एरिथ्रोपोइज़िस: चरणों और उनकी विशेषताएं, विनियमन, उत्तेजक - जीवविज्ञान - 2025

एरिथ्रोपोएसिस प्रक्रिया है जिसके द्वारा लाल रक्त कोशिकाओं या एरिथ्रोसाइट्स का निर्माण होता है। इन रक्त कोशिकाओं, मनुष्यों में, औसत जीवन काल 4 महीने का होता है और वे स्वयं को पुन: उत्पन्न करने में असमर्थ होते हैं। इस वजह से, नए एरिथ्रोसाइट्स उन लोगों को बदलने के लिए बनाए जाने चाहिए जो मर जाते हैं या रक्तस्राव में खो जाते हैं।

पुरुषों में, लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या लगभग 54 मिलियन प्रति मिलीलीटर है, जबकि महिलाओं में यह थोड़ा कम (48 मिलियन) है। लगभग 10 मिलियन एरिथ्रोसाइट्स रोजाना खो जाते हैं, इसलिए एक समान राशि बदलनी चाहिए।

मानव रक्त, एरिथ्रोसाइट्स या लाल रक्त कोशिकाएं और दो सफेद रक्त कोशिकाएं। से लिया और संपादित किया गया: विस्कॉस।

स्तनधारियों की लाल अस्थि मज्जा में मौजूद न्यूक्लियेटेड एरिथ्रोब्लास्ट्स से एरिथ्रोसाइट्स बनते हैं, जबकि अन्य कशेरुकियों में वे मुख्य रूप से गुर्दे और तिल्ली में उत्पन्न होते हैं।

जब वे अपने दिनों के अंत तक पहुँचते हैं, तो वे बिखर जाते हैं; तब मैक्रोफेज नामक कोशिकाएं उन्हें घेर लेती हैं। ये मैक्रोफेज यकृत, लाल अस्थि मज्जा और प्लीहा में मौजूद होते हैं।

जब लाल रक्त कोशिकाओं को नष्ट कर दिया जाता है, तो लोहे को फिर से उपयोग करने के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जबकि शेष हीमोग्लोबिन एक पित्त वर्णक में परिवर्तित हो जाता है जिसे बिलीरुबिन कहा जाता है।

एरिथ्रोपोइज़िस एरिथ्रोपोइटिन नामक एक हार्मोन द्वारा उत्तेजित किया जाता है, लेकिन इस प्रक्रिया को विभिन्न कारकों, जैसे तापमान, ऑक्सीजन दबाव, अन्य के द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

चरणों और उनकी विशेषताओं

वयस्क जीवों में, एरिथ्रोपोएसिस लाल अस्थि मज्जा में विशेष साइटों में होता है जिसे एरिथ्रोबलास्टिक द्वीप कहा जाता है। एरिथ्रोसाइट्स के गठन के लिए, सेल प्रसार से लेकर लाल रक्त कोशिकाओं की परिपक्वता तक, कई प्रक्रियाएं होनी चाहिए, जो सेल भेदभाव के विभिन्न चरणों से गुजरती हैं।

चूंकि कोशिकाएं माइटोटिक विभाजन से गुजरती हैं, इसलिए उनका आकार और उनके नाभिक में कमी होती है, साथ ही क्रोमैटिन संघनन और हीमोग्लोबिन भी होता है। इसके अतिरिक्त, वे मूल क्षेत्र से दूर जा रहे हैं।

अंतिम चरण में वे नाभिक और अन्य अंगों को खो देंगे और अंतःस्रावी कोशिकाओं के साइटोप्लास्मिक छिद्रों के माध्यम से पलायन करते हुए, परिसंचरण में प्रवेश करेंगे।

कुछ लेखकों ने पूरे एरिथ्रोपोइसिस ​​प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया है, सेल प्रसार और भेदभाव का पहला; जबकि अन्य लोग प्रत्येक चरण में सेल की विशिष्ट विशेषताओं के आधार पर प्रक्रिया को विभाजित करते हैं, जब राइट के दाग के साथ मनाया जाता है। उत्तरार्द्ध के आधार पर, एरिथ्रोपोएसिस के चरण हैं:

