Erythropoiesis and Hb Synthesis 1-2553

Erythropoiesis and Hb biosynthesis Erythropoiesis and Hb biosynthesis

อาจารยสิทธิชัยอาจารยสิทธิชัย ปญญาใสปญญาใสสาขาวิชาเทคนิคการแพทยสาขาวิชาเทคนิคการแพทย สํานักวิชาสหเวชศาสตรสํานักวิชาสหเวชศาสตร

มหาวิทยาลัยนเรศวรมหาวิทยาลัยนเรศวร พะเยาพะเยา

วัตถุประสงควัตถุประสงค :: นักศึกษาเขาใจและสามารถอธิบายนักศึกษาเขาใจและสามารถอธิบาย

1. 1. ตําแหนงและองคประกอบในการสรางเม็ดเลือดแดงตําแหนงและองคประกอบในการสรางเม็ดเลือดแดง2. 2. การเจริญเติบโตของเม็ดเลือดแดงในแตละระยะตั้งแตในไขกระดูกจนการเจริญเติบโตของเม็ดเลือดแดงในแตละระยะตั้งแตในไขกระดูกจน

ออกสูกระแสเลือดออกสูกระแสเลือด3. 3. กระบวนการสรางฮีโมโกลบินกระบวนการสรางฮีโมโกลบิน4. 4. กลไกในการควบคุมการสรางเม็ดเลือดแดงกลไกในการควบคุมการสรางเม็ดเลือดแดง

ErythropoiesisErythropoiesis

เริ่มเมื่ออายุครรภประมาณเริ่มเมื่ออายุครรภประมาณ 1616--19 19 วันวัน

Erythro = red blood cellErythro = red blood cell Poiesis = to make Poiesis = to make

รอยละรอยละ 50 50 ของเซลลที่มีนิวเคลียสในตับของเซลลที่มีนิวเคลียสในตับ จะเปนเซลลตนกําเนิดของเม็ดเลือดแดงจะเปนเซลลตนกําเนิดของเม็ดเลือดแดง

ThymusThymus

ErythropoietinErythropoietin--independentindependent

ErythropoietinErythropoietin--dependentdependent

PronormoblastPronormoblast

Basophilic normoblastBasophilic normoblast

Polychromatophilic normoblastPolychromatophilic normoblast

Orthochromatophilic normoblastOrthochromatophilic normoblast

Reticulocyte or PolychromasiaReticulocyte or Polychromasia

ErythrocyteErythrocyte

Differentiation and maturation of the erythronDifferentiation and maturation of the erythron

ErythronErythron

-- กลมกลม หรือหรือ รีรี-- นิวเคลียสใหญเกือบเต็มเซลลนิวเคลียสใหญเกือบเต็มเซลล-- โครมาตินละเอียดโครมาตินละเอียด-- มีมี Nucleoli 1Nucleoli 1--22-- 1 % in BM1 % in BM

-- GogiGogi complex next to Ncomplex next to N-- Polyribosome Polyribosome จํานวนมากจํานวนมาก-- มีการสังเคราะหมีการสังเคราะห DNA, RNA DNA, RNA จํานวนมากจํานวนมาก-- พบโมเลกุลของเฟอรไรตินพบโมเลกุลของเฟอรไรติน-- มีการสังเคราะหมีการสังเคราะห Hb Hb ในปริมาณที่นอยมากในปริมาณที่นอยมาก

Characteristics of cell maturationCharacteristics of cell maturation


เปนระยะที่มีปริมาณของไรโบโซมในไซโตพลาสซึมมากที่สุดเปนระยะที่มีปริมาณของไรโบโซมในไซโตพลาสซึมมากที่สุด

Basophilic normoblastBasophilic normoblast

-- เหมือนกับเหมือนกับ pronormoblastpronormoblastแตเซลลมีขนาดเล็กกวาแตเซลลมีขนาดเล็กกวา

