EMOPOIESI: FASI E FUNZIONI - BIOLOGIA - 2024

L' ematopoiesi è il processo di formazione e sviluppo delle cellule del sangue, nello specifico degli elementi comprendenti: eritrociti, leucociti e piastrine.

L'area o l'organo responsabile dell'emopoiesi varia a seconda dello stadio di sviluppo, sia esso embrione, feto, adulto, ecc. In generale, vengono identificate tre fasi del processo: mesoblastica, epatica e midollare, nota anche come mieloide.

Fonte: Jmarchn, da Wikimedia Commons

L'emopoiesi inizia nelle prime settimane di vita dell'embrione e avviene nel sacco vitellino. Successivamente, il fegato ruba il ruolo di primo piano e sarà la sede dell'emopoiesi fino alla nascita del bambino. Durante la gravidanza, anche altri organi possono essere coinvolti nel processo, come la milza, i linfonodi e il timo.

Alla nascita, la maggior parte del processo avviene nel midollo osseo. Durante i primi anni di vita si verifica il "fenomeno della centralizzazione" o legge di Newman. Questa legge descrive come il midollo ematopoietico è limitato allo scheletro e alle estremità delle ossa lunghe.

Funzioni di emopoiesi

Le cellule del sangue vivono per un tempo molto breve, in media diversi giorni o addirittura mesi. Questo tempo è relativamente breve, quindi le cellule del sangue devono essere costantemente prodotte.

In un adulto sano, la produzione può raggiungere circa 200 miliardi di globuli rossi e 70 miliardi di neutrofili. Questa produzione massiccia avviene (negli adulti) nel midollo osseo ed è chiamata emopoiesi. Il termine deriva dalle radici emato, che significa sangue e poiesi, che significa formazione.

I precursori dei linfociti hanno anche origine nel midollo osseo. Tuttavia, questi elementi lasciano quasi immediatamente l'area e migrano nel timo, dove svolgono il processo di maturazione - chiamato linfopoiesi.

Allo stesso modo, ci sono termini per descrivere individualmente la formazione di elementi del sangue: eritropoiesi per gli eritrociti e trombopoiesi per le piastrine.

Il successo dell'ematopoiesi dipende principalmente dalla disponibilità di elementi essenziali che agiscono da cofattori in processi indispensabili, come la produzione di proteine ​​e acidi nucleici. Tra questi nutrienti troviamo le vitamine B6, B12, acido folico, ferro, tra gli altri.

fasi

Fase mesoblastica

Storicamente, si credeva che l'intero processo di emopoiesi avesse luogo nelle isole di sangue del mesoderma extraembrionale nel sacco vitellino.

Oggi è noto che in quest'area si sviluppano solo eritroblasti e che le cellule staminali ematopoietiche o le cellule staminali derivano da una fonte vicina all'aorta.

In questo modo, la prima evidenza di emopoiesi può essere ricondotta al mesenchima del sacco vitellino e al peduncolo di fissazione.

Le cellule staminali si trovano nella regione del fegato, approssimativamente alla quinta settimana di gestazione. Il processo è temporaneo e termina tra la sesta e l'ottava settimana di gestazione.

Fase epatica

Dalla quarta e quinta settimana del processo di gestazione, eritoblasti, granulociti e monociti iniziano ad apparire nel tessuto epatico del feto in via di sviluppo.

Il fegato è l'organo principale dell'emopoiesi durante la vita del feto e riesce a mantenere la sua attività fino alle prime settimane dopo la nascita del bambino.

Nel terzo mese di sviluppo dell'embrione, il fegato raggiunge il picco dell'attività di eritropoiesi e granulopoiesi. Alla fine di questa breve fase, queste cellule primitive scompaiono completamente.

Negli adulti è possibile che l'emopoiesi epatica si riattivi e si parla di emopoiesi extramidollare.

Affinché questo fenomeno si verifichi, l'organismo deve affrontare alcune patologie e avversità, come le anemie emolitiche congenite o le sindromi mieloproliferative. In questi casi di estrema necessità, sia il fegato che il vaso possono riprendere la loro funzione ematopoietica.

Organi secondari nella fase epatica

Successivamente si verifica lo sviluppo megacariocitico, unitamente all'attività splenica di eritropoiesi, granulopoiesi e linfopoiesi. L'attività ematopoietica viene rilevata anche nei linfonodi e nel timo, ma in misura minore.

Si osserva una graduale diminuzione dell'attività splenica, ponendo fine alla granulopoiesi. Nel feto, il timo è il primo organo che fa parte del sistema linfatico a svilupparsi.

In alcune specie di mammiferi, la formazione di cellule del sangue nella milza può essere dimostrata per tutta la vita dell'individuo.

Fase midollare

Intorno al quinto mese di sviluppo, le isole situate nelle cellule mesenchimali iniziano a produrre globuli di tutti i tipi.