1-फटने वाली कॉलोनी बनाने वाली इकाइयाँ

वे एरिथ्रोपोइटिन के प्रति संवेदनशील पहली कोशिकाएं हैं, कुछ लेखकों ने उन्हें अंग्रेजी में इसके संक्षिप्त वर्णन के लिए मायलोइड पूर्वज या बीएफयू-ई भी कहा है। उन्हें सीडी 34 जैसे सतह एंटीजन को व्यक्त करने की विशेषता है, साथ ही साथ कम मात्रा में एरिथ्रोपोइटिन रिसेप्टर्स की उपस्थिति से।

2-एरिथ्रोइड कॉलोनी बनाने वाली कोशिकाएँ

अंग्रेजी में CFU-E के रूप में संक्षिप्त, वे एरिथ्रोब्लास्ट की छोटी कॉलोनियों का निर्माण करने में सक्षम हैं। इन कोशिकाओं की एक और विशेषता यह है कि एरिथ्रोपोइटिन रिसेप्टर्स की मात्रा फट कॉलोनी बनाने वाली इकाइयों की तुलना में बहुत अधिक है।

3-Proerythroblasts

एरिथ्रोसाइट्स के पहले परिपक्वता चरण के रूप में माना जाता है। वे अपने बड़े आकार (14 से 19 tom कुछ लेखकों के अनुसार, 25 bym तक दूसरों के अनुसार) की विशेषता रखते हैं। नाभिक गोल होता है और नाभिक और प्रचुर मात्रा में क्रोमेटिन भी प्रस्तुत करता है।

एरिथ्रोसाइट्स के पहले परिपक्वता चरण के रूप में माना जाता है। वे अपने बड़े आकार (14 से 19 tom कुछ लेखकों के अनुसार, 25 bym तक दूसरों के अनुसार) की विशेषता रखते हैं। नाभिक बड़ा है, गोल है, जिसमें फिलामेंट्स के रूप में व्यवस्थित क्रोमेटिन और 2 या 3 न्यूक्लियोली हैं।

इस अवस्था में प्लाज्मा आयरन अपटेक शुरू होता है। उनके पास अगले चरण में माइटोसिस के माध्यम से रास्ता देने के लिए 20 घंटे का आधा जीवन है।

4-बेसोफिलिक एरिथ्रोब्लास्ट

जिन्हें नॉरटोबलास्ट भी कहा जाता है, वे अपने अग्रदूतों की तुलना में छोटे होते हैं। ये कोशिकाएँ महत्वपूर्ण धुंधला हो जाने के साथ नीले रंग की हो जाती हैं, यानी वे बेसोफिलिक होती हैं। नाभिक संघनित है, नाभिक गायब हो गया है और उनके पास बड़ी संख्या में राइबोसोम हैं। इस अवस्था में हीमोग्लोबिन का संश्लेषण शुरू होता है।

शुरुआत में उन्हें टाइप I बेसोफिलिक एरिथ्रोबलास्ट के रूप में जाना जाता है और माइटोटिक विभाजन के बाद वे टाइप II में बदल जाते हैं, जो बेसोफिल रहते हैं और अधिक हीमोग्लोबिन संश्लेषण प्रस्तुत करते हैं। दोनों कोशिकाओं की अनुमानित अवधि, एक साथ, प्रथार्थोब्लास्ट के समान है।

हीमोग्लोबिन। अंग्रेजी भाषा विकिपीडिया पर जेफिरिस से लिया और संपादित किया गया।

5-पॉलीक्रोमैटोफिलिक एरिथ्रोब्लास्ट

वे प्रकार II बेसोफिलिक एरिथ्रोबलास्ट के माइटोटिक डिवीजन द्वारा बनते हैं और माइटोसिस द्वारा विभाजित करने की क्षमता के साथ अंतिम कोशिकाएं हैं। उनका आकार 8 से 12 माइक्रोन तक होता है, और उनके पास एक गोल और गाढ़ा कोर होता है।

इन कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म पर राइट ग्रे के दाग के साथ लेड ग्रे होता है। इसमें हीमोग्लोबिन की उच्च सांद्रता होती है और राइबोसोम की संख्या अधिक रहती है।

