Die Hämatopoese (aus dem Griechischen αἷμα, αίματος "Blut" und ποιεῖν: Herstellung) ist der physiologische Prozess der Produktion von Blutzellen oder gebildeten Elementen des Blutes.
Bei gesunden Erwachsenen entspricht die tägliche Produktion 10 11 bis 10 12 neu gebildeten Blutzellen, die eine äquivalente Anzahl seneszierender Zellen ersetzen, die am Ende ihrer Lebensdauer zerstört werden. Somit ist die Hämatopoese eine regulierte Zellerneuerung, die es ermöglicht, die Anzahl der Blutzellen konstant zu halten .
Alle Elemente des Blutes stammen von einem einzigen Zelltyp: hämatopoetischen Stammzellen (HSC). Die Hämatopoese beschreibt die aufeinanderfolgenden Stadien der Proliferation und Differenzierung dieser multipotenten Stammzellen , wobei mehrere Generationen von Vorläufern und Vorläufern erzeugt werden, deren terminale Differenzierung die drei Linien reifer Blutzellen liefert: Erythrozyten , Leukozyten und Thrombozyten .
Die Kenntnis der zellulären und molekularen Mechanismen der Hämatopoese stellt ein Gebiet von Interesse in der biomedizinischen Forschung dar, da die Möglichkeit, den gesamten Prozess in vitro zu reproduzieren, den Weg für eine Produktion von Blut und künstlichen Blutderivaten in großem Maßstab ebnen würde, die es schließlich schaffen könnten möglich, die für die Transfusionsmedizin spezifischen Einschränkungen zu überwinden .
Die Hämatopoese findet beim Menschen nach der Geburt im Knochenmark statt, insbesondere bei Erwachsenen nur im Brustbein, in den Beckenknochen und im Femurkopf. Sie sind daher Einstichstellen bei Verdacht auf hämatopoetische Probleme. Vor der Geburt findet die Hämatopoese zuerst auf den Blutinseln des Dottersacks und dann in Leber, Milz und Lymphknoten statt.
Die Ausbildung von CSH erfolgt in mehreren Phasen und an mehreren Orten:
Beim Menschen findet dieser Prozess in den ersten 70 Schwangerschaftstagen statt.
Stammzellen differenzieren sich zu Vorläufern, die selbst drei Differenzierungsprozesse durchlaufen :
Die Erythropoese ist das Verfahren zur Herstellung roter Blutkörperchen .
Wir gehen sukzessive von einem Proerythroblasten (große kernhaltige Zelle mit einem Durchmesser von 20 Mikrometern) zu einem Erythroblasten über, der zuerst basophil, polychromatophil und schließlich acidophil ist (während dieser Differenzierung kommt es zu einer Alkalisierung des Zellmediums, da die Anzahl der Ribosomen abnimmt und zunimmt Hämoglobinspiegel ). Während der Differenzierung nimmt die Größe des Kerns ab (durch Kondensation) und der Ausstoß des Kerns in dem Stadium, das auf den acidophilen Erythroblasten folgt: Wir haben dann eine anukleierte Zelle, die noch einige Organellen ( Mitochondrien , Ribosomen) enthält, die Retikulozyten genannt werden. Der Retikulozyt beendet seine Differenzierung im Blut und wird zu einem Erythrozyten (= rote Blutkörperchen oder rote Blutkörperchen ). Erythrozyten haben keine Organelle mehr und keinen Kern mehr, weil ihre Form so gut an ihre Funktion angepasst ist, dass ein internes Kontrollsystem nicht notwendig erscheint.
Erythrozyten sind Zellen mit einem Durchmesser von etwa 7 Mikrometern, die etwa 120 Tage lang funktionieren und sich nicht teilen können. Ihre Erneuerung ist nur durch den Prozess der Erythropoese möglich, der etwa eine Woche dauert. Erythropoese wird durch Erythropoietin (stimulierte EPO ), Schilddrüsenhormone und Androgene : der letzterer Faktor erklärt , warum die Zahl der roten Blutkörperchen pro Milliliter Blut ist größer bei Männern als bei Frauen (seit dem Androgenspiegel, zB Testosteron , ist höher bei Männern) . Das Phänomen der Erythropoese nimmt auch in großer Höhe zu: Sauerstoffmangel (O 2)) in der Höhe stimuliert das Knochenmark, das daher mehr rote Blutkörperchen synthetisiert, um die Kapazität des Blutes in O 2 zu erhöhen. Dieses Phänomen tritt nach einem Aufenthalt von etwa zwei Wochen in der Höhe auf. Aus diesem Grund trainieren einige Athleten in der Höhe, um ihre Blutkonzentration in roten Blutkörperchen zu erhöhen und eine bessere Leistung bei der Rückkehr in die Ebene zu erzielen (dank einer O 2 -Transportkapazität). wurde - vorübergehend - wichtiger).
