الكريات الحمر: مراحل وخصائصها ، والتنظيم ، والعوامل المحفزة

الكريات الحمر هي العملية التي يتم من خلالها تكوين خلايا الدم الحمراء أو كريات الدم الحمراء. ويبلغ متوسط ​​عمر خلايا الدم هذه لدى البشر 4 أشهر ولا يمكنها إعادة إنتاج نفسها. لهذا السبب ، يجب إنشاء كرات الدم الحمراء الجديدة لتحل محل تلك التي تموت أو فقدت في نزيف.

في الرجال ، يبلغ عدد كريات الدم الحمراء حوالي 54 مليون لكل مليلتر ، بينما في النساء يكون أقل قليلاً (48 مليون). حوالي 10 ملايين كريات الدم الحمراء تضيع يوميا ، لذلك ينبغي استبدال كمية مماثلة.

تتكون كريات الدم الحمراء من كريات الدم الحمراء الموجودة في نخاع العظم الأحمر من الثدييات ، بينما يتم إنتاجها في الفقاريات الأخرى بشكل رئيسي في الكلى والطحال.

عندما يصلون إلى نهاية أيامهم ، تصبح مجزأة ؛ ثم الخلايا التي تسمى البلاعم تشملها. هذه الضامة موجودة في الكبد ونخاع العظم الأحمر والطحال.

عندما يتم تدمير خلايا الدم الحمراء ، يتم إعادة تدوير الحديد ليتم استخدامه مرة أخرى ، في حين يتحول باقي الهيموغلوبين إلى صبغة صفراء تسمى البيليروبين.

يتم تحفيز كريات الدم الحمراء بواسطة هرمون يسمى الإريثروبويتين ، لكن العملية تنظمها عوامل مختلفة ، مثل درجة الحرارة وضغط الأكسجين ، من بين عوامل أخرى.

مراحل وخصائصها

في الكائنات البالغة ، يحدث الكريات الحمر في أماكن متخصصة في نخاع العظم الأحمر تسمى الجزر الحمراء. لتكوين كريات الدم الحمراء ، يجب إجراء العديد من العمليات التي تنتقل من التكاثر الخلوي إلى نضوج الكريات الحمراء ، والتي تحدث من خلال عدة مراحل من التمايز الخلوي.

مع خضوع الخلايا للانقسامات الانقسامية ، يتناقص حجمها ونواتها ، وكذلك تكثيف الكروماتين والهيموجلوبين. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تتحرك بعيدا عن منطقة المنشأ.

في المراحل النهائية سيفقدون النواة وغيرها من العضيات ويدخلون في الدورة الدموية ، حيث يهاجرون عبر المسام السيتوبلازمية للخلايا البطانية.

يقسم بعض المؤلفين العملية بأكملها من الكريات الحمر في مرحلتين ، الأولى من تكاثر الخلايا والتمايز. بينما يقسم الآخرون العملية بناءً على خصائص محددة للخلية في كل مرحلة ، عندما تتم ملاحظتها باستخدام وصمة رايت. استنادا إلى هذا الأخير ، فإن مراحل الكريات الحمر هي:

1-ظهرت وحدات تشكيل مستعمرة

إنها أول خلايا حساسة للإريثروبويتين ، ويطلق عليها بعض المؤلفين اسم السلف النخاعي ، أو أيضًا BFU-E ، اختصارًا باللغة الإنجليزية. تتميز بالتعبير عن المستضدات السطحية مثل CD34 ، وكذلك بوجود مستقبلات الإريثروبويتين بكميات صغيرة.

2-تشكيل مستعمرة كرات الدم الحمراء

يتم اختصارها باللغة الإنجليزية باسم CFU-E ، فهي قادرة على إنتاج مستعمرات صغيرة من كرات الدم الحمراء. من الخصائص الأخرى لهذه الخلايا أن كميات مستقبلات الإريثروبويتين أعلى بكثير من وحدات تشكيل المستعمرات.

3-proerythroblasts

تعتبر أول حالة نضج كريات الدم الحمراء. وتتميز بحجمها الكبير (14 إلى 19 ميكرون وفقًا لبعض المؤلفين ، وتصل إلى 25 ميكرون وفقًا للبعض الآخر). يتم تقريب النواة ولديها أيضًا نواة وكيراتين وفيرة.

تعتبر أول حالة نضج كريات الدم الحمراء. وتتميز بحجمها الكبير (14 إلى 19 ميكرون وفقًا لبعض المؤلفين ، وتصل إلى 25 ميكرون وفقًا للبعض الآخر). النواة كبيرة ، مدورة ، مع ترتيب الكروماتين في شكل خيوط و 2 أو 3 نواة.

