HEMATOPOIEZA

Celulele, inainte de a se definitiva au o serie de etape intermediare. Exista multe etape descrise. Celulele sangvine provin din celulele stem din maduva hematopoietica. Celulele stem nu au pe suprafata lor determinanti antigenici. De aceea celulele stem sunt folosite pentru a introduce in organism anumite gene care sunt absente in diverse maladii.

Hematopoieza este procesul care asigura formarea si reinnoirea continua a celulelor sangelui periferic. In general se pastreaza un numar relativ constant de celule circulante iar hematopieza permite si ajustarea necesitatilor organismului de anumite tipuri celulare la un anumit moment dat. Astfel, in hemoragii este crescuta sinteza de hematii, in infectii este crecuta sinteza de granulocite etc.

Localizarea tesuturilor hematopoietice - la adult este maduva rosie osoasa = maduva rosie hematopoietica (MRH). Hematopoieza este realizata mai intai prin procese de multiplicare a celulelor stem si a celulelor precursoare, apoi urmeaza procesele de diferntiere, cand se intrerup diviziunile iar celulele exprima proteine specifice pe membrana iar in final are loc citodiaboza care consta in eliberarea celulelor mature in circulatie.

Hematopoieza este un proces autointretinut. Mecanismele de reglare a hematopoiezei sunt multe si complexe, fiind implicate molecule semnal, factori de crestere etc.

Etapele hematopoiezei

Etapa prenatalaExista mai multe locuri:

· etapa mezoblastica (mezenchimala, prehepatica) care dureaza in perioada L1-L3 de viata intrauterina (I.U.). Hematopoieza are loc in insulele sangvine din peretele sacului vitelin. Apar primii precursori ai celulelor liniei rosii, care au doua particularitati: sunt nucleate si contin Hb Gower - embrinara (a2e2).

· etapa hepatosplenica: se suprapune partial peste prima etapa, durand L2-L9 I.U. La un anumit moment este cea mai importanta (in L4-L5 I.U.) dupa care scade ca importanta datorita etapei mieloide. In L3-L4 apar granulocitele iar in L5 apar limfocitele. Precursorii liniei rosii au HbF (fetala) - a2g2. Productia de HbF scade treptat, la nastere fiind de 2% din totalul de Hb pentru ca mai tarziu sa dispara.

· etapa mieloida - debuteza semnificativ la sfarsitul L3 - inceputul L4 I.U. Ea creste ca importanta in a doua jumatate a sarcinii. Precursorii liniei rosii au HbA (adult - a2b2).

Conceptia actuala asupra hematopoiezei1. Celula stem are capacitate migratorie asemenea limfocitelor, care au origine in MRH si se gasesc

in tranzit in sangele periferic. Dintr-o celula stem rezulta 1000 de celule din sangele periferic.2. Celula stem pluripotenta are morfologia necunoscuta. Ar fi asemanatoare monocitului sau

limfocitului. 3. Celulele stem circulante pot coloniza: ajung din maduva osoasa in splina sau ficat care devin

locuri de hematopoieza extramedulara.4. Celula stem sta la originea tuturor liniilor hematopoietice. Celula stem pluripotenta reprezinta o

populatie de celule nediferentiate, capabile de diferentiere in toate liniile hematopoietice.5. Celulele stem au capacitatea de autoreinnoire. Daca o celula stem se divide, se formeaza doua

celule identice. Una o inlocuiste pe cea de provenienta, inactiva functional iar cealalta prolifereaza dand nastere elementelor figurate. Cu cat sunt mai nediferentiate, cu atat celulele au capacitate mai mare de autoreinnoire.

Descoperirea celulelor stem s-a facut la soareci, folosind celule marcate. S-a descoperit ca existau celule ce repopulau ficatul sau splina la soarecii iradiati. S-a observat ca exitau colonii de celule ce erau formate de o singura celula de origine. Aceste celule ce determinau colonii au fost numite unitati formatoare de colonii (celulele stem sunt deci colony forming units - CFU).

Exista multi factori de reglaj ce orienteaza hematopoieza spre o linie celulara. Spre exemplu eritropoietina orienteaza spre linia rosie, granulopoietina duce la formarea de granulocite iar trombopoietina duce la formarea de plachete. Cantitati crescute de eritropoietina duc la stimularea puternica a productiei de eritrocite. Deci, mecanismele de control al diviziunii si diferentierii celulelor stem sunt multe si complexe.

