Arteriell hypoksemi resulterer i redusert oksygentilgjengelighet for vev, som etterfølges av cellulær skade, som fører til produksjon av kjemiske signaler som øker og endrer genuttrykk i nyrene, noe som resulterer i produksjon og sekresjon av erytropoietin . Dette glykoproteinhormonet produseres primært av peritubulære interstitielle celler i nyren som respons på vevshypoksi og er hovedregulatoren for produksjon av røde blodlegemer.
Erytropoietin virker først og fremst på erytroide stamceller i benmargen, og det er en av de essensielle vekstfaktorene som kreves for overlevelse, spredning, differensiering og modning av disse cellene. Dens biologiske aktivitet er delt inn i to hovedkategorier:
1) Stimulering av proliferasjon og overlevelse av erytroide stamceller :Disse handlingene formidles gjennom flere mekanismer, inkludert hemming av apoptose og aktivering av anti-apoptotiske signaler, økt genekspresjon av cellesyklusregulatorer og induksjon av vekstfaktorreseptorer.
2) Fremming av erytroiddifferensiering og modning: Erytropoietin forbedrer erytroiddifferensiering og terminal modning av røde blodlegemer, noe som fører til produksjon av retikulocytter og deretter erytrocytter. Dette innebærer endringer i genuttrykksmønstre, inkludert oppregulering av gener som koder for proteiner som er kritiske for erytroidutvikling, slik som hemoglobin, globin og flere enzymer involvert i hemsyntese.
Det er viktig å merke seg at erytropoietin ikke er den eneste regulatoren for produksjon av røde blodlegemer. Andre faktorer som jerntilgjengelighet, vitamin B12 og folatnivåer og tilstrekkelig benmargsfunksjon spiller også viktige roller i erytropoesen.