FIZJOLOGICZNE I PATOLOGICZNE UWARUNKOWANIA HEMATOPOEZY

FIZJOLOGICZNE I PATOLOGICZNE UWARUNKOWANIA HEMATOPOEZY

Hematopoeza to szeroko pojęty fizjologiczny, dynamiczny, ciągły proces namnażania elementów
morfotycznych krwi. Czyli powstawanie wysoce zróżnicowanych morfologicznie, wyspecjalizowanych
czynnościowo komórek zwanych w tym przypadku krwinkami.

Lokalizacja:

Tworzenie krwi w życiu płodowym zachodzi początkowo pozazarodkowo w pęcherzyku żółtkowym, już
od 6 tygodnia życia płodowego wraz z rozwojem płodu, ogniska krwotoczne pojawiają się następnie
stopniowo w wątrobie, śledzionie, grasicy. Aż około 5 miesiąca życia płodowego w szpiku kostnym.

Natomiast w organizmie dorosłego człowieka tkankę krwiotwórczą stanowi szpik kostny i ośrodki
wytwarzania limfocytów w centrach limfocytotwórczych rozsianych w całym organizmie, a w
szczególności w węzłach chłonnych, grudkach limfatycznych przewodu pokarmowego i w śledzionie.

Układ krwiotwórczy stanowi rozproszony w całym organizmie zespół ognisk tkanki szpikowej
(hemocytopoetycznej) i tkanki limfatycznej (limfopoetycznej) oraz narządów stanowiących integralną,
biologiczna całość, której celem jest tworzenie krwi.

Układ krwiotwórczy

mielopoeza

limfopoeza





erytropoeza

- centralne narządy limfoidalne:



granulopoeza



grasica: CFU-L



limfocyty T



monocytopoeza



szpik: CFU-L



limfocyty B



megakariopoeza

- obwodowe naczynia limfatyczne, węzły chłonne,

śledziona, migdałki, grudki chłonne przewodu

pokarmowego, drzewa oskrzelowego

Wyróżnia się:

1. Szpik kostny czerwony

– wykazuje największą aktywność krwiotwórczą,
– stanowi około 50% ogólnej masy szpiku

2. Szpik kostny galaretowaty

– mniejsza aktywność krwiotwórcza
– forma przejściowa między szpikiem czerwonym a żółtym

3. Szpik kostny żółty

– nieczynny krwiotwórczo o barwie żółtej i wyglądzie tkanki tłuszczowej
– występuje w jamach kości długich

Do prawidłowego przebiegu hematopoezy niezbędne są:

-  hemopoetyczne komórki macierzyste
-  czynniki wzrostu
-  mikrośrodowisko hemopoetyczne

Wszystkie komórki układu krwiotwórczego wywodzą się z wielopotencjalnej komórki macierzystej

(komórka pnia, stem cell, colony forming unit)

MIKROŚRODOWISKO HEMOPOETYCZNE (HIM)

- to struktura anatomiczna i czynnościowa szpiku, w której przebiega hematopoeza
- zbudowana z naczyń krwionośnych, fibroblastów, makrofagów, komórek siateczki, komórek

tłuszczowych, włókien retikulinowych

Hemopoezę charakteryzują następujące procesy:

1. Proces odnowy - w wyniku którego powstają komórki potomne o takich samych właściwościach

2. Proces różnicowania – ciąg przemian warunkujących pełnienie przez komórki określonych

funkcji

3. Proces dojrzewania – kumulacja związków powstających w procesie różnicowania i wytworzenia

struktur subkomórkowych koniecznych do wysokiej specjalizacji komórek.

Typy komórek macierzystych:

KOMÓRKA MACIERZYSTA WIELOPOTENCJALNA

CFU- Colony Forming Unit = jednostki tworzące kolonie:

CFU-GEMM (granulocyt, erytrocyt, makrofag, megakariocyt) – komórka macierzysta linii mieloidalnej
(szpikowej)

KOMÓRKA KRWIOTWÓRCZA UKIERUNKOWANA

CFU-E – komórki rodzicielskie układu erytroblastycznego

CFU-GM – komórki rodzicielskie układu granulocytowego i monocytowo-makrofagowego

CFU-M – komórki rodzicielskie układu megakariocytowego (płytkotwórczego)

CFU-Eo – komórki rodzicielskie układu eozynofilowego

CFU-B – komórki rodzicielskie układu bazofilowego

Komórki macierzyste linii limfoidalnej – prekursory limfocytów

Czynniki wzrostu (Colony Stimulating Factor = CSF) i interleukiny (IL), wytwarzane głównie przez
limfocyty T i monocyty i (lub) makrofagi szpiku regulują różnicowanie, dojrzewanie i czynność komórek
układu krwiotwórczego na różnych etapach rozwoju.

