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Erythropoetin

von griechisch: ἐρυθρός ("erythros") - rot und ποιεῖν ("poiein") - machen
Synonyme: Erythropoietin, Epoetin, erythropoetischer Faktor, Hämatopoeitin, Hämopoietin, EPO
Handelsnamen: Erypo®, NeoRecormon®
Englisch: Erythropoietin

1 Definition

Erythropoetin, kurz EPO, ist ein Glykoprotein-Hormon, das die Bildung der Erythrozyten aus Vorgängerzellen im Knochenmark (Erythropoese) steuert. Es gehört zur Gruppe der Zytokine.

2 Biochemie

2.1 Struktur

Chemisch gesehen ist humanes Erythropoetin Polypeptid aus 165 Aminosäuren. Die Molekülmasse beträgt etwa 34 kDa. Die Sekundärstruktur besteht aus vier α-Helices mit benachbarten Schleifen. Der Kohlenhydratanteil beträgt rund 40 % der gesamten Molekülmasse. Er setzt sich aus einer O-glykosidisch (Ser 126) und drei N-glykosidisch (Asn 24, Asn 38 und Asn 83) gebundenen Seitenketten zusammen.

2.2 Syntheseort

Bei Erwachsenen wird Erythropoetin hauptsächlich, d.h. zu 85–90 %, in der Niere gebildet, und zwar in den peritubulären Fibroblasten.[1] Geringere Mengen (10-15%) werden auch in den Leberzellen (Hepatozyten) synthetisiert. Umgekehrt ist das Verhältnis beim Fetus. Hier ist die Leber der primäre Ort der Erythropoetin-Synthese. Kurz nach der Geburt wird die Produktion jedoch reduziert. Eine Erythropoetinsynthese findet in geringem Umfang auch in anderen Organen statt, u.a. im Gehirn, in der Gebärmutter, im Hoden und in der Milz. Das Hormon gelangt über den Blutkreislauf an seine Wirkungsorte.

2.3 Synthese

Der Stimulus für die Produktion von Erythropoetin ist eine verminderte Sauerstoffsättigung (Hypoxie) in den Nierenarterien. Sie führt zur Verlagerung der α-Untereinheit des "Hypoxie-induzierten Faktors" (HIF) vom Zytoplasma in den Zellkern der EPO-exprimierenden Zellen.

Im Zellkern bindet HIF-α an die zugehörige β-Untereinheit (HIF-β), wodurch das fertige Heterodimer HIF-1 entsteht. HIF-1 bindet an CREB und einen weiteren Transkriptionsfaktor, das p300. Dadurch entsteht ein Komplex aus 3 Proteinkomponenten, der durch Bindung an das 3'-Ende des EPO-Gens die Transkription in die zugehörige mRNA einleitet. In den Ribosomen erfolgt schließlich die Translation in das Protein Erythropoetin.

Das zur medikamentösen Therapie verwendete, rekombinante Erythropoetin wird gentechnisch hergestellt.

3 Physiologie

Nachdem Erythropoetin in den Blutstrom ausgeschüttet worden ist, bindet es im Knochenmark an Erythropoetin-Rezeptoren auf der Membranoberfläche von Erythroblasten was zur Teilung und Reifung der Zellen führt.

4 Labordiagnostik

Im Rahmen der erweiterten Anämiediagnostik kann der Erythropoetin-Spiegel bestimmt werden. Dies kommt zum Beispiel bei Dialysepatienten in Frage.

5 Pathophysiologie

Bei fortgeschrittener Niereninsuffizienz wird nicht genügend Erythropoetin gebildet, es kommt zur renalen Anämie. Entzündungsmediatoren wie Interleukin-1 und TNF-alpha hemmen die EPO-Bildung in der Niere und können so zur Anämie bei chronischer Erkrankung beitragen.

6 Anwendung

Erythropoetin wird therapeutisch angewendet, um die Blutbildung anzuregen. Indikationen sind z.B. eine renale Anämie oder Tumoranämie.

EPO wird außerdem zur illegalen Leistungssteigerung (Doping) missbraucht.

7 Quellen

  1. Jelkmann, Regulation of erythropoietin production. J Physiol; 2011

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