grænseløs anatomi og fysiologi

udvikling af blod

hæmatopoietiske stamceller befinder sig i knoglemarven og har den unikke evne til at differentiere til alle modne blodcelletyper.

hæmatopoietiske stamceller (HSC ‘ er) bor i knoglemarven og har den unikke evne til at give anledning til alle de forskellige modne blodcelletyper.

HSC ‘ernes rolle

HSC’ er er selvfornyende. Når de spredes, forbliver i det mindste nogle af deres datterceller som HSC ‘ er, så puljen af stamceller bliver ikke udtømt. De andre døtre af HSC ‘ er, myeloide og lymfoide stamceller, kan hver forpligte sig til en hvilken som helst af de alternative differentieringsveje, der fører til produktion af en eller flere specifikke typer blodlegemer, men kan ikke selvfornyes. Dette er en af de vitale processer i kroppen. Udviklingen af forskellige blodlegemer fra HSC ‘ er til modne celler kaldes hæmatopoiesis.

Hematopoiesis: A comprehensive diagram showing the development of different blood cells from hematopoietic stem cell to mature cells.

blodceller er opdelt i tre slægter:

• erythrocytter er iltbærende røde blodlegemer afledt af almindelige myeloide forfædre.
• lymfocytter er hjørnestenen i det adaptive immunsystem. Almindeligvis kendt som hvide blodlegemer, er de afledt af almindelige lymfoide forfædre. Den lymfoide afstamning består primært af T-celler og B-celler.
• myelocytter, der inkluderer granulocytter, megakaryocytter og makrofager, stammer fra almindelige myeloide forfædre og er involveret i så forskellige roller som medfødt immunitet, adaptiv immunitet og blodkoagulation.

steder

ved udvikling af embryoner forekommer bloddannelse i aggregater af blodlegemer i æggesækken, kaldet blodøer. Efterhånden som udviklingen skrider frem, forekommer bloddannelse i milten, leveren og lymfeknuderne. Når knoglemarv udvikler sig, påtager det sig til sidst opgaven at danne de fleste blodceller for hele organismen. Imidlertid forekommer modning, aktivering og en vis spredning af lymfoide celler i sekundære lymfoide organer, såsom milten, thymus og lymfeknuder. Hos børn forekommer hæmatopoiesis i marven af de lange knogler, såsom lårbenet og tibia. Hos voksne forekommer det hovedsageligt i bækkenet, kraniet, ryghvirvlerne og brystbenet.

modning

når en stamcelle modnes, gennemgår den ændringer i genekspression, der begrænser de celletyper, den kan blive, og flytter den tættere på en bestemt celletype. Disse ændringer kan ofte spores ved at overvåge tilstedeværelsen af proteiner på overfladen af cellen. Hver efterfølgende ændring flytter cellen tættere på den endelige celletype og begrænser yderligere dens potentiale til at blive en anden celletype.

bestemmelse

Cellebestemmelse synes at være dikteret af placeringen af differentiering. For eksempel giver thymus et ideelt miljø for thymocytter til at differentiere sig til en række funktionelle T-celler. For stamceller og andre udifferentierede blodlegemer i knoglemarven bestemmes blodceller tilfældigt til specifikke celletyper. Det hæmatopoietiske mikromiljø hersker over nogle af cellerne for at overleve og nogle til at udføre apoptose og dø. Ved at regulere denne balance mellem celletyper kan knoglemarv ændre mængden af forskellige celler, der skal produceres.

hæmatopoietisk vækstfaktor

produktion af røde og hvide blodlegemer reguleres med stor præcision hos raske mennesker, og produktionen af granulocytter øges hurtigt under infektion. Kolonistimulerende faktorer (CSF ‘ er) udskilles glycoproteiner, der binder til receptorproteiner på overfladerne af hæmatopoietiske stamceller og derved aktiverer intracellulære signalveje, der kan få cellerne til at proliferere og differentiere til en bestemt slags blodcelle.

Erythropoietin er nødvendig for, at en myeloid stamcelle kan blive en erytrocyt. På den anden side får trombopoietin myeloide stamceller til at differentiere sig til megakaryocytter, der producerer blodplader.

udvikling af vaskulatur

udviklingen af kredsløbssystemet forekommer oprindeligt ved vaskulogeneseprocessen. Vaskulogenese er dannelsen af tidlig vaskulatur, der er nedlagt af genetiske faktorer. Blodøer dannes i æggesækken af et embryo ved cellulær differentiering af hæmangioblaster til endotelceller. Dernæst dannes kapillærpleksen, når endotelceller vandrer udad fra blodøer og danner et tilfældigt netværk af kontinuerlige tråde. Disse tråde gennemgår derefter en proces kaldet lumenisering, den spontane omlejring af endotelceller fra en fast ledning til et hult rør. De menneskelige arterielle og venøse systemer udvikler sig fra forskellige embryonale områder. Mens arteriesystemet hovedsageligt udvikler sig fra aortabuerne, opstår det venøse system fra tre bilaterale vener i uge 4 til 8 af menneskelig udvikling.

stadier af vaskulær udvikling: den voksende vaskulatur i embryoet fremhæves i orange.

angiogenese bidrager også til kompleksiteten af det oprindelige netværk; endotelknopper dannes ved en ekstruderingslignende proces, der fremkaldes af ekspressionen af vaskulær endotelvækstfaktor (VEGF). Disse endotelknopper vokser væk fra moderskibet for at danne mindre datterfartøjer, der når ind i nyt territorium. Angiogenese er generelt ansvarlig for kolonisering af individuelle organsystemer med blodkar, mens vaskulogenese fastlægger de indledende rørledninger i netværket.