Ciri -ciri, Pengeluaran, Fungsi Erythropoietin (EPO)

The erythropoietin, hemopoietin atau Epo Ia adalah glikoprotein dengan fungsi hormon (cytoquine) yang bertanggungjawab terhadap percambahan, pembezaan dan kawalan survival sel -sel progenitor erythrocytes atau sel darah merah dalam sumsum tulang, iaitu, erythropoiesisisisisisisisisis.

Protein ini adalah salah satu daripada pelbagai faktor pertumbuhan yang mengawal proses hematopoietik yang dibentuk, dari sekumpulan kecil sel stem pluripotential, sel -sel yang terdapat dalam darah: kedua -dua erythrocytes dan sel darah putih dan limfosit. Iaitu, sel -sel keturunan myeloid dan limfoid.

Skim yang mewakili hemopoiesis, di mana proses pembentukan erythrocytes atau erythropoiesis dimasukkan, di mana erythropoietin bertindak (Sumber: Openstax College [CC oleh 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)] melalui Wikimedia Commons)

Kepentingannya terletak pada kepentingan fungsional yang sel -sel yang membantu membiak, membezakan dan matang, kerana erythrocytes bertanggungjawab untuk pengangkutan oksigen dari paru -paru ke tisu badan yang berbeza.

Erythropoietin adalah faktor pertumbuhan pertama yang diklonkan (pada tahun 1985), dan pada masa ini pentadbirannya untuk rawatan anemia yang berjaya yang dihasilkan oleh kegagalan buah pinggang diluluskan oleh Pentadbiran Dadah dan Makanan Amerika (FDA) (FDA).

Tanggapan bahawa erythropoiesis dikawal oleh faktor humoral (faktor larut yang hadir dalam peredaran) dicadangkan lebih dari 100 tahun yang lalu oleh Carnot dan Deflandre ketika mengkaji kesan positif terhadap peningkatan peratusan sel merah dalam arnab yang dirawat dengan serum anemia haiwan.

Walau bagaimanapun, tidak sampai tahun 1948 ketika Bonsidorff dan Jalavist.

[TOC]

Ciri -ciri

Erythropoietin adalah protein dari keluarga glikoprotein. Ia stabil untuk pH asid dan mempunyai kira -kira 34 kDa berat molekul.

Ia mempunyai kira-kira 193 asid amino, termasuk rantau N-terminal hidrofobik sebanyak 27 sisa, yang dihapuskan oleh pemprosesan bersama translasi; Dan sisa arginin dalam kedudukan 166 yang juga hilang, jadi protein dalam edaran mempunyai 165 asid amino.

Dalam strukturnya, pembentukan dua jambatan disulfur antara sisa sistein yang terdapat dalam kedudukan 7-161 dan 29-33 dapat dilihat, yang dikaitkan dengan operasi mereka. Ia lebih kurang daripada 50% kipas alfa, yang nampaknya mengambil bahagian dalam pembentukan rantau atau bahagian globular.

Ia mempunyai karbohidrat 40%, yang diwakili oleh tiga rantai oligosakarida N-unit kepada residu asid aspartik (ASP) yang berlainan, dan rantai O-United kepada residu serina (SER). Oligosakarida ini sebahagian besarnya dibuat.

Wilayah karbohidrat EPO memenuhi beberapa peranan:

Boleh melayani anda: Flora dan Fauna Coahuila

- Ia penting untuk aktiviti biologi.

- Ia melindungi daripada kemerosotan atau kerosakan yang disebabkan oleh radikal bebas oksigen.

- Rantai oligosakarida diperlukan untuk rembesan protein matang.

Pada manusia, gen yang mengkodekan protein ini terletak di tengah-tengah lengan panjang kromosom 7, di rantau Q11-Q22; Ia berada dalam satu salinan di rantau 5.4KB dan mempunyai lima ekor dan empat intron. Kajian homologi menunjukkan bahawa urutan mereka berkongsi identiti 92% dengan primata lain dan 80% dengan beberapa tikus.

Pengeluaran

Dalam janin

Semasa perkembangan janin, erythropoietin dihasilkan terutamanya di dalam hati, tetapi telah ditentukan bahawa, pada tahap yang sama, gen yang dikodkan untuk hormon ini juga dinyatakan dengan banyaknya di rantau purata nefron buah pinggang.

