Viața de viață a elementelor formate este foarte scurtă. Deși un tip de leucocite numite celule de memorie pot supraviețui ani de zile, majoritatea eritrocitelor, leucocitelor și trombocitelor trăiesc în mod normal doar câteva ore până la câteva săptămâni. Astfel, organismul trebuie să formeze noi celule sanguine și trombocite rapid și continuu. Atunci când donați o unitate de sânge în timpul unei campanii de donare de sânge (aproximativ 475 ml, sau aproximativ 1 litru), organismul dumneavoastră înlocuiește de obicei plasma donată în 24 de ore, dar este nevoie de aproximativ 4 până la 6 săptămâni pentru a înlocui celulele sanguine. Acest lucru restricționează frecvența cu care donatorii pot contribui cu sângele lor. Procesul prin care are loc această înlocuire se numește hemopoieză sau hematopoieză (de la rădăcina grecească haima- = „sânge”; -poiesis = „producție”).

Site de hemopoieză

Înainte de naștere, hemopoieza are loc într-un număr de țesuturi, începând cu sacul vitelin al embrionului în curs de dezvoltare și continuând în ficatul fetal, splina, țesutul limfatic și, în cele din urmă, măduva osoasă roșie. După naștere, cea mai mare parte a hemopoiezei are loc în măduva roșie, un țesut conjunctiv în spațiile din țesutul osos spongios (spongios). La copii, hemopoieza poate avea loc în cavitatea medulară a oaselor lungi; la adulți, procesul este în mare parte restrâns la oasele craniene și pelviene, la vertebre, la stern și la epifizele proximale ale femurului și humerusului.

Pe parcursul vieții adulte, ficatul și splina își mențin capacitatea de a genera elementele formate. Acest proces este denumit hemopoieză extramedulară (adică hemopoieză în afara cavității medulare a oaselor adulte). Atunci când o boală, cum ar fi cancerul osos, distruge măduva osoasă, determinând eșecul hemopoiezei, poate fi inițiată hemopoieza extramedulară.

Diferențierea elementelor formate din celulele stem

Toate elementele formate provin din celulele stem din măduva osoasă roșie. Reamintim că celulele stem sunt supuse mitozei plus citochineza (diviziune celulară) pentru a da naștere la noi celule fiice: Una dintre acestea rămâne o celulă stem, iar cealaltă se diferențiază într-unul dintre numeroasele tipuri de celule diverse. Celulele stem pot fi privite ca ocupând un sistem ierarhic, cu o anumită pierdere a capacității de diversificare la fiecare etapă. Celula stem totipotentă este zigotul, sau oul fertilizat. Celula stem totipotentă (toti- = „toate”) dă naștere tuturor celulelor din corpul uman. Următorul nivel este celula stem pluripotentă, care dă naștere la mai multe tipuri de celule din organism și la unele dintre membranele fetale de susținere. Sub acest nivel, celula mezenchimală este o celulă stem care se dezvoltă numai în tipuri de țesut conjunctiv, inclusiv țesut conjunctiv fibros, os, cartilaj și sânge, dar nu și în epiteliu, mușchi și țesut nervos. Cu o treaptă mai jos în ierarhia celulelor stem se află celula stem hemopoietică, sau hemocitoblastul. Toate elementele formate ale sângelui își au originea în acest tip specific de celule.

Hemopoieza începe atunci când celula stem hemopoietică este expusă la stimuli chimici corespunzători, numiți colectiv factori de creștere hemopoietică, care o determină să se dividă și să se diferențieze. O celulă fiică rămâne o celulă stem hemopoietică, permițând continuarea hemopoiezei. Cealaltă celulă fiică devine oricare dintre cele două tipuri de celule stem mai specializate (figura 1):

• Celulele stem limfoide dau naștere unei clase de leucocite cunoscute sub numele de limfocite, care includ diversele celule T, celulele B și celulele ucigașe naturale (NK), toate acestea funcționând în imunitate. Cu toate acestea, hemopoieza limfocitelor progresează oarecum diferit de procesul pentru celelalte elemente formate. Pe scurt, celulele stem limfoide migrează rapid din măduva osoasă către țesuturile limfatice, inclusiv ganglionii limfatici, splina și timusul, unde producția și diferențierea lor continuă. Celulele B sunt denumite astfel deoarece se maturizează în măduva osoasă, în timp ce celulele T se maturizează în timus.
• Celulele stem mieloide dau naștere tuturor celorlalte elemente formate, inclusiv eritrocitelor; megacariocitelor care produc trombocite; și unei linii de mieloblaste care dă naștere la monocite și la trei forme de leucocite granulare: neutrofile, eozinofile și bazofile.

