Rozvoj Krev
Krvetvorné kmenové buňky sídlí v kostní dřeni a mají jedinečnou schopnost diferencovat do zralých krevních buněčných typů.
Vzdělávací Cíle
Popsat vývojové aspekty krve
Klíčové Takeaways
Klíčové Body
- Hematopoetických kmenových buněk (HSCs) jsou self-obnovují. Když proliferují, alespoň některé z jejich dceřiných buněk zůstávají jako HSC, takže skupina kmenových buněk se nevyčerpá. Proces vývoje různých krevních buněk od HSC až po zralé buňky se nazývá hematopoéza.
- lymfocyty jsou základním kamenem adaptivního imunitního systému. Běžně známé jako bílé krvinky pocházejí z běžných lymfoidních progenitorů. Lymfoidní linie je primárně složena z T-buněk a B-buněk.
- erytrocyty nebo červené krvinky jsou odvozeny od běžných myeloidních progenitorů. Myelocyty, které zahrnují granulocyty, megakaryocyty a makrofágy, pocházejí z běžných myeloidních progenitorů. Jsou zapojeni do tak rozmanitých rolí, jako je vrozená imunita, adaptivní imunita a srážení krve.
- při vývoji embryí dochází k tvorbě krve v agregátech krevních buněk v žloutkovém vaku zvaném krevní ostrovy. Jak vývoj postupuje, dochází k tvorbě krve ve slezině, játrech a lymfatických uzlinách. Když se vyvíjí kostní dřeň, předpokládá úkol tvořit většinu krevních buněk těla.
- jak kmenová buňka zraje, prochází změnami v genové expresi, které omezují typy buněk, které se mohou stát, a přibližují ji ke konkrétnímu typu buňky.
- Vaskulogeneze je tvorba časné vaskulatury genetickými faktory, pocházející z krevních ostrovů embryonálního žloutkového vaku.
- produkce červených a bílých krvinek je u zdravých lidí regulována s velkou přesností. Produkce granulocytů se během infekce rychle zvyšuje.
klíčové pojmy
- krevní ostrovy: Struktury ve vyvíjejícím se embryu, které vedou k mnoha různým částem oběhového systému.
- hematopoeisis: biologický proces, při kterém se v dřeni vytvářejí nové krvinky z hematopoetických kmenových buněk (HSCs). Všechny složky buněčné krve jsou odvozeny od HSCs.
- hemangioblast: primitivní mezodermální buňka, která je prekurzorem endotelových buněk a krve.
hematopoetické kmenové buňky (HSC) sídlí v kostní dřeni a mají jedinečnou schopnost vést ke všem různým typům zralých krvinek.
Role HSCs
HSCs se obnovují samy. Když proliferují, alespoň některé z jejich dceřiných buněk zůstávají jako HSC, takže skupina kmenových buněk se nevyčerpá. Ostatní dcery HSCs, myeloidní a lymfoidní progenitorové buňky, se může každý dopustit, aby některý z alternativních diferenciace dráhy, které vedou k produkci jednoho nebo více specifických typů krevních buněk, ale nemůže self-obnovit. Jedná se o jeden z životně důležitých procesů v těle. Vývoj různých krevních buněk od HSC až po zralé buňky se nazývá hematopoéza.
Hematopoiesis: A comprehensive diagram showing the development of different blood cells from hematopoietic stem cell to mature cells.
Krevní buňky jsou rozděleny do tří linií:
- Erytrocyty jsou kyslíku-nést červených krvinek odvozené od společných myeloidních progenitorů.
- lymfocyty jsou základním kamenem adaptivního imunitního systému. Běžně známé jako bílé krvinky, jsou odvozeny od běžných lymfoidních progenitorů. Lymfoidní linie je primárně složena z T-buněk a B-buněk.
- Myelocytů, které patří granulocyty, megakaryocytů, a makrofágy, jsou odvozeny od společných myeloidních progenitorů a podílí se tak rozmanitých rolí jako vrozená imunita, adaptivní imunita, a srážení krve.