في هذه المرحلة ، يبدأ امتصاص الحديد البلازما. لديهم عمر نصف يبلغ 20 ساعة ، لإفساح المجال للانقسام إلى المرحلة التالية.

4-احمرار كريات الدم الحمراء

كما دعا normoblasts ، فهي أصغر من سلائفها. هذه الخلايا وصمة عار الأزرق مع تلطيخ الحيوية ، وهذا هو ، basophilic. تتكثف النواة ، وقد اختفت النواة وتمتلك عددًا كبيرًا من الريبوسومات. في هذه المرحلة ، يبدأ تركيب الهيموغلوبين.

في البداية ، تُعرف هذه الخلايا باسم كريات الدم الحمراء القاعدية من النوع الأول ، وبعد التقسيم الانقسامي تتحول إلى النوع الثاني ، الذي لا يزال قاعديًا ويمثل تخليقًا أكبر للهيموغلوبين. إن المدة التقريبية لكلتا الخليتين ، مجتمعة ، تشبه تلك الخاصة بالرواسب الأولية.

5-كثرة كريات الدم الحمراء

وهي تتشكل عن طريق الانقسام الانقسامي لأحمر كريات الدم الحمراء القاعدية من النوع الثاني وهي آخر الخلايا القادرة على الانقسام عن طريق الانقسام. يتراوح حجمها بين 8 و 12 ميكرون ، ولديها نواة مستديرة ومكثفة.

السيتوبلازم لهذه الخلايا ملطخة بالرمادي الرصاص مع تلوين رايت. يحتوي على نسبة عالية من الهيموغلوبين وتبقى كمية الريبوسومات عالية.

6-كريات الدم الحمراء التقويمية

تلون هذه الخلايا وردي أو أحمر بسبب كمية الهيموغلوبين التي تمتلكها. حجمه أصغر قليلاً من حجم سلائفه (من 7 إلى 10 ميكرون) وله نواة صغيرة ، والتي سيتم إفرازها عن طريق إفراز الخلايا عندما تنضج الخلايا.

7-الشبكيات

وهي تتشكل عن طريق التفريق بين كريات الدم الحمراء المتصورة ، وتفقد العضيات وتملأ السيتوبلازم مع الهيموغلوبين. يظلون في نخاع العظم الأحمر لمدة يومين إلى ثلاثة أيام حتى يهاجرون إلى الدم حيث ينهون نضوجهم.

8-الكريات الحمر

هم عناصر الأشكال الناضجة ، المنتج النهائي للكريات الحمر والتي تتشكل بنضوج الخلايا الشبكية. لديهم شكل biconcave بسبب عدم وجود نواة والتفاعل بين الهيكل الخلوي في كريات الدم الحمراء وبروتينين يسمى سبيكترين والأكتين.

هم خلايا الدم الأكثر وفرة ، تتشكل من الخلايا الشبكية. في الثدييات ، يكون لها شكل من الكهوف بسبب غياب النواة والتفاعل بين الهيكل الخلوي الكريات الحمر وبروتينين يدعى سبيكترين وأكتين. في الفقاريات الأخرى يتم تقريبها وتحتفظ بالنواة.

تنظيم الكريات الحمر

على الرغم من أن الإريثروبويتين يحفز تكوين خلايا الدم الحمراء لتحسين قدرة نقل الأكسجين في الدم ، هناك عدة آليات أساسية لتنظيم هذا التكوين ، من بينها:

ضغط الأكسجين

تركيز الأكسجين في الدم ينظم الكريات الحمر. عندما يكون هذا التركيز منخفضًا جدًا في تدفق الدم الذي يصل إلى الكلية ، يتم تحفيز إنتاج خلايا الدم الحمراء.

يمكن أن يحدث هذا التركيز المنخفض للأنسجة O2 بسبب نقص الأكسجة وفقر الدم ونقص تروية الكلى أو عندما تكون نسبة تقارب الهيموغلوبين لهذا الغاز أعلى من المعدل الطبيعي.

Miescher ، في عام 1893 ، كان أول من اقترح العلاقة بين نقص الأكسجة الأنسجة والكريات الحمر. ومع ذلك ، فإن نقص الأكسجة هذا لا يحفز بشكل مباشر نخاع العظم لإنتاج خلايا الدم الحمراء ، على حد تعبير Miescher. على العكس من ذلك ، فإنه يحث الكلى على إنتاج هرمون الإريثروبويتين.

يتم تنظيم إنتاج الإريثروبويتين بسبب نقص الأكسجة في الأنسجة وراثيا وتوجد المستقبلات التي تكشف عن نقص الأكسجة داخل الكلى. يزداد إنتاج الإريثروبويتين أيضًا بسبب انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين الأنسجة بعد النزف.