Wyróżniamy 3 grupy czynników wzrostu:

1. Czynniki pobudzające (CSF) lub hamujące (CIF) wzrost kolonii w hodowli szpiku:

G-CSF – czynnik stymulujący kolonie granulocytarne

M-CSF – czynnik stymulujący kolonie monocytowe
GM-CSF – czynnik powodujący wzrost kolonii granulocytowo-monocytowych
EPO erytropoetyna (synteza) – stymuluje wzrost kolonii linii erytroidalnej
Meg-CSF – czynnik powodujący wzrost kolonii megakariocytowych

2. Interferony (INF) – pobudzające komórki mikrośrodowisko hemopoetycznego szpiku do

wydzielania czynników wzrostu pod wpływem działania wir suwów, należą tu: INF-



, INF-



INF-



3. Interleukiny (IL)

IL-3 – określana jako wielopotencjalny czynnik stymulujący kolonie
IL-2 – czynnik wzrostowy limfocytów T
IL-1 – czynnik aktywujący limfocyty
IL-5 – czynnik dojrzewania eozynofilii
IL-6 – różnicowanie limfocytów B do plazmocytów

ERYTROPOEZA NORMOBLASTYCZNA

Wymaga niezbędnych czynników krwiotwórczych:

 żelaza
 kobalaminy (wit.B

)

 kwasu foliowego (wit.B

)

 pirydoksyny (wit.B

)

  białek
  hormonów
  kwasu askorbinowego (wit.C)

Dojrzały erytrocyt żyje około 100 – 120 dni.

Etapy erytropoezy u człowieka:

ZPIK K

OSTNY

Komórka pnia (KKM)



Komórka macierzysta mieloidalna



CFU-E



Proerytroblast



Erytroblast zasadochłonny



Erytroblast polichromatyczny



Erytroblasty kwasochłonny



Retikulocyt I - II

KREW

OBW



Retikulocyt III - IV



Erytrocyt

Proerytroblast

- cienka wąska granatowa zasadochłonna cytoplazma z dużym jadrem i licznymi jąderkami

Erytroblast zasadochłonny

-  silnie granatowa zasadochłonna cytoplazma
-  komórki mniejsze od proerytroblastu
-  brak jąderek, dużo rybosomów

Erytroblast polichromatyczny (polichromatofilny)

-  zmienna barwliwość cytoplazmy (kwasochłonna, zasadochłonna)
-  jądro ułożone centralnie
-  rozpoczęcie syntezy hemoglobiny (Hb)

Erytroblast kwasochłonny

-  dojrzała cytoplazma blado różowo-fioletowa
-  jądra położone obwodowo (gotowe do opuszczenia komórki)
-  nasilona synteza hemoglobiny (Hb)

Retikulocyt

-  bezjądrzasta forma
-  gubi rybosomy, mitochondria
-  kształtem przypomina dwuwklęsłą komórkę erytrocytu
-  większy od erytrocytu

Erytrocyt

- synteza hemoglobiny (Hb), przenoszenie tlenu
- dwuwklęsła komórka z centralnym przejaśnieniem

SFEROCYTY

-  erytrocyty kształtu kulistego o mniejszej średnicy niż prawidłowe erytrocyty
-  pozbawione przejaśnienia centralnego
-  ciemniejsze od normocytów

ERYTROCYTY TARCZOWATE

- zawierają ciemno barwiący się środek komórki, otoczony jasnym pierścieniem cytoplazmy

pozbawionej hemoglobiny (Hb)

DREPANOCYTY

- silnie wydłużone, w osi długiej często łukowato wygięte z ostro zakończonym jednym lub dwoma

biegunami

SCHISTOCYTY

- erytrocyty o nieregularnym kształcie (fragmentocyty)

Granulopoeza:

CFU-GM



CFU-G



Mieloblast



Promielocyt



Mielocyty



Matamielocyt



Dojrzały granulocyt

SZPIK

KOSTNY

Początek różnicowania

w stronę granulocytów

obojętnochłonnych,

kwasochłonnych,

zasadochłonnych

Czynniki pobudzające granulopoezę:

