De bildade elementens livslängd är mycket kort. Även om en typ av leukocyter som kallas minnesceller kan överleva i flera år, lever de flesta erytrocyter, leukocyter och trombocyter normalt bara några timmar till några veckor. Kroppen måste alltså snabbt och kontinuerligt bilda nya blodkroppar och trombocyter. När du donerar en enhet blod under en blodgivning (cirka 475 ml, eller cirka 1 pint) ersätter kroppen vanligtvis den donerade plasman inom 24 timmar, men det tar cirka 4 till 6 veckor att ersätta blodcellerna. Detta begränsar frekvensen med vilken givare kan bidra med sitt blod. Den process genom vilken denna ersättning sker kallas hemopoiesis eller hematopoiesis (från den grekiska roten haima- = ”blod”; -poiesis = ”produktion”).

Hemopoiesisens platser

För födseln sker hemopoiesis i ett antal vävnader, med början i gulesäcken hos det embryo som håller på att utvecklas, och fortsätter i fosterlevern, mjälten, lymfatiska vävnader och så småningom den röda benmärgen. Efter födseln sker den största delen av blodbildningen i den röda märgen, som är en bindväv i mellanslag i den svampiga (spongiösa) benvävnaden. Hos barn kan hemopoiesis ske i de långa benens märgkammare; hos vuxna är processen i stort sett begränsad till kranie- och bäckenbenen, kotorna, bröstbenet och de proximala epifyserna av femur och humerus.

Under hela vuxenlivet behåller levern och mjälten sin förmåga att generera de bildade elementen. Denna process kallas extramedullär hemopoiesis (vilket innebär hemopoiesis utanför medullärhålan i vuxna ben). När en sjukdom som t.ex. bencancer förstör benmärgen, vilket gör att hemopoiesen misslyckas, kan extramedullär hemopoies inledas.

Differentiering av formade element från stamceller

Alla formade element uppstår från stamceller i den röda benmärgen. Minns att stamceller genomgår mitos plus cytokinesis (celldelning) för att ge upphov till nya dotterceller: En av dessa förblir en stamcell och den andra differentieras till en av ett antal olika celltyper. Stamcellerna kan ses som ett hierarkiskt system, med en viss förlust av förmågan att diversifiera sig i varje steg. Den totipotenta stamcellen är zygoten eller det befruktade ägget. Den totipotenta (toti- = ”alla”) stamcellen ger upphov till alla celler i människokroppen. Nästa nivå är den pluripotenta stamcellen, som ger upphov till flera olika typer av celler i kroppen och några av de stödjande fostermembranen. Under denna nivå är den mesenkymala cellen en stamcell som endast utvecklas till typer av bindväv, inklusive fibrös bindväv, ben, brosk och blod, men inte epitel, muskler och nervvävnad. Ett steg lägre i hierarkin av stamceller är den hemopoetiska stamcellen, eller hemocytoblasten. Alla blodets bildade beståndsdelar har sitt ursprung i denna specifika celltyp.

Hemopoiesis börjar när den hemopoietiska stamcellen utsätts för lämpliga kemiska stimuli, kollektivt kallade hemopoietiska tillväxtfaktorer, som får den att dela sig och differentiera. En dottercell förblir en hemopoietisk stamcell, vilket gör att hemopoesen kan fortsätta. Den andra dottercellen blir någon av två typer av mer specialiserade stamceller (figur 1):

• Lymfoida stamceller ger upphov till en klass av leukocyter som kallas lymfocyter, som omfattar de olika T-cellerna, B-cellerna och de naturliga mördarcellerna (NK-cellerna), som alla fungerar i immunförsvaret. Hemopoiesen av lymfocyter fortskrider dock något annorlunda än processen för de andra bildade elementen. I korthet vandrar lymfoida stamceller snabbt från benmärgen till lymfatiska vävnader, inklusive lymfkörtlar, mjälte och thymus, där deras produktion och differentiering fortsätter. B-celler har fått detta namn eftersom de mognar i benmärgen, medan T-celler mognar i thymus.
• Myeloida stamceller ger upphov till alla andra bildade element, inklusive erytrocyter, megakaryocyter som producerar trombocyter och en myeloblast-linje som ger upphov till monocyter och tre former av granulära leukocyter: neutrofiler, eosinofiler och basofiler.