Umístění
V vyvíjející se embrya, tvorbu krve dochází v agregáty krevních buněk v žloutkového váčku, tzv. krevní ostrůvky. Jak vývoj postupuje, dochází k tvorbě krve ve slezině, játrech a lymfatických uzlinách. Když se vyvíjí kostní dřeň, nakonec převezme úkol tvořit většinu krevních buněk pro celý organismus. K zrání, aktivaci a určité proliferaci lymfoidních buněk však dochází v sekundárních lymfoidních orgánech, jako je slezina, brzlík a lymfatické uzliny. U dětí se hematopoéza vyskytuje v dřeni dlouhých kostí, jako je femur a holenní kosti. U dospělých se vyskytuje hlavně v pánvi, lebce, obratlích a hrudní kosti.
Zrání
Jako kmenové buňky dozrává, prochází změnami v genové expresi, které omezují buněčné typy, které se může stát a pohybovat se blíže na konkrétní typ buňky. Tyto změny lze často sledovat sledováním přítomnosti proteinů na povrchu buňky. Každá následující změna posouvá buňku blíže ke konečnému typu buňky a dále omezuje její potenciál stát se jiným typem buňky.
stanovení
zdá se, že stanovení buněk je diktováno umístěním diferenciace. Například, brzlík poskytuje ideální prostředí pro thymocytů diferencovat do různých funkčních T-buněk. Pro kmenové buňky a jiné nediferencované krevní buňky v kostní dřeni jsou krevní buňky náhodně určeny ke specifickým typům buněk. Hematopoetické mikroprostředí převažuje nad některými buňkami, aby přežily a některé provedly apoptózu a zemřely. Regulací této rovnováhy mezi typy buněk může kostní dřeň změnit množství různých buněk, které mají být produkovány.
Hematopoetického Růstového Faktoru
Červených a bílých krvinek je regulována s velkou přesností u zdravých lidí, a produkci granulocytů se rychle zvýšil v průběhu infekce. Kolonie stimulující faktory (Csf) jsou glykoproteiny vylučované, které se vážou na receptorové proteiny na povrchu hematopoetických kmenových buněk, čímž se aktivuje intracelulární signální dráhy, které mohou způsobit buňky k proliferaci a diferenciaci na konkrétní druh krevní buňky.
erytropoetin je nutný, aby se myeloidní progenitorová buňka stala erytrocytem. Na druhé straně trombopoetin způsobuje, že myeloidní progenitorové buňky se diferencují na megakaryocyty, které produkují krevní destičky.
vývoj vaskulatury
vývoj oběhového systému se zpočátku vyskytuje procesem vaskulogeneze. Vaskulogeneze je tvorba časné vaskulatury, stanovené genetickými faktory. Krevní ostrovy se tvoří v žloutkovém vaku embrya buněčnou diferenciací hemangioblastů na endotelové buňky. Dále se kapilární plexus tvoří, když endotelové buňky migrují ven z krevních ostrovů a tvoří náhodnou síť spojitých pramenů. Tyto prameny pak procházejí procesem zvaným lumenizace, spontánním přeskupením endotelových buněk z pevné šňůry do duté trubice. Lidský arteriální a žilní systém se vyvíjí z různých embryonálních oblastí. Zatímco arteriální systém se vyvíjí hlavně od aortální oblouky, žilního systému vzniká ze tří bilaterální žíly v průběhu týdnů 4 až 8 lidského rozvoje.
Fáze vaskulárního vývoje: rostoucí vaskulatura v embryu je zvýrazněna oranžově.
Angiogeneze také přispívá ke složitosti původní sítě; endoteliální pupeny formulář vysunutí-jako proces vyzváni exprese vaskulárního endoteliálního růstového faktoru (VEGF). Tyto endoteliální buňky rostou od mateřské lodi tvoří menší dcera plavidla dosahující do nových území. Angiogeneze je obecně zodpovědná za kolonizaci jednotlivých orgánových systémů krevními cévami, zatímco vaskulogeneze stanoví počáteční potrubí sítě.