Tvorba červených krvinek (erytropoéza)
Červené krvinky se nepřetržitě tvoří v kostní dřeni některých kostí. Jak bylo uvedeno výše, u dospělých jsou hlavními místy produkce červených krvinek, nazývané erytropoéza, dřeňové prostory obratlů, žeber, hrudní kosti a pánve. V kostní dřeni je červená krvinka odvozena z primitivního prekurzoru neboli erytroblastu, což je jádrová buňka, v níž není hemoglobin. K proliferaci dochází v důsledku několika po sobě následujících buněčných dělení. Během zrání se v buňce objevuje hemoglobin a jádro se postupně zmenšuje. Po několika dnech buňka ztratí jádro a následně je zavedena do krevního oběhu v cévních kanálcích kostní dřeně. Každý den se vytvoří téměř 1 % červených krvinek a je přesně udržována rovnováha mezi tvorbou červených krvinek a odstraňováním stárnoucích červených krvinek z oběhu. Při ztrátě krve z oběhu se erytropoetická aktivita kostní dřeně zvyšuje, dokud se neobnoví normální počet cirkulujících buněk.
U normálního dospělého člověka se každý týden v kostní dřeni vyprodukuje červených krvinek asi půl litru (téměř jeden půllitr) krve. K tomuto procesu je zapotřebí řada živných látek. Některé živiny jsou stavebními kameny, z nichž se červené krvinky skládají. Například aminokyseliny jsou v hojném množství potřebné pro stavbu bílkovin červené krvinky, zejména hemoglobinu. Nezbytnou součástí hemoglobinu je také železo. K výrobě půllitru krve je zapotřebí přibližně čtvrt gramu železa. Další látky, potřebné ve stopovém množství, jsou potřebné ke katalýze chemických reakcí, při nichž vznikají červené krvinky. Důležité jsou některé vitaminy, např. riboflavin, vitamin B12 a kyselina listová, které jsou nezbytné pro zrání vyvíjející se červené krvinky, a vitamin B6 (pyridoxin), který je potřebný pro syntézu hemoglobinu. Tvorbu červených krvinek ovlivňují sekrety několika endokrinních žláz. Při nedostatečném přívodu hormonů štítné žlázy dochází ke zpomalení erytropoézy a vzniku anémie. Mužský pohlavní hormon testosteron stimuluje tvorbu červených krvinek; z tohoto důvodu je počet červených krvinek u mužů vyšší než u žen.
Schopnost kostní dřeně produkovat červené krvinky je obrovská. Při stimulaci k maximální aktivitě a při dostatečném zásobování výživnými látkami dokáže kostní dřeň nahradit ztrátu několika litrů krve týdně. Krvácení nebo zrychlená destrukce červených krvinek vede ke zvýšené aktivitě kostní dřeně. Dřeň může zvýšit produkci červených krvinek až osmkrát rychleji než obvykle. Poté, pokud ztráta krve pokračuje, vzniká anémie. Rychlost erytropoézy je citlivá na napětí kyslíku v arteriální krvi. Když napětí kyslíku klesá, produkuje se více červených krvinek a počet červených krvinek se zvyšuje. Z tohoto důvodu mají osoby žijící ve vysoké nadmořské výšce vyšší počet červených krvinek než osoby žijící na úrovni moře. Například existuje malý, ale významný rozdíl mezi průměrným počtem červených krvinek osob žijících v New Yorku při tlaku na úrovni moře a osob žijících v Denveru v Kolumbii, více než 1,5 km nad mořem, kde je atmosférický tlak nižší. Domorodci žijící v Andách ve výšce téměř 5 km nad mořem mají extrémně vysoký počet červených krvinek.
Rychlost tvorby erytrocytů je řízena hormonem erytropoetinem, který je z velké části produkován v ledvinách. Když se sníží počet cirkulujících červených krvinek nebo když se sníží množství kyslíku přenášeného krví, neidentifikovaný senzor tuto změnu zaznamená a produkce erytropoetinu se zvýší. Tato látka je pak prostřednictvím plazmy transportována do kostní dřeně, kde urychluje tvorbu červených krvinek. Mechanismus erytropoetinu funguje jako termostat, který podle potřeby zvyšuje nebo snižuje rychlost tvorby červených krvinek. Když se člověk, který žil ve vysoké nadmořské výšce, přestěhuje do prostředí na úrovni moře, produkce erytropoetinu je potlačena, rychlost tvorby červených krvinek klesá a počet červených krvinek klesá, dokud není dosaženo normální hodnoty na úrovni moře. Při ztrátě jedné pinty krve se mechanismus erytropoetinu aktivuje, produkce červených krvinek se zvýší a během několika týdnů se počet cirkulujících červených krvinek obnoví na normální hodnotu. Přesnost kontroly je mimořádná, takže počet nově vytvořených červených krvinek přesně kompenzuje počet ztracených nebo zničených krvinek. Erytropoetin byl vyroben in vitro (mimo tělo) technikou genového inženýrství (rekombinantní DNA). Purifikovaný rekombinantní hormon je slibný pro osoby s chronickým selháním ledvin, u kterých dochází k anémii z důvodu nedostatku erytropoetinu.
.