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Physiology and Pathophysiology of Eryptosis

2012; Karger Publishers; Volume: 39; Issue: 5 Linguagem: Inglês

10.1159/000342534

1660-3818

Florian Läng, Elisabeth Lang, Michael Föller,

Neonatal Health and Biochemistry

Suicidal erythrocyte death (eryptosis) is characterized by cell shrinkage, cell membrane blebbing, and cell membrane phospholipid scrambling with phosphatidylserine exposure at the cell surface. Eryptotic cells adhere to the vascular wall and are rapidly cleared from circulating blood. Eryptosis is stimulated by an increase in cytosolic Ca(2)+ activity, ceramide, hyperosmotic shock, oxidative stress, energy depletion, hyperthermia, and a wide variety of xenobiotics and endogenous substances. Inhibitors of eryptosis include erythropoietin and nitric oxide. Enhanced eryptosis is observed in diabetes, renal insufficiency, hemolytic uremic syndrome, sepsis, mycoplasma infection, malaria, iron deficiency, sickle cell anemia, beta-thalassemia, glucose-6-phosphate dehydrogenase-(G6PD) deficiency, hereditary spherocytosis, paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, Wilson's disease, myelodysplastic syndrome, and phosphate depletion. Eryptosis is further enhanced in gene-targeted mice with deficient annexin 7, cGMP-dependent protein kinase type I (cGKI), AMP-activated protein kinase (AMPK), anion exchanger 1 (AE1), adenomatous polyposis coli (APC), and Klotho, as well as in mouse models of sickle cell anemia and thalassemia. Decreased eryptosis is observed in mice with deficient phosphoinositide-dependent kinase 1 (PDK1), platelet activating factor (PAF) receptor, transient receptor potential channel 6 (TRPC6), janus kinase 3 (JAK3), and taurine transporter (TAUT). Eryptosis may be a useful mechanism to remove defective erythrocytes prior to hemolysis. Excessive eryptosis may, however, compromise microcirculation and lead to anemia.Der suizidale Erythrozytentod (Eryptose) ist durch Zellschrumpfung, Zellmembran-Blebbing und Scrambling der Zellmembranphospholipide mit Exponierung von Phosphatidylserin auf der Zelloberfläche gekennzeichnet. Eryptotische Zellen haften sich an die Gefäßwand und werden schnell aus dem Blutstrom entfernt. Eryptose wird durch erhöhte zytosolische Ca2+-Aktivität, Ceramid, hyperosmotischen Schock, oxidativen Stress, Energie-Depletion, Hyperthermie sowie ein breites Spektrum an Xenobiotika und endogenen Substanzen stimuliert. Zu den Eryptosehemmern zählen Erythropoetin und Stickoxid. Gesteigerte Eryptose wird bei Diabetes, Niereninsuffizienz, hämolytisch-urämischem Syndrom, Sepsis, Mykoplasmeninfektionen, Malaria, Eisenmangel, Sichelzellanämie, Beta-Thalassämie, Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase(G6PD)-Mangel, hereditärer Sphäro-zytose, paroxysmaler nächtlicher Hämoglobinurie, Morbus Wilson, myelodysplastischem Syndrom und Phosphat-Depletion beobachtet. Des Weiteren ist die Eryptose bei gentechnisch veränderten Mäusen ohne Annexin 7, cGMP-abhängiger Proteinkinase Typ I (cGKI), AMP-aktivierter Proteinkinase (AMPK), Anionenaustauscher (AE1), adenomatöses Polyposis-coli-Protein (APC) und Klotho sowie in Mausmodellen für Sichelzellanämie und Thalassämie gesteigert. Verminderte Eryptose wird bei Mäusen mit fehlendem PDK1(phosphoinositide-dependent kinase 1)-, PAF(platelet activating factor)-Rezeptor, TRPC6 (transient receptor potential channel 6), Januskinase 3 (JAK3) und Taurintransporter (TAUT) beobachtet. Eryptose könnte ein hilfreicher Mechanismus zur Entfernung fehlerhafter Erythrozyten vor Hämolyse sein. Exzessive Eryptose könnte jedoch die Mikrozirkulation beeinträchtigen und zu Anämie führen.