HEMATOPOIEZA NORMALĂ

Hematopoieza reprezintă ansamblul mecanismelor care asigură formarea celulelor sanguine mature, funcţionale.

Hematopoieza - etape importante :-autoreînoirea celulelor stem;-angajarea celulelor stem în procesul de diferenţiere şi orientarea spre o

anumită linie celulară, trecând prin etapa celulelor progenitoare;-proliferarea, diferenţierea şi maturarea celulelor progenitoare, conducând

spre un anumit tip celular matur – comandate genetic prin ADN-ul cromozomial şi ARN-ul nuclear.

Hematopoieza presupune existenţa a doi factori:- celulele de origine, care printr-un lung şir de procese se transformă în celule

mature;- micromediul hematopoietic format din celule stromale mezenchimale

(macrofage, celule endoteliale, fibroblaşti, adipocite, condrocite, osteoblaşti) şi factorii stimulatori (produşi de celulele stromale), care asigură proliferarea şi diferenţierea precursorilor hematopoietici.

ETAPELE HEMATOPOIEZEI

HEMATOPOIEZA EMBRIOFETALĂ (PRENATALĂ): mezoblastică, hepato-splenică şi mieloidă.

1. Etapa mezoblastică – din săpt. 2-3 → săpt.10, v.i. în sacul vitelin (celule mezoblastice → hemangioblaşti).

2. Etapa hepato-splenică - după săpt. a-6-a, ficatul este colonizat cu celule eritropoietice - în săpt. 8-10 apar precursorii granulocitari şi megacariocitari;

- celulele migrează în splină (sediul hematopoiezei, în paralel cu ficatul);- la 4-5 luni hematopoieza hepato-splenică atinge maximum de activitate, apoi

involuează până la naştere, în paralel cu dezvoltarea hematopoiezei osoase; - în săpt. a-9-a – timusul organ limfopoietic, în săpt. a-10-a – gg. limfatici. 3. Etapa mieloidă- după 4-5 luni – primii centrii de osificare în scheletul fătului;- în luna a-6-a hematopoieza se intensifică în MO, diminuă în ficat şi splină;- după luna a-7-a, hematopoieza din MO asemănătoare cu cea a adultului; - ficatul şi splina îşi păstrează potenţialul hematopoietic şi postnatal, devenind sedii extramedulare ale hematopoiezei în urma acţiunii unor stimuli patologici (depresii ale unor linii celulare – anemie cronică, mieloscleroză, leucemii, etc.).

HEMATOPOIEZA POSTNATALĂ- numai în MO, în situaţii extreme apar insule de hematopoieză în ficat şi splină;

- până la 4-5 ani, toate cavităţile osoase conţin măduvă roşie, hematogenă, alături de puţine celule adipoase;

- treptat se înlocuieşte măduva roşie cu măduvă galbenă (celule adipoase);- după 18 ani, măduva roşie se localizează în epifizele oaselor lungi, vertebre,

oase late (craniu, claviculă, coaste, stern, scapulă, pelvis şi jumătatea superioară a sacrului);

- la bătrâni, peste 70 ani, măduva roşie este înlocuită ireversibil cu măduvă cenuşie, cu reducerea hematopoiezei (scade ritmul de diviziune al celulelor senescente, CFU-E au răspuns slab la EPO, scad rezervele medulare de granulocite, scade lent Hb, imunitatea celulară mai sever afectată decât cea umorală).

MICROMEDIUL HEMATOPOIETIC (STROMA)

1. complex de celule stromale mezenchimale: - macrofage - rol trofic; de eliminare a rezidurilor celulare rezultate din

hematopoieză; de eliberare a factorilor de creştere;- celule reticulare – celule mari, cu prelungiri într-o reţea întinsă, formează stratul

extern al sinusurilor medulare;- celule endoteliale – formează stratul luminal al peretelui sinusurilor medulare,

permit trecerea celulelor mature;- fibroblaşti – celule cu caracter contractil, conţin miozină, a-actină, sintetizează

colagen;- celule adipoase – rezerva energetică

- reţea fibrilară de glicoproteine (laminina, fibronectina, colagen, trombospondina), de unde se desprind celulele hematopoietice mature care trec prin endoteliul sinusurilor medulare

3. factori de creştere produşi de celulele stromale : factori de stimulare ai coloniilor, limfokine = IL, IFN, TNF- a)

Distrugerea micromediului hematopoietic duce la pierderea ireversibilă a hematopoiezei (TMO cu administrare de celule stem are rezultat bun dacă MH nu a fost complet distrus).

