एरिथ्रोपोइटिन (ईपो): विशेषताएं, उत्पादन, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

एरिथ्रोपीटिन, haemopoietin या ईपीओ है एक ग्लाइकोप्रोटीन हार्मोन कार्य (साइटोकाइन) प्रसार, भेदभाव और एरिथ्रोसाइट्स या अस्थि मज्जा, यानी एरिथ्रोपोएसिस में लाल रक्त कोशिकाओं के पूर्वज कोशिकाओं के अस्तित्व के नियंत्रण के लिए जिम्मेदार है।

यह प्रोटीन विभिन्न विकास कारकों में से एक है जो हेमटोपोइएटिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है जिसके द्वारा, प्लूरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं के एक छोटे समूह से, रक्त में पाए जाने वाले कोशिकाओं का निर्माण होता है: एरिथ्रोसाइट्स, श्वेत रक्त कोशिकाओं और लियोसाइट्स। यही है, माइलॉयड और लिम्फोइड वंशावली की कोशिकाएं।

हेमोपोइजिस का प्रतिनिधित्व करने वाला आरेख, जिसमें एरिथ्रोसाइट गठन या एरिथ्रोपोएसिस की प्रक्रिया शामिल है, जहां एरिथ्रोपोइटिन कार्य करता है (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से ओपनस्टैक्स कॉलेज)

इसका महत्व कोशिकाओं के कार्यात्मक महत्व में है जो गुणा, अंतर और परिपक्व होने में मदद करता है, क्योंकि एरिथ्रोसाइट्स फेफड़ों से ऑक्सीजन के परिवहन के लिए शरीर के विभिन्न ऊतकों के लिए जिम्मेदार हैं।

एरिथ्रोपोइटिन (1985 में) क्लोन किया जाने वाला पहला विकास कारक था, और गुर्दे की विफलता के कारण एनीमिया के सफल उपचार के लिए इसका प्रशासन वर्तमान में अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) द्वारा अनुमोदित है।

सीरम के साथ इलाज किए गए खरगोशों में लाल कोशिकाओं के प्रतिशत में वृद्धि पर सकारात्मक प्रभाव का अध्ययन करते समय कैरोट और डेफलैंडर द्वारा 100 साल से अधिक पहले एक एरिथ्रोपोइसिस ​​को नियंत्रित करने वाले धारणा को संचलन (संचलन में मौजूद घुलनशील कारक) द्वारा नियंत्रित किया गया था। एनीमिक जानवरों की।

हालांकि, यह 1948 तक नहीं था कि बोन्सडॉर्फ और जलविस्तो ने एरिथ्रोसाइट्स के उत्पादन पर एक विशिष्ट निहितार्थ के साथ हास्य कारक का वर्णन करने के लिए "एरिथ्रोपोइटिन" शब्द पेश किया।

विशेषताएँ

एरिथ्रोपोइटिन ग्लाइकोप्रोटीन परिवार का एक प्रोटीन है। यह अम्लीय पीएच पर स्थिर है और लगभग 34 kDa का आणविक भार है।

इसमें लगभग 193 एमिनो एसिड होते हैं, जिसमें 27-अवशेष हाइड्रोफोबिक एन-टर्मिनल क्षेत्र शामिल है, जिसे सह-अनुवादकारी प्रसंस्करण द्वारा हटा दिया जाता है; और 166 कि स्थिति में एक arginine अवशेष भी खो दिया है, तो परिसंचारी प्रोटीन 165 एमिनो एसिड है।

इसकी संरचना में, 7-161 और 29-33 पदों में मौजूद सिस्टीन अवशेषों के बीच दो डाइसल्फ़ाइड पुलों के गठन को देखा जा सकता है, जो इसके संचालन से जुड़े हैं। यह कम या ज्यादा 50% अल्फा हेलिकॉप्टर से बना है, जो स्पष्ट रूप से एक गोलाकार क्षेत्र या भाग के निर्माण में भाग लेते हैं।

