Дървен материал от www.emsien3.com

The best bookmaker bet365

The best bookmaker bet365

Menu

Πώς παράγεται το αίμα

Πώς παράγεται το αίμα

Η παραγωγή ώριμων κυττάρων του αίματος από πρόδρομες κυτταρικές μορφές ονομάζεται αιμοποίηση

 

Τα ώριμα κύτταρα του αίματος δεν διαιρούνται, έχουν μικρή διάρκεια ζωής και είναι απαραίτητη η συνεχής αντικατάστασή τους από τα προγονικά τους αρχέγονα κύτταρα στα αιμοποιητικά όργανα. H αιμοποίηση περιλαμβάνει τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των αιμοποιητικών αρχέγονων κυττάρων και υποδιαιρείται, σύμφωνα με τον κυτταρικό τύπο που σχηματίζεται ως εξής:

Κατά την εμβρυïκή ζωή

Η θέση αιμοποίησης μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης

  • Προηπατική φάση, (2η εβδομάδα έως 2ο μήνα)

Στα αρχικά στάδια της εμβρυογένεσης, η αρχική θέση αιμοποίησης, υπό την επαγωγική επίδραση του ενδοδέρματος, είναι το μεσόδερμα του λεκιθικού ασκού και ο συνδετικός μίσχος του εμβρύου. Στις περιοχές αυτές σχηματίζονται αιμοποιητικές νησίδες αποτελούμενες από μεσεγχυματικά κύτταρα. Το ενδοθήλιο των πρώτων αγγείων σχηματίζεται από τα επιφανειακά κύτταρα αυτών των νησιδίων, ενώ τα πιο εσωτερικά διαφοροποιούνται σε βλαστικά κύτταρα του αίματος και ειδικότερα σε αρχέγονες ερυθροβλάστες. Στη φάση αυτή δεν σχηματίζονται λευκοκύτταρα ή αιμοπετάλια. Η πρωταρχική αυτή φάση σχηματισμού κυττάρων του αίματος αποτελεί τη μεσοβλαστική φάση της αιμοποίησης.

  • Ηπατοσπληνική φάση, (6η εβδομάδα έως τη γέννηση)

Περίπου την 6η εβδομάδα της ανάπτυξης αρχίζει η αιμοποίηση στην καταβολή του ήπατος και αργότερα στον σπλήνα (ηπατοσπληνική φάση της αιμοποίησης), από αιμοποιητικά αρχέγονα κύτταρα που εισέρχονται στο παρέγχυμα αυτών των οργάνων και σχηματίζουν μια μεγάλη ποικιλία κυττάρων του αίματος.

Το ήπαρ παράγει κοκκιοκύτταρα, αιμοπετάλια και ερυθρά κύτταρα εμπύρηνα (ερυθροβάστες) ή απύρηνα (ερυθροκύτταρα). Η αιμοποίηση ελαττώνεται στο ήπαρ κατά τον πέμπτο μήνα, αλλά συνεχίζεται σε χαμηλά επίπεδα λίγες εβδομάδες μετά τη γέννηση.

Αν και το ήπαρ αποτελεί την κύρια θέση αιμοποίησης για το πρώτο ήμισυ της εγκυμοσύνης, η παραγωγή των κυττάρων του αίματος λαμβάνει χώρα, επίσης, με μικρότερη ένταση στο σπλήνα. Ο σπλήνας παράγει κυρίως ερυθροκύτταρα και μικρό αριθμό κοκκιοκυττάρων και αιμοπεταλίων. Ακριβώς πριν τη γέννηση, η λεμφοκυτταροποίηση αποτελεί μια σημαντική λειτουργία του σπλήνα.

Ο θύμος παράγει σχεδόν αποκλειστικά λεμφοκύτταρα τα οποία διαφοροποιούνται σε Τ λεμφοκύτταρα.

  • Μυελολεμφατική φάση (οριστική φάση)

Περίπου στους 2 ½ μήνες της ανάπτυξης η θέση αιμοποίησης αλλάζει και μετατοπίζεται στο μυελό των οστών και στο λεμφικό ιστό.

Α) Μυελός των οστών

Μεταξύ του 2ου και 3ου μήνα της ενδομήτριας ζωής, όταν ο χόνδρος στη κλείδα αρχίζει σταδιακά να αντικαθίσταται από οστίτη ιστό, αρχίζει να λειτουργεί ο μυελός των οστών (μυελοειδής φάση της αιμοποίησης) ως θέση αιμοποίησης και να ελαττώνεται ο σχηματισμός των κυττάρων του αίματος στο ήπαρ. Έτσι η κλείδα αποτελεί το πρώτο οστούν που δείχνει αιμοποιητική δραστηριότητα. Μεταξύ του του 4ου και 6ου μήνα της ενδομήτριας ζωής αρχίζει να λειτουργεί ο μυελός και των άλλων οστών με το σχηματισμό αρχικά των κοκκιοκυττάρων και των αιμοπεταλίων στις μυελικές κοιλότητες, ενώ από τον 7o μήνα αρχίζει η παραγωγή ερυθροκυττάρων.

Ήδη κατά τη γέννηση, ο μυελός όλων σχεδόν των οστών του οργανισμού αποτελεί την κύρια θέση παραγωγής των κυττάρων του αίματος. Στο μυελό των οστών παράγονται, επίσης, κύτταρα που μεταναστεύουν στα λεμφικά όργανα και σχηματίζουν τους διάφορους κυτταρικούς τύπους των λεμφοκυττάρων. Η παραγωγή κυττάρων του αίματος από το μυελό των οστών είναι αστρονομικού ρυθμού, με μια κατά μέσο όρο ημερήσια παραγωγή της τάξης των 3Χ109 ερυθροκύτταρα και 0,85Χ109 κοκκιοκύτταρα/ kg βάρους σώματος/ημέρα. Ο φυσιολογικός λόγος μυελοειδών κυττάρων (ειδικότερα των ουδετερόφιλων) ως προς τα ερυθροκύτταρα κυμαίνεται από 2,5:1 έως 5:1. Ο λόγος αυτός αποτελεί ένα σημαντικό διαγνωστικό δείκτη.

