Eryptose

Bei der Eryptose werden Erythrozyten vor dem Ende der 120 Tage andauernden Lebensspanne kontrolliert abgebaut. Auf diese Weise können kompromittierte Erythrozyten aus dem Blutkreislauf entfernt und eine unkontrollierte Hämolyse verhindert werden. Die damit einhergehende Freisetzung des Hämoglobins und des in ihm gebundenen Eisens wird so verhindert.

Zu den Faktoren, die eine Eryptose auslösen können, gehören u.a. oxidativer Stress, Hyperosmolarämie, Energiemangel, ein Anstieg der zytosolischen Ca²⁺-Konzentration sowie die Exposition gegenüber Xenobiotika. Da in Erythrozyten sowohl der Zellkern, als auch die Mitochondrien fehlen, unterscheidet sich die Eryptose von der Apoptose kernhaltiger Zellen. Gemeinsam ist beiden Vorgängen jedoch das Schrumpfen der Zelle, die Bildung von blasenförmigen Ausbuchtungen auf der Zellmembran und die Exposition des Phospholipids Phosphatidylserin an der Zelloberfläche.

Die Eryptose beginnt mit einer Aktivierung der membrangebundenen Cyclooxygenase (COX), welche die Bildung von Prostaglandin E2 (PGE2) katalysiert. PGE2 stimuliert die Öffnung nicht-selektiver Kalziumkanäle, was zum Influx von Kalziumionen führt. Dies löst das Öffnen von Kalzium-abhängigen Kaliumkanälen und eine Hyperpolarisation der Membran aus. Der dadurch provozierte Efflux von Chloridionen führt zum Ausstrom von Zellwasser und so zum Schrumpfen der Zelle. Zusätzlich aktivieren die Kalziumionen die Cysteinproteinase Calpain, die das Zytoskelett auflöst, was zur Blasenbildung in der Membran führt ("membrane blebbing").

Der Kalziumeinstrom aktiviert die Enzyme Scramblase und Translokase, die für die Exposition von Phosphatidylserinen verantwortlich sind. Durch das Schrumpfen der Zelle wird zusätzlich die Sphingomyelinase aktiviert, die Sphingomyelin in Ceramid und C6-Ceramid spaltet. Ceramid verstärkt die Exposition der Phosphatidylserine. Diese Substanzen werden von spezifischen Rezeptoren der Makrophagen erkannt, die den Erythrozyten phagozytieren und so Zellbestandteile, inklusive des Eisens, recyclen.

Eine übermäßige Eryptose kann zu einer Anämie führen. Diese wird z.B. während einer Hämodialyse durch die Gabe von Erythropoetin verhindert. Das Hormon wirkt hier als Eryptoseinhibitor, so wie u.a. Koffein, Chlorid, Harnstoff und Katecholamine. Es existiert eine Reihe von Erkrankungen, bei denen die Eryptoserate erhöht ist. Dazu gehören die hämolytische Anämie, Malaria, Sichelzellen- und Thalassämie, Morbus Wilson und Niereninsuffizienz.

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