इसमें 40% कार्बोहाइड्रेट होते हैं, जिन्हें तीन ऑलिगोसेकेराइड श्रृंखलाओं द्वारा दर्शाया जाता है, जो विभिन्न एसपारटिक एसिड अवशेषों (एस्प) से जुड़े होते हैं, और एक सी-अवशेष (सेर) से जुड़ी एक ओ-चेन होती है। ये ऑलिगोसैकराइड मुख्य रूप से फूकोस, मन्नोज, एन-एसिटाइल ग्लूकोसामाइन, गैलेक्टोज और एन-एसिटाइल न्यूरैमिनिक एसिड से बने होते हैं।

ईपीओ का कार्बोहाइड्रेट क्षेत्र कई भूमिकाओं को पूरा करता है:

- यह अपनी जैविक गतिविधि के लिए आवश्यक है।

- यह ऑक्सीजन मुक्त कणों से होने वाले क्षरण या क्षति से बचाता है।

- परिपक्व प्रोटीन के स्राव के लिए ओलिगोसेकेराइड श्रृंखला की आवश्यकता होती है।

मनुष्यों में, इस प्रोटीन के लिए कोड जो गुणसूत्र 7 की लंबी भुजा के मध्य में स्थित है, क्षेत्र q11-q22 में; यह 5.4kb क्षेत्र में एक एकल प्रति में पाया जाता है और इसमें पांच एक्सॉन और चार इंट्रॉन हैं। होमोलॉजी के अध्ययनों से संकेत मिलता है कि इसका अनुक्रम अन्य प्राइमेट्स के साथ 92% की पहचान करता है और कुछ कृन्तकों के साथ 80% है।

उत्पादन

भ्रूण में

भ्रूण के विकास के दौरान, एरिथ्रोपोइटिन का उत्पादन मुख्य रूप से यकृत में होता है, लेकिन यह निर्धारित किया गया है कि, इसी चरण के दौरान, इस हार्मोन के लिए कोड भी बहुतायत से गुर्दे के नेफ्रॉन के मध्य क्षेत्र में व्यक्त किया जाता है।

वयस्क में

जन्म के बाद, जिसे सभी प्रसवोत्तर चरणों में माना जा सकता है, हार्मोन का उत्पादन गुर्दे में अनिवार्य रूप से होता है। विशेष रूप से, कॉर्टेक्स की कोशिकाओं द्वारा और वृक्क कोषिका की सतह द्वारा।

जिगर भी प्रसवोत्तर चरणों में एरिथ्रोपोइटिन के उत्पादन में भाग लेता है, जिसमें से कुल परिसंचारी ईपीओ सामग्री का लगभग 20% उत्सर्जित होता है।

अन्य "एक्सट्रारेनल" अंगों जहां एरिथ्रोपोइटिन उत्पादन का पता चला है, उनमें परिधीय एंडोथेलियल कोशिकाओं, संवहनी चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं और इंसुलिन-उत्पादक कोशिकाएं शामिल हैं।

कुछ ईपीओ स्राव केंद्रों को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में भी जाना जाता है, जिनमें हिप्पोकैम्पस, कॉर्टेक्स, मस्तिष्क एंडोथेलियल कोशिकाएं और एस्ट्रोसाइट्स शामिल हैं।

एरिथ्रोपोइटिन उत्पादन का विनियमन

एरिथ्रोपोइटिन का उत्पादन सीधे रक्त में लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या से नियंत्रित नहीं होता है, लेकिन ऊतकों में ऑक्सीजन की आपूर्ति से होता है। ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी जिगर और गुर्दे में ईपीओ और उसके रिसेप्टर्स के उत्पादन को उत्तेजित करती है।

जीन अभिव्यक्ति का यह हाइपोक्सिया-मध्यस्थता सक्रियण हाइपोक्सिया-इंड्यूसबल फैक्टर 1 (HIF-1) के रूप में जाना जाने वाले प्रतिलेखन कारकों के एक परिवार के मार्ग के सक्रियण का उत्पाद है।