Lymfoida och myeloida stamceller delar sig inte omedelbart och differentierar sig till mogna bildade element. Som du kan se i figur 1 finns det flera mellanstadier av prekursorceller (bokstavligen föregångsceller), varav många kan kännas igen på sina namn, som har suffixet -blast. Megakaryoblaster är till exempel föregångare till megakaryocyter, och proerytroblaster blir retikulocyter, som kastar ut sin kärna och de flesta andra organeller innan de mognar till erytrocyter.

Hemopoietiska tillväxtfaktorer

Utvecklingen från stamceller till föregångsceller till mogna celler initieras återigen av hemopoetiska tillväxtfaktorer. Dessa inkluderar följande:

• Erytropoietin är ett glykoproteinhormon som utsöndras av de interstitiella fibroblastcellerna i njurarna som svar på låga syrehalter. Det stimulerar produktionen av erytrocyter. Vissa idrottsmän använder syntetiskt erytropoietin som ett prestationshöjande läkemedel (så kallad bloddoping) för att öka antalet röda blodkroppar och därmed öka syretillförseln till vävnader i hela kroppen. Erytropoietin är en förbjuden substans inom de flesta organiserade idrotter, men det används också medicinskt vid behandling av viss anemi, särskilt sådan som utlöses av vissa typer av cancer, och andra sjukdomar där ett ökat antal erytrocyter och ökade syrenivåer är önskvärt.
• Trombopoietin, ett annat glykoproteinhormon, produceras av levern och njurarna. Det utlöser utvecklingen av megakaryocyter till trombocyter.
• Cytokiner är glykoproteiner som utsöndras av en mängd olika celler, bland annat röda benmärgen, leukocyter, makrofager, fibroblaster och endotelceller. De verkar lokalt som autokrina eller parakrina faktorer, stimulerar proliferationen av progenitorceller och bidrar till att stimulera både ospecifik och specifik motståndskraft mot sjukdomar. Det finns två huvudsakliga undertyper av cytokiner som kallas kolonistimulerande faktorer och interleukiner.
  • Kolonistimulerande faktorer (CSF) är glykoproteiner som verkar lokalt, som autokrina eller parakrina faktorer. Vissa utlöser differentieringen av myeloblaster till granulära leukocyter, nämligen neutrofiler, eosinofiler och basofiler. Dessa kallas granulocyt CSF. En annan CSF framkallar produktionen av monocyter, som kallas monocyt-CSF. Både granulocyter och monocyter stimuleras av GM-CSF; granulocyter, monocyter, trombocyter och erytrocyter stimuleras av multi-CSF. Syntetiska former av dessa hormoner administreras ofta till patienter med olika former av cancer som får kemoterapi för att återuppliva deras WBC-antal.
  • Interleukiner är en annan klass av cytokinsignalmolekyler som är viktiga för hemopoesen. Man trodde ursprungligen att de endast utsöndrades av leukocyter och att de endast kommunicerade med andra leukocyter, och fick ett namn i enlighet med detta, men man vet nu att de produceras av en mängd olika celler, inklusive benmärg och endotel. Forskare misstänker nu att interleukiner kan spela andra roller i kroppens funktionssätt, bland annat när det gäller differentiering och mognad av celler, produktion av immunitet och inflammation. Hittills har mer än ett dussin interleukiner identifierats, och fler kommer sannolikt att följa. De numreras vanligen IL-1, IL-2, IL-3 osv.

Negativa effekter av bloddopning

Den enkla handlingen att öka antalet röda blodkroppar i blodet kan förknippas med hyperviskositetssyndromet, som kännetecknas av ökad blodviskositet och minskad hjärtminutvolym och blodflödeshastighet, vilket resulterar i en minskning av den perifera syretillförseln. Detta ökar risken för hjärtinfarkt, stroke, flebit och lungemboli, vilket har setts i fall där för mycket blod återinförs i blodomloppet. Eftersom bloddopning ökar volymen av röda blodkroppar införs effektivt ett tillstånd som kallas polycytemi, en blodsjukdom som har kända negativa följder som hjärtinfarkt eller stroke. Kontaminering av blod under beredning eller förvaring är ett annat problem. Kontaminering förekom i 1 av 500 000 transfusioner av röda blodkroppar under 2002. Blodkontaminering kan leda till septikemi eller en infektion som påverkar hela kroppen.

-Wikipedia

Benenmärgsprovtagning och transplantationer

Ibland beställer en vårdgivare en benmärgsbiopsi, ett diagnostiskt test av ett prov av röd benmärg, eller en benmärgstransplantation, en behandling där en donators friska benmärg – och dess stamceller – ersätter den felaktiga benmärgen hos en patient. Dessa tester och förfaranden används ofta som hjälp vid diagnos och behandling av olika svåra former av anemi, t.ex. thalassemi major och sicklecellanemi, samt vissa typer av cancer, särskilt leukemi.