تم العثور على الخلايا التي تنتج الإريثروبويتين في الكلى والكبد. الزيادة في إنتاج هذا الهرمون أثناء فقر الدم يرجع إلى زيادة في عدد الخلايا التي تنتجها.

هرمون التستوستيرون

هرمون تستوستيرون ينظم بشكل غير مباشر الكريات الحمر عن طريق تنظيم مستويات الحديد في الدم. يعمل هذا الهرمون مباشرة على عمل بروتين السيتوبلازم يسمى BMP-Smad (بروتين مورفيني العظم - Smad من أجل اختصاره باللغة الإنجليزية) في خلايا الكبد.

بسبب عمل هرمون التستوستيرون ، يتم إيقاف نسخ الهيبسيدين. يمنع هذا الهيبسيدين مرور الحديد من الخلايا إلى البلازما من الضامة التي تعيد تدوير الحديد ، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في الحديد الدموي.

عندما يحدث نقص إفراز الدم سيكون هناك تثبيط للإريثروبويتين ، حيث لن يكون هناك الحديد لإنتاج كرات الدم الحمراء.

درجة الحرارة

وقد ثبت أن درجة الحرارة لها تأثير على الكريات الحمر. التعرض لدرجات حرارة منخفضة للغاية يسبب الحاجة لإنتاج الحرارة في الأنسجة.

وهذا يتطلب زيادة عدد كريات الدم الحمراء من أجل تزويد الأكسجين بالأنسجة المحيطية. ومع ذلك ، ليس من الواضح تمامًا كيف يحدث هذا النوع من التنظيم.

تنظيم Paracrine

على ما يبدو ، هناك إنتاج للاريثروبويتين بواسطة الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي ، لحماية أنفسهم من الأضرار الدماغية وموت الخلايا المبرمج. ومع ذلك ، لم يتمكن العلماء من التحقق من ذلك حتى الآن.

الكريات الحمراء المنشطة

عوامل تحفيز كريات الدم الحمراء (ESAs) هي عوامل مسؤولة عن تحفيز إنتاج كريات الدم الحمراء. Erythropoietin هو الهرمون المسؤول بشكل طبيعي عن هذه العملية ، ولكن هناك أيضًا منتجات اصطناعية لها خصائص مماثلة.

Erythropoietin هو هرمون توليفها بشكل رئيسي في الكلى. خلال المراحل المبكرة من التطور ، يشارك الكبد أيضًا في الإنتاج الفعال للاريثروبويتين. ومع ذلك ، مع تقدم التنمية ، تتمتع هذه الهيئة الأخيرة بمشاركة أقل أهمية في هذه العملية.

تبدأ كريات الدم الحمراء في تفريق مستقبلات الإريثروبويتين على سطح الغشاء. تقوم الإريثروبويتين بتنشيط سلسلة من سلاسل نقل الإشارات بين الخلايا التي تنتج في البداية تخليق الهيموجلوبين وتتسبب في عمل الخلايا الشبكية بسرعة أكبر وإطلاقها في الدورة الدموية.

وكالات الفضاء الأوروبية

تصنف وكالات الفضاء الأوروبية المصنّعة في أجيال (من الأول إلى الثالث) ، اعتمادًا على تاريخ إنشائها وتسويقها. أنها تشبه الإريثروبويتين هيكليا ووظيفيا.

تُعرف الجيل الأول من ESAs باسم epoetin alfa و beta و delta. يتم إنتاج أول اثنين من إعادة التركيب من الخلايا الحيوانية ، ويكون عمر النصف حوالي 8 ساعات في الجسم. من ناحية أخرى ، يتم تصنيع Epoetin delta من خلايا بشرية.

Darbepoetin ألفا هو الجيل الثاني من وكالة الفضاء الأوروبية التي تنتجها خلايا الهامستر الصينية عن طريق تقنية تسمى الحمض النووي المؤتلف. لديها عمر نصف أكثر من ثلاثة أضعاف من الجيل الأول من وكالة الفضاء الأوروبية. كما هو الحال مع epoetins ، فقد استخدم بعض الرياضيين ذوي الأداء العالي darbepoetin كوسيلة لل المنشطات.

المنشط المستمر لمستقبلات الإريثروبويتين أو CERA في اختصارها باللغة الإنجليزية ، هو الاسم العام للجيل الثالث من الإيسا. إنهم لا يحاولون محاكاة بنية ووظيفة الإريثروبويتين ، لكنهم يعملون من خلال تحفيز متلقي الأخير ، وبالتالي زيادة آثاره.