हाइपोक्सिया, फिर, कई प्रोटीन परिसरों के गठन को प्रेरित करता है जो एरिथ्रोपोइटिन अभिव्यक्ति की सक्रियता में विभिन्न कार्यों को पूरा करते हैं, और जो प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से उन कारकों को बांधते हैं जो ईपीओ जीन के प्रवर्तक को सक्रियण संकेत का अनुवाद करते हैं, इसके प्रतिलेखन को उत्तेजित करते हैं। ।

अन्य तनाव जैसे हाइपोग्लाइसीमिया (लो ब्लड शुगर), इंट्रासेल्युलर कैल्शियम में वृद्धि, या प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों की उपस्थिति, भी HIF-1 मार्ग को ट्रिगर करते हैं।

कारवाई की व्यवस्था

एरिथ्रोपोइटिन की कार्रवाई का तंत्र काफी जटिल है और यह मुख्य रूप से सेल प्रसार में शामिल विभिन्न सिग्नलिंग कैस्केड को उत्तेजित करने की क्षमता पर निर्भर करता है, जो कि, अन्य कारकों और हार्मोन की सक्रियता से संबंधित हैं।

एक स्वस्थ वयस्क के मानव शरीर में लाल रक्त कोशिकाओं या एरिथ्रोसाइट्स के उत्पादन और विनाश के बीच संतुलन होता है, और ईपीओ गायब एरिथ्रोसाइट्स की जगह इस संतुलन को बनाए रखने में भाग लेता है।

जब ऊतकों में उपलब्ध ऑक्सीजन की मात्रा बहुत कम होती है, तो गुर्दे और यकृत में एरिथ्रोपोइटिन के लिए जीन कोडिंग की अभिव्यक्ति बढ़ जाती है। उत्तेजना उच्च ऊंचाई, हेमोलिसिस, गंभीर एनीमिया की स्थितियों, रक्तस्राव या कार्बन मोनोऑक्साइड के लंबे समय तक संपर्क द्वारा भी दी जा सकती है।

इन स्थितियों से हाइपोक्सिया की स्थिति उत्पन्न होती है, जिससे ईपीओ के स्राव में वृद्धि होती है, जिससे लाल कोशिकाओं की अधिक संख्या और संचलन में रेटिकुलोसाइट्स का अंश उत्पन्न होता है, जो एरिथ्रोसाइट्स के पूर्वज कोशिकाओं में से एक हैं।

ईपीओ किस पर कार्य करता है?

एरिथ्रोपोएसिस में, ईपीओ मुख्य रूप से लाल रक्त कोशिका वंश (एरिथ्रोसाइटिक पूर्वजों) में शामिल पूर्वज कोशिकाओं के प्रसार और विभेदन में शामिल है, लेकिन यह प्रोटोथ्रोबलास्ट्स और बेसोफिलिक एरिथ्रोबलास्ट्स में माइटोसिस को भी सक्रिय करता है, और गति को भी तेज करता है। अस्थि मज्जा के रेटिकुलोसाइट्स।

पहला स्तर जिस पर प्रोटीन काम करता है वह अस्थि मज्जा में गठित अग्रदूत कोशिकाओं की क्रमादेशित कोशिका मृत्यु (एपोप्टोसिस) की रोकथाम में है, जो इस प्रक्रिया में शामिल कारकों के साथ निरोधात्मक बातचीत द्वारा प्राप्त करता है।

यह कैसे काम करता है?

एरिथ्रोपोइटिन का जवाब देने वाली कोशिकाओं में एरिथ्रोपोइटिन के लिए एक विशिष्ट रिसेप्टर है जिसे एरिथ्रोपोइटिन रिसेप्टर या एपीओआर के रूप में जाना जाता है। एक बार जब प्रोटीन अपने रिसेप्टर के साथ एक जटिल बनाता है, तो संकेत सेल में स्थानांतरित हो जाता है: नाभिक की ओर।