Citodiabaza (eliberarea celulelor) - trecerea celulelor sanguine mature din compartimentul hematopoietic în circulaţie (în sinusurile vasculare).

CELULELE HEMATOPOIETICE : celule stem pluripotente (CSP); celule progenitoare şi precursoare, orientate către una sau mai multe linii celulare; celulele seriilor sanguine în diverse stadii de maturaţie:

- CSP – la originea tuturor celulelor sanguine; în nr. f. mic în măduva hematopoietică – stoc medular şi în sânge; morfologie necaracteristică, marker CD34+, capacitate de autoregenerare şi diferenţiere

- Celulele progenitoare hematopoietice - în măduvă şi sânge; autoregenerare limitată şi diferenţiere mai restânsă - multi- sau unipotentă; mieloide şi limfoide: CFU-GEMM (CFU-GM, -E, -Meg, -Eo, -Ba); CFU-L;

- Celulele hematopoietice ale seriilor sanguine - prezente în măduva osoasă; morfologie distinctă; autoregenerare absentă.

• Celule progenitoare (multipotente): - linie mieloidă CFU-GEMM - linie limfoidă CFU-LiB+T, NK ?

• Celule progenitoare orientate (unipotente): (CFU-E; CFU-GM: CFU-G, CFU-M; CFU-Meg; CFU-Eo; CFU-Ba);

· Celulele progenitoare eritroide

CFU-EB - “burst” (exploziv)celulă blastică mare, cu numeroşi nucleoli, citoplasmă intens bazofilă, cu zonă perinucleară clară; antigenii de suprafaţă: HLA-A şi B, HLA-DR, CD34; stimulată de FSC-EB, FSC-GM şi IL-3, independentă de EPO

CFU-Edă naştere unor colonii formate din 8-100 eritroblaşti, dependent de EPO (“celulă dependentă de EPO “).

Celulele precursoare eritroide:

Tipuri celulare de evoluţie

Caracteristici generale Aspecte morfo-funcţionale

Proeritroblast0,5-1,5%.

- au receptori pentru EPO- au capacitate de proliferare şi diferenţiere - sintetizează Hb şi enzime

celule nucleate Eritroblast bazofil

16%.

Eritroblast policromatofil 50%.

Eritroblast oxifil (normoblast)32%.

- capacitate ¯ de proliferare- sinteză ¯ de Hb şi enzime- evoluează spre reticulocit

celulă cu nucleu mic

Tipuri celulare de evoluţie

Caracteristici generale Aspecte morfo-funcţionale

Reticulocit - nu are capacitate de proliferare- trece în sânge = eritrodiabază după 1-2 zile- în sânge (5-15‰) se maturează în splină, care extrage resturile de mitocondrii şi ribozomi- sintetizează Hb şi enzime până la pierderea ribozomilor şi mitocondriilor

celulă anucleată cu resturi de ribozomi şi mitocondrii

Eritrocit matur

- nu are capacitate de proliferare- nu sintetizează Hb şi enzime- durată de viaţă = 100-120 zile

celulă anucleată, fără ribozomi, fără mitocondrii

Transformările precursorilor eritrocitari în procesul de maturare: reducerea dimensiunii creşterea volumului citoplasmatic + mai puţin bazofilă, reducerea dimensiunii nucleului ® expulzia lui. Durata de evoluţie CSP - reticulocit = 5 - 7 zile. Producţia eritrocite/zi = Distrugere eritrocite/zi

= 50 ml sânge.

