Muodostuneiden alkuaineiden elinikä on hyvin lyhyt. Vaikka eräs muistisoluiksi kutsuttu leukosyyttityyppi voi elää vuosia, useimmat erytrosyytit, leukosyytit ja verihiutaleet elävät yleensä vain muutamasta tunnista muutamaan viikkoon. Näin ollen elimistön on muodostettava uusia verisoluja ja verihiutaleita nopeasti ja jatkuvasti. Kun luovutat verenluovutuskeräyksen aikana yhden veriyksikön (noin 475 ml eli noin 1 tuoppi verta), elimistösi korvaa luovutetun veriplasman yleensä 24 tunnin kuluessa, mutta verisolujen korvautuminen kestää noin 4-6 viikkoa. Tämä rajoittaa sitä, kuinka usein luovuttajat voivat luovuttaa vertansa. Prosessia, jossa tämä korvautuminen tapahtuu, kutsutaan hemopoieesiksi tai hematopoieesiksi (kreikankielisestä juuresta haima- = ”veri”; -poiesis = ”tuotanto”).

Hemopoieesin paikat

Ensimmäisenä syntymää edeltävä hemopoieesi tapahtuu useissa kudoksissa, alkaen kehittyvän alkion keltarauhasesta ja jatkuen sikiön maksassa, pernassa, imukudoksessa ja lopulta punaisessa luuytimessä. Syntymän jälkeen suurin osa verenmuodostuksesta tapahtuu punaisessa luuytimessä, joka on sidekudosta sienimäisen (sikiöisen) luukudoksen välissä. Lapsilla hemopoieesia voi tapahtua pitkien luiden medullaarisessa ontelossa; aikuisilla prosessi rajoittuu suurelta osin kallon ja lantion luihin, nikamiin, rintalastaan sekä reisiluun ja olkaluun proksimaalisiin epifyyseihin.

Maksa ja perna ylläpitävät koko aikuisiän ajan kykyään muodostaa muodostuneita elementtejä. Tätä prosessia kutsutaan ekstramedullaariseksi hemopoieesiksi (tarkoittaa hemopoieesia aikuisten luiden medullaarisen ontelon ulkopuolella). Kun sairaus, kuten luusyöpä, tuhoaa luuytimen ja aiheuttaa hemopoieesin epäonnistumisen, ekstramedullaarinen hemopoieesi voi käynnistyä.

muodostuneiden alkioiden erilaistuminen kantasoluista

Kaikki muodostuneet alkioita syntyvät punaisen luuytimen kantasoluista. Muistutetaan, että kantasolut käyvät läpi mitoosin ja sytokineesin (solunjakautumisen) synnyttääkseen uusia tytärsoluja: Toinen niistä pysyy kantasoluna ja toinen erilaistuu joksikin monista erilaisista solutyypeistä. Kantasolujen voidaan katsoa olevan hierarkkisessa järjestelmässä, jossa kyky monipuolistua menetetään jonkin verran jokaisella portaalla. Totipotentti kantasolu on zygootti eli hedelmöittynyt munasolu. Totipotentti (toti- = ”kaikki”) kantasolu synnyttää kaikki ihmiskehon solut. Seuraava taso on pluripotentti kantasolu, joka synnyttää useita kehon solutyyppejä ja joitakin sikiön tukikalvoja. Tämän tason alapuolella oleva mesenkymaalinen solu on kantasolu, joka kehittyy vain sidekudostyypeiksi, kuten kuitumaiseksi sidekudokseksi, luuksi, rustoksi ja vereksi, mutta ei epiteeliksi, lihakseksi tai hermokudokseksi. Yhden askeleen alempana kantasolujen hierarkiassa on hemopoieettinen kantasolu eli hemosytoblasti. Kaikki veren muodostuvat osat ovat peräisin tästä erityisestä solutyypistä.