Nomenclatura celulelor stem

Celulele stem ce determina liniile au grad de potentialitate diferit. Spre exemplu unele celule stem pot determina toate liniile (sunt totipotente) si au viata mai lunga si capacitate de autoreinnoire crescuta. Alte celule sunt pluripotente - formeaza mai multe linii dar nu toate, altele sunt bipotente formeaza 2 linii iar altele sunt unipotente, formand o singura linie.

Se considera ca prin diviziunea celulei totipotente scade potentialitatea celulei, rezultand o celula stem pluripotenta. Dincolo de maduva spinarii exista doar celula precursoare care si-au pierdut capacitatea de reinnoire, fiind capabile doar de diferentiere.

Criterii morfologice generale pentru liniile celulareSe permite astfel incadrarea unei celule intr-o linie celulara si plasarea intr-un anumit stadiu.

Aceste criterii sunt:1. marimea celulalor: cu cat celula este mai tanara, cu atat este mai mare.2. cu cat nucleul este mai mare cu atat celula este mai tanara3. cu cat raportul nucleu / citoplasma este mai mare cu atat celula este mai tanara4. cu cat materialul nuclear este mai eucromatic (mai putin condensat) cu atat celula este mai

tanara. Aceasta se explica prin faptul ca o celula tanara transcrie cat mai multe gene pentru a le traduce in proteine.

5. Cu cat in citoplasma sunt mai multi ribozomi si RE cu atat celula este mai tanara. La MO citoplasma este cu atat mai bazofila cu cat celula este mai tanara, datorita prezentei unui numar mare de poliribozomi)

6. Cu cat celula are mai multi nucleoli cu ata ea este mai tanara. Numarul acestora poate varia: 1,2-5.

7. Existenta produsilor caracteristici unei linii celulare: granule (dupa forma, dimensiunea si afinitatea tinctoriala aacestora se poate stabili carei linii granulocitare ii apartine celula). In linia rosie, acumularea Hb in citoplasma determina aparitia acidofiliei.

Pe masura inaintarii pe linia celulara scade volumul celulei, scade volumul nucleului care devine mai compact (se transcrie un numar mai redus de gene pentru proteinele specifice), scade numarul de organite, bazofilia citoplasmei se atenueaza.

Astfel:· blast = celula tanara· cit = celula evoluata· meta = dupa· pro = inainte

Exemplu: In linia rosie, initial citoplasma este bazofila iar in final este acidofila. In etapa intermediara coexista acidofilia si bazofilia celula fiind policromatofila.

In maduva trebuie sa existe un raport fix intre precursorii unei anumite linii.

Seria rosie - eritropoieza

Celula stem ® proeritroblast ® eritroblast bazofil ® eritroblast policromatofil ® eritroblast acidofil ® eritrocit. In linia rosie nucleul este rotund. Cantitatea de ARN scade pe parcursul evolutiei datorita scaderii sintezei proteice.

Proeritroblastul· Diametru 20-25 mm· Nucleu ocupa 80% din volumul celulr, este eucromatic, prezinta mai multi nucleoli· Citoplasma este intens bazofila

Eritroblastul bazofil· Diametru 16-18 mm· Nucleu necondensat, uneori se vad nucleoli, alteori nu; uneori prezinta halou perinuclear· Citoplasma mai putin intens bazofila

Eritroblastul policromatofil· Diametru 15 mm· Nucleu destul de condensat (heterocromatina abundenta) · Citoplasma isi modifica nuanta: exista putini ribozomi si apare Hb in citoplasma, deci coexista

acidofilia si bazofilia. La ME se observa ca numarul de organite scade foarte mult.

Eritroblast ortocromatofil (aceeasi nuanta cu celula adulta - acidofil)· Diametru 10-12mm· Nucleu condensat la maxim (exista doar heterocromatina), nu are nucleoli· Citoplasma contine o cantitate crescuta de Hb care ii determina acidofilia. La ME se observa

eliminarea celor mai multe dintre organite.In stadiul final celulele expulzeaza nucleul, membrana celulara se reface si se formeaza

reticulocitul.