सिग्नल ट्रांसफर के लिए पहला चरण एक परिवर्तनकारी परिवर्तन है जो प्रोटीन को उसके रिसेप्टर से बांधने के बाद होता है, जो कि उसी समय, अन्य रिसेप्टर के अणुओं से सक्रिय होता है। इनमें जानूस-टाइरोसिन किनसे 2 (जैक -2) है।

कुछ मार्ग जो डाउनस्ट्रीम में सक्रिय हैं, जैक -2 एपोआर रिसेप्टर के टाइरोसिन अवशेषों के फॉस्फोराइलेशन की मध्यस्थता के बाद, एमएपी किनेज और प्रोटीन किनसे सी मार्ग है, जो प्रतिलेखन कारकों को सक्रिय करते हैं जो वृद्धि करते हैं विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति।

विशेषताएं

जीवों में कई हार्मोनल कारकों की तरह, एरिथ्रोपोइटिन एक भी फ़ंक्शन तक सीमित नहीं है। यह कई जांचों के माध्यम से स्पष्ट किया गया है।

एरिथ्रोसाइट्स के लिए एक प्रसार और भेदभाव कारक के रूप में कार्य करने के अलावा, जो रक्तप्रवाह के माध्यम से गैसों के परिवहन के लिए आवश्यक हैं, एरिथ्रोपोइटिन कुछ अतिरिक्त कार्यों को पूरा करने के लिए प्रकट होता है, जरूरी नहीं कि सेल प्रसार और भेदभाव के सक्रियण से संबंधित हो।

चोट की रोकथाम में

अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि ईपीओ कोशिका क्षति को रोकता है और, हालांकि इसकी कार्रवाई के तंत्र बिल्कुल ज्ञात नहीं हैं, यह माना जाता है कि यह कम या अनुपस्थित ऑक्सीजन तनाव से उत्पन्न होने वाली एपोप्टोटिक प्रक्रियाओं को रोक सकता है, विषाक्तता को उत्तेजित कर सकता है, और मुक्त कणों के संपर्क में आ सकता है।

एपोप्टोसिस में

एपोप्टोसिस की रोकथाम में इसकी भागीदारी को सिग्नसिंग कैस्केड में कारकों का निर्धारण करने के साथ बातचीत द्वारा अध्ययन किया गया है: जानूस-टाइरोसिन किनसे 2 (जेसी 2), कास्पेज़ 9, कैस्पेज़ 1 और कैस्पेज़ 3, ग्लाइकोजन सिंथेज़ केनेज़ -3β, सक्रियण कारक। एपोप्टोटिक प्रोटीज 1 (Apaf-1) और अन्य।

अन्य प्रणालियों में कार्य

यह कुछ प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स जैसे इंटरल्यूकिन 6 (IL-6), ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर अल्फा (TNF-α) और मोनोसाइट कैमो-अट्रैक्टिव प्रोटीन 1 को रोककर सेल्युलर इंफ्लेमेशन को रोकता है।

संवहनी प्रणाली में, यह दिखाया गया है कि यह अपनी अखंडता के रखरखाव में और vasculature (एंजियोजेनेसिस) के बिना क्षेत्रों में मौजूदा जहाजों से नई केशिकाओं के निर्माण में सहयोग करता है। इसके अलावा, यह चोटों के दौरान रक्त-मस्तिष्क बाधा की पारगम्यता को रोकता है।

ऐसा माना जाता है कि अस्थि मज्जा से शरीर के बाकी हिस्सों में पूर्वज कोशिकाओं की भीड़ को बढ़ाकर प्रसवोत्तर नवविश्लेषण को प्रोत्साहित करना है।

यह परमाणु कारक KB के सक्रियण के माध्यम से तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं के विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं के उत्पादन को बढ़ावा देता है।

अन्य साइटोकिन्स के साथ संगीत कार्यक्रम में अभिनय करते हुए, ईपीओ में मेगाकार्योसाइट्स और ग्रैनुलोसाइट-मोनोसाइट्स के प्रसार और विभेदन मार्गों को नियंत्रित करने में "न्यूनाधिक" भूमिका है।

संदर्भ

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