Hemopoieesi alkaa, kun hemopoieettinen kantasolu altistuu sopiville kemiallisille ärsykkeille, joita kutsutaan hemopoieettisiksi kasvutekijöiksi ja jotka saavat sen jakautumaan ja erilaistumaan. Yksi tytärsolu jää hemopoieettiseksi kantasoluksi, jolloin hemopoieesi voi jatkua. Toisesta tytärsolusta tulee jompikumpi kahdesta erikoistuneemmasta kantasolutyypistä (kuva 1):

• Lymfaattiset kantasolut synnyttävät lymfosyyteiksi kutsuttuja leukosyyttien luokkia, joihin kuuluvat erilaiset T-solut, B-solut ja luonnolliset tappajasolut (NK-solut, natural killer cells), jotka kaikki osallistuvat immuniteettiin. Lymfosyyttien hemopoieesi etenee kuitenkin jonkin verran eri tavalla kuin muiden muodostuneiden elementtien prosessi. Lyhyesti sanottuna lymfaattiset kantasolut siirtyvät nopeasti luuytimestä imukudoksiin, kuten imusolmukkeisiin, pernaan ja kateenkorvaan, jossa niiden tuotanto ja erilaistuminen jatkuu. B-solut ovat saaneet nimensä siksi, että ne kypsyvät luuytimessä, kun taas T-solut kypsyvät kateenkorvassa.
• Myeloidiset kantasolut synnyttävät kaikki muut muodostuneet osat, mukaan lukien erytrosyytit; megakaryosyytit, jotka tuottavat verihiutaleita; ja myeloblastilinjan, joka synnyttää monosyyttejä ja kolmea erilaista granulaaristen leukosyyttien muotoa: neutrofiilejä, eosinofiilejä ja basofiilejä.

Lymfaattiset ja myelooiset kantasolut eivät heti jakaudu ja erilaistu kypsiksi muodostuneiksi alkioiksi. Kuten kuvasta 1 näkyy, esiasteiden (kirjaimellisesti esiastesolujen) välivaiheita on useita, ja monet niistä voidaan tunnistaa niiden nimistä, joissa on pääte -blast. Esimerkiksi megakaryoblastit ovat megakaryosyyttien esiasteet, ja proerythroblasteista tulee retikulosyyttejä, jotka irrottavat tuman ja useimmat muut organellit ennen kypsymistään erytrosyyteiksi.

Hemopoieettiset kasvutekijät

Kehitys kantasoluista esiasteisiin ja kypsiksi soluiksi käynnistyy jälleen hemopoieettisten kasvutekijöiden avulla. Näitä ovat muun muassa seuraavat:

• Erytropoietiini on glykoproteiinihormoni, jota munuaisten interstitiaaliset fibroblastisolut erittävät vasteena alhaiselle happipitoisuudelle. Se käynnistää erytrosyyttien tuotannon. Jotkut urheilijat käyttävät synteettistä erytropoietiinia suorituskykyä parantavana lääkkeenä (ns. veridoping) kasvattaakseen punasolujen määrää ja lisätäkseen siten hapen kulkeutumista kudoksiin koko kehossa. Erytropoietiini on kielletty aine useimmissa järjestäytyneissä urheilulajeissa, mutta sitä käytetään myös lääketieteellisesti tiettyjen anemioiden, erityisesti tiettyjen syöpätyyppien aiheuttamien anemioiden, ja muiden sairauksien hoidossa, joissa erytrosyyttien määrän ja happipitoisuuden lisääminen on toivottavaa.
• Trombopoietiinia, toista glykoproteiinihormonia, tuottavat maksa ja munuaiset. Se käynnistää megakaryosyyttien kehittymisen verihiutaleiksi.
• Sytokiinit ovat glykoproteiineja, joita erittävät monenlaiset solut, kuten punainen luuydin, leukosyytit, makrofagit, fibroblastit ja endoteelisolut. Ne toimivat paikallisesti autokriinisinä tai parakriinisinä tekijöinä, stimuloivat progenitorisolujen proliferaatiota ja auttavat stimuloimaan sekä epäspesifistä että spesifistä vastustuskykyä tautia vastaan. Sytokiineilla on kaksi päätyyppiä, jotka tunnetaan nimellä koloniaa stimuloivat tekijät ja interleukiinit.
  • Koloniaa stimuloivat tekijät (CSF) ovat glykoproteiineja, jotka toimivat paikallisesti autokriinisina tai parakriinisina tekijöinä. Jotkut käynnistävät myeloblastien erilaistumisen granulaarisiksi leukosyyteiksi eli neutrofiileiksi, eosinofiileiksi ja basofiileiksi. Näitä kutsutaan granulosyyttien CSF:ksi. Erilainen CSF indusoi monosyyttien tuotantoa, joita kutsutaan monosyyttien CSF:ksi. GM-CSF stimuloi sekä granulosyyttejä että monosyyttejä; multi-CSF stimuloi granulosyyttejä, monosyyttejä, verihiutaleita ja erytrosyyttejä. Näiden hormonien synteettisiä muotoja annetaan usein eri syöpämuotoja sairastaville potilaille, jotka saavat solunsalpaajahoitoa, WBC-arvojen elvyttämiseksi.
  • Interleukiinit ovat toinen ryhmä sytokiinien signalointimolekyylejä, jotka ovat tärkeitä hemopoieesissa. Alun perin ajateltiin, että vain leukosyytit erittävät niitä ja että ne kommunikoivat vain muiden leukosyyttien kanssa, ja ne nimettiin sen mukaisesti, mutta nykyään tiedetään, että niitä tuottavat useat eri solut, kuten luuydin ja endoteeli. Tutkijat epäilevät nyt, että interleukiineilla voi olla muitakin tehtäviä elimistön toiminnassa, kuten solujen erilaistuminen ja kypsyminen sekä immuniteetin ja tulehduksen tuottaminen. Tähän mennessä on tunnistettu yli tusina interleukiineja, ja lisää on todennäköisesti tulossa. Ne on yleensä numeroitu IL-1, IL-2, IL-3 jne.