Β) Λεμφικός ιστός

Επιπρόσθετος αριθμός λεμφοκυττάρων σχηματίζεται στους αναπτυσσόμενους λεμφικούς ιστούς και όργανα όπως στο θύμο, στους λεμφαδένες και στο σπλήνα.


Αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα

Όλοι οι τύποι των κυττάρων του αίματος προέρχονται από τα πολυδύναμα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα (stem cells). Τα κύτταρα αυτά βρίσκονται σε πολύ μικρούς αριθμούς στις θέσεις παραγωγής των κυττάρων του αίματος και ακόμη λιγότερα βρίσκονται στο περιφερικό αίμα. Τα αρχέγονα κύτταρα αντιπροσωπεύουν περίπου το 0.05% του συνόλου των αιμοποιητικών κυττάρων (περίπου 106 έως 107 αρχέγονα κύτταρα). Ιστολογικά μοιάζουν με τα λεμφοκύτταρα και επομένως δεν είναι αναγνωρίσιμα με τις συνήθεις τεχνικές. Μπορούν όμως τα κύτταρα αυτά να ταυτοποιηθούν με ανοσοϊστοχημικές τεχνικές, γιατί εκφράζουν χαρακτηριστικά κυτταρικά αντιγόνα επιφανείας (c - kit, Thy -1). Τα πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα είναι ικανά για αυτοανανέωση, ώστε να διατηρείται πάντα μια σταθερή δεξαμενή αρχέγονων κυττάρων. Μερικά από τα θυγατρικά τους κύτταρα παραμένουν ως αρχέγονα πολυδύναμα αιμοποιητικά κύτταρα (παραμένουν κυρίως στη φάση G0 του κυτταρικού κύκλου) και άλλα θυγατρικά τους κύτταρα μπορούν να διαφοροποιηθούν και να σχηματίσουν δεσμευμένα προγονικά κύτταρα με πιο περιορισμένη δυνατότητα σχηματισμού σε διάφορους κυτταρικούς τύπους του αίματος.

Τα αιμοποιητικά κύτταρα είναι δυνατόν να διαιρεθούν σε τέσσερις ομάδες ανάλογα με την ικανότητά τους για αυτοανανέωση, κυτταρική διαίρεση και δυνατότητα σχηματισμού διαφόρων κυτταρικών τύπων:

•             Τα πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα (πολυδύναμο αρχέγονο κύτταρο, μυελοειδές αρχέγονο κύτταρο, λεμφικό αρχέγονο κύτταρο)

•             τα προγονικά δεσμευμένα κύτταρα

•             τα πρόδρομα κύτταρα (βλάστες) και

•             τα λειτουργικά ώριμα κύτταρα.

Τα πολυδύναμα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα μελετώνται με πειραματικές τεχνικές, που επιτρέπουν τη μελέτη της αιμοποίησης in vivo και in vitro.

Πολυδύναμα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα

Το κύτταρο αυτό ονομάζεται πολυδύναμο αρχέγονο αιμοποιητικό κύτταρο επειδή μπορεί να παράγει οποιοδήποτε κυτταρικό τύπο του αίματος. Τα κύτταρα αυτά έχουν την ικανότητα αυτοανανέωσης αλλά πολλαπλασιάζονται επίσης και διαφοροποιούνται σε δύο τύπους πολυδύναμων αρχέγονων κυττάρων.

•  Το πολυδύναμο μυελοειδές αρχέγονο κύτταρο (CFU - S). 

Από το αρχέγονο αυτό κύτταρο προκύπτουν πέντε κατηγορίες προγονικών κυττάρων, τα οποία λόγω της ικανότητάς τους να σχηματίζουν αποικίες σε κυτταροκαλλιέργεια ονομάζονται κύτταρα που σχηματίζουν αποικίες (colony forming cells - CFC) ή μονάδες σχηματισμού αποικιών (colony forming unit - CFU).

Έτσι από τα μυελοειδή αρχέγονα κύτταρα σχηματίζονται CFCs για την παραγωγή

1) των ερυθρών κυττάρων (ECFC),

2)των αιμοπεταλίων (Meg CFC),

3) των βασεόφιλων (BCFC),

4) των ηωσινόφιλων (EoCFC) και

5) των μονοκυττάρων-ουδετερόφιλων (MGCFC)

•  Το πολυδύναμο λεμφικό αρχέγονο κύτταρο

Το αρχέγονο αυτό κύτταρο δίνει γένεση στους διάφορους τύπους των λεμφοκυττάρων (Β και Τ λεμφοκύτταρα).

Προγονικά και πρόδρομα κύτταρα

Τα πολυδύναμα αρχέγονα λεμφικά και τα πολυδύναμα αρχέγονα μυελοειδή κύτταρα έχουν και αυτά την ικανότητα αυτοανανέωσης και είναι επίσης ικανά να διαφοροποιούνται σε δεσμευμένα προγονικά κύτταρα που σχηματίζουν μόνο 1 ή 2 κυτταρικούς τύπους. Έτσι τα κύτταρα που προκύπτουν ονομάζονται μονοδύναμα ή διδύναμα προγονικά κύτταρα με περιορισμένο εύρος δυνατότητας σχηματισμού σε διάφορους κυτταρικούς τύπους.

Τα μονοδύναμα ή διδύναμα προγονικά κύτταρα παράγουν πρόδρομα κύτταρα (βλάστες) των οποίων τα μορφολογικά χαρακτηριστικά είναι ευδιάκριτα και υποδηλώνουν τον ώριμο κυτταρικό τύπο στον οποίο θα διαφοροποιηθούν.

Αντίθετα, τα αρχέγονα κύτταρα και τα προγονικά κύτταρα δεν είναι μορφολογικά αναγνωρίσιμα και είναι παρόμοια σε εμφάνιση με τα μεγάλα λεμφοκύτταρα. Τα αρχέγονα κύτταρα διαιρούνται με επαρκή ρυθμό, ώστε να διατηρείται πάντα ένας μικρός σχετικά πληθυσμός από αυτά. Ο ρυθμός της κυτταρικής διαίρεσης στα προγονικά και στα πρόδρομα κύτταρα παρουσιάζεται αυξημένος, με σκοπό την παραγωγή ενός μεγάλου αριθμού ώριμων κυττάρων.