Reticulocitul· Diametru 7mm· Nucleu - nu exista· Citoplasma este diferita de cea a hematiilor adulte prin prezenta catorva resturi de organite

Ele raman 12-48 de ore in circulatie dupa care sunt eliminate. Se evidentiaza cu o coloratie speciala - albastru de Crecil stralucitor. Reticulocitele reprezinta 1% din elementele circulante. Un numar crescut de reticulocite arata o anemie.

Pentru seria rosie, maduva nu este un compartiment de depozit, toatee elementele liniei rosii fiind eliberate in circulatie, spre deosebire de celulele granulocitare ce pot stocate in maduva atunci cand organismul le necesita.

In maduva, raportul intre precursorii liniei rosii si precursorii linie granulocitarea este invers fata de formula leucocitara, in maduva existande de 3-4 ori mai multi precursori ai granulocitelor decat ai eritrocitelor.

Nucleii eliminati de eritroblasti sunt fagocitati de macrofagele din MRH. De aceea exista o asociere intre hematopoieza si aceste macrofage.

Timpul necesar este de 20 de ore pentru primele etape, pentru ca ultimele etape sa se desfasoare lent.

Seria granulocitara

Celula stem ® mieloblast ® promielocit ® mielocit (neutrofil, eozinofil sau bazofil) ® metamielocit (neutrofil, eozinofil sau bazofil) ® granulocit nesegmentat ® granulocit segmentat.

Mieloblast· Diametru 20 mm· Nucleu mare, usor indentat sau oval, isi modifica conturul, are cromatina laxa si multi nucleoli

raportul nucleu/citoplasma = 4 : 1, · Citoplasma este putina, are tenta bazofila si nu are granule.

Proeritroblastul seamana cu mieloblastul.

Promielocitul· Diametru 10-20 mm· Nucleu scade in volum, este compact, se observa cativa nucleoli· Citoplasma este mai multa (volumul celular fiind constant) si se detecteaza primele granulatii

(granulele primare, nespecifice, azurofile)

De la acest punct mai departe cele trei linii granulocitare se diferentiaza, dupa cum urmeaza:

Mielocitul neutrofil· Diametru 18 mm (celula isi reduce volumul)· Nucleul se compactizeaza mult, are forma ovala, uneori rotund; materialul nuclear este granulat,

heterocromatic, uneori prezinta nucleoli, alteori nu; raportul nucleu / citoplasma este 2 : 1 pana la 1 : 1.

· Citoplasma are nuanta tranzitorie intre bazofil si acidofil (albastru - rosu); prezinta ambele tipuri de granulatii

Metamielocitul neutrofil· Diametru 12-18 mm (volum relativ constant)· Nucleul - conturul sau prefigureaza forma nucleului la neutrofilul segemntat (potcoava), are

heterocromatina, nu exista nucleoli, raportul nucleu / citoplasma este 1 :1· Citoplasma isi modifica afinitatea tinctorial (unele sunt tranzitorii iar altele au citoplasam

acidofila); apar granulele specifice, secundare.

Neutrofilele nesegmentate· Diametru este mai mic, pana la 16 mm· Nucleu in banda sau sub forma de potcoava, nesegmentat· Citoplasma este la fel ca la neutrofilul adult

Din neutrofilul nesegmentat se formeaza neutrofilul segmentat si uneori neutrofilul hipersegmentat.

Mielocitul eozinofil· Diametru 18 mm· Nucleu - forma sa prefigureaza forma nucleului viitoarei celule; sinteza proteinelor incepe sa

scada, cromatin este mai agregata, uneori are nucleoli, alteori nu; raportul nucleu / citoplasma este 2 : 1 sau 1 : 1.

· Citoplasma are culoare tranzitorie (albastru-rosiatic); granulele sunt eozinofile

Metamielocitul eozinofil· Diametru 18 mm

· Nucleu are forma precis conturata (potcava, rinichi), cromatina este mai compacta; scade raportul nucleu / citoplasma pana la 1 : 1

· Citoplasma este acidofila, granulele sunt numeroase cantitativ

Eozinofilul nesegmentat (tanar)· Diametru 16 mm· Nucleu cu forma de potcoava, raportul nucleu / citoplasma este 1 : 1· Citoplasma este identica cu cea a eozinofilului matur

Mielocitul bazofil· Diametru 18 mm· Nucleu oval sau indentat, cromatina usor impachetata, raportul nucleu / citoplasma este 2 : 1

pana la 1 : 1· Citoplasma are tenta albastruie, moderata cantitativ si apar granule specifice, intens colorate

Metamielocitul bazofil· Diametru 18 mm· Nucleu in forma de potcoava, cromatina intens colorata, nucleolii nu se vad; scade usor raportul

nucleu / citoplasma· Citoplasma are tenta albastruie si granule specifice in numar mare

Bazofilul tanar nesegmentatAre toate caaracteristicile bazofilului adult mai putin forma nucleului care este alungita,

nesegmentata.

