Erythropoietin

Erythropoietinogså kort EPO kaldet, er et hormon fra gruppen af ​​glycoproteiner. Det fungerer som en vækstfaktor i produktionen af ​​røde blodlegemer (erytrocytter).

Hvad er erythropoietin?

EPO er et hormon fremstillet i cellerne i nyrerne. Det består af i alt 165 aminosyrer. Molekylmassen er 34 kDa. Fire a-helixer danner den sekundære struktur. 40 procent af molekylmassen består af kulhydrater. Carbohydratindholdet i EPO er sammensat af tre N-glycosidisk og en O-glycosidisk bundet sidekæde.

Da hormonet stimulerer dannelsen af ​​røde blodlegemer, er EPO et af Erythropoeiesis Stimulating Agents (ESA). ESA spiller en vigtig rolle i bloddannelse (hæmatopoiesis). Erythropoietin kan også fremstilles syntetisk. Det bioteknologisk producerede hormon bruges til behandling af dialysepatienter. Med disse forstyrres bloddannelsen ofte efter nyresvigt. Gennem forskellige dopingtilfælde i sport, især i cykling, blev erythropoietin velkendt blandt befolkningen.

Funktion, effekt og opgaver

Erythropoietin fremstilles i nyrerne og frigøres i blodet. Det når knoglemarven via blodet, hvor det binder sig til specielle erythropoietinreceptorer på erytroblasts celleoverflade. Erythroblaster er forløberne til røde blodlegemer. Erythropoiesis i knoglemarven finder altid sted i syv trin.

Først opstår såkaldte proerythroblasts fra de multipotente myeloide stamceller i knoglemarven. Makroblaster opstår fra proerythroblaster gennem opdeling. Makroblasterne deler sig igen i basofile erythroblaster. Disse er også kendt som normoblaster. De basofile erythroblaster har erythropoietinreceptorer. Når EPO binder sig til disse receptorer, stimuleres erythroblasterne til at dele sig. Som et resultat differentierer de sig til polykromatiske erythroblaster. Efter dette trin mister cellerne deres evne til at dele sig.

Knoglemarven udvikler sig derefter videre til orthokromatiske erythroblaster. Reticulocytterne dannes ved tabet af cellekerner. Reticulocytterne er unge erytrocytter, der frigøres fra knoglemarven i blodet. Kun i blodet finder den endelige modning ind i de nukleare og organelle frie røde blodlegemer sted.

Funktionen af ​​EPO er imidlertid ikke begrænset til at stimulere hæmatopoiesis. Undersøgelser har vist, at hormonet også kan findes i hjertemuskelceller og i forskellige celler i nervesystemet. Her ser det ud til at påvirke celledelingsprocesser, dannelse af nye blodkar (angiogenese), hæmning af apoptose og aktivering af intracellulært calcium.

EPO kunne også påvises i hippocampus. Hippocampus er et område i hjernen, der kan blive alvorligt beskadiget på kort tid af mangel på ilt. I dyreforsøg er det vist, at den målrettede administration af EPO øger aktiviteten af ​​nerverne i hippocampus. Derudover kunne man demonstrere en beskyttende virkning af hormonet ved hjerneinfarkt og iltmangel i hjernen.

Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier

85 til 90 procent af erythropoietin produceres af nyrerne. 10 til 15 procent af hormonet fremstilles af hepatocytterne i leveren. Lille syntese finder også sted i hjernen, testiklerne, milten, livmoderen og hårsækkene.

Biosyntesen af ​​EPO sættes i gang, når iltindholdet i blodet reduceres. De krævede transkriptionsfaktorer findes på kromosom 7 hos mennesker i position 7q21-7q22. I tilfælde af mangel på ilt flyttes en underenhed af den såkaldte hypoxia-inducerede faktor (HIF) fra cellevæsken til kernen i EPO-producerende celler. Der binder HIF sig til en passende underenhed. Dette skaber heterodimeren HIF-1. Dette binder igen til cAMP-responselementets bindende protein og en speciel transkriptionsfaktor. Slutresultatet er et proteinkompleks, der består af tre elementer.

Dette binder til den ene ende af erythropoietic og initierer transkriptionen der. Det færdige hormon frigøres derefter direkte i blodet af de producerende celler og når knoglemarven via blodbanen. Hos raske mennesker er serumkoncentrationen af ​​EPO i blodet mellem 6 og 32 mU / ml. Hormonets plasmahalveringstid er mellem 2 og 13 timer.

Sygdomme og lidelser

Et nedsat funktion af nyrerne kan føre til en erythropoietinmangel. Som et resultat produceres der for få røde blodlegemer, og der forekommer nyre-anæmi. Næsten alle patienter med kronisk nyresygdom, som har en serumkreatininværdi større end 4 mg / dL, udvikler en sådan renal anæmi.

Kronisk nyresvigt er hovedsageligt forårsaget af sygdomme som diabetes mellitus, hypertension, glomerulopatier, nyrebetændelse (på grund af analgetisk misbrug), cystiske nyrer og autoimmune sygdomme såsom vaskulitis.

Omfanget af renal anæmi afhænger normalt af sværhedsgraden af ​​den underliggende sygdom. De berørte har nedsat ydeevne og lider af koncentrationsforstyrrelser og modtagelighed for infektioner. Derudover er der generelle symptomer såsom træthed, svimmelhed eller bleg hud. Højt blodtryk, gastrointestinale klager, kløe, menstruationsforstyrrelser eller impotens kan også forekomme som en del af anæmi. Generelt reduceres livskvaliteten for de berørte patienter markant. Imidlertid inhiberes dannelsen af ​​EPO også af inflammationsformidlere, såsom interleukin-1 og TNF-alpha.

Sådan udvikler anæmi ofte ved kroniske sygdomme. Anæmi opstår, når inflammatoriske reaktioner vedvarer i lang tid. Kronisk sygdomsanæmi er normocytisk og hypokrom. Dette betyder, at de røde blodlegemer er normale i størrelse, men ikke bærer nok jern.Symptomerne på denne form for anæmi ligner symptomer på jernmangelanæmi. Patienterne lider af blevhed, træthed, koncentrationsforstyrrelser, modtagelighed for infektioner og åndenød.