Μυελός των οστών

Ο μυελός των οστώνκαταλαμβάνει τους  χώρους μεταξύ των δοκίδων της σπογγώδους μοίρας των οστών. Μακροσκοπικά, ανάλογα με την εμφάνισή τους έχουν περιγραφεί δύο τύποι:

  • ο ερυθρός ή ενεργός μυελός των οστών, που το χρώμα του οφείλεται στην παρουσία πολλών ερυθροκυττάρων και των πρόδρομων μορφών τους και ο κίτρινος μυελός των οστών, πλούσιος σε λιποκύτταρα, που δεν παράγει κύτταρα του αίματος (~50% του μυελού των οστών στους ενήλικες είναι κίτρινος).
  • ο κίτρινος μυελός των οστών διατηρεί το αιμοποιητικό του δυναμικό. Έτσι, σε παθολογικές καταστάσεις, όπως σε περιπτώσεις σοβαρής αιμορραγίας, υποξυγοναιμίας ή υπερβολικής καταστροφής ερυθροκυττάρων, ο κίτρινος μυελός των οστών μπορεί επαγωγικά να μετατραπεί σε ερυθρό μυελό των οστών. Στα νεογνά όλος ο μυελός των οστών είναι ερυθρός, αλλά από το 6ο έτος της ηλικίας σταδιακά αντικαθίσταται από κίτρινο μυελό των οστών. Έως το 10ο έτος της ηλικίας ο ερυθρός μυελός των οστών βρίσκεται στους σπονδύλους, στις πλευρές, στο κρανίο, στην πύελο και στα κεντρικά τμήματα του μηριαίου και του βραχιονίου οστού. Στους ενήλικες η παραγωγή των κυττάρων του αίματος από το μυελό των οστών επαρκεί για τις φυσιολογικές ανάγκες του οργανισμού.

Εξωμυελική αιμοποίηση σε ασθένειες: Στους ενήλικες η ερυθροποίηση, κοκκιοκυτταροποίης και θρομβοποίηση σε περιοχές εκτός του μυελού των οστών θεωρείται μη φυσιολογική. Όταν ο μυελός των οστών νοσεί και δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις ανάγκες του οργανισμού για το σχηματισμό νέων κυττάρων του αίματος, το ήπαρ, ο σπλήνας ή οι λεμφαδένες πιθανόν να αναλάβουν εκ νέου την εμβρυϊκή αιμοποιητική τους δραστηριότητα.

Ερυθρός μυελός των οστών

Ο ερυθρός μυελός των οστών αποτελείται από διακλαδιζόμενα τριχοειδικά κολποειδή και δικτυωτό υπόστρωμα. Οι διάμεσοι χώροι ανάμεσα στα κολποειδή καταλαμβάνονται από τις αιμοποιητικές χορδές, που περιέχουν αρχέγονα και πρόδρομα κύτταρα του αίματος, τα οποία βρίσκονται σε διάφορα στάδια διαφοροποίησης και ωρίμανσης. Το δικτυωτό υπόστρωμα, που αποτελεί ένα πλέγμα στήριξης των αιμοποιητικών κυττάρων, αποτελείται από ένα τρισδιάστατο δίκτυο δικτυωτών κυττάρων με κυτταρολογικά χαρακτηριστικά παρόμοια των ινοβλαστών και από ένα λεπτό πλέγμα δικτυωτών ινών.

Επιπρόσθετα, ο μυελός των οστών εκτός από την αιμοποιητική λειτουργία διαθέτει, όπως ο σπλήνας και το ήπαρ, ακίνητα μακροφάγα που απομακρύνουν από την κυκλοφορία τα γηρασμένα ή ελαττωματικά ερυθρά αιμοσφαίρια. Στα μακροφάγα αποθηκεύεται επίσης ο σίδηρος που προέρχεται από την αποδόμηση της αιμοσφαιρίνης. Τέλος, ο μυελός των οστών συμμετέχει ενεργά στο ανοσοποιητικό σύστημα γιατί αποτελεί τη θέση ωρίμανσης των Β λεμφοκυττάρων.

Αγγείωση

Ο μυελός των οστών αιματώνεται από τους μυελικούς κλάδους της τροφοφόρου αρτηρίας του οστού, η οποία αφού διαπεράσει το φλοιό διαμέσου ενός «θρεπτικού καναλιού», διακλαδίζεται σε μια σειρά αγγείων που εφοδιάζουν με αίμα τόσο το φλοιακό, όσο και το μυελικό οστό. Η αγγείωση αυτή εμπλουτίζεται με μικρότερα αγγεία με προέλευση από το μυϊκό ιστό και το περιόστεο και τα οποία διαπερνούν με παρόμοιο τρόπο το φλοιό. Το τριχοειδικό δίκτυο αποτελείται από κολποειδή με λεπτά τοιχώματα, που καταλήγουν σ' ένα κεντρικό κόλπο, ο οποίος εκβάλλει στην εκφορητική φλέβα, που εξέρχεται από το ίδιο θρεπτικό κανάλι.

Τα κολποειδή του μυελού των οστών σχηματίζονται από μια στιβάδα θυριδωτών ενδοθηλιακών κυττάρων, τα οποία επικάθηνται σε μια ασυνεχή βασική μεμβράνη. Το κυτταρόπλασμα σε μερικά σημεία είναι τόσο λεπτό ώστε ο ενδοθηλιακός φραγμός είναι λίγο παχύτερος από το πάχος της κυτταρικής μεμβράνης του ενδοθηλίου. Τα ώριμα κύτταρα προσκολλώνται στο κολποειδικό ενδοθήλιο του μυελού πριν απελευθερωθούν στην κυκλοφορία. Η μετανάστευση των ώριμων κυττάρων από το μυελό των οστών στην κυκλοφορία ρυθμίζεται από απελευθερωτικούς παράγοντες, που παράγονται ανάλογα με τις ανάγκες του οργανισμού. Έχουν περιγραφεί αρκετές τέτοιες ουσίες, όπως ο παράγοντας C3 του συμπληρώματος (μια σειρά ανοσολογικά ενεργών πρωτεϊνών του αίματος), διάφορες ορμόνες (γλυκοκορτικοειδή και ανδρογόνα) και μερικές βακτηριακές τοξίνες.

