HEMATOPOEZA: FAZY I FUNKCJE - BIOLOGIA - 2026

Hematopoezy jest proces tworzenia i rozwoju komórek krwi, w szczególności z elementów, na które składa erytrocytów, leukocytów i płytek krwi.

Obszar lub organ odpowiedzialny za hematopoezę różni się w zależności od etapu rozwoju, czy to zarodka, płodu, osoby dorosłej itp. Ogólnie wyróżnia się trzy fazy tego procesu: mezoblastyczną, wątrobową i rdzeniastą, zwaną również mieloidalną.

Źródło: Jmarchn, z Wikimedia Commons

Hematopoeza rozpoczyna się w pierwszych tygodniach życia zarodka i zachodzi w woreczku żółtkowym. Następnie wątroba przejmuje wiodącą rolę i będzie miejscem hematopoezy aż do narodzin dziecka. W czasie ciąży inne narządy mogą być również zaangażowane w proces, takie jak śledziona, węzły chłonne i grasica.

W chwili urodzenia większość tego procesu zachodzi w szpiku kostnym. W pierwszych latach życia pojawia się „zjawisko centralizacji” lub prawo Newmana. To prawo opisuje, w jaki sposób szpik krwiotwórczy jest ograniczony do szkieletu i końców długich kości.

Funkcje hematopoezy

Krwinki żyją bardzo krótko, średnio kilka dni lub nawet miesięcy. Ten czas jest stosunkowo krótki, więc komórki krwi muszą być stale produkowane.

U zdrowej osoby dorosłej produkcja może osiągnąć około 200 miliardów czerwonych krwinek i 70 miliardów neutrofili. Ta masowa produkcja odbywa się (u dorosłych) w szpiku kostnym i nazywa się hematopoezą. Termin wywodzi się od korzeni hemat, co oznacza krew i poiesis, co oznacza formację.

Prekursory limfocytów również pochodzą ze szpiku kostnego. Jednak pierwiastki te niemal natychmiast opuszczają dany obszar i migrują do grasicy, gdzie przeprowadzają proces dojrzewania - zwany limfopoezą.

Podobnie istnieją terminy opisujące indywidualnie tworzenie się elementów krwi: erytropoeza w przypadku erytrocytów i trombopoeza w przypadku płytek krwi.

Powodzenie hematopoezy zależy głównie od dostępności niezbędnych elementów, które działają jako kofaktory w niezbędnych procesach, takich jak produkcja białek i kwasów nukleinowych. Wśród tych odżywek znajdziemy między innymi witaminy B6, B12, kwas foliowy, żelazo.

Fazy

Faza mezoblastyczna

Historycznie uważano, że cały proces hematopoezy zachodził w wysepkach krwi pozazarodkowej mezodermy w woreczku żółtkowym.

Obecnie wiadomo, że w tym obszarze rozwijają się tylko erytroblasty, a hematopoetyczne komórki macierzyste lub komórki macierzyste pochodzą ze źródła w pobliżu aorty.

W ten sposób pierwsze oznaki hematopoezy można prześledzić w mezenchymie woreczka żółtkowego i szypułce fiksacyjnej.

Komórki macierzyste znajdują się w okolicy wątroby, około piątego tygodnia ciąży. Proces jest tymczasowy i kończy się między szóstym a ósmym tygodniem ciąży.

Faza wątrobowa

Od czwartego i piątego tygodnia ciąży w tkance wątroby rozwijającego się płodu zaczynają pojawiać się erytroblasty, granulocyty i monocyty.

Wątroba jest głównym organem hematopoezy podczas życia płodu i udaje jej się utrzymać swoją aktywność do pierwszych tygodni po urodzeniu dziecka.

W trzecim miesiącu rozwoju zarodka w wątrobie następuje szczyt aktywności erytropoezy i granulopoezy. Pod koniec tego krótkiego etapu te prymitywne komórki całkowicie znikają.

U dorosłych jest możliwe, że hematopoeza w wątrobie jest ponownie aktywowana i mówimy o hematopoezy pozaszpikowej.

Aby wystąpiło to zjawisko, organizm musi stawić czoła pewnym patologiom i przeciwnościom, takim jak wrodzone anemie hemolityczne czy zespoły mieloproliferacyjne. W tych przypadkach wyjątkowej potrzeby zarówno wątroba, jak i naczynie mogą powrócić do funkcji krwiotwórczej.

Narządy wtórne w fazie wątrobowej

Następnie dochodzi do rozwoju megakariocytów wraz z aktywnością erytropoezy, granulopoezy i limfopoezy w śledzionie. Aktywność hematopoetyczną wykrywa się również w węzłach chłonnych i grasicy, ale w mniejszym stopniu.

Obserwuje się stopniowy spadek aktywności śledziony, kończący się granulopoezą. U płodu grasica jest pierwszym narządem, który jest częścią układu limfatycznego, który się rozwija.

U niektórych gatunków ssaków tworzenie się krwinek w śledzionie można wykazać przez całe życie osobnika.

Faza rdzeniowa

Około piątego miesiąca rozwoju wysepki znajdujące się w komórkach mezenchymalnych zaczynają wytwarzać krwinki wszystkich typów.

Produkcja rdzenia zaczyna się od kostnienia i rozwoju szpiku kostnego. Pierwszą kością wykazującą aktywność hematopoetyczną kręgosłupa jest obojczyk, po którym następuje gwałtowne kostnienie pozostałych elementów szkieletu.

W szpiku kostnym obserwuje się zwiększoną aktywność, generując wyjątkowo hiperplastyczny czerwony szpik. W połowie szóstego miesiąca rdzeń staje się głównym miejscem hematopoezy.