VERIDOPINGIN HAITALLISET VAIKUTUKSET

Pelkästään punasolujen määrän lisääminen veressä voi liittyä hyperviskositeettioireyhtymään, jolle on ominaista veren viskositeetin lisääntyminen ja sydämen ulostulovirtauksen väheneminen ja verenkierron nopeuden lasku, mikä johtaa perifeerisen hapen saannin vähenemiseen. Tämä lisää sydänkohtauksen, aivohalvauksen, laskimotulehduksen ja keuhkoembolian mahdollisuutta, joka on havaittu tapauksissa, joissa verenkiertoon on palautettu liikaa verta. Koska veridoping lisää punasolujen määrää, se johtaa tehokkaasti tilaan nimeltä polysytemia, joka on verisairaus, jolla on tunnettuja haittavaikutuksia, kuten sydänkohtauksia tai aivohalvauksia. Veren saastuminen valmistuksen tai varastoinnin aikana on toinen ongelma. Kontaminaatiota havaittiin 1:ssä 500 000:sta punasolusiirrosta vuonna 2002. Veren saastuminen voi johtaa verenmyrkytykseen eli infektioon, joka vaikuttaa koko elimistöön.

-Wikipedia

Luuydinnäytteenotto ja -siirrot

Joskus terveydenhuollon tarjoaja määrää luuydinbiopsian, joka on diagnostinen testi punaisesta luuytimestä otetusta näytteestä, tai luuydinsiirron, joka on hoitomuoto, jossa luovuttajan tervettä luuydintä – ja siihen sisältyviä kantasoluja – käytetään potilaan viallisen luuytimen tilalle. Näitä testejä ja toimenpiteitä käytetään usein avuksi erilaisten vaikeiden anemioiden, kuten suuren talassemian ja sirppisoluanemian, sekä joidenkin syöpätyyppien, erityisesti leukemian, diagnosoinnissa ja hoidossa.

Viime aikoina, kun luuydinnäyte tai luuydinsiirto oli välttämätön, toimenpiteen suorittaminen edellytti suurikokoisen neulan työntämistä lantion lantionpohjan harjan läheisyydessä olevalle alueelle (os coxae). Tätä sijaintia pidettiin parempana, koska se sijaitsee lähellä kehon pintaa, joten siihen pääsee helpommin käsiksi, ja se on suhteellisen eristyksissä useimmista elintärkeistä elimistä. Valitettavasti toimenpide on melko kivulias.

Nyt voidaan usein välttää luuytimen suoraa näytteenottoa. Monissa tapauksissa kantasolut voidaan eristää vain muutamassa tunnissa potilaan verinäytteestä. Eristetyt kantasolut kasvatetaan sitten viljelyssä käyttäen sopivia hemopoieettisia kasvutekijöitä, ja ne analysoidaan tai joskus jäädytetään myöhempää käyttöä varten.

Elinsiirtoa tarvitsevalle henkilölle sopiva luovuttaja on välttämätön, jotta immuunijärjestelmä ei tuhoaisi luovuttajan soluja – ilmiö tunnetaan nimellä kudoshyljintä. Luuydinsiirtopotilaiden hoitamiseksi on ensin tuhottava potilaan oma sairas luuydin säteilyn ja/tai kemoterapian avulla. Luovuttajan luuytimen kantasolut infusoidaan sitten suonensisäisesti. Verenkierrosta ne asettuvat vastaanottajan luuytimeen.