Στηρικτικά κύτταρα

Τα δικτυωτά (στηρικτικά) κύτταρα του μυελού των οστών παίζουν σημαντικούς ρόλους στην αιμοποίηση. Τα κύτταρα αυτά χορηγούν ένα εκτεταμένο δίκτυο κυτταροπλασματικών αποφυάδων, που καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος (πάνω από 50%) της εξωτερικής επιφανείας του τοιχώματος των κολποειδών. Οι αποφυάδες αυτές διακλαδίζονται επίσης δημιουργώντας με τον τρόπο αυτό ένα πλέγμα στήριξης των αιμοποιητικών κυττάρων. Επίσης, τα δικτυωτά κύτταρα συνθέτουν κολλαγόνες ίνες (κολλαγόνο τύπου Ι), δικτυωτές ίνες (κολλαγόνο τύπου ΙΙΙ), στοιχεία της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας, όπως ινονεκτίνη, λαμινίνη, πρωτεογλυκάνες (θειϊκή χονδροϊτίνη, υαλουρονικό οξύ και θεϊκή ηπαράνη) και μια ουσία που συνδέεται με τα κύτταρα και ονομάζεται αιμονεκτίνη. Η τελευταία αλληλεπιδρά με τους κυτταρικούς υποδοχείς και διευκολύνει την προσκόλληση των αναπτυσσόμενων αιμοποιητικών κυττάρων στη θεμέλια ουσία του μυελού των οστών, μια διεργασία σημαντική για την αιμοποίηση. Οι πρωτεογλυκάνες θεωρείται πιθανόν ότι συνδέονται με αυξητικούς παράγοντες που ελέγχουν την αιμοποίηση. Τέλος, τα δικτυωτά κύτταρα είναι αυτά που συσσωρεύουν λιπίδια και μετασχηματίζονται σε λιποκύτταρα του μυελού των οστών.


Μικροπεριβάλλον και αυξητικοί παράγοντες

Η αιμοποίηση εξαρτάται από τις κατάλληλες συνθήκες του μικροπεριβάλλοντος του μυελού των οστών και από την παρουσία των αυξητικών παραγόντων.

Οι κατάλληλες συνθήκες του μικροπεριβάλλοντος δημιουργούνται από τα κύτταρα του υποστρώματος των αιμοποιητικών οργάνων, τα οποία παράγουν επαρκή ποσότητα εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας. Τα κύτταρα του υποστρώματος είναι σημαντικά για τον έλεγχο της διαφοροποίησης και ωρίμανσης των αιμοποιητικών κυττάρων. Σημαντικό ρόλο στην αιμοποίηση παίζουν οι διακυτταρικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των αναπτυσσόμενων κυττάρων του αίματος και του υποστρώματος των αιμοποιητικών οργάνων. Η διεργασία αυτή δεν είναι πλήρως κατανοητή και τα μηνύματα (σηματοδοτικά μόρια) που μεσολαβούν στις διακυτταρικές επαφές είναι άγνωστα προς το παρόν. Επίσης είναι πολύ σημαντικές για την αιμοποίηση. οι κυτταρικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πολυδύναμων προγονικών κυττάρων.

Ο καλύτερα κατανοητός μηχανισμός ελέγχου της αύξησης των διαφόρων τύπων αιμοποιητικών αρχέγονων κυττάρων περιλαμβάνει τη δράση των αυξητικών παραγόντων. Τα προγονικά και τα πρόδρομα κύτταρα δεν είναι ικανά να πολλαπλασιαστούν και να διαφοροποιηθούν χωρίς τη συνεχή διέγερσή τους. Η ενεργοποίησή τους εξαρτάται, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, αφενός μεν από την επαφή τους με τα κύτταρα του υποστρώματος και από τα σηματοδοτικά μόρια που απελευθερώνονται από αυτά (τα στρωματικά κύτταρα) και αφετέρου από τους αιμοποιητικούς αυξητικούς παράγοντες, που είναι επίσης γνωστοί ως αιμοποιητικές κυτοκίνες Αυτές οι ουσίες είναι γλυκοπρωτεϊνες και παράγονται στο μυελό των οστών από τα δικτυωτά κύτταρα του στρώματος, τα μακροφάγα, τα ενδοθηλιακά κύτταρα και τα αναπτυσσόμενα λεμφοκύτταρα. Αιμοποιητικοί αυξητικοί παράγοντες σχηματίζονται επίσης και εκτός του μυελού τω οστών.

Υπάρχουν τρεις κύριες κατηγορίες αιμοποιητικών αυξητικών παραγόντων:

•  Διεγερτικοί παράγοντες αποικιών (Colony - stimulating factors - CSF).

(Ονομάζονται έτσι γιατί διεγείρουν τα προγονικά κύτταρα να σχηματίζουν in vitro αποικίες κυττάρων)

•  Ερυθροποιητίνη και θρομβοποιητίνη

•  Ιντερλευκίνες

Παράγονται από τα λευκοκύτταρα (κυρίως από τα λεμφοκύτταρα) και επηρεάζουν άλλα λευκοκύτταρα (παρακρινής μηχανισμός) ή τα ίδια τα κύτταρα από τα οποία προέρχονται (αυτοκρινής μηχανισμός)

Οι αυξητικοί αυτοί παράγοντες εκκρίνονται συστηματικά ή τοπικά και ελέγχουν τρεις πλευρές της κυτταρικής αύξησης:

•  Τον πολλαπλασιασμό

•  Τη διαφοροποίηση

•  Την ωρίμανση

Είναι προφανές ότι κάθε παράγοντας έχει περισσότερο από μία δραστηριότητα, αφού μερικοί δρουν συνεργικά, για να προωθήσουν μια ειδική πλευρά της κυτταρικής ανάπτυξης. Πολλές από αυτές τις ουσίες τώρα μπορούν να παραχθούν συνθετικά και χρησιμοποιούνται στη θεραπεία νόσων του αίματος.