-- นิวเคลียสมีขนาดเล็กลงนิวเคลียสมีขนาดเล็กลง-- โครมาตินเริ่มอัดกนัแนนมากขึ้นโครมาตินเริ่มอัดกนัแนนมากขึ้น-- อาจจะพบหรือไมพบอาจจะพบหรือไมพบ nucleolinucleoli ((00--1)1)

- Ribosome มีจํานวนมาก- มีการสังเคราะห Hb ในปริมาณเล็กนอยแตยังมองไมเห็นการติดสี

- (1– 4) % in BM

-- มีการสรางฮีโมโกลบินปริมาณมากมีการสรางฮีโมโกลบินปริมาณมาก-- เปนระยะแรกที่มองเห็นวามีการสรางฮีโมโกลบินเปนระยะแรกที่มองเห็นวามีการสรางฮีโมโกลบิน-- ไมพบไมพบ nucleoli nucleoli และมีปริมาณและมีปริมาณ ไมโตคอนเดรียมากที่สุดไมโตคอนเดรียมากที่สุด-- (13(13––30) % in BM30) % in BM เปนระยะสุดทายที่เซลลยังสามารถแบงตัวไดเปนระยะสุดทายที่เซลลยังสามารถแบงตัวได

Polychromatophilic normoblastPolychromatophilic normoblast

ติดสีชมพูเรือ่ๆ ของฮีโมโกลบิน เปนสีผสมระหวาง สีน้ําเงนิของไรโบโซม และ สชีมพูของฮโีมโกลบิน

-- นิวเคลียสเกิดขบวนการนิวเคลียสเกิดขบวนการ Pyknotic degenerationPyknotic degeneration-- นิวเคลียสมองไมเห็นโครงสรางโครมาตินนิวเคลียสมองไมเห็นโครงสรางโครมาติน ((Pyknotic nucleus ; inactive nucleus)Pyknotic nucleus ; inactive nucleus)

-- ไมสามารถสังเคราะหไมสามารถสังเคราะห DNA DNA และแบงตัวเพิ่มจํานวนไดอีกตอไปและแบงตัวเพิ่มจํานวนไดอีกตอไป-- 55--10% in BM10% in BM


-- ยังสามารถสรางฮีโมโกลบนิไดบางยังสามารถสรางฮีโมโกลบนิไดบาง จากจาก organelles organelles ที่ยังคงเหลืออยูที่ยังคงเหลืออยู -- เปนระยะสุดทายที่ยังสามารถสังเคราะหฮีโมโกลบินไดเปนระยะสุดทายที่ยังสามารถสังเคราะหฮีโมโกลบินได

PolychromasiaPolychromasia

RomanowskyRomanowsky

-- ไมมนีิวเคลียสไมมนีิวเคลียส-- ยังคงมียังคงมี organelles organelles หลงเหลืออยูหลงเหลืออยู

Supravital stainSupravital stain

ReticulocyteReticulocyte

Erythrocyte maturationErythrocyte maturation


Basophilic normoblastBasophilic normoblastPolychromatophilic normoblastPolychromatophilic normoblast


ErythronErythron

PPSCpool

Progenitor cellProgenitor cell Maturation Circulatingcells

Dependent on factorsDependent on factors

BFUBFU--EE CFUCFU--EE

11-12 divisions 2-3 divisions

Accelerated erythropoiesisAccelerated erythropoiesis

Ineffective erythropoiesisIneffective erythropoiesis

Bone marrowBone marrow

Tetramer (4 subunits)Tetramer (4 subunits)

Heme (4)Heme (4) Globin(4)Globin(4)--Iron (FeIron (Fe2+2+))

--Protoporphyrin IXProtoporphyrin IX

Carries OCarries O22 to peripheral tissuesto peripheral tissues

++

αα--like subunitlike subunit non non αα--subunitsubunit

HemoglobinHemoglobinmoleculemolecule

αα--globin chainglobin chainζζ--globin chainglobin chain

ββ--globin chainglobin chainδδ--globin chain globin chain γγ--globin chainglobin chain