Celele stem limfoide și mieloide nu se divid și nu se diferențiază imediat în elemente formate mature. După cum puteți vedea în figura 1, există mai multe stadii intermediare ale celulelor precursoare (literalmente, celule precursoare), dintre care multe pot fi recunoscute după numele lor, care au sufixul -blast. De exemplu, megacarioblastele sunt precursoarele megacariocitelor, iar proeritroblastele devin reticulocite, care își ejectează nucleul și majoritatea celorlalte organite înainte de a se maturiza în eritrocite.

Factori de creștere hemopoietică

Dezvoltarea de la celule stem la celule precursoare și la celule mature este din nou inițiată de factorii de creștere hemopoietică. Aceștia includ următoarele:

• Eritropoietina este un hormon glicoproteic secretat de celulele fibroblaste interstițiale ale rinichilor ca răspuns la niveluri scăzute de oxigen. Ea stimulează producția de eritrocite. Unii sportivi folosesc eritropoietina sintetică ca medicament pentru îmbunătățirea performanțelor (numit dopaj sangvin) pentru a crește numărul de hematii și, ulterior, pentru a crește aportul de oxigen către țesuturile din tot corpul. Eritropoietina este o substanță interzisă în majoritatea sporturilor organizate, dar este, de asemenea, utilizată din punct de vedere medical în tratamentul anumitor anemii, în special cele declanșate de anumite tipuri de cancer, și a altor afecțiuni în care este de dorit un număr crescut de eritrocite și niveluri de oxigen.
• Trombopoietina, un alt hormon glicoproteic, este produsă de ficat și rinichi. Ea declanșează dezvoltarea megacariocitelor în trombocite.
• Citokinele sunt glicoproteine secretate de o mare varietate de celule, inclusiv de măduva osoasă roșie, leucocite, macrofage, fibroblaste și celule endoteliale. Ele acționează la nivel local ca factori autocrini sau paracrini, stimulând proliferarea celulelor progenitoare și contribuind la stimularea rezistenței nespecifice și specifice la boală. Există două subtipuri majore de citokine cunoscute sub numele de factori de stimulare a coloniilor și interleukine.
  • Factorii de stimulare a coloniilor (CSF) sunt glicoproteine care acționează local, ca factori autocrini sau paracrini. Unii declanșează diferențierea mieloblastelor în leucocite granulare, și anume, neutrofile, eozinofile și bazofile. Acestea sunt denumite LCR granulocite. Un CSF diferit induce producerea de monocite, numite CSF monocitare. Atât granulocitele, cât și monocitele sunt stimulate de GM-CSF; granulocitele, monocitele, trombocitele și eritrocitele sunt stimulate de multi-CSF. Formele sintetice ale acestor hormoni sunt adesea administrate pacienților cu diverse forme de cancer care primesc chimioterapie pentru a le revigora numărul de WBC.
  • Interleukinele sunt o altă clasă de molecule de semnalizare a citokinelor importante în hemopoieză. Inițial s-a crezut că sunt secretate numai de leucocite și că comunică numai cu alte leucocite și au fost denumite în consecință, dar acum se știe că sunt produse de o varietate de celule, inclusiv de măduva osoasă și de endoteliu. Cercetătorii suspectează acum că interleukinele pot juca și alte roluri în funcționarea organismului, inclusiv diferențierea și maturarea celulelor, producerea imunității și a inflamației. Până în prezent, au fost identificate mai mult de o duzină de interleukine, urmând probabil să apară și altele. Ele sunt în general numerotate IL-1, IL-2, IL-3, etc.

Afecte adverse ale dopajului cu sânge

Simplul act de creștere a numărului de globule roșii din sânge poate fi asociat cu sindromul de hipervâscozitate, care se caracterizează prin creșterea vâscozității sângelui și scăderea debitului cardiac și a vitezei fluxului sanguin, ceea ce duce la reducerea livrării periferice de oxigen. Acest lucru crește șansele de atac de cord, accident vascular cerebral, flebită și embolie pulmonară, care au fost observate în cazurile în care există prea mult sânge reintrodus în fluxul sanguin. Deoarece dopajul sangvin crește volumul de globule roșii, acesta introduce efectiv o afecțiune numită policitemie, o tulburare a sângelui care are rezultate adverse cunoscute, cum ar fi atacurile de cord sau accidentele vasculare cerebrale. Contaminarea sângelui în timpul preparării sau depozitării este o altă problemă. Contaminarea a fost observată la 1 din 500.000 de transfuzii de globule roșii în 2002. Contaminarea sângelui poate duce la septicemie sau la o infecție care afectează întregul organism.

-Wikipedia

Prelevare de probe de măduvă osoasă și transplanturi

Câteodată, un furnizor de servicii medicale va ordona o biopsie de măduvă osoasă, un test de diagnosticare a unei probe de măduvă osoasă roșie, sau un transplant de măduvă osoasă, un tratament în care măduva osoasă sănătoasă a unui donator – și celulele sale stem – înlocuiește măduva osoasă defectă a unui pacient. Aceste teste și proceduri sunt adesea folosite pentru a ajuta la diagnosticarea și tratamentul diferitelor forme severe de anemie, cum ar fi talasemia majoră și anemia celulelor secerătoare, precum și unele tipuri de cancer, în special leucemia.

