoyetina con la movilización de hierro necesaria para la síntesis de hemoglobina.
La pérdida de función del receptor de eritropoyetina o JAK2 en las células de los ratones provoca un fallo en la eritropoyesis, por lo que se interrumpe la producción de glóbulos rojos en los embriones y el crecimiento. Si no hay inhibición por retroalimentación sistémica, por ejemplo, la disminución o ausencia de supresores de proteínas de señalización de citocinas, puede resultar en gigantismo , como se muestra en modelos de ratones . [9] [10]
Ver también
- Anemia : una afección con un nivel anormalmente bajo de hemoglobina funcional.
- Policitemia : una afección con un nivel anormalmente alto de glóbulos rojos.
- Diseritropoyesis : un problema con el desarrollo de glóbulos rojos
Referencias
- ^ Le, Tao; Bhushan, Vikas; Vasan, Neil (2010). Primeros auxilios para el USMLE Paso 1: Edición del vigésimo aniversario de 2010 . Estados Unidos: The McGraw-Hill Companies, Inc. págs. 123 . ISBN 978-0-07-163340-6.
- ^ Pelley, John W. (1 de enero de 2007). "Metabolismo de aminoácidos y hemo". Bioquímica integrada de Elsevier . ScienceDirect . págs. 97-105. doi : 10.1016 / B978-0-323-03410-4.50018-3 . ISBN 9780323034104.
Eritropoyesis La
síntesis de hemo se coordina con la síntesis de globina durante la eritropoyesis y, como tal, no ocurre en el eritrocito maduro. La eritropoyesis es el desarrollo de glóbulos rojos maduros a partir de células madre eritropoyéticas. La primera célula morfológicamente reconocible en la vía de los eritrocitos es el proeritroblasto. En el eritroblasto basófilo, el núcleo se vuelve algo más pequeño, presenta un aspecto más tosco y el citoplasma se vuelve más basófilo debido a la presencia de ribosomas. A medida que la célula comienza a producir hemoglobina, el citoplasma atrae tinciones tanto básicas como de eosina y se denomina eritroblasto policromatofílico. A medida que continúa la maduración, el eritroblasto ortocromatofílico extruye su núcleo y la célula entra en la circulación como un reticulocito. A medida que los reticulocitos pierden sus polirribosomas, se convierten en glóbulos rojos maduros. - ^ a b c Sherwood, L, Klansman, H, Yancey, P: Fisiología animal , Brooks / Cole, Cengage Learning, 2005.
- ^ Palis J, Segel GB (junio de 1998). "Biología del desarrollo de la eritropoyesis". Blood Rev . 12 (2): 106-14. doi : 10.1016 / S0268-960X (98) 90022-4 . PMID 9661799 .
- ^ Le, Tao; Bhushan, Vikas; Vasan, Neil (2010). Primeros auxilios para el USMLE Paso 1: Edición del vigésimo aniversario de 2010 . Estados Unidos: The McGraw-Hill Companies, Inc. págs. 124 . ISBN 978-0-07-163340-6.
- ^ Libro de texto de fisiología por el Dr. AK Jain reimpresión 2006-2007 3ª edición.
- ^ Koury, MJ (13 de enero de 2015). "Eritroferrona: un eslabón perdido en la regulación del hierro" . El hematólogo . Sociedad Americana de Hematología . Consultado el 26 de agosto de 2015 .
- ^ Kautz L, Jung G, Valore EV, Rivella S, Nemeth E, Ganz T (julio de 2014). "Identificación de la eritroferrona como un regulador eritroide del metabolismo del hierro" . Genética de la naturaleza . 46 (7): 678–84. doi : 10.1038 / ng.2996 . PMC 4104984 . PMID 24880340 .
- ^ Nicolas G, Bennoun M, Porteu A, Mativet S, Beaumont C, Grandchamp B, Sirito M, Sawadogo M, Kahn A, Vaulont S (abril de 2002). "Anemia severa por deficiencia de hierro en ratones transgénicos que expresan hepcidina hepática" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 99 (7): 4596–601. Código Bibliográfico : 2002PNAS ... 99.4596N . doi : 10.1073 / pnas.072632499 . PMC 123693 . PMID 11930010 .
- ^ Michael Föller; Stephan M. Huber; Florian Lang (agosto de 2008). "Muerte celular programada de eritrocitos" . IUBMB Life . 60 (10): 661–668. doi : 10.1002 / iub.106 . PMID 18720418 .[ enlace muerto ]
enlaces externos
- Hematología microscópica
- Más información sobre eritropoyesis