Die Leukopoese ist der Prozess, der den vollen Platz im Knochenmark einnimmt und die Herstellung von Leukozyten (weiße Blutkörperchen =) unter dem Einfluss von Interleukinen und "Colony Growth Factors" (CSFs) ermöglicht. Die verschiedenen Interleukine sind nach Zahlen aufgelistet, während die Wachstumsfaktoren nach den Leukozyten benannt sind, die sie stimulieren.
Es gibt drei Hauptklassen von Leukozyten:
Die Thrombozytopoese ist das Verfahren zur Herstellung von Wafern . Ein Megakaryoblast differenziert sich zu einem basophilen Megakaryozyten, der selbst sukzessive zu einem thrombozytogenen Megakaryozyten (= körniger Megakaryozyt) und dann zu einem Satz von Blutplättchen (sehr kleiner Durchmesser: 2 bis 4 Mikrometer) wird: Es ist das Zytoplasma des körnigen Megakaryozyten, das fragmentiert.
Im Gegensatz zu Erythrozyten nimmt bei der Differenzierung die Größe der Megakaryoblasten und dann der Megakaryozyten zu: Die Blutplättchen resultieren aus dem Zerfall des megakaryozytären Zytoplasmas. Der intrazelluläre pH-Wert säuert auch während des Differenzierungsprozesses an.
Die Thrombopoese dauert ungefähr 8 bis 10 Tage und die Lebensdauer eines Blutplättchens beträgt 10 Tage. Es wird durch Thrombopoietin stimuliert. Acetylsalicylsäure (Aspirin) bindet an die Blutplättchen: Um vollständig aus dem Körper ausgeschieden zu werden, dauert es etwa 10 Tage, bis sich die Blutplättchen erneuert haben.
Im embryonalen Stadium ist der Prozess der Hämatopoese sehr primitiv (ähnlich dem von Vögeln, Hühnern ...) und findet außerhalb des Embryos statt: im Dottersack (wo Stammzellen ihn produzieren).
Am Ende des ersten Trimesters (wenn die Organogenese den Beginn des fetalen Stadiums markiert) gelangen Stammzellen in den Embryo und werden in die mesoaortische Region (neben der Nabelschnur) integriert.
Während der fetalen Periode tritt eine Hämatopoese in Leber und Milz auf . Das dominierende Hämoglobin ist fötales Hämoglobin .
Am Ende des zweiten Trimesters beginnt die Hämatopoese im Knochenmark zu stattfinden , wird dort immer wichtiger, so dass sie nach der Geburt nur im Knochenmark produziert wird (außer in bestimmten pathologischen Situationen, in denen beispielsweise das Knochenmark fibrotisch wird kann keine Hämatopoese mehr durchführen und Milz und Leber beginnen erneut damit).
Knochenmark ist bis zu 4 Jahre in allen Knochen aktiv. Dann ist es für flache und kurze Knochen reserviert.
Das Brustbein (Sternumkopf) und das Becken werden am häufigsten bei Knochenmarkpunktionen verwendet, da sie leichter zugänglich und kostengünstig sind.
Sie sind häufig auf einen Überschuss oder einen Defekt der Bildung bestimmter Blutzellen zurückzuführen, was nach Eine Hämopathie der Blutzellen (Tumor), eine Aplasie der roten Blutkörperchen ergibt.
Die Rolle der Blutzellen besteht hauptsächlich darin, den Nährstoff O 2 zu transportierenund die Beseitigung eines Teils des CO 2durch die roten Blutkörperchen, Blutstillung durch Thrombozyten und Immunabwehr; Die Aplasie eines Blutzelltyps führt zu einem Versagen der dafür vorgesehenen Funktion und führt hauptsächlich zu Müdigkeit, leichter Blutung und einem höheren Infektionsrisiko. Diese Aplasien können auf einen Mangel an bestimmten Elementen zurückzuführen sein: Der Mangel an wichtigem Eisen führt zu Anämie , der Mangel an Folsäure und Vitamin B12 kann ebenfalls Aplasien verursachen.