Förr i tiden, när ett benmärgsprov eller en benmärgstransplantation var nödvändig, krävdes det att man förde in en storborrad nål i området nära bäckenbenens främre del av bäckenbenet (os coxae). Denna plats var att föredra, eftersom dess placering nära kroppsytan gör den mer lättillgänglig och den är relativt isolerad från de flesta vitala organ. Tyvärr är ingreppet ganska smärtsamt.

Nu kan direkt provtagning av benmärg ofta undvikas. I många fall kan stamceller isoleras på bara några timmar från ett prov av patientens blod. De isolerade stamcellerna odlas sedan i kultur med hjälp av lämpliga hemopoietiska tillväxtfaktorer och analyseras eller fryses ibland in för senare användning.

För en person som behöver en transplantation är en matchande donator nödvändig för att förhindra att immunsystemet förstör donatorcellerna – ett fenomen som kallas vävnadsavstötning. För att behandla patienter med benmärgstransplantationer är det först nödvändigt att förstöra patientens egen sjuka benmärg genom strålning och/eller kemoterapi. Därefter ges intravenösa infusioner av stamceller från donatorns benmärg. Från blodomloppet etablerar de sig i mottagarens benmärg.

Kapitelgenomgång

Genom hemopoiesis-processen produceras de bildade beståndsdelarna i blodet kontinuerligt och ersätter de relativt kortlivade erytrocyterna, leukocyterna och trombocyterna. Hemopoesen börjar i den röda benmärgen, med hemopoetiska stamceller som differentieras till myeloida och lymfoida linjer. Myeloida stamceller ger upphov till de flesta av de bildade elementen. De lymfoida stamcellerna ger endast upphov till de olika lymfocyter som benämns B- och T-celler samt NK-celler. Hemopoetiska tillväxtfaktorer, inklusive erytropoietin, trombopoietin, kolonistimulerande faktorer och interleukiner, främjar proliferation och differentiering av bildade element.

Självkontroll

Svar på frågan/frågorna nedan för att se hur väl du förstår de ämnen som behandlades i föregående avsnitt.

Glossar

benmärgsbiopsi: Diagnostiskt test av ett prov av röd benmärg

benmärgstransplantation: behandling där en donators friska benmärg med dess stamceller ersätter patientens sjuka eller skadade benmärg

kolonistimulerande faktorer (CSF): Glykoproteiner som utlöser proliferation och differentiering av myeloblaster till granulära leukocyter (basofiler, neutrofiler och eosinofiler)

Cytokiner: I det kardiovaskulära systemet stimulerar de proliferationen av progenitorceller och bidrar till att stimulera både ospecifik och specifik motståndskraft mot sjukdomar

erytropoietin (EPO): Glykoprotein som utlöser benmärgen att producera röda blodkroppar; utsöndras av njurarna som svar på låga syrehalter

hemocytoblast: Hemopoietisk stamcell som ger upphov till de bildade elementen i blodet

hemopoiesis: Produktion av de bildade elementen i blodet

hemopoietiska tillväxtfaktorer: kemiska signaler inklusive erytropoietin, trombopoietin, kolonistimulerande faktorer och interleukiner som reglerar differentiering och proliferation av särskilda stamceller i blodet

hemopoetisk stamcell: Typ av pluripotent stamcell som ger upphov till de bildade elementen i blodet (hemocytoblast)

interleukiner: signalmolekyler som kan fungera i hemopoiesis, inflammation och specifika immunreaktioner

lymfoida stamceller: Typ av hemopoietiska stamceller som ger upphov till lymfocyter, inklusive olika T-celler, B-celler och NK-celler, som alla fungerar i immuniteten

myeloida stamceller: Typ av hemopoetisk stamcell som ger upphov till vissa bildade element, inklusive erytrocyter, megakaryocyter som producerar trombocyter och en myeloblastlinje som ger upphov till monocyter och tre former av granulära leukocyter (neutrofiler, eosinofiler och basofiler)

pluripotent stamcell: stamcell som härstammar från totipotenta stamceller och som kan differentieras till många, men inte alla celltyper

totipotent stamcell: embryonal stamcell som kan differentieras till alla kroppens celler, vilket gör det möjligt för en organism att utvecklas fullt ut

trombopoietin: hormon som utsöndras av levern och njurarna och som stimulerar utvecklingen av megakaryocyter till trombocyter (blodplättar)