6-ऑर्थोक्रोमेटिक एरिथ्रोबलास्ट

इन कोशिकाओं का रंग हीमोग्लोबिन की मात्रा के कारण गुलाबी या लाल होता है। इसका आकार इसके अग्रदूतों (7 से 10 माइक्रोन) से थोड़ा छोटा है और इसमें एक छोटा नाभिक है, जो कोशिकाओं के परिपक्व होने पर एक्सोसाइटोसिस द्वारा निष्कासित कर दिया जाएगा।

7-reticulocytes

वे ऑर्थोक्रोमेटिक एरिथ्रोबलास्ट के भेदभाव से बनते हैं, ऑर्गेनेल खो देते हैं और हीमोग्लोबिन के साथ अपने साइटोप्लाज्म को भरते हैं। वे दो से तीन दिनों तक लाल अस्थि मज्जा में रहते हैं जब तक वे रक्त में नहीं चले जाते जहां वे अपनी परिपक्वता को पूरा करेंगे।

8-एरिथ्रोसाइट्स

वे परिपक्व गठित तत्व हैं, एरिथ्रोपोएसिस के अंतिम उत्पाद और जो रेटिकुलोसाइट्स की परिपक्वता से बनते हैं। एक नाभिक की अनुपस्थिति और एरिथ्रोसाइट साइटोस्केलेटन और स्पेक्ट्रिन और एक्टिन नामक दो प्रोटीनों के बीच पारस्परिक क्रिया के कारण उनके पास एक द्विभुज आकार है।

वे सबसे प्रचुर मात्रा में रक्त कोशिकाएं हैं, वे रेटिकुलोसाइट्स से बनते हैं। स्तनधारियों में, एक नाभिक की अनुपस्थिति और एरिथ्रोसाइट सिटोसकेलेटन और स्पेक्ट्रिन और एक्टिन नामक दो प्रोटीनों के बीच पारस्परिक क्रिया के कारण उनके पास एक द्विभुज आकार होता है। अन्य कशेरुकियों में वे गोल होते हैं और नाभिक को बनाए रखते हैं।

एरिथ्रोपोएसिस प्रक्रिया। लिथुआनियाई भाषा विकिपीडिया पर A.mikalauskas से लिया और संपादित किया गया

एरिथ्रोपोएसिस का विनियमन

हालांकि एरिथ्रोपोइटिन रक्त की ऑक्सीजन-वहन क्षमता में सुधार करने के लिए लाल रक्त कोशिकाओं के निर्माण को उत्तेजित करता है, इस गठन को विनियमित करने के लिए कई मूलभूत तंत्र हैं, जिनमें शामिल हैं:

ऑक्सीजन का दबाव

रक्त में ऑक्सीजन की एकाग्रता एरिथ्रोपोएसिस को नियंत्रित करती है। जब यह एकाग्रता गुर्दे में रक्त के प्रवाह में बहुत कम होती है, तो लाल रक्त कोशिकाओं का उत्पादन उत्तेजित होता है।

ऊतक O2 की यह कम सांद्रता हाइपोक्सिमिया, एनीमिया, रीनल इस्किमिया के कारण हो सकती है या जब इस गैस के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता सामान्य से अधिक होती है।

Miescher, 1893 में, ऊतक हाइपोक्सिया और एरिथ्रोपोइज़िस के बीच संबंध का सुझाव देने वाला पहला था। हालांकि, यह हाइपोक्सिया सीधे लाल रक्त कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए अस्थि मज्जा को उत्तेजित नहीं करता है, जैसा कि मिसेचर ने सुझाव दिया था। बल्कि, यह गुर्दे को हार्मोन एरिथ्रोपोइटिन का उत्पादन करने के लिए प्रेरित करता है।

ऊतक हाइपोक्सिया के कारण एरिथ्रोपोइटिन उत्पादन आनुवंशिक रूप से विनियमित होता है, और ऐसे हाइपोक्सिया का पता लगाने वाले रिसेप्टर्स गुर्दे के भीतर पाए जाते हैं। रक्तस्राव के बाद ऊतक ऑक्सीजन आंशिक दबाव में गिरावट के कारण एरिथ्रोपोइटिन उत्पादन भी बढ़ जाता है।

