¿Qué es la médula ósea, por qué se puede trasplantar a pacientes con cáncer y cuáles son las desventajas de donar médula ósea? ¿Duele?
Durante las etapas embrionaria e infantil, toda la médula ósea tiene función hematopoyética. Debido a que es rica en sangre, parece roja a simple vista, de ahí el nombre de médula ósea roja. A partir de los seis años aproximadamente, la médula ósea en la cavidad medular de los huesos largos es reemplazada gradualmente por tejido adiposo, adquiriendo un color amarillo rojizo y perdiendo su función hematopoyética, lo que se denomina médula ósea amarilla. La médula ósea roja adulta se encuentra únicamente en una red de hueso esponjoso (Figura: Patrón estructural del hueso).
En algunos casos especiales, como en la anemia grave, la médula ósea amarilla puede “tener ambas” y convertirse en médula ósea roja con función hematopoyética.
Materiales de referencia:
La médula ósea y la hematopoyesis
Varias células sanguíneas tienen una vida útil determinada. La vida útil promedio de los glóbulos rojos es de aproximadamente 120 días, y la vida útil promedio es de aproximadamente 120 días. La vida útil de los glóbulos blancos es de días, semanas o años. Las células sanguíneas continúan envejeciendo y muriendo, y se reponen constantemente con nuevas células sanguíneas, manteniendo en un equilibrio dinámico la cantidad y calidad de las células sanguíneas en la circulación sanguínea periférica.
Las células sanguíneas humanas se producen primero en islas de sangre en la pared del saco vitelino embrionario. En la sexta semana de vida embrionaria, las células madre hematopoyéticas trasplantadas del saco vitelino al hígado comienzan a formar sangre. Entre el cuarto y quinto mes, las células madre hematopoyéticas del bazo proliferan y se diferencian para producir diversas células sanguíneas. Desde la etapa embrionaria tardía hasta la vida posnatal, la médula ósea se convierte en el órgano hematopoyético primario, dando lugar a los linajes eritroides, granulocíticos, monocitos y megacariocitos-plaquetas; estos linajes celulares se denominan componente mieloide; Los órganos linfoides como el bazo, los ganglios linfáticos y el tejido linfoide producen componentes linfoides.
(1) La estructura de la médula ósea
La médula ósea se encuentra en la cavidad de la médula ósea y representa alrededor del 4-6 del peso corporal. Es el órgano hematopoyético más grande. en el cuerpo humano. La médula ósea se divide en médula ósea roja y médula ósea amarilla. La médula ósea de fetos y bebés es médula ósea roja. A partir de los 5 años aproximadamente, aparece tejido graso en la cavidad medular de los ejes de los huesos largos, que aumenta con la edad y se denomina médula ósea amarilla. En los adultos, la médula roja y amarilla constituyen aproximadamente la mitad. La médula ósea roja se distribuye principalmente en huesos planos, huesos irregulares y huesos esponjosos de epífisis largas, y tiene una función hematopoyética activa. Solo hay una pequeña cantidad de células sanguíneas inmaduras en la médula ósea amarilla, por lo que aún mantiene el potencial hematopoyético y puede convertirse en médula ósea roja para la hematopoyesis cuando el cuerpo lo necesita.
La médula ósea roja está compuesta principalmente por tejido hematopoyético y sinusoides sanguíneos.
1. El tejido hematopoyético está compuesto principalmente por tejido conectivo reticular y células hematopoyéticas. Las células reticulares y las fibras reticulares forman una red de tejido hematopoyético. La malla está llena de células sanguíneas en distintas etapas de desarrollo, así como de una pequeña cantidad de células madre hematopoyéticas, macrófagos, adipocitos y células mesenquimales.