Tkanka hematopoetyczna u osoby dorosłej

Szpik kostny

U zwierząt czerwony szpik kostny lub szpik krwiotwórczy jest odpowiedzialny za produkcję elementów krwi.

Znajduje się w płaskich kościach czaszki, mostka i żeber. W kościach dłuższych czerwony szpik kostny jest ograniczony do kończyn.

Istnieje inny typ szpiku, który nie jest tak ważny biologicznie, ponieważ nie bierze udziału w produkcji elementów krwi, zwany żółtym szpikiem kostnym. Nazywa się go żółtym ze względu na wysoką zawartość tłuszczu.

W razie potrzeby żółty szpik kostny może przekształcić się w czerwony szpik kostny i zwiększyć produkcję elementów krwi.

Mieloidalna linia różnicowania

Obejmuje serie komórek dojrzewających, z których każda kończy się tworzeniem różnych składników komórkowych, czy to erytrocytów, granulocytów, monocytów i płytek krwi, w odpowiednich seriach.

Seria erytropoetyczna

Ta pierwsza linia prowadzi do powstania erytrocytów, zwanych także krwinkami czerwonymi. Proces charakteryzuje się kilkoma zdarzeniami, takimi jak synteza białka hemoglobiny - barwnika oddechowego odpowiedzialnego za transport tlenu i odpowiedzialnego za charakterystyczny czerwony kolor krwi.

To ostatnie zjawisko zależy od erytropoetyny, której towarzyszy zwiększona kwasochłonność komórkowa, utrata jądra oraz zanik organelli i przedziałów cytoplazmatycznych.

Pamiętajmy, że jedną z najbardziej godnych uwagi cech erytrocytów jest brak organelli, w tym jądra. Innymi słowy, czerwone krwinki to komórkowe „worki” z hemoglobiną w środku.

Proces różnicowania się szeregu erytropoetycznego wymaga przeprowadzenia szeregu czynników stymulujących.

Seria granulomonopoetyczna

Proces dojrzewania tej serii prowadzi do powstania granulocytów, które dzielą się na neutrofile, eozynofile, bazofile, komórki tuczne i monocyty.

Serię charakteryzuje wspólna komórka progenitorowa zwana jednostką tworzącą kolonie granulomonocytów. Różni się to w zależności od wyżej wymienionych typów komórek (granulocyty obojętnochłonne, eozynofile, bazofile, komórki tuczne i monocyty).

Jednostki tworzące kolonie granulomonocytów i jednostki tworzące kolonie monocytarne pochodzą z jednostki tworzącej kolonie granulomonocytów. Neutrofilne granulocyty, eozynofile i bazofile pochodzą od pierwszego.

Seria megakariocytów

Celem tej serii jest tworzenie płytek krwi. Płytki krwi to elementy komórkowe o nieregularnym kształcie, pozbawione jądra, które biorą udział w procesach krzepnięcia krwi.

Liczba płytek krwi musi być optymalna, ponieważ wszelkie nierówności mają negatywne konsekwencje. Mała liczba płytek krwi oznacza duże krwawienie, podczas gdy bardzo duża liczba może prowadzić do zdarzeń zakrzepowych z powodu tworzenia się skrzepów, które blokują naczynia.

Pierwszym rozpoznanym prekursorem płytek krwi jest megakarioblast. Następnie nazywa się megakariocytem, ​​z którego można wyróżnić kilka form.

Kolejnym etapem jest promegakariocyte, komórka większa niż poprzednia. Staje się megakariocytem, ​​dużą komórką z wieloma zestawami chromosomów. Płytki krwi powstają w wyniku fragmentacji tej dużej komórki.

Głównym hormonem regulującym zakrzepicę jest trombopoetyna. Odpowiada za regulację i stymulację różnicowania megakariocytów, a następnie ich fragmentację.

Erytropoetyna bierze również udział w regulacji, dzięki swojemu podobieństwu strukturalnemu do wspomnianego hormonu. Mamy też IL-3, CSF i IL-11.

Regulacja hematopoezy

Hematopoeza to fizjologiczny proces, który jest ściśle regulowany przez szereg mechanizmów hormonalnych.

Pierwszym z nich jest kontrola w produkcji szeregu cytozyn, których zadaniem jest stymulacja szpiku kostnego. Są one generowane głównie w komórkach zrębu.

Innym mechanizmem, który występuje równolegle do poprzedniego, jest kontrola produkcji cytozyn, które stymulują szpik.

Trzeci mechanizm opiera się na regulacji ekspresji receptorów dla tych cytozyn, zarówno w komórkach pluripotencjalnych, jak i tych, które są już w trakcie dojrzewania.

Wreszcie istnieje kontrola na poziomie apoptozy lub zaprogramowanej śmierci komórki. To zdarzenie można stymulować i eliminować pewne populacje komórek.

Bibliografia

1. Dacie, JV i Lewis, SM (1975). Praktyczna hematologia. Churchill Livingstone.
2. Junqueira, LC, Carneiro, J. i Kelley, RO (2003). Podstawy histologii: tekst i atlas. McGraw-Hill.
3. Manascero, AR (2003). Atlas morfologii komórki, zmian i chorób pokrewnych. BREW.
4. Rodak, BF (2005). Hematologia: podstawy i zastosowania kliniczne. Panamerican Medical Ed.
5. San Miguel, JF, & Sánchez-Guijo, F. (red.). (2015). Hematologia. Podstawowy uzasadniony podręcznik. Elsevier Hiszpania.
6. Vives Corrons, JL i Aguilar Bascompte, JL (2006). Podręcznik technik laboratoryjnych w hematologii. Masson.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologia. Panamerican Medical Ed.