Erytropoëtine

Erytropoëtine, ook kort EPO genaamd, is een hormoon uit de groep van glycoproteïnen. Het werkt als een groeifactor bij de aanmaak van rode bloedcellen (erytrocyten).

Wat is erytropoëtine?

EPO is een hormoon dat wordt aangemaakt in de cellen van de nieren. Het bestaat uit in totaal 165 aminozuren. De molecuulmassa is 34 kDa. Vier α-helices vormen de secundaire structuur. 40 procent van de moleculaire massa bestaat uit koolhydraten. Het koolhydraatgehalte van EPO is samengesteld uit drie N-glycosidisch en één O-glycosidisch gekoppelde zijketen.

Omdat het hormoon de vorming van rode bloedcellen stimuleert, is EPO een van de Erythropoeiesis Stimulating Agents (ESA). ESA speelt een belangrijke rol bij de bloedvorming (hematopoëse). Erytropoëtine kan ook synthetisch worden geproduceerd. Het biotechnologisch geproduceerde hormoon wordt gebruikt om dialysepatiënten te behandelen. Hiermee wordt de bloedvorming vaak verstoord na nierfalen. Door verschillende dopinggevallen in de sport, vooral in de wielersport, werd erytropoëtine bekend onder de bevolking.

Functie, effect en taken

Erytropoëtine wordt in de nieren gemaakt en in het bloed afgegeven. Het bereikt het beenmerg via het bloed, waar het zich bindt aan speciale erytropoëtinereceptoren op het celoppervlak van erytroblasten. Erythroblasten zijn de voorlopercellen van rode bloedcellen. Erytropoëse in het beenmerg vindt altijd plaats in zeven stappen.

Ten eerste ontstaan ​​zogenaamde proerythroblasten uit de multipotente myeloïde stamcellen in het beenmerg. Macroblasten komen voort uit de proerythroblasten door deling. De macroblasten verdelen zich op hun beurt in basofiele erytroblasten. Deze worden ook wel normoblasten genoemd. De basofiele erytroblasten hebben erytropoëtinereceptoren. Wanneer EPO zich aan deze receptoren bindt, worden de erytroblasten gestimuleerd om zich te delen. Als gevolg hiervan differentiëren ze tot polychromatische erytroblasten. Na deze fase verliezen de cellen hun vermogen om te delen.

Het beenmerg ontwikkelt zich dan verder tot orthochromatische erytroblasten. De reticulocyten worden gevormd door het verlies van de celkernen. De reticulocyten zijn jonge erytrocyten die uit het beenmerg in het bloed komen. Alleen in het bloed vindt de uiteindelijke rijping tot de kernhoudende en organelvrije rode bloedcellen plaats.

De functie van EPO is echter niet beperkt tot het stimuleren van hematopoëse. Studies hebben aangetoond dat het hormoon ook voorkomt in hartspiercellen en in verschillende cellen van het zenuwstelsel. Hier lijkt het de celdelingsprocessen, de vorming van nieuwe bloedvaten (angiogenese), de remming van apoptose en de activering van intracellulair calcium te beïnvloeden.

EPO kan ook worden gedetecteerd in de hippocampus. De hippocampus is een hersengebied dat door zuurstofgebrek in korte tijd ernstig kan worden beschadigd. Bij dierproeven is aangetoond dat de gerichte toediening van EPO de activiteit van de zenuwen in de hippocampus verhoogt. Bovendien kon een beschermend effect van het hormoon bij herseninfarct en zuurstoftekort in de hersenen worden aangetoond.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

85 tot 90 procent van erytropoëtine wordt geproduceerd door de nieren. 10 tot 15 procent van het hormoon wordt gemaakt door de hepatocyten in de lever. Er vindt ook weinig synthese plaats in de hersenen, testikels, milt, baarmoeder en haarzakjes.

De biosynthese van EPO wordt in gang gezet wanneer het zuurstofgehalte in het bloed wordt verlaagd. De transcriptiefactoren die hiervoor nodig zijn, bevinden zich op chromosoom 7 bij mensen op positie 7q21-7q22. Bij zuurstofgebrek beweegt een subeenheid van de zogenaamde hypoxie-geïnduceerde factor (HIF) van de celvloeistof naar de kern van EPO-producerende cellen. Daar bindt HIF zich aan een geschikte subeenheid. Dit creëert de heterodimeer HIF-1. Dit bindt op zijn beurt aan het cAMP-responselement bindend eiwit en een speciale transcriptiefactor. Het eindresultaat is een eiwitcomplex dat uit drie elementen bestaat.

Dit bindt zich aan het ene uiteinde van de erytropoëtica en start daar de transcriptie. Het afgewerkte hormoon wordt vervolgens rechtstreeks in het bloed afgegeven door de producerende cellen en bereikt het beenmerg via de bloedbaan. Bij gezonde mensen ligt de serumconcentratie van EPO in het bloed tussen 6 en 32 mU / ml De plasmahalfwaardetijd van het hormoon ligt tussen 2 en 13 uur.

Ziekten en aandoeningen

Een functieverlies van de nier kan leiden tot een erytropoëtinetekort. Als gevolg hiervan worden te weinig rode bloedcellen aangemaakt en treedt nieranemie op. Bijna alle patiënten met chronische nierziekte die een serumcreatininewaarde van meer dan 4 mg / dL hebben, ontwikkelen dergelijke nieranemie.

Chronisch nierfalen wordt meestal veroorzaakt door ziekten zoals diabetes mellitus, hypertensie, glomerulopathieën, nierontsteking (door misbruik van analgetica), cystische nieren en auto-immuunziekten zoals vasculitis.

De mate van nieranemie hangt meestal af van de ernst van de onderliggende ziekte. De getroffenen hebben een verminderde prestatie en lijden aan concentratiestoornissen en vatbaarheid voor infecties. Daarnaast zijn er algemene symptomen zoals vermoeidheid, duizeligheid of bleke huid. Hoge bloeddruk, maagdarmklachten, jeuk, menstruatiestoornissen of impotentie kunnen ook optreden als onderdeel van bloedarmoede. Over het algemeen is de kwaliteit van leven van de getroffen patiënten aanzienlijk verminderd. De vorming van EPO wordt echter ook geremd door ontstekingsmediatoren zoals interleukine-1 en TNF-alfa.

Dit is hoe bloedarmoede zich vaak ontwikkelt bij chronische ziekten. Bloedarmoede treedt op als ontstekingsreacties lang aanhouden. Bloedarmoede bij chronische ziekten is normocytisch en hypochroom. Dit betekent dat de rode bloedcellen normaal van formaat zijn, maar niet genoeg ijzer vervoeren.De symptomen van deze vorm van bloedarmoede zijn vergelijkbaar met de symptomen van bloedarmoede door ijzertekort. De patiënten lijden aan bleekheid, vermoeidheid, concentratiestoornissen, vatbaarheid voor infecties en kortademigheid.