एरिथ्रोपोएटीन बनाने वाली कोशिकाएं गुर्दे और यकृत में पाई जाती हैं। एनीमिया के दौरान इस हार्मोन के उत्पादन में वृद्धि कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि के कारण होती है जो इसे पैदा करते हैं।

टेस्टोस्टेरोन

टेस्टोस्टेरोन अप्रत्यक्ष रूप से रक्त में लोहे के स्तर को नियंत्रित करके एरिथ्रोपोएसिस को नियंत्रित करता है। यह हार्मोन हेपेटोसाइट्स में BMP-Smad (बोन मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन-स्मद को अंग्रेजी में इसके संक्षिप्त नाम के लिए) नामक साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन की क्रिया पर सीधे कार्य करता है।

टेस्टोस्टेरोन की कार्रवाई के कारण, हेक्सिडिन प्रतिलेखन को दबा दिया जाता है। यह हेक्सिडिन मैक्रोफेज से प्लाज्मा में कोशिकाओं से लोहे के पारित होने को रोकता है जो लोहे को रीसायकल करता है, जिससे रक्त लोहे में भारी कमी होती है।

जब हाइपोफ़र्मिया होता है तो एरिथ्रोपोइटिन का निषेध होगा, क्योंकि एरिथ्रोसाइट्स के उत्पादन के लिए कोई लोहा नहीं होगा।

तापमान

तापमान को एरिथ्रिपोइसिस ​​पर प्रभाव दिखाया गया है। बहुत कम तापमान के संपर्क में आने से कपड़ों में गर्मी पैदा होती है।

परिधीय ऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति करने के लिए एरिथ्रोसाइट्स की मात्रा में वृद्धि करना आवश्यक है। हालांकि, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि इस प्रकार का विनियमन कैसे होता है।

पैरासरीन नियमन

जाहिरा तौर पर, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के न्यूरॉन्स द्वारा एरिथ्रोपोइटिन का उत्पादन होता है, खुद को इस्केमिक क्षति और एपोप्टोसिस से बचाने के लिए। हालांकि, वैज्ञानिक अभी तक इसे साबित नहीं कर पाए हैं।

एरिथ्रोपोइज़िस उत्तेजक एजेंट

एरिथ्रोपोइज़िस-उत्तेजक एजेंट (ईएसएएस) एरिथ्रोसाइट्स के उत्पादन को उत्तेजित करने के लिए जिम्मेदार एजेंट हैं। एरिथ्रोपोइटिन इस प्रक्रिया के स्वाभाविक रूप से हार्मोन है, लेकिन समान गुणों वाले सिंथेटिक उत्पाद भी हैं।

एरिथ्रोपोइटिन मुख्य रूप से गुर्दे में संश्लेषित एक हार्मोन है। विकास के शुरुआती चरणों के दौरान, जिगर एरिथ्रोपोइटिन के सक्रिय उत्पादन में भी शामिल है। हालांकि, जैसे-जैसे विकास आगे बढ़ता है, बाद का शरीर इस प्रक्रिया में कम भूमिका निभाता है।

एरिथ्रोसाइट झिल्ली की सतह पर एरिथ्रोपोइटिन के लिए रिसेप्टर्स को फैलाना शुरू करता है। एरिथ्रोपोइटिन इंटरसेल्युलर सिग्नल ट्रांसकशन कैस्केड की एक श्रृंखला को सक्रिय करता है जो शुरू में हीमोग्लोबिन संश्लेषण का उत्पादन करता है और रेटिकुलोसाइट्स को अधिक तेजी से कार्य करने और संचलन में जारी करने का कारण बनता है।

कृत्रिम ईएसए

कृत्रिम ईएसए को पीढ़ियों (पहली से तीसरी) में वर्गीकृत किया जाता है, यह उस तिथि के आधार पर होता है, जिसे उन्होंने बनाया और विपणन किया था। वे संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से एरिथ्रोपोइटिन के समान हैं।