Αξιοσημείωτη είναι, επίσης, η δράση των CSFs σε επείγουσες περιπτώσεις- όπως π. χ. στις βακτηριακές μολύνσεις. Σε περιοχές που παρατηρείται κάποια μόλυνση από παθογόνο-εισβολέα, οι βακτηριακές τοξίνες άμεσα ενεργοποιούν τα γονίδια των μονοκυττάρων, των μακροφάγων και των Τ λεμφοκυττάρων συνδεδεμένων με αντιγόνο για τη σύνθεση των CSFs. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των επιπέδων των CSFs με αποτέλεσμα να ενεργοποιείται η παραγωγή των κυτταρικών τύπων υπεύθυνων για την άμυνα του οργανισμού έναντι των βακτηρίων. Μερικοί CSFs (π. χ. GM - CSF) δρουν ως χημειοτακτικές ουσίες και προσελκύουν ουδετερόφιλα, μονοκύτταρα, μακροφάγα και ηωσινόφιλα στη περιοχή της βακτηριακής μόλυνσης, αυξάνοντας έτσι τη λειτουργική δραστηριότητα των κυττάρων αυτών.


Ερυθροποίηση

Τα ερυθροκύτταρα αποτελούν τους τελικούς διαφοροποιημένους απογόνους της σειράς εκείνης των αιμοποιητικών προγονικών κυττάρων που προορίζονται μόνο για ερυθροποίηση. Η βασική διεργασία ωρίμανσης των ερυθροκυττάρων είναι η σύνθεση της αιμοσφαιρίνης και ο σχηματισμός απύρηνων σωματιδίων, σχήματος αμφίκοιλου δίσκου, των ερυθροκυττάρων. Η διαφοροποίηση των προγονικών κυττάρων σε ώριμα ερυθροκύτταρα συνεπάγεται την:

•  Ελάττωση του μεγέθους του κυττάρου

•  Παραγωγή αιμοσφαιρίνης

•  Σταδιακή ελάττωση και τελική εξαφάνιση των κυτταρικών οργανιδίων

•  Αλλαγή της χρωστικής συμπεριφοράς του κυτταροπλάσματος: από έντονη βασεοφιλία λόγω του μεγάλου αριθμού πολυριβοσωμάτων, σε οξεοφιλία οφειλόμενη στην παραγωγή αιμοσφαιρίνης

•  Συμπύκνωση και τελική απόρριψη του πυρήνα

Τα πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα CFU-S παράγουν προγονικά κύτταρα, τα οποία μπορούν να αναπτύξουν σε κυτταροκαλλιέργειες μονάδες «εκρηκτικής αύξησης» ερυθροειδών κυττάρων (Bursts Forming Units-E ή BFU-E). Τα προγονικά αυτά κύτταρα σχηματίζουν με τη σειρά τους μια άλλη προγονική δεσμευμένη κυτταρική σειρά, την CFU - E, που αντιδρά στη δράση του αυξητικού παράγοντα, ο οποίος ονομάζεται ερυθροποιητίνη. Τα CFU-E είναι λίγα σε αριθμό και δεν αναγνωρίζονται μορφολογικά στο μυελό των οστών. Οι ανοσοϊστοχημικές τεχνικές έχουν επιτρέψει το χαρακτηρισμό των προγονικών αυτών κυτταρικών σειρών, οι οποίες έχουν μεγάλα πυρήνια, άφθονα πολυριβοσώματα και μεγάλα μιτοχόνδρια.

Αναπτυξιακά στάδια διαφοροποίησης των ερυθροκυττάρων

Κατά τα στάδια της διαφοροποίησης διακρίνονται μορφολογικά οι παρακάτω κυτταρικοί τύποι:

•  Προερυθροβλάστη (προμονοβλάστη). Η ερυθροποιητίνη δρα και στην προερυθροβάστη

•  Βασεόφιλη ερυθροβλάστη (πρώιμη νορμοβλάστη)

•  Πολυχρωματόφιλη ερυθροβλάστη (ενδιάμεση νορμοβλάστη)

•  Ορθοχρωματική ερυθροβλάστη (όψιμη νορμοβλάστη)

•  Δικτυοερυθροκύτταρο

•  Ώριμο ερυθρό αιμοσφαίριο

Η διαδικασία ωρίμανσης των ερυθροκυττάρων από το πρώτο αναγνωρίσιμο μορφολογικά πρόδρομο κύτταρο (προερυθροβλάστη) έως το δικτυοερυθροκύτταρο διαρκεί περίπου μια εβδομάδα. Στη χρονική αυτή περίοδο λαμβάνουν χώρα 3-5 κυτταρικές διαιρέσεις, όπου τα πρόδρομα κύτταρα πολλαπλασιάζονται έως το ορθοχρωματικό στάδιο. Τα κύτταρα της ερυθράς σειράς σχηματίζονται σε μικρά ερυθροβλαστικά νησίδια στα οποία παρατηρούνται 1 ή 2 μακροφάγα. Τα μακροφάγα φέρουν μακριές κυτταροπλασματικές αποφυάδες που περιβάλλουν τα διαιρούμενα κύτταρα της ερυθράς σειράς, τα οποία μεταναστεύουν στη περιφέρεια των νησιδίων, χρησιμοποιώντας σαν μονοπάτι τις κυτταροπλασματικές αποφυάδες των μακροφάγων.

Όταν τα ευθροκύτταρα ωριμάσουν έρχονται σε επαφή με το ενδοθήλιο των κολποειδών, διαπερνούν το κυτταρόπλασμά τους διαμέσου των θυρίδων τους και απελευθερώνονται στην κυκλοφορία.