Actualmente se cree que el ambiente interno para el crecimiento y desarrollo de las células hematopoyéticas es sumamente importante. El microambiente inducido por la hematopoyesis de la médula ósea incluye componentes neurales de la médula ósea, microvasculatura y componentes del tejido conectivo compuestos de fibras, estroma y diversas células estromales. Las células estromales son un componente importante del microambiente hematopoyético, incluidas las células reticulares, los fibroblastos, las células endoteliales sinusoidales, los macrófagos, los adipocitos, etc. En general, se cree que las células del estroma de la médula ósea no sólo desempeñan un papel de apoyo, sino que también secretan factores humorales para regular la proliferación y diferenciación de las células hematopoyéticas. La distribución de diversas células sanguíneas en desarrollo en los tejidos hematopoyéticos muestra ciertas reglas. Los glóbulos rojos infantiles a menudo se ubican cerca de los sinusoides sanguíneos y se incrustan en grupos en la superficie de los macrófagos para formar islotes de eritroblastos (Figura 5-9). . Los granulocitos inmaduros se mantienen en su mayoría alejados de los sinusoides sanguíneos. Cuando los granulocitos inmaduros adquieren la capacidad de moverse en las etapas posteriores, se acercan y se infiltran en los sinusoides sanguíneos mediante sus movimientos de deformación. Los megacariocitos a menudo se adhieren al espacio endotelial sinusoidal, extienden sus protuberancias citoplasmáticas hacia la cavidad sinusal y se caen para formar plaquetas. Esta distribución indica que diferentes partes del tejido hematopoyético tienen diferentes efectos microambientales inductores de la hematopoyesis.
2. Los sinusoides están formados por las ramas de los capilares arteriales. La cavidad sinusoidal es grande y tortuosa y finalmente desemboca en la vena longitudinal central de la médula ósea. Los sinusoides tienen forma irregular. La pared del seno está revestida por endotelio poroso y la membrana basal endotelial es incompleta e intermitente. La membrana basal está cubierta por células periféricas planas y multiprocesadas. Cuando la hematopoyesis está activa y las células sanguíneas pasan con frecuencia a través del endotelio, la cobertura se reduce.
Los monocitos y macrófagos alrededor de las paredes sinusoidales y en las cavidades sinusoidales tienen la función de fagocitosis y eliminación de materias extrañas, bacterias y células sanguíneas muertas envejecidas en el torrente sanguíneo.
(2) Células madre hematopoyéticas y células hematopoyéticas
La hematopoyesis es el proceso de proliferación y diferenciación de las células madre hematopoyéticas hasta convertirse en diversas células sanguíneas maduras. Las células madre hematopoyéticas son células primitivas que producen diversas células sanguíneas y también se denominan células madre pluripotentes. Las células progenitoras hematopoyéticas son las células progenitoras de varias células sanguíneas bajo la regulación de un determinado microambiente y ciertos factores. También son células bastante primitivas con capacidad de proliferar, pero han perdido la capacidad de diferenciarse en múltiples direcciones y sólo pueden proliferar y diferenciarse en uno o varios linajes de células sanguíneas, por lo que también se les llama células madre direccionales.
1. Células madre hematopoyéticas Las células madre hematopoyéticas se derivan de islas sanguíneas del saco vitelino de embriones humanos (al final de la segunda semana después de la fertilización, cuando se establece la circulación del embrión, las células madre hematopoyéticas ingresan al hígado embrionario); a través del torrente sanguíneo. El hígado de un feto de 3 a 6 meses es el principal órgano hematopoyético y contiene más células madre hematopoyéticas. En los últimos años, se han utilizado células hematopoyéticas aisladas del hígado fetal para tratar pacientes con anemia aplásica y otras enfermedades hematológicas. Después del nacimiento, las células madre hematopoyéticas existen principalmente en la médula ósea roja, representando aproximadamente el 0,5 de las células nucleadas en la médula ósea, seguidas por el bazo y los ganglios linfáticos, y una cantidad muy pequeña en la sangre periférica. Aún no se ha determinado la estructura morfológica de las células madre hematopoyéticas. La mayoría de los estudiosos creen que son similares a los linfocitos pequeños, con un diámetro de 7 a 9 micrones. Excepto por una gran cantidad de ribosomas libres y una pequeña cantidad de mitocondrias, no hay otros orgánulos en el citoplasma.