पहली पीढ़ी के ईएसए को एपॉइटिन अल्फा, बीटा और डेल्टा के रूप में जाना जाता है। पहले दो जानवरों की कोशिकाओं से पुनर्संयोजन द्वारा निर्मित होते हैं और शरीर में लगभग 8 घंटे का आधा जीवन होता है। एपेटीन डेल्टा, इसके भाग के लिए, मानव कोशिकाओं से संश्लेषित किया जाता है।

Darbepoetin alfa एक दूसरी पीढ़ी का ESA है, जिसे चीनी हम्सटर कोशिकाओं से पुनर्संयोजित डीएनए नामक तकनीक का उपयोग करके उत्पादित किया जाता है। इसमें पहली पीढ़ी के ईएसए की तुलना में आधे से अधिक जीवन है। एपॉइटिन के साथ, कुछ उच्च-प्रदर्शन वाले एथलीटों ने डर्बेपेटिन का उपयोग डोपिंग के साधन के रूप में किया है।

निरंतर एरिथ्रोपोइटिन रिसेप्टर एक्टिवेटर, या अंग्रेजी में इसके संक्षिप्तिकरण के लिए CERA, तीसरी पीढ़ी के ESAs के लिए सामान्य नाम है। वे एरिथ्रोपोइटिन की संरचना और कार्य को अनुकरण करने का प्रयास नहीं करते हैं, लेकिन इसके रिसेप्टर को उत्तेजित करके कार्य करते हैं, इस प्रकार इसके प्रभाव को बढ़ाते हैं।

इसका आधा जीवन पिछले दवाओं की तरह, घंटों के बजाय कई सप्ताह है। 2008 से व्यावसायिक रूप से उपयोग किया जाता है, हालांकि, खेल गतिविधियों में इसका अवैध उपयोग जाहिर तौर पर इसके कानूनी व्यावसायीकरण से दो से तीन साल पहले का है।

अप्रभावी एरिथ्रोपोइसिस

अप्रभावी या अप्रभावी एरिथ्रोपोएसिस तब होता है जब गठित लाल रक्त कोशिकाएं दोषपूर्ण होती हैं और आमतौर पर अस्थि मज्जा को छोड़ने से पहले या शीघ्र ही नष्ट हो जाती हैं।

अप्रभावी एरिथ्रोपोएसिस न्यूक्लिक एसिड, हेम समूह या ग्लोबिन के संश्लेषण में दोष के कारण हो सकता है। ये दोष विभिन्न प्रकार के एनीमिया का कारण बनते हैं।

न्यूक्लिक एसिड संश्लेषण में दोष

इस मामले में, फोलिक एसिड और कोबालिन की कमी है, डीएनए के संश्लेषण को एरिथ्रोसाइट प्रमोटर कोशिकाओं के नाभिक में बाधित किया जाता है, जिससे कि वे माइटोटिक रूप से विभाजित करने में असमर्थ हैं। साइटोप्लाज्म, अपने हिस्से के लिए, इसकी मात्रा (मैक्रोसाइटोसिस) को बढ़ाता है, जो मेगालोब्लास्ट नामक एक बड़े सेल की उत्पत्ति करता है।

इन मामलों में, एनीमिया की एक श्रृंखला जिसे मेगालोब्लास्टिक एनेमिया कहा जाता है, जिसमें से सबसे आम है अनीमिया एनीमिया। इस बीमारी में छोटी आंत में विटामिन बी 12 का अवशोषण नहीं होता है।

मेगालोब्लास्टिक एनीमिया के अन्य कारणों में पाचन रोग, कुपोषण, फोलिक एसिड की कमी और कुछ दवाओं के कारण शामिल हैं।

इस प्रकार के एनीमिया के लक्षणों में असामान्य तालू, चिड़चिड़ापन, भूख न लगना, दस्त, चलने में कठिनाई या मांसपेशियों में कमजोरी शामिल हैं। कारण के आधार पर, यह विटामिन या फोलिक एसिड की खुराक के साथ इलाज किया जा सकता है।

