Eritropoetin

Eritropoetin, ali na krajše EPO, je po kemični sestavi glikoprotein in najpomembnejši hematopoetski rastni dejavnik, ki ga filogenetsko uvrščamo med citokine. Deluje neposredno na prekurzorje eritrocitov v kostnem mozgu in nadzira njihovo poliferacijo, zorenje in diferenciacijo. Glavna sestavina eritrocitov je hemoglobin, na katerega se v pljučih veže kisik in se z eritrociti prenaša v vsa tkiva v telesu. Posledica pomanjkanja eritropoetina povzroči pomanjkanje eritrocitov in znižanje koncentracije hemoglobina v krvi, kar imenujemo slabokrvnost. Normalne plazemske koncentracije eritropoetina znašajo od 0,01 do 0,03 i.e./ml.

Zgradba

EPO je naravni protein, sestavljen iz 165 aminokislin. Nativno obliko polipeptidne verige sestavlja 62% proteina in 38% sladkorja. Na posamezni molekuli EPO so 4 glikozilacijska mesta, od tega 3 N-glikozilacijska in 1 O-glikozilacijsko mesto. Na sladkorne skupine eritropoetina je vezanih minimalno 10 molekul sialne kisline, ki daje molekuli relativno kisel značaj.

Nastajanje

mRNA za eritropoetin nastaja predvsem v celicah ledvičnega korteksa, v manjši meri pa tudi v jetrnih celicah - hepatocitah. Nekaj malega mRNA za EPO se nahaja še v vranici, možganih, maternici in modih.

Nastajanje eritropoetina je odvisno od stopnje nasičenosti tkiva s kisikom. Gre za proces, ki ga nadzira zapleten sistem humoralnih rastnih dejavnikov in citokinov. Nastajanje je povečano zlasti v stanjih hipoksije in anemije – v obeh primerih gre za pomanjkanje kisika v krvi. To pomanjkanje zaznajo kemoreceptorji v aortnem loku, ki pošljejo informacijo o pomanjkanju v osrednje živčevje. Iz tam potuje v ledvice ukaz za nastajanje eritropoetina. EPO se nato veže na EPO receptor, ob vezavi se receptor dimerizira in veže na protein kinazo JAK ter jo aktivira. JAK fosforilira številne Tyr ostanke v citoplazemski domeni EPO receptorja, fosforilirane Tyr ostanke pa nato veže protein Grb2 in sproži MAPK kaskado. Rezultat kaskade je ekspresija specifičnih genov, potrebnih za zorenje eritrocitov. Enak učinek ima tudi JAK-STAT signalni sistem, kjer JAK, ko je aktiviran, fosforilira transkripcijske faktorje STAT. Tej vstopijo v jedro in povečajo ekspresijo genov, potrebnih za povečanje števila eritrocitov. Vsak dan nastane 2-3 x 10¹¹ novih eritrocitov.

Klinični nameni uporabe

Za zdravljenje uporabljamo sintetične eritropoetine. Pred odkritjem le teh, so slabokrvne bolnike zdravili s transfuzijo krvi, pri čemer so nastajali razni zapletni, vključno s tveganjem za prenos s krvjo prenosljivih bolezni (predvsem v času, ko krvodajalske krvi še niso avtomatično pregledovali). Poleg tega, so pri transfuzijah nastajale težave s preveliko količino železa v krvi bolnikov. Bolnikom dajemo EPO v obliki injekcije podkožno ali intravensko. Uporabljamo ga pri ljudeh, ledvice katerih ne proizvajajo dovolj eritropoetina – to je pri:

• bolezni ledvic
• rakavih obolenjih
• krvnih boleznih
• akutnih in kroničnih vnetnih boleznih
• opeklinah
• AIDS-u

Pogoj za zdravljenje s sintetičnimi eritropoetini je, da imajo bolniki zadostno zalogo železa in vitaminov (folna kislina in vitamin B12), ki so nujno potrebni za sintezo hemoglobina. Običajna doza eritropoetina je 50-150 I.U. EPO/kg telesne teže 2- do 3-krat tedensko.

Rekombinantni EPO

Poznamo tudi rekombinantne eritropoetine (rEPO). Znani so alfa, beta in delta rEPO, ki jih s skupnim imenom imenujemo epoetini. Med seboj se razlikujejo po sladkornih komponentah, različni vsebnosti sialične kisline ter po farmakokinetičnih in farmakodinamičnih lastnostih. Vpeljava rEPO v zdravljenje je pomenila napredek pri zdravljenju anemije, ki nastane zaradi kronične odpovedi ledvic.

Poleg epoetinov, je v klinične namene uporabljen tudi darbepoetin alfa (oblika rEPO), z drugim imenom NESP. Gre za eritropoetin druge generacije, ki ima v primerjavi z ostalimi eritropoetini zaradi povečanega neto naboja molekule trikrat daljšo biološko razpoložljivost.

Zloraba EPO v športu

Športniki, predvsem tisti, ki tekmujejo v disciplinah z dolgotrajno telesno aktivnostjo (plavanje, kolesarjenje, tek na smučeh, tek na daljše razdalje) kjer je pomembna aerobna poraba energije uporabljajo sintetični EPO kot doping. Z njim poskušajo izboljšati oskrbo mišičnih vlaken s kisikom, kar poveča mišično zmogljivost, ta pa pripomore k boljšim rezultatom. Povečano raven eritropoetina, kot posledico nedovoljenega dodajanja je dandanes možno določiti s sodobnimi analiznimi postopki iz krvi ali urina.