PRECURSORII ERITROCITARI

Celule identificabile morfologic.

Proeritroblastul -celula cap de serie care se găseşte numai în MO;-talie mare (18-25 m); -nc. 8/10, 1-2 nucleoli -cromatină în reţea fină-citoplasmă bazofil

Eritroblastul bazofil -diametru de 12-18 m; -nc ¾, fără nucleoli-cromatina în grămezi dense- “cea mai albastră celulă”, datorită bogăţiei de poliribozomi şi proteine

Eritroblastul policromatofil -10-12 µ-nc. 1/2-cromatină densă, “în spiţă de roată”

Eritroblastul oxifil (ortocromatic) -8-10 µ-nc. ¼, picnotic-citoplasma oxifilă cu tendinţă la policromatofilie

Reticulocitul

-Diametrul:8-9 m; -Volum 150µ3-Durata de viaţă este de 72 ore, din care 48 ore le petrece în MO şi 24 ore în sângele periferic. -Prezintă o reţea filamentoasă alcătuită din ARNm şi ribozomi

Numărul (adult): 0,5-1,5 până la maxim 2% (la 100 eritrocite) sau 5-15/1000 (la 1000 eritrocite). In valoare absolută 20000-80000/mm3.

Nou-născut 60/1000 (scade rapid în I săpt; 3 luni 5/1000)

Reprezintă oglinda activităţii eritroformatoare a măduvei.

“criza reticulocitară” - creşterea numărului de R după administrarea factorului carenţial - Fe, vitamina B12, acid folic, proteine.

Semnifică: • MOH are potenţial de regenerare, hematoformator;• Diagnosticul şi tratamentul sunt corecte

Substanţe necesare eritropoiezei:

a. Proteine b. Minerale: fier, cupru, cobalt, zinc c. Vitamine: B12, acid folic, B6, C

Reglarea eritropoiezei

Eritropoietina= GP 165aa, GM=30.400 d, codificată de o genă de pe cr.7 (7q11-q22); sintetizată de rinichi (90%)

- producţia depinde de concentraţia tisulară a O2: ® hipoxia - ef. stimulator

® hiperoxia – ef. inhibitor - senzorul pentru O2 = proteină hem renală  Efecte: creşte masa eritrocitelor circulante prin:- stimularea proliferării CFU-E- stimularea diferenţierii precursorilor eritrocitari şi scurtarea timpului de maturare - favorizarea încărcării cu Hb reticulocitelor Þ E mature- activarea eritrodiabazei

Eritropoietina

Mecanism: legare de receptor membranar de tip tirozinkinazic localizat pe membrana precursorilor eritrocitari.

Factori care influenţează sinteza de eritropoietină:• capacitatea de transport a O2 la ţesuturi:

Ex. transport oxigen ¯ (ex. anemie, ¯ irigaţiei tisulare, ¯ volumului sanguin) Þ eritropoieza prin mecanism de feedback

• hormoni:·   cu efect inhibitor: estrogenii·   cu efect stimulator: androgenii

catecolaminele glucocorticoizii hormonul de creştere (STH) hormonii tiroidieni

EPO sintetică prin tehnica de ADN recombinat, folosită în tratamentul unor forme de anemii (cauză renală), în limfoame, unele cancere, mielom multiplu

Factori de creştere hematopoietici : stimulatori (kit-ligand, FSC-GM, FSC-Li, IL-1→IL-15); inhibitori (PG-E, IFN-a, -β, lactoferina, TNF).

  Factorul celulei stem (FSC) = citokină care stimulează CSP şi induce diferenţierea, proliferarea şi maturarea precursorilor eritrocitari.

·  Factorul de stimulare a coloniilor de granulocite şi macrofage (FSC-GM) = citokină care stimulează CSP şi induce diferenţierea, proliferarea şi maturarea de granulocite şi macrofage, dar şi a precursorilor eritrocitari.

·   Interleukina-3 (IL-3) - stimulează CSP, inducând diferenţierea, proliferarea şi maturarea precursorilor eritrocitari.