Δικτυοερυθροκύτταρο

Το δικτυοερυθροκύτταρο είναι ένα ανώριμο ερυθροκύτταρο και περιέχει πολυριβοσώματα και αποδομούμενα οργανίδια. Τα κύτταρα αυτά δεν διακρίνονται στο φωτομικροσκόπιο από τα ώριμα ερυθροκύτταρα, εκτός εάν χρησιμοποιηθούν έμβιες χρωστικές, όπως το κυανό του κρεζυλίου. Στην περίπτωση αυτή οι ριβοπυρηνοπρωτεϊνες κατακρημνίζονται σχηματίζοντας έναν κυανά χρωματισμένο δικτυωτό σχηματισμό. Τα δικτυοερυθροκύτταρα εισέρχονται στα κολποειδή και συμπληρώνουν την ωρίμανσή τους στην κυκλοφορία. Η περίοδος ωρίμανσής του διαρκεί 24-48 ώρες και ο χρόνος ζωής τους είναι περίπου 72 ώρες. Τα δικτυοερυθροκύτταρα αποτελούν το 1% περίπου των ερυθροκυττάρων. Σε περιπτώσεις αιμορραγίας, όταν αυξάνεται η ανάγκη για οξυγόνο αυξάνεται ο αριθμός τους. Έτσι, ο αριθμός των δικτυοερυθροκυττάρων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση του ρυθμού της ερυθροποίησης.

Η παραγωγή των ερυθροκυττάρων ελέγχεται από την ερυθροποιητίνη

Ως ερυθρώνα εννοούμε τη συνολική μάζα των ώριμων ερυθροκυττάρων και των πρόδρομων μορφών τους. Αποτελεί ένα εκτεταμένο διάσπαρτο όργανο, όπου ο αριθμός των κυκλοφορούντων ερυθροκυττάρων ρυθμίζεται από την εκάστοτε απαιτούμενη προς μεταφορά ποσότητα οξυγόνο, όπως και από το ρυθμό παραγωγής των ερυθροκυττάρων, ο οποίος με τη σειρά του εξαρτάται από το ρυθμό απομάκρυνσής τους από την κυκλοφορία.

Η συμπεριφορά αυτή ελέγχεται από πολλούς παράγοντες, αλλά κυρίως από την ορμόνη ερυθροποιητίνη, η οποία ρυθμίζει την παραγωγή των ερυθροκυττάρων, ανάλογα με τις ανάγκες του οργανισμού σε οξυγόνο. Η ερυθροποιητίνη είναι μια γλυκοπρωτεϊνη που ενεργοποιεί την παραγωγή του mRNA για το σχηματισμό της σφαιρίνης , που αποτελεί το πρωτεϊνικό συστατικό του μορίου της αιμοσφαιρίνης. Στους ενήλικες η ερυθροποιητίνη παράγεται στους νεφρούς, ενώ στα έμβρυα στο ήπαρ.

Ορισμένοι επίσης άλλοι παράγοντες είναι απαραίτητοι στο μυελό των οστών για το σχηματισμό των ερυθροκυττάρων, όπως ο Fe το φυλλικό οξύ και η βιταμίνη Β12. Έλλειψη οποιουδήποτε από αυτούς τους παράγοντες οδηγεί σε ελαττωματικό σχηματισμό ερυθροκυττάρων και σε αναιμία.


Κοκκιοκυτταροποίηση

Ο σχηματισμός των κοκκιοκυτταρικών λευκοκυττάρων ονομάζεται κοκκιοκυτταροποίηση και λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση των κυτοκινών. Κατά τη διεργασία ωρίμανσης των κοκκιοκυττάρων λαμβάνουν χώρα κυτταροπλασματικές αλλαγές, που οφείλονται στη σύνθεση ειδικών πρωτεϊνών που συγκεντρώνονται σε δύο οργανίδια: τα αζουρόφιλα κοκκία και τα ειδικά κοκκία. Η πρωτεϊνες αυτές παράγονται στο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο και στη συσκευή Golgi σε δύο διαδοχικά στάδια. Στο πρώτο στάδιο σχηματίζονται τα αζουρόφιλα κοκκία και στο δεύτερο στάδιο τα ειδικά κοκκία. Το πρώτο πρόδρομο κύτταρο που αναγνωρίζεται είναι η μυελοβλάστη. Στα επόμενα στάδια της διαφοροποίησης και της ωρίμανσης περιλαμβάνονται: το προμυελοκύτταρο, το μυελοκύτταρο, το μεταμυελοκύτταρο, το ραβδοπύρηνο και το ώριμο κοκκιοκύτταρο.

Τα στάδια ωρίμανσης από το μυελοκύτταρο έως το ραβδοπύρηνο χαρακτηρίζονται:

1.            από τις αλλαγές στο σχήμα του πυρήνα,

2.            από το χρώμα που λαμβάνει το κυτταρόπλασμα εξαιτίας των ειδικών κοκκίων, και

3.            διακοπή των οι μιτωτικών διαιρέσεων στο στάδιο του μεταμυελοκυττάρου.

Η διάρκεια ωρίμανσης μιας μυελοβλάστης προς ένα ουδετερόφιλο είναι 7-8 ημέρες και περιλαμβάνει 5 κυτταρικές διαιρέσεις μεταξύ των σταδίων ανάπτυξης της μυελοβλάστης και του μεταμυελοκυττάρου. Τα μεταμυελοκύτταρα δεν διαιρούνται, αλλά αποκτούν χημειοτακτική ικανότητα και υποδοχείς για παράγοντες συμπληρώματος και του Fc τμήματος των ανοσοσφαιρινών.

Ο χρόνος ζωής των ώριμων ουδετερόφιλων στο μυελό των οστών είναι περίπου 5 ημέρες πριν απελευθερωθούν στην κυκλοφορία. Εδώ παραμένουν περίπου 6-10 ώρες και κατόπιν μεταναστεύουν στους περιφερικούς ιστούς, όπου επιζούν για 2-5 ημέρες, εκτός αν καταστραφούν νωρίτερα λόγω της φαγοκυτταρικής τους ιδιότητας.

Ο σχηματισμός των ηωσινόφιλων και των βασεόφιλων μορφολογικά μοιάζει με την κοκκιοκυτταροποίηση των ουδετερόφιλων. Τα ηωσινόφιλα προέρχονται από τα CFU - Eo δεσμευμένα προγονικά κύτταρα υπό την επίδραση των κυτοκινών. Τα βασεόφιλα σχηματίζονται από τα CFU - B δεσμευμένα προγονικά κύτταρα.