Las características básicas de las células madre hematopoyéticas son: ① Tienen un gran potencial y pueden dividirse y proliferar repetidamente bajo ciertas condiciones; sin embargo, en condiciones fisiológicas normales, la mayoría de las células se encuentran en la fase G0; ② Tiene capacidad de diferenciación multidireccional y puede diferenciarse en diferentes células progenitoras bajo la acción de ciertos factores. ③Capacidad de autorreplicación, es decir, las células hijas después de la división celular aún tienen sus características originales, por lo que la cantidad de células madre hematopoyéticas puede permanecer sin cambios durante toda la vida.
La teoría de las células madre hematopoyéticas fue propuesta a principios de la década de 1960 y desde entonces ha sido confirmada por un gran número de experimentos. Es un logro importante en el campo de la hematopoyesis. El experimento de formación de colonias de bazo de ratón confirmó preliminarmente las células madre hematopoyéticas. El experimento consiste en transfundir una suspensión de células de médula ósea de ratón a ratones singénicos expuestos a rayos letales para restaurar la capacidad hematopoyética y evitar la muerte. El motivo de la reconstrucción de la hematopoyesis es que existen muchos pequeños focos hematopoyéticos nodulares en el bazo, llamados colonias esplénicas. Las colonias del bazo contienen células eritroides, células granulocíticas, células megacariocíticas o una mezcla de las tres. Si se aíslan células de colonias de bazo y luego se transfunden a otro tipo de ratón singénico irradiado con dosis letales de radiación, aún pueden aparecer múltiples colonias de bazo y se puede restablecer la hematopoyesis. La cantidad de formación de colonias del bazo es proporcional a la cantidad de células de la médula ósea o células de la colonia del bazo, lo que indica que hay una célula sanguínea primitiva en la médula ósea que puede reconstruir la hematopoyesis. Para determinar si las células de la colonia esplénica derivaban de las mismas células sanguíneas originales, las células trasplantadas se iluminaron con cromosomas distorsionados como marcador para identificar la fuente de las células sanguíneas. La transfusión de células marcadas en ratones irradiados reveló que todas las células de cada colonia de bazo tenían los mismos cromosomas retorcidos, lo que indica que cada colonia se originó a partir de células sanguíneas primitivas. Cada colonia de bazo es un clon, llamado unidad formadora de colonias (CFU-S), que representa una célula madre hematopoyética. En los últimos años también se ha descubierto que existen poblaciones celulares con diferentes niveles de diferenciación en las células madre hematopoyéticas. Por ejemplo, las células madre hematopoyéticas de la médula ósea pueden diferenciarse en células progenitoras hematopoyéticas del linaje eritroide, linaje de granulocitos y macrófagos y linaje de megacariocitos. Los linfocitos y las células madre hematopoyéticas pueden diferenciarse en varios linfocitos.
La existencia de células madre hematopoyéticas humanas también tiene alguna base indirecta. Por ejemplo, las líneas de eritrocitos, granulocitos y megacariocitos de pacientes con leucemia mielógena crónica tienen cromosomas Ph' anormales, por lo que se especula que estos tres tipos de células provienen de las mismas células madre. Otro ejemplo es que las células de la médula ósea humana lo son; se cultivan in vitro y aparecen colonias de células mixtas, lo que también indica la hematopoyesis.
2. Las células progenitoras hematopoyéticas se diferencian en varias células progenitoras hematopoyéticas diferentes a partir de células madre hematopoyéticas, y luego se diferencian en varias células sanguíneas inmaduras con formas identificables. La capacidad de proliferación de las células progenitoras hematopoyéticas es limitada y se complementa con la proliferación de células madre hematopoyéticas. Las células progenitoras hematopoyéticas pueden determinarse mediante un ensayo de colonias de células cultivadas in vitro. Bajo la acción de diferentes factores estimulantes de colonias (LCR), pueden aparecer diferentes colonias de células sanguíneas. Las células progenitoras hematopoyéticas actualmente confirmadas incluyen: ① La eritropoyetina, EPO, es producida por los riñones, etc.