La produzione midollare inizia con l'ossificazione e lo sviluppo del midollo osseo. Il primo osso a mostrare attività ematopoietica spinale è la clavicola, seguita da una rapida ossificazione del resto dei componenti scheletrici.

Si osserva un'aumentata attività nel midollo osseo, che genera un midollo rosso estremamente iperplastico. Entro la metà del sesto mese, il midollo diventa il sito principale dell'emopoiesi.

Tessuto emopoietico nell'adulto

Midollo osseo

Negli animali, il midollo osseo rosso o il midollo osseo ematopoietico è responsabile della produzione di elementi del sangue.

Si trova nelle ossa piatte del cranio, dello sterno e delle costole. Nelle ossa più lunghe, il midollo osseo rosso è limitato alle estremità.

C'è un altro tipo di midollo che non è così biologicamente importante, poiché non partecipa alla produzione di elementi del sangue, chiamato midollo osseo giallo. Si chiama giallo a causa del suo alto contenuto di grassi.

In caso di necessità, il midollo osseo giallo può trasformarsi in midollo osseo rosso e aumentare la produzione di elementi del sangue.

Linea di differenziazione mieloide

Comprende le serie di cellule di maturazione, dove ciascuna termina nella formazione dei diversi componenti cellulari, siano essi eritrociti, granulociti, monociti e piastrine, nelle rispettive serie.

Serie eritropoietica

Questa prima linea porta alla formazione di eritrociti, noti anche come globuli rossi. Diversi eventi caratterizzano il processo, come la sintesi della proteina emoglobina - pigmento respiratorio responsabile del trasporto dell'ossigeno e responsabile del caratteristico colore rosso del sangue.

Quest'ultimo fenomeno dipende dall'eritropoietina, accompagnata da aumento dell'acidofilia cellulare, perdita del nucleo e scomparsa di organelli e compartimenti citoplasmatici.

Ricordiamoci che una delle caratteristiche più notevoli degli eritrociti è la loro mancanza di organelli, compreso il nucleo. In altre parole, i globuli rossi sono "sacche" cellulari con l'emoglobina all'interno.

Il processo di differenziazione nella serie eritropoietica richiede l'attuazione di una serie di fattori stimolanti.

Serie granulomonopoietica

Il processo di maturazione di questa serie porta alla formazione di granulociti, che si dividono in neutrofili, eosinofili, basofili, mastociti e monociti.

La serie è caratterizzata da una cellula progenitrice comune chiamata unità formante colonie granulomonocitiche. Questo differisce nei tipi di cellule sopra menzionati (granulociti neutrofili, eosinofili, basofili, mastociti e monociti).

Le unità formanti colonie granulomonocitiche e le unità formanti colonie monocitiche derivano dall'unità formante colonie granulomonocitiche. Dal primo derivano granulociti neutrofili, eosinofili e basofili.

Serie megacariocitica

L'obiettivo di questa serie è la formazione delle piastrine. Le piastrine sono elementi cellulari di forma irregolare, privi di nucleo, che partecipano ai processi di coagulazione del sangue.

Il numero di piastrine deve essere ottimale, poiché qualsiasi irregolarità ha conseguenze negative. Un numero basso di piastrine rappresenta un'elevata emorragia, mentre un numero molto alto può portare a eventi trombotici, a causa della formazione di coaguli che ostruiscono i vasi.

Il primo precursore piastrinico ad essere riconosciuto è chiamato megacarioblasto. Quindi si chiama megacariocita, da cui si possono distinguere diverse forme.

Lo stadio successivo è il promegacariocita, una cellula più grande della precedente. Diventa un megacariocita, una grande cellula con più serie di cromosomi. Le piastrine sono formate dalla frammentazione di questa grande cellula.

Il principale ormone che regola la trombopoiesi è la trombopoietina. Questo è responsabile della regolazione e della stimolazione della differenziazione dei megacariociti e della loro successiva frammentazione.

L'eritropoietina è anche coinvolta nella regolazione, grazie alla sua somiglianza strutturale con il suddetto ormone. Abbiamo anche IL-3, CSF e IL-11.

Regolazione dell'emopoiesi

L'emopoiesi è un processo fisiologico strettamente regolato da una serie di meccanismi ormonali.

Il primo è il controllo nella produzione di una serie di citosine il cui compito è la stimolazione del midollo. Questi sono generati principalmente nelle cellule stromali.

Un altro meccanismo che si verifica parallelamente al precedente è il controllo nella produzione di citosine che stimolano il midollo.

Il terzo meccanismo si basa sulla regolazione dell'espressione dei recettori per queste citosine, sia nelle cellule pluripotenti che in quelle già in fase di maturazione.

Infine, c'è un controllo a livello di apoptosi o morte cellulare programmata. Questo evento può essere stimolato ed eliminare alcune popolazioni cellulari.

Riferimenti

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