HEMOPOESA. Periody krvetvorby, kmenové a progenitorové buňky; regulace hemopoesy. Ústav histologie a embryologie

Transkript

1 HEMOPOESA Periody krvetvorby, kmenové a progenitorové buňky; regulace hemopoesy Ústav histologie a embryologie MUDr. Radomíra Vagnerová, CSc. Předmět: Obecná histologie a obecná embryologie B02241 Přednášky 2. paralelka 18. a Přednášková presentace je určena výhradně pro osobní studium studentů 1. LF UK

2 PERIODY HEMOPOESY Mesoblastová perioda od 3. týdne do 3. měsíce prenatálního vývoje krevní ostrůvky v extraembryonálním mesodermu žloutkového váčku a později v mesenchymu embrya Hemangioblasty - společné prekursory endotelových i krevních buněk (jejich vznik indukuje růstový faktor cévního endotelu VEGF -vascular endothelial growth factor) Hemopoetické kmenové buňky - dočasná populace Angioblasty prekursory endotelových buněk mesoderm (mesenchym) endotel extraembryonální mesoderm hemangioblasty hemopoetické kmenové buňky angioblasty primitivní krvinky entoderm žloutkového váčku Larsen s Human Embryology, Schoenwolf et al., 2009

3 Hepatolienální perioda mezi 2. a 8. měsícem nitroděložního vývoje - diferenciace krvinek v játrech (hlavní krvetvorný orgán) a ve slezině Definitivní hemopoetické kmenové buňky (šipka) - vznikají v mesenchymu okolo aorty v úrovni plica urogenitalis - AGM oblast (aortic-gonad-mesonephros region) - osídlují játra - hlavní fetální hemopoetický orgán - později se dostávají do kostní dřeně vyvíjejících se kostí - definitivní krvetvorná tkáň Imunocytochemický průkaz hemopoetických kmenových buněk ve ventrální stěně dorsální aorty AGM oblasti 35denního lidského embrya. Larsen s Human Embryology, Schoenwolf et al., 2009 fetální erytrocyty Fetální játra - - hemopoesa J.B. Kerr, Functional Histol, 2010

4 Dřeňová (medulární) perioda - od 4. měsíce prenatálního vývoje probíhá hemopoesa v kostní dřeni, kde pokračuje po narození krevní sinusoidy (cirkulující a novotvořené buňky) hemopoetická tkáň (vývojová stádia krevních buněk a trombocytů) megakaryocyty J.B. Kerr, Functional Histol, 2010

5 HEMOPOESA ŽLOUTKOVÝ VÁČEK JÁTRA KOSTNÍ DŘEŇ SLEZINA Schéma: Histology, Rossa, Pawlina, 2006 měsíce těhotenství porod

6 KOSTNÍ DŘEŇ STROMA retikulární vazivo HEMOPOETICKÉ BUŇKY pluripotentní kmenové buňky (HKB) progenitorové buňky vývojová stádia krevních buněk a trombocytů MAKROFÁGY ADIPOCYTY (žlutá kostní dřeň) KREVNÍ FENESTROVANÉ KAPILÁRY (sinusoidy)

7 Červená kostní dřeň - hemopoeticky aktivní tkáň (proliferace a diferenciace krevních buněk) Výskyt - epifysy humeru a femuru, těla obratlů, sternum, žebra, lopatky, lopaty kosti kyčelní, kosti lebky Žlutá kostní dřeň - hemopoeticky neaktivní tkáň převládají adipocyty (tukové buňky), postupně dojde ke kompletní přestavbě v tukovou tkáň Výskyt - dřeňová dutina dlouhých kostí u dospělých Za určitých podmínek (velká ztráta krve) má žlutá kostní dřeň schopnost diferencovat se opět v červenou kostní dřeň (rezervní kostní dřeň)

8 Kostní dřeň Vyplňuje prostory mezi trámci spongiosní kosti Stroma - retikulární vazivo - retikulární buňky (specializované fibroblasty) - produkují cytokiny a další růstové faktory - síť retikulárních vláken Makrofágy - fagocytosa nezralých apoptotických buněk a produkce cytokinů Ostrůvky hemopoetických (H) a zralých buněk Krevní sinusoidy (S) - velké fenestrace, nesouvislá lamina basalis, nesouvislá vrstva výběžků retikulárních buněk a retikulárních vláken kost endost adipocyty arterie ČERVENÁ KOSTNÍ DŘEŇ ŽLUTÁ KOSTNÍ DŘEŇ J.B. Kerr, Functional Histol, 2010