Globin gene clusters

141 amino acid141 amino acid

146 amino acid146 amino acid

--1111--5511--55ζζ22γγ22Hb PortlandHb Portland

------2525αα22εε22Hb Gower IIHb Gower II

------4040ζζ22εε22Hb Gower IHb Gower I

< 1< 15050--808090903030αα22γγ22Hb FHb F

330.50.5--11----αα22δδ22Hb AHb A22

96961515--40401010--202055αα22ββ22Hb AHb A

AdultAdultNewbornNewbornFetusFetusEmbryoEmbryoProportion inProportion in

StructureStructureTypes of HbTypes of Hb

ชนิดและปริมาณของฮีโมโกลบินชนิดตางๆชนิดและปริมาณของฮีโมโกลบินชนิดตางๆ ในคนในคน

การสรางฮีมการสรางฮีม (Heme)(Heme)

เปนสารประกอบเชิงซอนระหวางเปนสารประกอบเชิงซอนระหวาง1.1. เหล็กเหล็ก FeFe2+2+

2.2. Protoporphyrin IXProtoporphyrin IX

Iron transport and cell uptakeIron transport and cell uptake

Protoporphyrin synthesisProtoporphyrin synthesis

Control of ErythropoiesisControl of Erythropoiesis

BFUBFU--EE

CFUCFU--EE

1. 1. เรงการแบงตัวเพิ่มจํานวนเรงการแบงตัวเพิ่มจํานวน

ErythropoietinErythropoietin


ReticulocyteReticulocyte ออกซิเจนในเลือดออกซิเจนในเลือดCirculating red blood cellCirculating red blood cell

2. 2. เรงการเรงการ MaturationMaturation

4. 4. เรงการสังเคราะหฮีโมโกลบินเรงการสังเคราะหฮีโมโกลบิน

3. 3. เรงการปลอยจากไขกระดูกเรงการปลอยจากไขกระดูก

Nutritional requirements for red cell productionNutritional requirements for red cell production

Hematopoietic growth factorsHematopoietic growth factors

Nutrition factorsNutrition factors

-- interleukin 3interleukin 3

-- GMGM--CSFCSF

-- ErythropoietinErythropoietin

-- Protein and amino acidProtein and amino acid

-- Vitamin ; B12 and folic acidVitamin ; B12 and folic acid

-- Minerals ; iron, copper, cobaltMinerals ; iron, copper, cobalt

microenvironmentmicroenvironment

เอกสารอานเพิ่มเติมเอกสารอานเพิ่มเติม1. Greer JP, Foerster J, Rodgers GM, Paraskevas F, Glader B, 1. Greer JP, Foerster J, Rodgers GM, Paraskevas F, Glader B, ArberArber DA,DA,

Means RT. Means RT. WintrobeWintrobe’’s Clinical Hematologys Clinical Hematology 1212thth ed. Philadelphia. Lippincott ed. Philadelphia. Lippincott Williams & Wilkins, 2009.Williams & Wilkins, 2009.

2. Lichtman MA, Beutler E, Seligsohn U, Kaushansky K, Prchal JT.2. Lichtman MA, Beutler E, Seligsohn U, Kaushansky K, Prchal JT.Williams HematologyWilliams Hematology 77thth ed. New York. McGrawed. New York. McGraw--Hill Medical, 2006.Hill Medical, 2006.

3. 3. อานนทอานนท บุณยะรัตนเวชบุณยะรัตนเวช.. โลหิตวิทยาเม็ดเลือดแดงโลหิตวิทยาเม็ดเลือดแดง.. กรุงเทพกรุงเทพ.. หจกหจก.. ฟนนี่พลับลิสชิ่งฟนนี่พลับลิสชิ่ง,, 2538.2538.

Documents

Erythropoiesis and Hb Synthesis 1-2553