عمر النصف هو عدة أسابيع بدلاً من ساعات ، مثل الأدوية السابقة. إلا أنه يستخدم تجاريا منذ عام 2008 ، إلا أن استخدامه غير المشروع في الأنشطة الرياضية يعود إلى عامين أو ثلاثة أعوام قبل تسويقه بشكل قانوني.

الكريات الحمر غير فعالة

تحدث الكريات الحمر غير الفعالة أو غير الفعالة عندما تكون خلايا الدم الحمراء المتكونة معيبة ويتم تدميرها عادة قبل مغادرة نخاع العظم أو بعد ذلك بوقت قصير.

قد يكون سبب الكريات الحمر غير فعالة بسبب عيوب في تخليق الأحماض النووية أو مجموعات الهيم أو الجلوبين. هذه العيوب تسبب أنواع مختلفة من فقر الدم.

عيوب في تخليق الأحماض النووية

في هذه الحالة ، يوجد نقص في حمض الفوليك والكوبالامين ، وتثبيط تخليق الحمض النووي في نواة الخلايا المعوية للكريات الحمر ، وبالتالي فهي غير قادرة على الانقسام بسهولة. السيتوبلازم ، من ناحية أخرى ، يزيد من حجمه (كثرة الخلايا الكيسية) ، مما يؤدي إلى خلية كبيرة تسمى البلازما الضخمة.

في هذه الحالات تنشأ سلسلة من فقر الدم تسمى فقر الدم الضخم الأرومات ، وأكثرها شيوعًا هو فقر الدم الخبيث. في هذا المرض لا يوجد امتصاص لفيتامين B12 في الأمعاء الدقيقة.

تشمل الأسباب الأخرى لفقر الدم الضخم الأرومات أمراض الجهاز الهضمي وسوء الامتصاص ونقص حمض الفوليك وبسبب بعض الأدوية.

أعراض هذا النوع من فقر الدم تشمل شحوب غير طبيعي ، والتهيج ، وعدم الكفاءة ، والإسهال ، وصعوبة المشي أو ضعف العضلات. حسب السبب ، يمكن علاجه بفيتامين أو حمض الفوليك.

عيوب في تركيب مجموعة الهيم

الكريات الحمر غير فعالة بسبب نقص في تخليق الحديد يمكن أن يسبب نوعين من فقر الدم. فقر الدم الصغرى بسبب نقص الحديد وفقر الدم الأرومات.

يُعرف باسم فقر الدم الصغري لمجموعة من فقر الدم تتميز بكريات الدم الحمراء ذات الحجم الصغير واللون الشاحب ، وقد يكون لها أصول مختلفة ، بما في ذلك الثلاسيميا وإصابة الكريات الحمر غير الفعالة.

في فقر الدم sideroblastic ، ومستويات الحديد والهيموسيديرين مرتفعة جدا. Hemosiderin هو صبغة صفراء مشتقة من الهيموغلوبين وتظهر عندما تكون مستويات المعدن أعلى من المعتاد. هذا النوع من فقر الدم يتسبب في موت الخلايا القاعدية في نخاع العظم الأحمر ولا يوجد تخليق للهيموغلوبين.

ويطلق عليه فقر الدم sideroblastic لأن كرات الدم الحمراء تتطور بشكل غير طبيعي عن طريق تراكم الحديد في شكل حبيبات ، وتلقي اسم sideroblasts. فقر الدم العنكبوتي يمكن أن يكون خلقيًا أو يمكن أن يكون ثانويًا وله أسباب مختلفة.

عيوب في تخليق الكرياتين

في هذه الحالة ، يحدث فقر الدم المنجلي والثلاسيمية بيتا. وكما هو معروف فقر الدم المنجلي باسم فقر الدم المنجلي. وينتج عن طفرة جينية تؤدي إلى استبدال حمض الغلوتاميك للالالين خلال توليف بيتا غلوبين.

بسبب هذا الاستبدال ، تتناقص تقارب الهيموغلوبين للأكسجين ويوجد ضمور في كرات الدم الحمراء ، يكتسب شكل المنجل بدلاً من شكل قرص الكهف الطبيعي. المريض المصاب بفقر الدم المنجلي عرضة للمعاناة من احتشاءات دقيقة وانحلال الدم.

الثلاسيميا هو مرض ناجم عن عدم كفاية الترميز الوراثي للـ α و β-globin الذي يؤدي إلى الوفاة المبكرة للكريات الحمراء. هناك حوالي مائة طفرة مختلفة يمكن أن تسبب الثلاسيمية بدرجات مختلفة من الشدة.