  GM-CSF
  G-CSF
  IL-3
  IL-2
  IL-6
  IL-11

Mieloblast

- w krwi obwodowej osób zdrowych nie występuje
- charakteryzuje się bardzo dużym okrągłym lub lekko owalnym jadrem, wypełniającym niemal całą

komórkę, zawierające jedno lub więcej jąderek

- chromatyna jest luźno ułożona

Promielocyt

-  większy od mieloblastu
-  jądro nie różni się od mieloblastu
-  cytoplazma jasnoniebieska lub lekko różowa z wyraźnymi ziarnistościami zasadochłonnymi
-  w stanie prawidłowym nie występuje we krwi obwodowej

Mielocyt

-  komórka duża
-  jadro duże przybiera kształt owalny lub fasolowaty
-  chromatyna zbita, jądro jest położone bardziej obwodowo
-  jąderka raczej nie występują
-  nieliczne ziarnistości azurochłonne
-  cytoplazma barwi się lekko kwasochłonnie

Metamielocyt

-  nie ulega podziałom, dalszy rozwój to dojrzewanie, pomniejszenie i segmentacja jądra
-  jądra ma wyraźny nerkowaty kształt
-  cytoplazma wybarwia się równomiernie na kolor lekko różowy

Neutrofil z pałeczkowatym jądrem

-  fizjologicznie występuje we krwi obwodowej
-  najmłodsza forma granulopoezy
-  chromatyna jądrowa i cytoplazma przypomina dojrzały granulocyt
-  chromatyna jest zbita

- w cytoplazmie barwiącej się lekko na różowo obecne są rozsiane, delikatne, niebieskawe

ziarnistości

Neutrofil (granulocyt obojętnochłonny) z jądrem wielosegmentowym

- dojrzała w pełni wykształcona i enzymatycznie wyposażona forma komórkowa układu

granulocytowego

- liczba segmentów różna od 2 do 5
- w cytoplazmie liczne ziarnistości

Eozynofil

- dojrzała komórka zawierająca 20-25 dużych ziarnistości kwasochłonnych nieregularnie

rozrzuconych w cytoplazmie

Bazofil

- obecność w cytoplazmie grubych ziarnistości metachromatycznych zawierających w większości

heparynę i histaminę

- jest najmniejszą komórką spośród granulocytów
- chromatyna jest homogenna

Megakariopoeza:

CFU-Meg



Megakarioblast



Promegakariocyt



Krwinki płytkowe

Trombopoetyna

  czynnik wzrostowy dla płytek krwi
  synteza: wątroba, nerki, szpik, śledziona
  masa cząsteczkowa 35 000 Da
  zastosowanie kliniczne: małopłytkowość, po chemioterapii, niedokrwistość aplastyczna

DIAGNOSTYKA LABORATORYJNA W HEMATOLOGII

1.  Badanie ilościowe erytrocytów i innych komórek krwi obwodowej.
2.  Oznaczanie Hb, Ht.
3.  Wskaźniki czerwonokrwinkowe:

4. Najnowsze badania tzw. złoty standard w rozpoznawaniu niedoboru żelaza, oznaczanie

hipochromicznych erytrocytów, zmniejszonej zawartości Hb w retikulocytach

LIMFOPOEZA – proces tworzenia limfocytów przebiegający w węzłach chłonnych, grudkach
chłonnych rozmieszczonych w różnych narządach oraz śledzionie, migdałkach i grasicy.

Limfocyty wywodzą się z multipotencjalnej komórki szpiku, która daje początek komórce
ukierunkowanej.

Ukierunkowana komórka pod wpływem środowiska szpikowego daje początek linii B.

W innym środowisku takim jak grasica, rozwija się linia T.

Limfopoeza:

 pierwotna
 wtórna

Limfopoeza pierwotna

 limfocyty B powstają w szpiku bez udziału antygenu jako czynnika stymulującego limfopoeza
 stymulowana przez cytokiny uwalniane głównie przez komórki zrębu tj. IL-3, IL-4. IL-7, IL-11.

Limfopoeza wtórna

 limfocyty B wytwarzane w limfoidalnych narządach wtórnych jak węzły chłonne, śledziona,

grudki chłonne przewodu pokarmowego, powstają w wyniku stymulacji antygenowej lub pod
wpływem limfokin

Limfocyty, które mają już na swojej powierzchni IgM opuszczają szpik i kierują się do obwodowych
narządów limfoidalnych np. śledziona, gdzie po zetknięciu z antygenem ulegają stymulacji i podziałom.