În trecut, atunci când era necesară o probă de măduvă osoasă sau un transplant, procedura ar fi necesitat introducerea unui ac de calibru mare în regiunea de lângă creasta iliacă a oaselor pelviene (os coxae). Această locație era preferată, deoarece amplasarea sa aproape de suprafața corpului o face mai accesibilă și este relativ izolată de majoritatea organelor vitale. Din păcate, procedura este destul de dureroasă.

Acum, prelevarea directă a măduvei osoase poate fi adesea evitată. În multe cazuri, celulele stem pot fi izolate în doar câteva ore dintr-o mostră din sângele unui pacient. Celulele stem izolate sunt apoi cultivate în cultură folosind factorii de creștere hemopoietică adecvați și analizate sau, uneori, congelate pentru utilizare ulterioară.

Pentru o persoană care necesită un transplant, un donator compatibil este esențial pentru a împiedica sistemul imunitar să distrugă celulele donatorului – un fenomen cunoscut sub numele de respingere tisulară. Pentru a trata pacienții cu transplant de măduvă osoasă, este necesar mai întâi să se distrugă măduva bolnavă a pacientului prin radioterapie și/sau chimioterapie. Celulele stem din măduva osoasă donatoare sunt apoi infuzate intravenos. Din fluxul sanguin, acestea se stabilesc în măduva osoasă a primitorului.

Revizuirea capitolului

Prin procesul de hemopoieză, elementele formate ale sângelui sunt produse continuu, înlocuind eritrocitele, leucocitele și trombocitele cu durată de viață relativ scurtă. Hemopoieza începe în măduva osoasă roșie, cu celule stem hemopoietice care se diferențiază în linii mieloide și limfoide. Celulele stem mieloide dau naștere la cele mai multe dintre elementele formate. Celulele stem limfoide dau naștere doar la diversele limfocite desemnate ca celule B și T, precum și la celulele NK. Factorii de creștere hemopoietică, inclusiv eritropoietina, trombopoietina, factorii de stimulare a coloniilor și interleukinele, favorizează proliferarea și diferențierea elementelor formate.

Autoverificare

Răspundeți la întrebarea (întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine înțelegeți subiectele abordate în secțiunea anterioară.

Glosar

Biopsie de măduvă osoasă: test de diagnosticare a unei probe de măduvă osoasă roșie

transplant de măduvă osoasă: tratament prin care măduva osoasă sănătoasă a unui donator, cu celulele sale stem, înlocuiește măduva osoasă bolnavă sau deteriorată a unui pacient

factori de stimulare a coloniei (CSF): glicoproteine care declanșează proliferarea și diferențierea mieloblastelor în leucocite granulare (bazofile, neutrofile și eozinofile)

citokine: clasă de proteine care acționează ca molecule de semnalizare autocrine sau paracrine; în sistemul cardiovascular, ele stimulează proliferarea celulelor progenitoare și contribuie la stimularea rezistenței nespecifice și specifice la boală

eritropoietină (EPO): glicoproteină care determină măduva osoasă să producă hematii; secretată de rinichi ca răspuns la niveluri scăzute de oxigen

hemocitoblast: celulă stem hemopoietică care dă naștere elementelor formate din sânge

hemopoieză: producerea elementelor formate ale sângelui

factori de creștere hemopoietică: semnale chimice, inclusiv eritropoietina, trombopoietina, factorii de stimulare a coloniilor și interleukinele care reglează diferențierea și proliferarea anumitor celule progenitoare ale sângelui

celulă stem hemopoietică: tip de celulă stem pluripotentă care dă naștere elementelor formate ale sângelui (hemocitoblast)

interleukine: molecule de semnalizare care pot funcționa în hemopoieză, inflamație și răspunsuri imune specifice

celule stem limfoide: tip de celule stem hemopoietice care dă naștere la limfocite, inclusiv la diferite celule T, celule B și celule NK, toate acestea funcționând în imunitate

celule stem mieloide: tip de celule stem hemopoietice care dă naștere unor elemente formate, inclusiv eritrocite, megacariocite care produc trombocite și o linie de mieloblaste care dă naștere la monocite și la trei forme de leucocite granulare (neutrofile, eozinofile și bazofile)

celulă stem pluripotentă: celulă stem care derivă din celulele stem totipotente și este capabilă să se diferențieze în multe, dar nu în toate tipurile de celule

celulă stem primitivă: celulă stem embrionară care este capabilă să se diferențieze în oricare și în toate celulele corpului; permite dezvoltarea completă a unui organism

trombopoietină: hormon secretat de ficat și rinichi care determină dezvoltarea megahariocitelor în trombocite (trombocite)

.