) es necesario para la formación de colonias de glóbulos rojos, también conocidas como unidades formadoras de colonias de eritrocitos (UFC-E). ② Los neutrófilos-macrófagos son células progenitoras hematopoyéticas y necesitan formar colonias bajo la acción de los granulocitos-macrófagos (granulopoyetina), también llamadas unidades formadoras de colonias de granulocitos-macrófagos (UFC-GM). ③ Los megacariocitos son células progenitoras hematopoyéticas y necesitan formar colonias de megacariocitos bajo la acción de la trombopoyetina, también llamadas unidades formadoras de colonias de megacariocitos (UFC-M). Actualmente, no existen resultados experimentales firmes sobre su presencia en células progenitoras hematopoyéticas.
(3) Evolución morfológica de la hematopoyesis.
La generación de células sanguíneas es un proceso de desarrollo continuo. El desarrollo de varias células sanguíneas se puede dividir a grandes rasgos en tres etapas: etapa primitiva, etapa inmadura (dividida en etapas temprana, media y tardía) y madura. escenario. El examen del frotis de médula ósea es una base importante para el diagnóstico de enfermedades de la sangre.
Las reglas generales de los cambios morfológicos durante la hematopoyesis son: ①El cuerpo celular cambia de grande a pequeño y el megacariocito cambia de pequeño a grande. ②El núcleo celular cambia de grande a pequeño, el núcleo de eritrocitos finalmente desaparece, el núcleo de granulocitos cambia gradualmente de redondo a bastón o incluso de hoja, y el núcleo de megacariocitos cambia de pequeño a grande y en forma de hoja; el núcleo se vuelve gradualmente más grueso y denso, y el nucléolo cambia gradualmente de redondo a en forma de varilla o incluso en forma de hoja, desapareció obviamente el color del núcleo de la célula cambió de claro a oscuro. ③La cantidad de citoplasma aumenta gradualmente de pequeña a grande y la basofilia del citoplasma se debilita gradualmente, pero los monocitos y los linfocitos aún mantienen la basofilia en estructuras especiales en el citoplasma, como la hemoglobina en los glóbulos rojos y los gránulos especiales en los granulocitos, todos a partir de; cero y aumentó gradualmente. ④La capacidad de división celular cambia de la existencia a la inexistencia, pero los linfocitos aún tienen una fuerte capacidad potencial de división.
1. La eritropoyesis incluye los preeritroblastos, los eritroblastos tempranos (o eritroblastos basófilos), los eritroblastos intermedios (o eritroblastos policromáticos) y los eritroblastos tardíos (o eritroblastos normales, que se desnuclean y se convierten en reticulocitos). Se necesitan entre 3 y 4 días para desarrollarse desde proeritroblastos hasta eritrocitos avanzados. Los macrófagos pueden fagocitar los núcleos y otros metabolitos de los glóbulos rojos en etapa tardía y proporcionar hierro y otros nutrientes para el desarrollo de los glóbulos rojos.
2. La granulopoyesis sufre el proceso de mieloblastos, promielocitos, mesomielocitos (células mieloides) y células mieloides tardías (metamielocitos), para luego diferenciarse en células maduras con forma de bastón. Se necesitan entre 4 y 6 días para diferenciarse de granulocitos a promielocitos. La capacidad de almacenamiento de los granulocitos en forma de bastón y los granulocitos lobulados en la médula ósea es muy grande y permanecen en la médula ósea durante 4 a 5 días antes de ser liberados a la sangre. Si se acelera la liberación de la médula ósea, la cantidad de granulocitos en la sangre periférica puede aumentar repentinamente. Las características morfológicas generales de las células en cada etapa se muestran en la Tabla 5-2.
