Produktion av röda blodkroppar (erytropoes)
Röda blodkroppar produceras kontinuerligt i märgen i vissa ben. Som nämnts ovan är de viktigaste platserna för produktion av röda blodkroppar, kallad erytropoes, hos vuxna de viktigaste platserna för produktion av röda blodkroppar, som kallas erytropoes, märgutrymmena i kotorna, revbenen, bröstbenet och bäckenet. I benmärgen härstammar de röda blodkropparna från en primitiv prekursor, eller erytroblast, en cell med cellkärna i vilken det inte finns något hemoglobin. Proliferation sker som ett resultat av flera på varandra följande celldelningar. Under mognaden uppträder hemoglobin i cellen och kärnan blir successivt mindre. Efter några dagar förlorar cellen sin kärna och förs då in i blodomloppet i märgens kärlkanaler. Nästan 1 procent av de röda blodkropparna bildas varje dag, och balansen mellan produktionen av röda blodkroppar och avlägsnandet av åldrande röda blodkroppar från cirkulationen upprätthålls exakt. När blod förloras från cirkulationen ökar märgens erytropoetiska aktivitet tills det normala antalet cirkulerande celler har återställts.
I en normal vuxen människa produceras de röda blodkroppar som motsvarar ungefär en halv liter (nästan en pint) blod av benmärgen varje vecka. Ett antal näringsämnen krävs för denna process. Vissa näringsämnen är de byggstenar som de röda blodkropparna består av. Aminosyror behövs till exempel i riklig mängd för att bygga de röda blodkropparnas proteiner, i synnerhet hemoglobin. Järn är också en nödvändig komponent i hemoglobin. Ungefär en fjärdedel av ett gram järn behövs för att producera en halv liter blod. Andra ämnen, som behövs i spårmängder, behövs för att katalysera de kemiska reaktioner genom vilka röda blodkroppar produceras. Viktiga bland dessa är flera vitaminer, t.ex. riboflavin, vitamin B12 och folsyra, som är nödvändiga för mognaden av de röda blodkropparna under utveckling, och vitamin B6 (pyridoxin), som krävs för syntesen av hemoglobin. Sekretet från flera endokrina körtlar påverkar produktionen av röda blodkroppar. Om det finns en otillräcklig tillförsel av sköldkörtelhormon försenas erytropoesin och anemi uppstår. Det manliga könshormonet testosteron stimulerar produktionen av röda blodkroppar; av denna anledning är antalet röda blodkroppar hos män högre än hos kvinnor.
Benmärgens kapacitet att producera röda blodkroppar är enorm. När den stimuleras till toppaktivitet och när den får tillräckligt med näringsämnen kan märgen kompensera för förlusten av flera liter blod per vecka. Blödning eller accelererad destruktion av röda blodkroppar leder till ökad aktivitet i benmärgen. Märgen kan öka sin produktion av röda blodkroppar upp till åtta gånger den vanliga takten. Därefter, om blodförlusten fortsätter, utvecklas anemi. Erytropoesihastigheten är känslig för syrehalten i det arteriella blodet. När syrgasspänningen sjunker produceras fler röda blodkroppar och antalet röda blodkroppar ökar. Av denna anledning har personer som lever på hög höjd högre antal röda blodkroppar än personer som lever på havsnivå. Det finns till exempel en liten men signifikant skillnad mellan det genomsnittliga antalet röda blodkroppar hos personer som bor i New York City, med tryck på havsnivå, och personer som bor i Denver, Colo, mer än 1,5 km över havsnivån, där det atmosfäriska trycket är lägre. Invånare i Anderna, som lever nästan 5 km över havsnivån, har extremt höga antal röda blodkroppar.
Hastigheten på produktionen av erytrocyter styrs av hormonet erytropoietin, som till stor del produceras i njurarna. När antalet cirkulerande röda blodkroppar minskar eller när det syre som blodet transporterar minskar, upptäcker en oidentifierad sensor förändringen och produktionen av erytropoietin ökar. Detta ämne transporteras sedan genom plasman till benmärgen, där det påskyndar produktionen av röda blodkroppar. Erytropoietinmekanismen fungerar som en termostat och ökar eller minskar produktionen av röda blodkroppar i enlighet med behovet. När en person som levt på hög höjd flyttar till en miljö på havsnivå dämpas produktionen av erytropoietin, produktionstakten av röda blodkroppar minskar och antalet röda blodkroppar sjunker tills det normala värdet på havsnivå uppnås. Vid förlust av en halv liter blod aktiveras erytropoietinmekanismen, produktionen av röda blodkroppar ökar och inom några veckor har antalet cirkulerande röda blodkroppar återställts till det normala värdet. Precisionen i kontrollen är utomordentlig så att antalet nya röda blodkroppar som produceras exakt kompenserar för antalet förlorade eller förstörda blodkroppar. Erytropoietin har framställts in vitro (utanför kroppen) med hjälp av genteknik (rekombinant DNA). Det renade, rekombinanta hormonet är lovande för personer med kronisk njursvikt som utvecklar anemi på grund av brist på erytropoietin.