Κινητική της παραγωγής των ουδετερόφιλων

Η αύξηση του αριθμού των ουδετερόφιλων μπορεί να συμβεί με δύο μηχανισμούς. Στο μυελό των οστών υπάρχει μια μεγάλη δεξαμενή αποθηκευμένων ώριμων ουδετερόφιλων, τα οποία προσκολλώνται χαλαρά στο ενδοθηλιακό τοίχωμα των κολποειδών και μπορούν να κινητοποιηθούν γρήγορα. Τα αδρενεργικά ερεθίσματα και η έντονη μυϊκή δραστηριότητα προκαλούν αιφνίδια μετακίνηση των ουδετερόφιλων από το μυελό των οστών. Ο μηχανισμός αυτός ενεργοποιείται όταν υπάρξει αιφνίδια ζήτηση για ουδετερόφιλα.

Στις βακτηριακές μολύνσεις αυξάνεται η παραγωγή των πρόδρομων μορφών των ουδετερόφιλων στο μυελό των οστών, ώστε να διατηρηθεί υψηλός ο αριθμός τους στο αίμα. Ο μηχανισμός αυτός ρυθμίζεται, όπως έχει αναφερθεί παραπάνω, από τις κυτοκίνες (IL -1, GM - CSF και G - CSF).


Λεμφοκυτταροποίηση

Το πολυδύναμο λεμφικό αρχέγονο κύτταρο στο μυελό των οστών, το CFU-Ly ( LCFC ), δίνει γένεση στα δεσμευμένα προγονικά λεμφικά κύτταρα, τα CFU-LyB και CFU-LyT, τα οποία αποτελούν προγονικά κύτταρα των Τ και Β λεμφοκυττάρων. Τα θυγατρικά κύτταρα των CFU-LyB και CFU-LyT αποτελούν τις λεμφοβλάστες. Οι λεμφοβλάστες αποτελούν τα πρώτα αναγνωρίσιμα μορφολογικά πρόδρομα κύτταρα της λεμφικής σειράς. Η λεμφοβλάστη διαιρείται 2-3 φορές σχηματίζοντας το προλεμφοκύτταρο. Τα προλεμφοκύτταρα φέρουν πυρήνες με συμπυκνωμένη χρωματίνη και μικρό ποσό βασεόφιλου κυτταροπλάσματος με λίγα οργανίδια. Μερικά από τα προλεμφοκύτταρα παραμένουν στο μυελό των οστών και διαιρούνται σ' όλη τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου παράγοντας λεμφοκύτταρα, τα οποία απελευθερώνονται στην κυκλοφορία, φέροντας αντιγόνα κυτταρικής επιφανείας χαρακτηριστικά για τα Β-λεμφοκύτταρα . Άλλα προλεμφοκύτταρα εισέρχονται στην κυκλοφορία και μεταφέρονται στο σπλήνα και στους λεμφαδένες, όπου συμπληρώνουν τη διαφοροποίησή τους ως Β-λεμφοκύτταρα.

Κατά την εμβρυϊκή και την πρώιμη μεταγεννητική ζωή, οι λεμφοβλάστες μεταφέρονται διαμέσου της αιματικής κυκλοφορίας από το μυελό των οστών στη φλοιακή περιοχή του θύμου, όπου πολλαπλασιάζονται και διαφοροποιούνται σε λεμφοκύτταρα. Καθώς τα κύτταρα αυτά μετακινούνται από τη φλοιακή περιοχή στη μυελική περιοχή του θύμου, αποκτούν αντιγόνα κυτταρικής επιφανείας, χαρακτηριστικά για τα Τ-λεμφοκύτταρα και κατόπιν απελευθερώνονται στην κυκλοφορία. Επομένως, τα ώριμα Β-λεμφοκύτταρα παράγονται στο μυελό των οστών, στο σπλήνα και στους λεμφαδένες και τα Τ-λεμφοκύτταρα σχηματίζονται στο θύμο.


Μονοκυτταροποίηση

Τα μονοκύτταρα αναπτύσσονται από τα CFU-GM προγονικά κύτταρα. Το επόμενο στάδιο διαφοροποίησης είναι η μονοβλάστη, ένα μεγάλο βασεόφιλο κύτταρο, παρόμοιο σε μορφολογία με τη μυελοβλάστη. Η τελευταία διαφοροποιείται σε προμονοκύτταρο, που είναι ένα μεγάλο κύτταρο (16-18μm ) με ευχρωματικό πυρήνα και βασεόφιλο κυτταρόπλασμα χωρίς κοκκία. Τα προμονοκύτταρα διαιρούνται επανειλημμένα και μερικά από τα θυγατρικά τους κύτταρα διαφοροποιούνται σε μονοκύτταρα, τα οποία εισέρχονται στην κυκλοφορία αμέσως μόλις σχηματιστούν. Παρατηρείται απουσία αποθηκευτικής δεξαμενής ώριμων μονοκυττάρων στο μυελό των οστών. Άλλα προμονοκύτταρα διαιρούνται με πιο βραδύ ρυθμό και αποτελούν ένα διαμέρισμα αποταμίευσης πρόδρομων μονοκυττάρων στο μυελό των οστών. Η ωρίμανσή τους επιταχύνεται ανάλογα με τις ανάγκες των ιστών σε μακροφάγα και μονοκύτταρα. Τα μονοκύτταρα κυκλοφορούν στο αίμα όχι περισσότερο από 36 ώρες πριν μεταναστεύσουν στους ιστούς, όπου αυξάνουν σε μέγεθος, αποκτούν αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο και εμφανή συσκευή Golgi, αρχίζουν δε να συνθέτουν υδρολυτικά ένζυμα, που τα ενσωματώνουν στα άφθονα λυσοσώματά τους. Οι αλλαγές αυτές μεταμορφώνουν τα μονοκύτταρα σε ενεργά φαγοκυτταρικά μακροφάγα, τα οποία στους ιστούς λειτουργούν για αρκετούς μήνες.


Θρομβοποίηση

Στους ενήλικες τα αιμοπετάλια προέρχονται από τον ερυθρό μυελό των οστών διαμέσου της κατάτμησης του κυτταροπλάσματος του ώριμου μεγακαρυοκυττάρου. Το κύτταρο αυτό εντοπίζεται πλησίον των κολποειδών του μυελού των οστών. Τα μεγακαρυοκύτταρα προέρχονται από το μονοδύναμο προγονικό κύτταρο, το CFU-Me , το οποίο διαφοροποιείται στη μεγακαρυοβλάστη.