Pada orang dewasa

Selepas kelahiran, di mana semua peringkat postnatal dapat dipertimbangkan, hormon dihasilkan pada dasarnya di buah pinggang. Khususnya, oleh sel korteks dan permukaan corpuscles buah pinggang.

Hati turut mengambil bahagian dalam pengeluaran erythropoietin dalam peringkat selepas bersalin, di mana lebih kurang 20% ​​daripada jumlah EPO dalam edaran dikumuhkan.

Organ -organ lain "buah pinggang tambahan" di mana pengeluaran erythropoietin telah dikesan termasuk sel endothelial periferal, sel -sel otot licin vaskular dan sel yang menghasilkan insulin.

Ia juga diketahui bahawa dalam sistem saraf pusat terdapat beberapa pusat rembesan EPO, termasuk hippocampus, korteks, sel endothelial serebrum dan astrocytes.

Peraturan Pengeluaran Erythropoietin

Pengeluaran erythropoietin tidak dikawal secara langsung oleh jumlah sel darah merah dalam darah, tetapi dengan bekalan oksigen dalam tisu. Kekurangan oksigen dalam tisu merangsang pengeluaran EPO dan reseptornya di hati dan buah pinggang.

Pengaktifan ekspresi gen yang dimediasi oleh hipoksia adalah hasil pengaktifan laluan keluarga faktor transkripsi yang dikenali sebagai faktor 1 yang boleh diinduksi oleh hipoksia (HIF-1, Bahasa Inggeris Faktor Hypoxia-Inducible 1).

Hypoxia, kemudian, mendorong pembentukan banyak kompleks protein yang memenuhi fungsi yang berbeza dalam pengaktifan ekspresi erythropoietin, dan yang secara langsung atau tidak langsung bergabung dengan faktor -faktor yang menerjemahkan isyarat pengaktifan kepada promoter gen EPO, merangsang transkripsinya.

Faktor tekanan lain seperti hipoglikemia (kepekatan gula darah rendah), peningkatan kalsium intraselular atau kehadiran spesies oksigen reaktif juga mencetuskan laluan HIF-1.

Boleh melayani anda: homopolysaccharides: ciri, struktur, fungsi, contoh

Mekanisme tindakan

Mekanisme tindakan erythropoietin agak kompleks dan bergantung terutamanya kepada keupayaannya untuk merangsang air terjun isyarat yang berbeza yang terlibat dalam percambahan sel, yang berkaitan, seterusnya, dengan pengaktifan faktor dan hormon lain.

Di dalam tubuh manusia dewasa yang sihat terdapat keseimbangan antara pengeluaran dan pemusnahan sel darah merah atau erythrocytes, dan EPO mengambil bahagian dalam penyelenggaraan keseimbangan ini melalui penggantian erythrocytes yang hilang.

Apabila jumlah oksigen yang terdapat di dalam tisu sangat rendah, ungkapan gen pengekodan untuk erythropoietin meningkat di buah pinggang dan hati. Rangsangan juga boleh berlaku disebabkan oleh ketinggian besar, hemolisis, keadaan anemia teruk, pendarahan atau pendedahan berpanjangan kepada karbon monoksida.

Keadaan ini menghasilkan keadaan hipoksia, yang menyebabkan rembesan EPO meningkat, terdapat lebih banyak sel merah dan pecahan reticulocytes dalam edaran, yang merupakan salah satu sel progenitor erythrocytes, juga meningkat.

Siapa yang bertindak EPO?

Dalam erythropoiesis, EPO terutamanya mengambil bahagian dalam percambahan dan pembezaan sel -sel progenitor yang dilakukan dalam keturunan sel darah merah (ibu bapa erythrocyte), tetapi juga mengaktifkan mitosis dalam proeritroblast dan dalam erythroblast basofilik, dan juga mempercepatkan pembebasan Reticulocytes sumsum tulang.

Tahap pertama yang berfungsi protein dalam pencegahan kematian sel yang diprogramkan (apoptosis) sel -sel prekursor yang terbentuk dalam sumsum tulang, yang dicapai dengan interaksi perencatan dengan faktor -faktor yang terlibat dalam proses ini.

