LEUKOPOEZA: PROCES, CZYNNIKI STYMULUJĄCE, REGULACJA - MEDYCYNA - 2025

Krwinek białych jest proces tworzenia i rozwoju leukocytach. Jest częścią hematopoezy, procesu tworzenia, różnicowania, rozwoju i dojrzewania komórek krwi, w tym składu erytrocytów, płytek krwi i leukocytów.

Hematopoeza, a zatem leukopoeza, to procesy zachodzące w szpiku kostnym. U płodu oprócz szpiku kostnego są również przeprowadzane w wątrobie i śledzionie.

białe krwinki Źródło: pixabay.com

Od urodzenia do około 20 roku życia hematopoeza występuje w szpiku wszystkich kości. Od 20 roku życia szpik kości długich staje się nieaktywny, z wyjątkiem górnej części kości ramiennej i kości udowej. Tak zwany „czerwony szpik”, który jest czynnym szpikiem kostnym, jest wówczas odpowiedzialny za hematopoezę, aby odróżnić go od żółtego, który jest nieaktywny hematopoetycznie.

Leukopoeza obejmuje różnicowanie, tworzenie, rozwój i dojrzewanie różnych linii komórkowych, z których powstaje pięć typów komórek:

- Neutrofilowe leukocyty lub granulocyty polimorfojądrowe

- Eozynofile polimorfojądrowe

- Bazofilne komórki polimorfojądrowe

- Monocyty

- Niektóre limfocyty.

Neutrofile to najobficiej leukocyty lub białe krwinki we krwi. Chociaż w krążeniu jest 500 razy więcej erytrocytów niż leukocytów, 75% komórek szpiku kostnego należy do serii mieloidalnej, która produkuje leukocyty.

Proces (etapy)

W szpiku kostnym znajdują się komórki zwane „komórkami macierzystymi” lub „komórkami macierzystymi”, komórkami macierzystymi lub „hemocytoblastami”. Są to komórki progenitorowe dla wszystkich komórek krwi ze szpiku kostnego, ale dają one również początek osteoklastom, komórkom Kupffera, mastocytom, komórkom dendrytycznym i komórkom Langerhansa.

W procesie leukopoezy najpierw dzieje się to, że te komórki progenitorowe dzielą się i dają początek komórkom zwanym „uszkodzonymi komórkami macierzystymi”, które są szpikowymi komórkami macierzystymi i limfoidalnymi komórkami macierzystymi.

Mieloidalne komórki macierzyste

Z kolei komórki szpiku różnicują się i ostatecznie wytwarzają czerwone krwinki lub erytrocyty, płytki krwi, granulocyty lub komórki polimorfojądrowe i monocyty. Komórki limfoidalne dadzą początek limfocytom.

W przypadku procesu leukopoezy opisano rozwój monocytów i granulocytów. Zatem komórki mieloidalne różnicują się w monoblasty i mieloblasty. Z monoblastów powstają „promonocyty”, czyli proces, w którym następuje zmiana kształtu jądra, które zaczyna się załamywać. Promonocyty stają się monocytami. Na tym etapie rozwoju jądro nabiera ostatecznego kształtu podkowy.

Mieloblasty dają początek trzem liniom komórkowym: zasadofilnym promielocytom, eozynofilowym promielocytom i neutrofilowym promielocytom. Są to komórki z granulkami cytoplazmatycznymi, które zabarwiają się barwnikami o różnym pH.

Promielocyty dają początek mielocytom, tworząc w ten sposób mielocyty zasadochłonne, mielocyty eozynofilowe i mielocyty neutrofilne. W tych komórkach jądra zaczynają zmieniać kształt.

Następnie jądro tych komórek przyjmuje kształt „U” i powstają „metamielocyty” lub komórki pasmowe, komórki neutrofilne, zasadofilne i eozynofilowe.

Bazofilne komórki pasmowe kończą rozwój poprzez kurczenie się jądra, tworząc jądro w kształcie litery „S” i stając się bazofilami.

Eozynofilowe komórki pasmowe tworzą dwupłatkowe jądro i powodują powstawanie eozynofili, a komórki pasmowe neutrofili tworzą polilobulowane jądro i tworzą neutrofile.

Limfoidalne komórki macierzyste

Komórki macierzyste zaangażowane w linię limfoidalną lub limfoidalne komórki macierzyste dają początek limfoblastom. Komórki te z kolei różnicują się i tworzą tak zwane „prolimfocyty”.

Prolimfocyty nadal się rozwijają, dając początek limfocytom. W szpiku kostnym powstają dwa typy limfocytów: limfocyty B i limfocyty T. Limfocyty B są komórkami aktywnymi, które opuszczają szpik kostny do krwiobiegu, a stamtąd mogą trafiać do węzłów chłonnych. Te komórki są dojrzałymi i aktywnymi komórkami.

Limfocyty T wytwarzane w szpiku kostnym są niedojrzałymi komórkami, które przechodzą do krwi i docierają do grasicy lub węzłów chłonnych lub innych narządów limfoidalnych, gdzie kończy się ich proces dojrzewania lub aktywacji.