Seria monocitara

Celula stem ® monoblast ® monocit tanar ® monocit adult

Monoblastul· Diametru 12-20 mm (se pastreaza pe toata seria)· Nucleu este rotund, oval, usor plicaturat, compactat, volumul sau scazand de-a lungul liniei

monocitare; raportul nucleu / citoplasma este 4 : 1.· Citoplasma este bazofila, nu se vad granulatii

Monocitul tanar· Diametru 12-20 mm· Nucleu cu forma si aspect apropiat de cel adult (plicaturat cu cromatina dispusa in tabla de sah),

nucleolul finnd uneori prezent; raportul nucleu / citoplasma 3 : 1 pana la 2 : 1· Citoplasma devine abundenta datorita compactarii nucleului, are tenta bazofila, exista granule

fine, azurofile, vizibile la limita de rezolutie a MO.

Seria limfocitara

Celula stem ® limfoblast ® limfocit tanar ® limfocit adultNu toate etapele de diferentiere au loc in MRH, unele limfocite diferentiindu-se si in timus.

Limfoblastele

· Diametru 20 mm (celula mare)· Nucleu este mai putin compactat, prezinta 1-2 nucleoli; se pastreaza raportul nucleu / citoplasma

de 4 : 1 pe toata linia (caracteristica a limfocitelor)· Citoplasma este putina si bazofila; nu se vad granule citoplasmatice

Limfocitul tanar· Diametru 9-18 mm (dupa populatia careia ii apartin d.p.d.v morfologic - mari, intermediare,

mici)· Nucleu este dens, fixeaza o cantitate mare de colorant bazic, are rar nucleoli· Citoplasma - nu se identifica prezenta granulelor

Seria trombocitara (plachetara)

Celula stem ® megacarioblast ® promegacariocit ® megacariocit trombocitogen ® trombocite.

Precursorii au talie foarte foarte mare, iar diametrul lor creste pe masura ce se apropie de faza finala. Nucleul este foarte mare si creste in dimensiuni de-a lungul liniei deoarece precursorii isi multiplica numarul de cromozomi fara diviziune. Se obtin celule cu grad inalt de ploidie.

Megacarioblastul· Diametru 50 mm· Nucleu cu mai multi nucleoli, cromatina este putin compactata; raportul nucleu / citoplasma este

de 4 : 1· Citoplasma este bazofila

Promegacariocitul· Diametru 80 mm· Nucleu cu cromatina mai compacata dar oricum laxa, raportul nucleu / citoplasma variaza de la 4

: 1 pana la 1 : 1· Citoplasma cu mici granule azurofile

Megacariocitul trombocitogen· Diametru pana la 160 mm· Nucleu lobulat, intens impachetat, colorat bazic, fara nucleoli; raportul nucleu / citoplasma

variaza de la 1 : 1 pan la 1 : 12· Citoplasma are o tenta palid albastruie cu granule azurofile distribite uniform

La sfarsitul perioadei de diferentiere megacarioblastele se ataseaza la peretele vascular, membrana lor emite prelungiri plicaturate, trec prin peretele vascular iar fluxul snagvin detaseaza din citoplasma megacariocitului plachete. Daca cea mai mare parte a megacariocitului.................. de autodistrugere...........

Prezenta acestor celule este evidentiata prin frotiu de MRH.Exista un raport considerat normal intre precursori care constituie mielograma

(medulograma).· 1 mmc MRH contine 70.000 - 100.000 de cariocite.· granulocite: neutrofile 50-93%

eozinofile 1-7%bazofile - rare

· eritrocite - 13-25,5% - la 100 de granulocite· limfocite 1-10 % - la 100 de granulocite

· monocite, plasmocite, histiocite - 3-10% - la 100 de granulocite· megacariocite 1-8‰ - la 100 de granulocite

Aceste valori sunt variabile.