Bagaimana ia bertindak?

Sel yang bertindak balas terhadap erythropoietin mempunyai penerima khusus untuk yang dikenali sebagai erythropoietin atau Epor. Sebaik sahaja protein membentuk kompleks dengan penerima, isyarat dipindahkan ke bahagian dalam sel: ke arah nukleus.

Langkah pertama untuk pemindahan isyarat adalah perubahan konformasi yang berlaku selepas kesatuan protein dengan penerima, iaitu, pada masa yang sama, bersama -sama dengan molekul yang lain yang diaktifkan. Antaranya, adalah Janus-Pirosina Kinase 2 (Jack-2).

Antara beberapa laluan yang diaktifkan ke hilir, selepas Jack-2 mengantara fosforilasi sisa tyrosine reseptor zaman, adalah laluan kinase peta dan protein quinasa c, yang mengaktifkan faktor transkripsi yang meningkatkan ekspresi gen tertentu.

Ia boleh melayani anda: Pembiakan paraseksual: moneras, protis dan kulat

Fungsi

Seperti banyak faktor hormon dalam organisma, erythropoietin tidak terhad kepada satu fungsi. Ini telah dijelaskan melalui pelbagai siasatan.

Di samping bertindak sebagai faktor percambahan dan pembezaan erythrocytes, yang penting untuk pengangkutan gas melalui aliran darah, erythropoietin nampaknya memenuhi beberapa fungsi tambahan, tidak semestinya berkaitan dengan percambahan selular dan pembezaan selular.

Dalam pencegahan kecederaan

Kajian telah mencadangkan bahawa EPO menghalang lesi selular dan, walaupun mekanisme tindakan mereka tidak diketahui dengan tepat, dipercayai bahawa proses apoptotik yang dihasilkan oleh voltan oksigen yang dikurangkan atau tidak dapat menghalang, merangsang ketoksikan dan pendedahan kepada radikal bebas.

Dalam apoptosis

Penyertaannya dalam pencegahan apoptosis telah dikaji dengan interaksi dengan penentuan faktor dalam air terjun isyarat: Janus-Marosina kinase 2 (JAK2), Caspasa 9, Caspasa 1 dan Caspasa 3, Glikogen Syntasa Volc Apoptotic Protease 1 (APAF-1) yang lain.

Fungsi dalam sistem lain

Mengambil bahagian dalam perencatan keradangan sel dengan menghalang beberapa sitokin proinflamasi seperti interleukine 6 (IL-6), faktor nekrosis tumor alfa (TNF-α) dan protein kimia monosit 1.

Dalam sistem vaskular, ia telah menunjukkan bahawa ia bekerjasama dalam penyelenggaraan integriti dan dalam pembentukan kapilari baru dari kapal sedia ada di kawasan tanpa vasculature (angiogenesis). Di samping.

Diyakini bahawa merangsang neovascularization postnatal dengan meningkatkan penggerak sel -sel progenitor dari sumsum tulang ke seluruh badan.

Ia mempunyai peranan penting dalam pembangunan sel saraf nenek moyang melalui pengaktifan faktor nuklear Kb, yang menggalakkan pengeluaran sel stem saraf.

Bertindak bersama-sama dengan sitokin lain, EPO mempunyai fungsi "modulasi" dalam mengawal laluan percambahan dan pembezaan megacariocytes dan granulosit-monosit.

Rujukan

1. Despoulos, a., & Silbernagl, s. (2003). Atlas warna fisiologi (Edisi ke -5.). New York: Thieme.
2. Jelkmann, w. (1992). Erythropietin: Struktur, Kawalan Pengeluaran, dan Fungsi. Kajian fisiologi, 72(2), 449-489.
3. Jelkmann, w. (2004). Biologi molekul erythropoietin. Ubat dalaman, 43(8), 649-659.
4. Jelkmann, w. (2011). Peraturan pengeluaran erythropietin. J. Physiol., 6, 1251-1258.
5. Lacombe, c., & Mayeux, p. (1998). Biologi erythropietin. Haematologica, 83, 724-732.
6. Maiese, k., Li, f., & Zhong, Z. (2005). Jalan baru penerokaan untuk erythropietin. Jama, 293(1), 1-6.