Hematopoeza to wytwarzanie wszystkich komórkowych składników krwi i osocza krwi. Występuje w układzie krwiotwórczym, który obejmuje narządy i tkanki, takie jak szpik kostny, wątroba i śledziona.
Po prostu, hematopoeza jest procesem, w którym organizm wytwarza komórki krwi. Rozpoczyna się wcześnie w rozwoju zarodka, na długo przed narodzinami i trwa do końca życia jednostki.
Szybkie fakty hematopoezy:
- Hematopoeza rozpoczyna się w pierwszych tygodniach rozwoju embrionalnego.
- Wszystkie komórki krwi i osocze powstają z komórek macierzystych, które mogą rozwinąć się w dowolną inną komórkę.
Czym jest hematopoeza?
Krew składa się z ponad 10 różnych typów komórek. Każdy z tych typów komórek należy do jednej z trzech szerokich kategorii:
1. Czerwone krwinki (erytrocyty): transportują tlen i hemoglobinę w organizmie.
2. Białe krwinki (leukocyty): wspierają układ odpornościowy. Istnieje kilka różnych rodzajów białych krwinek:
- Limfocyty: w tym limfocyty T i komórki B, które pomagają zwalczać niektóre wirusy i guzy.
- Neutrofile: Pomagają w zwalczaniu infekcji bakteryjnych i grzybiczych.
- Eozynofile: odgrywają rolę w reakcji zapalnej i pomagają zwalczać niektóre pasożyty.
- Bazofile: uwalniają histaminy niezbędne do odpowiedzi zapalnej.
- Makrofagi: pochłaniają i trawią gruz, w tym bakterie.
3. Płytki krwi (trombocyty): Pomagają krzepnąć krwi.
Obecne badania potwierdzają teorię hematopoezy, zwaną teorią monofiletyczną. Teoria ta mówi, że jeden typ komórek macierzystych wytwarza wszystkie typy komórek krwi.
Gdzie to się dzieje?
Hematopoeza występuje w wielu miejscach:
Hematopoeza w zarodku
Czasami nazywany prymitywną hematopoezą, hematopoeza w zarodku wytwarza tylko czerwone krwinki, które mogą dostarczyć rozwijającym się narządom tlen. Na tym etapie rozwoju, woreczek żółtkowy, który odżywia zarodek, aż łożysko jest w pełni rozwinięte, kontroluje hematopoezę.
W miarę rozwoju zarodka proces hematopozy przenosi się do wątroby, śledziony i szpiku kostnego, a następnie zaczyna wytwarzać inne rodzaje komórek krwi.
U dorosłych hematopoeza czerwonych krwinek i płytek krwi występuje głównie w szpiku kostnym. U niemowląt i dzieci może również trwać w śledzionie i wątrobie.
Układ limfatyczny, w szczególności śledziona, węzły chłonne i grasica, wytwarza rodzaj białych krwinek zwanych limfocytami. Tkanki w wątrobie, śledzionie, węzłach chłonnych i niektórych innych organach wytwarzają inny rodzaj białych krwinek, zwanych monocytami.
Proces hematopoezy
Częstość hematopoezy zależy od potrzeb organizmu. Ciało nieustannie produkuje nowe komórki krwi, które zastępują stare. Około 1 procenta komórek krwi w organizmie musi być wymienianych każdego dnia.
Białe krwinki mają najkrótszą żywotność, czasami przeżywają zaledwie od kilku godzin do kilku dni, podczas gdy czerwone krwinki mogą trwać do 120 dni.
Proces hematopoezy rozpoczyna się od niespecyficznej komórki macierzystej. Ta komórka macierzysta ulega rozmnażaniu, a niektóre z tych nowych komórek przekształcają się w komórki prekursorowe. Są to komórki, które mają stać się szczególnym rodzajem komórek krwi, ale nie są jeszcze w pełni rozwinięte. Jednak niedojrzałe komórki wkrótce dzielą się i dojrzewają na składniki krwi, takie jak czerwone i białe krwinki lub płytki krwi.
Chociaż naukowcy rozumieją podstawy hematopoezy, trwa ciągła debata naukowa nad tym, jak powstają komórki macierzyste, które odgrywają rolę w hematopoezie.
Rodzaje
Każdy rodzaj komórek krwi podąża nieco inną drogą hematopoezy. Wszystkie zaczynają się jako komórki macierzyste zwane wielopierwotnymi krwiotwórczymi komórkami macierzystymi (HSC). Stamtąd hematopoeza przebiega według dwóch odrębnych ścieżek.
Hematopoeza trylineage odnosi się do produkcji trzech typów komórek krwi: płytek krwi, czerwonych krwinek i białych krwinek. Każda z tych komórek rozpoczyna się transformacją HSC w komórki zwane powszechnymi progenitorami szpikowymi (CMP).
Potem proces nieznacznie się zmienia. Na każdym etapie procesu komórki prekursorowe stają się bardziej zorganizowane:
Czerwone krwinki i płytki krwi
- Czerwone krwinki: komórki CMP zmieniają się pięć razy, zanim ostatecznie stają się komórkami krwi, zwanymi również erytrocytami.
- Płytki krwi: komórki CMP przekształcają się w trzy różne typy komórek, zanim staną się płytkami krwi.
białe krwinki
Istnieje wiele rodzajów białych krwinek, z których każda podąża indywidualną ścieżką podczas hematopoezy. Wszystkie białe krwinki początkowo przekształcają się z komórek CMP w mieoblasty. Następnie proces przebiega następująco:
- Zanim stanie się neutrofilem, eozynofilem lub bazofilem, mejoblast przechodzi przez cztery dalsze etapy rozwoju.
- Aby stać się makrofagiem, myeoblast musi przekształcić się jeszcze trzy razy.
Druga ścieżka hematopoezy wytwarza komórki T i B.
Komórki T i komórki B.
Aby wytworzyć limfocyty, MHC przekształcają się w komórki zwane pospolitymi limfoidalnymi progenitorami, które następnie stają się limfoblastami. Limfoblasty różnicują się w komórki T i komórki B atakujące infekcje. Niektóre limfocyty B różnicują się w komórki plazmatyczne po ekspozycji na infekcję.
Wpływ na zdrowie
Niektóre zaburzenia krwi mogą wpływać na zdrowe komórki krwi we krwi, nawet gdy występuje hematopoeza.
Na przykład, nowotwory białych krwinek, takie jak białaczka i chłoniak mogą zmieniać liczbę białych krwinek we krwi. Guzy w tkance krwiotwórczej wytwarzającej komórki krwi, takie jak szpik kostny, mogą wpływać na liczbę krwinek.
Proces starzenia się może zwiększyć ilość tłuszczu obecnego w szpiku kostnym. Ten wzrost ilości tłuszczu może utrudnić wytwarzanie komórek krwi przez szpik.Jeśli organizm potrzebuje dodatkowych komórek krwi z powodu choroby, szpik kostny nie jest w stanie wyprzedzić tego zapotrzebowania. Może to spowodować anemię, która występuje, gdy we krwi brakuje hemoglobiny z czerwonych krwinek.
Hematopoeza jest procesem ciągłym, który wytwarza ogromną liczbę komórek. Szacunki są różne, a dokładna liczba komórek zależy od indywidualnych potrzeb. Ale w typowym dniu organizm może wyprodukować 200 miliardów czerwonych krwinek, 10 milionów białych krwinek i 400 miliardów płytek krwi.