हीम समूह के संश्लेषण में दोष

लोहे के संश्लेषण में कमी के कारण अप्रभावी एरिथ्रोपोएसिस दो प्रकार के एनीमिया का कारण बन सकता है; आयरन की कमी और साइडरोबलास्टिक एनीमिया के कारण माइक्रोसाइटिक एनीमिया।

माइक्रोकाइटिक एनीमिया को छोटे और हल्के लाल रक्त कोशिकाओं की विशेषता वाले एनीमिया के एक समूह के रूप में जाना जाता है, उनमें थैलीसीमिया और अप्रभावी एरिथ्रोपोएसिस सहित विभिन्न मूल हो सकते हैं।

सिडरोबलास्टिक एनीमिया में, लोहे और हीमोसाइडिन का स्तर बहुत अधिक होता है। हेमोसाइडरिन एक पीला वर्णक है जो हीमोग्लोबिन से प्राप्त होता है और तब प्रकट होता है जब धातु का स्तर सामान्य से अधिक होता है। इस प्रकार का एनीमिया लाल अस्थि मज्जा में बेसोफिल की मृत्यु का कारण बनता है और हीमोग्लोबिन का कोई संश्लेषण नहीं होता है।

लोहे की कमी से एनीमिया। से लिया और संपादित किया गया: एरहाबोर ओसरो (एसोसिएट प्रोफेसर)।

इसे साइडरोबलास्टिक एनीमिया कहा जाता है क्योंकि एरिथ्रोसाइट्स ग्राइंडल्स के रूप में लोहे के संचय के कारण असामान्य रूप से विकसित होते हैं, जो साइडरोबलास्ट्स का नाम प्राप्त करते हैं। Sideroblastic एनीमिया जन्मजात हो सकता है या यह माध्यमिक हो सकता है और इसके अलग-अलग कारण हो सकते हैं।

ग्लोबिन संश्लेषण में कमी

इस मामले में, सिकल सेल एनीमिया और बीटा थैलेसीमिया होता है। सिकल सेल एनीमिया को सिकल सेल एनीमिया के रूप में भी जाना जाता है। यह एक आनुवंशिक उत्परिवर्तन द्वारा निर्मित होता है जो बीटा ग्लोबिन के संश्लेषण के दौरान वेलिन के लिए ग्लूटामिक एसिड के प्रतिस्थापन की ओर जाता है।

इस प्रतिस्थापन के कारण, ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता कम हो जाती है और एरिथ्रोसाइट का शोष होता है, सामान्य बाइसकेनव डिस्क आकार के बजाय एक सिकल आकार प्राप्त करता है। सिकल सेल एनीमिया वाले रोगी को माइक्रोइंफारक्शन और हेमोलिसिस होने की संभावना है।

थैलेसीमिया α- और β-globins की अपर्याप्त आनुवांशिक कोडिंग के कारण होने वाली बीमारी है जो एरिथ्रोसाइट की शुरुआती मौत की ओर ले जाती है। लगभग सौ अलग-अलग उत्परिवर्तन हैं जो गंभीरता की बदलती डिग्री के साथ थैलेसीमिया का कारण बन सकते हैं।

संदर्भ

1. Erithropoiesis। विकिपीडिया पर। En.wikipedia.org से पुनर्प्राप्त।
2. जेपी लाबरोज़ी (2015)। गर्भनाल रक्त CD34 ⁺ कोशिकाओं से एरिथ्रोसाइट्स का उत्पादन । डॉक्टरेट थीसिस। बार्सिलोना का स्वायत्त विश्वविद्यालय। स्पेन।
3. एच। पैरालिस (2018)। एरिथ्रोपोएसिस का फिजियोलॉजी। Cerebromedico.com से पुनर्प्राप्त किया गया।
4. एनीमिया। विकिपीडिया पर। En.wikipedia.org से पुनर्प्राप्त।
5. एरिथ्रोपोइज़िस उत्तेजक एजेंट। विकिपीडिया पर। En.wikipedia.org से पुनर्प्राप्त।
6. अप्रभावी एरीथ्रोपोइसिस। विकिपीडिया पर। En.wikipedia.org से पुनर्प्राप्त।