9 HEMOPOEZA probíhá výhradně v extravazálním prostoru kostní dřeně ERYTROPOESA - vývoj erytrocytů LEUKOPOESA - vývoj leukocytů GRANULOPOESA MYELOIDNÍŘADA - vývoj granulocytů (polymorfonukleárů) AGRANULOPOESA LYMFOIDNÍŘADA vývoj agranulocytů LYMFOPOESA MONOPOESA TROMBOCYTOPOESA - vývoj trombocytů

10 PŮVOD KREVNÍCH BUNĚK Odvozeny z jedné populace pluripotentních hemopoetických kmenových buněk HKB (dají se izolovat z pupečníkové krve, fetálních jater, fetální a dospělé kostní dřeně) - nediferencované buňky, schopné celoživotního obnovování Dalšími mitózami se HKB dělí a vlivem cytokinů - hemopoetických růstových (diferenciačních) faktorů - CSF (colony stimulating factors) se diferencují ve dvě hlavní kolonie - CFU (-colony forming units) multipotentních progenitorových buněk - multipotentní myeloidní progenitorové buňky (CMP) pro erytrocyty, granulocyty, monocyty a megakaryocyty - multipotentní lymfoidní progenitorové buňky (CLP) pro lymfocyty(t, B) a pro NK buňky (natural killer cells) Při studiu hemopoesy in vitro v tkáňových kulturách byly progenitorové buňky popsané jako kolonie formující jednotky (CFU). Opakované dělení těchto buněk je stimulováno cytokiny (colony stimulating factors, poetiny, interleukiny)

11 Oligopotentní (bipotentní) progenitorové buňky - linie buněk určující diferenciaci dvou typů buněk - pro megakaryocyty a erytrocyty (MEP) - pro granulocyty a monocyty (GMP), event. dendritické buňky (antigen prezentující buňky) Unipotentní progenitorové buňky Buňky, určující vývojovéřady jednotlivých typů krevních elementů - progenitory erytrocytů-erp, megakaryocytů-mgp, monocytů-mop, eosinofilů-eop, basofilů a heparinocytů-bmcp, neutrofilů-nop, Prekursorové buňky - vykazují zřetelné specifické morfologické znaky, rozlišitelné na nátěru z kostní dřeně proerytroblast, myeloblast, monoblast, lymfoblast, megakaryoblast

12 PLURIPOTENTNÍ HEMOPOETICKÁ KMENOVÁ BUŇKA (HKB) MULTIPOTENTNÍ PROGENITOROVÁ MYELOIDNÍ BUŇKA (CMP) MULTIPOTENTNÍ PROGENITOROVÁ LYMFOIDNÍ BUŇKA (CLP) oligopotentní progenitorová buňka (erytrocyty a megakaryocyty) oligopotentní progenitorová buňka (monocyty a granulocyty) unipotentní progenitorové b. ErP MGP MoP EoP BaP NP Progenitor NK prekursorové buňky proerytroblast megakaryoblast monoblast Eo Ba N myeloblast progenitor dendritických buněk B-lymfoblast T-lymfoblast periferní krev ery megakaryocyt Mo Eo Ba N trombocyty B-ly T-ly NK pojiva - vazivo progenitor heparinocytů (slezina) vývojová řada Plasm.b. T-ly NK makrofág Eo heparinocyt neutrofil dendrit. b. erytrocytů, megakaryocytů monocytů, granulocytů, heparinocytů, dendritických buněk lymfocytů Schéma: Histology, Ross, Pawlina, 2011

13 Řízení a regulace krvetvorby Regulační mechanismy - proliferace - diferenciace - dozrávání buněk - apoptosy Cytokiny - většinou produkované retikulárními buňkami, - v ledvinách ERYTROPOETIN - v játrech TROMBOPOETIN - hemopoetické růstové (diferenciační) faktory - CSF (colony stimulating factors) - produkované CFU (colony forming unit) - interleukiny - cirkulují v krvi, působí v malých koncentracích a váží se na specifické receptory jednotlivých cílových buněk