Luvun katsaus

Verenkierron eli hemopoieesin avulla veren muodostuneita osia tuotetaan jatkuvasti, ja ne korvaavat suhteellisen lyhytikäiset erytrosyytit, leukosyytit ja verihiutaleet. Hemopoieesi alkaa punaisesta luuytimestä hemopoieettisista kantasoluista, jotka erilaistuvat myelooisiin ja lymfaattisiin linjoihin. Myeloidisista kantasoluista syntyy suurin osa muodostuneista alkuaineista. Lymfaattiset kantasolut synnyttävät vain erilaisia lymfosyyttejä, joita kutsutaan B- ja T-soluiksi, sekä NK-soluja. Hemopoieettiset kasvutekijät, kuten erytropoietiini, trombopoietiini, pesäkkeitä stimuloivat tekijät ja interleukiinit, edistävät muodostuneiden alkioiden lisääntymistä ja erilaistumista.

Self Check

Vastaamalla alla oleviin kysymyksiin näet, kuinka hyvin ymmärrät edellisessä osiossa käsitellyt aiheet.

Sanasto

luuydinbiopsia: diagnostinen testi punaisen luuytimen näytteestä

luuydinsiirto: hoito, jossa luovuttajan terve luuydin kantasoluineen korvaa potilaan sairaan tai vaurioituneen luuytimen

koloniaa stimuloivat tekijät: glykoproteiinit, jotka käynnistävät myeloblastien lisääntymisen ja erilaistumisen rakeisiksi leukosyyteiksi (basofiileiksi, neutrofiileiksi ja eosinofiileiksi)

sytokiinit: luokka proteiineja, jotka toimivat autokriinisinä tai parakriinisinä signaalimolekyyleinä; sydän- ja verisuonijärjestelmässä ne stimuloivat progenitorisolujen proliferaatiota ja auttavat stimuloimaan sekä epäspesifistä että spesifistä vastustuskykyä sairauksia vastaan

erytropoietiini (EPO): glykoproteiini, joka käynnistää luuytimen tuottamaan RBC:tä; munuaisten erittämä vaste alhaiselle happipitoisuudelle

hemosytoblasti: hemopoieettinen kantasolu, joka synnyttää veren muodostuneita osia

hemopoieesi: veren muodostuneiden elementtien tuottaminen

hemopoieettiset kasvutekijät: kemialliset signaalit, mukaan lukien erytropoietiini, trombopoietiini, koloniaa stimuloivat tekijät ja interleukiinit, jotka säätelevät tiettyjen veren esisolujen erilaistumista ja lisääntymistä

hemopoieettinen kantasolu: pluripotenttien kantasolujen tyyppi, joka synnyttää veren muodostuneita osia (hemosytoblastit)

interleukiinit: signalointimolekyylejä, jotka voivat toimia hemopoieesissa, tulehduksessa ja spesifisissä immuunivasteissa

lymfaattiset kantasolut: hemopoieettisten kantasolujen tyyppi, joka synnyttää lymfosyyttejä, mukaan luettuina erilaiset T- solut, B-solut ja NK-solut, jotka kaikki toimivat immuniteettitekijöinä

myeloidiset kantasolut:

pluripotentti kantasolutyyppi, joka synnyttää joitakin muodostuneita osia, mukaan lukien erytrosyytit, megakaryosyytit, jotka tuottavat verihiutaleita, ja myeloblastilinja, joka synnyttää monosyyttejä ja kolmea erilaista granulaarista leukosyyttiä (neutrofiilit, eosinofiilit ja basofiilit)

pluripotentti kantasolu: kantasolu, joka on peräisin totipotentista kantasolusta ja joka kykenee erilaistumaan moniksi mutta ei kaikiksi solutyypeiksi

totipotentti kantasolu: alkion kantasolu, joka kykenee erilaistumaan kaikiksi kehon soluiksi; mahdollistaa elimistön täysimittaisen kehittymisen

trombopoietiini: maksan ja munuaisten erittämä hormoni, joka saa megakaryosyytit kehittymään trombosyyteiksi (verihiutaleiksi)