Η μεγακαρυοβλάστη έχει διάμετρο 15-20μm και φέρει μεγάλο ωοειδή ή νεφροειδή πυρήνα με πολυάριθμα πυρήνια. Το κυτταρόπλασμά της είναι έντονα βασεόφιλο και ομοιογενές χωρίς κοκκία. Τα πυρηνικά και κυτταροπλασματικά στοιχεία της μεγακαρυοβλάστης πολλαπλασιάζονται έως και 7 φορές, χωρίς παράλληλη διαίρεση του κυττάρου. Κάθε πολλαπλασιασμός προκαλεί αυξημένη πλοειδία στον πυρήνα (περιέχει 30 φορές περισσότερο DNA σε σύγκριση με ένα φυσιολογικό κύτταρο), αύξηση των λοβών του πυρήνα και αύξηση του κυτταρικού μεγέθους.

Μεγακαρυοκύτταρο

Το μεγακαρυοκύτταρο είναι γιγάντιο πολυπλοειδικό κύτταρο (35-100μm διάμετρος) με ακανόνιστο πολύλοβο πυρήνα, που περιέχει διάσπαρτη αδρή χρωματίνη, χωρίς ορατά πυρήνια, πολυάριθμα μιτοχόνδρια, αναπτυγμένο ενδοπλασματικό δίκτυο και συσκευή Golgi Από τις δεξαμενές και τα κυστίδια του οργανιδίου αυτού αναπτύσσονται τα α κοκκία και τα κυστίδια που περιέχουν λυσοσωματικά ένζυμα. Η κυτταροπλασματική ωρίμανση του μεγακαρυοκυττάρου περιλαμβάνει τη δημιουργία κοκκίων, κυστιδίων και διαχωριστικών μεμβρανών, καθώς και τη σταδιακή απώλεια ελεύθερων ριβοσωμάτων και αδρού ενδοπλασματικού δικτύου.

Το κυτταρόπλασμα του μεγακαρυοκυττάρου διαιρείται σε τρεις ζώνες.

Πρώτον την περιπυρηνική ζώνη, που περιέχει τη συσκευή Golgi με τα συνοδά κυστίδια, το αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο, τα αναπτυσσόμενα κοκκία, τα κεντριόλια και τα σωληνάρια της ατράκτου. Η ζώνη αυτή παραμένει προσκολλημένη στον πυρήνα μετά την απόσπαση των αιμοπεταλίων.

Δεύτερον, την ενδιάμεση ζώνη, που περιέχει ένα εκτεταμένο δίκτυο αλληλοσυνδεόμενων κυστιδίων και σωληναρίων που εκτείνεται σ΄όλη την έκταση του κυτταροπλάσματος, σχηματίζοντας τις αφοριστικές μεμβράνες (περιχαρακωμένο μεμβρανικό σύστημα, ΠΜΣ), το οποίο συνδέεται με την κυτταρική μεμβράνη. Το σύστημα αυτό οριοθετεί περιοχές του κυτταροπλάσματος του μεγακαρυοκυττάρου που θα αποκοπούν σαν αιμοπετάλια (π.χ. δυνητικά αιμοπετάλια). Κατά την απόσπαση των αιμοπεταλίων ο πυρήνας και η περιπυρηνική ζώνη παραμένουν στο μυελό των οστών και απομακρύνονται από τα μακροφάγα.

Τέλος, την περιφερική ζώνη, που περιέχει νημάτια του κυτταροσκελετού, ενώ συγχρόνως διασχίζεται από εγκάρσιες μεμβράνες, οι οποίες τη συνδέουν με το ΠΜΣ. Το μεγακαρυοκύτταρο εκτείνει μακριές κυτταροπλασματικές αποφυάδες στον αυλό των γειτονικών κολποειδών του μυελού των οστών. Οι αποφυάδες αυτές μπορεί να περιέχουν έως και 1000 υπομονάδες αιμοπεταλίων (προ-αιμοπετάλια). Η κατάτμηση των αποφυάδων αυτών κατά μήκος του ΠΜΣ απελευθερώνει μεμονωμένα αιμοπετάλια στην κυκλοφορία. Ένα μεγακαρυοκύτταρο είναι ικανό να παράγει έως και 8000 αιμοπετάλια. Η διάρκεια ζωής των αιμοπεταλίων είναι περίπου 10 ημέρες. Επίσης, έχει αναφερθεί και ένας άλλος τρόπος απελευθέρωσης των αιμοπεταλίων. Τα ώριμα μεγακαρυοκύτταρα εισέρχονται ανέπαφα μέσα στα κολποειδή του μυελού των οστών και διέρχονται στο πνευμονικό αγγειακό δίκτυο, όπου κατακερματίζονται σε αιμοπετάλια.

Σε ορισμένες μορφές θρομβοκυτοπενικής πορφύρας, μια ασθένεια στη οποία ο αριθμός των αιμοπεταλίων του αίματος είναι μειωμένος, τα αιμοπετάλια εμφανίζονται ενωμένα με το κυτταρόπλασμα των μεγακαρυοκυττάρων, υποδηλώνοντας κάποια διαταραχή στη διεργασία απελευθέρωσης αυτών των σωματιδίων.

Οι βιταμίνες που απαιτούνται για την παραγωγή υγιούς αίματος περιλαμβάνουν την Β12, το φυλλικό οξύ, την βιταμίνη Ε, την βιταμίνη C και την βιταμίνη Β6.

Βιβλιογραφία

http://emed.med.uoa.gr/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Τελευταία τροποποίηση στιςΔευτέρα, 25 Νοεμβρίου 2013 19:56
Περισσότερα σε αυτή την κατηγορία: « Χρόνια μυελογενής λευχαιμία Ανεπάρκεια σιδήρου »
Συνδεθείτε για να υποβάλετε σχόλια
επιστροφή στην κορυφή


Σχετικά με το EMEDI

Εφημερεύοντα Φαρμακεία