Białe krwinki lub leukopoetyczna linia komórkowa. BruceBlaus. Używając tego obrazu w źródłach zewnętrznych, można go przytoczyć jako: pracownicy Blausen.com (2014). „Galeria medyczna Blausen Medical 2014”. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Czynniki stymulujące leukopoezę

Proliferacja i różnicowanie komórek progenitorowych i różnych komórek macierzystych zaangażowanych do momentu powstania leukocytów jest wynikiem szeregu czynników hormonalnych, które działają specyficznie na różnych etapach różnicowania leukopoezy.

Interleukiny (IL) i czynniki stymulujące tworzenie kolonii (CSF) są głównymi stymulatorami różnicowania komórek macierzystych, a następnie proliferacji i dojrzewania różnych linii komórkowych leukocytów.

W obecności interleukiny 3 i 5 (IL3 Y 5) oraz czynnika stymulującego tworzenie kolonii agranulocytów (aG-CSF) komórki macierzyste różnicują się w monoblasty. Tworzenie się mieloblastów zależy od obecności IL3, IL5 i czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów (G-CSF).

Interleukina 4 (IL4) uczestniczy w różnicowaniu mieloblastów wzdłuż linii bazofili. Inne czynniki opisano jako czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM-CSF) oraz czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagów (M-CSF).

Niektóre badania pokazują, że brak niektórych czynników, w niektórych przypadkach, można zastąpić innymi, co oznacza wspólny udział kilku czynników.

Regulacja leukopoezy

Leukocyty, zwłaszcza neutrofile, mają bardzo krótki okres półtrwania. Krążące granulocyty mają średni okres półtrwania od 4 do 8 godzin, po czym należy je wymienić. W tkankach jej okres półtrwania wynosi od 4 do 5 dni.

Monocyty we krwi mają okres półtrwania od 10 do 20 godzin, a kiedy przenikną do tkanek i staną się makrofagami, mogą przetrwać kilka miesięcy. Limfocyty żyją tygodniami lub miesiącami i krążą między krwią a limfą.

Te cechy wymagają systemu sygnałowego do wymiany i zwiększonej produkcji w przypadku infekcji, które wymagają „dodatkowej” ilości leukocytów. Łącznie te mechanizmy, które utrzymują produkcję i uwalnianie w razie potrzeby, nazywamy „procesem regulacyjnym leukopoezy”.

Ilustracja leukocytów

Regulacja różnicowania i produkcji leukocytów zależy od szeregu substancji, wśród których są czynniki regulacyjne (czynniki wzrostu), które są glikoproteinami lub hormonami, które stymulują różnicowanie komórek progenitorowych, a także utrzymują aktywność krążących komórek.

Gdy w szpiku kostnym powstają leukocyty, nie wszystkie z nich są uwalniane do krwiobiegu, część pozostaje w szpiku jako rezerwa, dopóki układ krążenia tego nie będzie wymagał. Liczba granulocytów przechowywanych w rezerwie w szpiku kostnym trzykrotnie przewyższa liczbę krążących leukocytów.

Rezerwy te pozwalają na dostawę przez około 5 lub 6 dni. W przypadku wystąpienia procesu zakaźnego lub zapalnego makrofagi i aktywowane limfocyty T uwalniają czynniki, które stymulują wzrost tworzenia leukocytów, zwiększając liczbę czynników stymulujących tworzenie kolonii.

W ten sposób dochodzi do leukocytozy (wzrostu liczby leukocytów we krwi), która towarzyszy niektórym procesom zakaźnym. U myszy i prawdopodobnie u ludzi proces regulacji proliferacji i odnowy komórek macierzystych w szpiku kostnym obejmuje białka utworzone przez gen scl (białaczka z komórek macierzystych).

Bibliografia

1. Bonilla, Mary Ann; Jakubowski, Ann. Czynniki stymulujące tworzenie kolonii w leukopoezie. W Czynnikach humoralnych w regulacji wzrostu tkanek. Springer, Nowy Jork, NY, 1993. str. 71-93.
2. Ganong, William F. Przegląd fizjologii medycznej. Mcgraw-hill, 2016.
3. Guyton, Arthur C.; Hall, John E. Podręcznik fizjologii medycznej, wyd. Filadelfia, Perm: Elsevier Saunders, 2006.
4. Rebuck, John W.; Bethell, Frank H.; Monto, Raymond W. (red.). Leukemias: etiologia, patofizjologia i leczenie. Elsevier, 2013.
5. Santini, Stefano M. i in. Reakcja myszy SCID na wszczepienie leukocytów jednojądrzastych z ludzkiej krwi obwodowej. Rekrutacja neutrofili indukowała ekspresję szerokiego spektrum mysich cytokin i mysiej leukopoezy, w tym różnicowania grasicy. Transplantation, 1995, vol. 60, nr 11, s. 1306-1314.