3. Monocitosis Los monocitos se transforman en monocitos a través de monocitos y premonocitos. Los monocitos jóvenes tienen una gran capacidad de proliferación. Aproximadamente el 38% de los monocitos se encuentran en un estado proliferativo. La cantidad de almacenamiento de monocitos en la médula ósea es menor que la de los granulocitos. Cuando el cuerpo tiene inflamación o función inmune activa, los monocitos jóvenes aceleran su división y proliferación para proporcionar suficientes monocitos.
4. Los megacarioblastos se convierten en megacarioblastos a través de premegacarioblastos, y el citoplasma de los megacarioblastos se desprende para convertirse en plaquetas. Los protomegacariocitos se diferencian en megacariocitos jóvenes, que aumentan de tamaño, a menudo con núcleos en forma de riñón y pequeñas partículas en el citoplasma. Los núcleos de los megacariocitos jóvenes se dividen varias veces, pero los cuerpos celulares no se dividen, formando megacariocitos. Los megacariocitos son irregulares, con un diámetro de 40 a 70 μm o incluso mayor, y un núcleo lobulado. Hay muchos gránulos de plaquetas en el citoplasma y hay muchos túbulos reticulares formados por el retículo endoplasmático liso, que dividen el citoplasma en muchas células, cada una de las cuales es una futura plaqueta con gránulos. También se pueden observar megacariocitos extendiendo protuberancias citoplasmáticas delgadas a lo largo de la pared sinusoidal hacia la cavidad sinusal, y sus extremos citoplasmáticos se expanden y caen para formar plaquetas. Cada megacariocito puede producir aproximadamente 2000 plaquetas.
5. Linfocitosis La aparición de los linfocitos es complicada. Existen muchas subpoblaciones de linfocitos, que incluyen el proceso de crecimiento y desarrollo, la maduración de linfocitos pequeños y la proliferación de células individuales debido a la estimulación antigénica. Además, carecen de marcadores de diferenciación visibles bajo microscopía óptica convencional, por lo que es difícil analizarlos morfológicamente. Divida estrictamente las etapas de desarrollo y diferenciación de los linfocitos.
En el pasado, las observaciones morfológicas de los linfocitos se dividían tradicionalmente en tres etapas: linfocitos primarios, linfocitos juveniles y linfocitos, pero no existe una correlación clara con los resultados de la investigación inmunológica de los últimos años
Barrow
La médula ósea roja no es solo un órgano hematopoyético, sino también un órgano linfoide central para el cultivo de células B en mamíferos y humanos. Aproximadamente el 10% de las células de la médula ósea pertenecen al linaje de linfocitos, principalmente células del linaje de células B, que están dispersas y no forman islas de células B. Las células madre linfoides primero forman células pre-B grandes en el microambiente de la médula ósea y luego se dividen entre 4 y 8 veces en células pre-B de tamaño mediano. Se han sintetizado moléculas de anticuerpos de membrana en el citoplasma. Las células continúan dividiéndose y haciéndose más pequeñas, convirtiéndose en células B inmaduras, y el anticuerpo de membrana SIgM ha aparecido en la membrana celular. Luego se diferencia aún más en células B vírgenes, que tienen moléculas SIgM y SIgD en sus membranas. Las células B vírgenes se transfieren a la médula ósea de los órganos linfoides periféricos a través de la circulación sanguínea, donde las células B se cultivan de por vida. La cantidad de células B producidas por la médula ósea es menor que la cantidad de células T producidas por el timo, pero es relativamente constante y no disminuye con la edad. Sin embargo, debido a la radioterapia y la quimioterapia, se destruye una gran cantidad de células madre hematopoyéticas, lo que provoca una cantidad insuficiente de linfocitos en el cuerpo, lo que hace que el sistema inmunológico funcione de manera deficiente y sea propenso a diversas enfermedades. Por lo tanto, el trasplante de médula ósea (especialmente células madre hematopoyéticas) es necesario. necesario para reconstruir el sistema inmunológico.
Las células madre hematopoyéticas del cuerpo humano tienen fuertes capacidades regenerativas. En circunstancias normales, varias células del cuerpo humano se metabolizan constantemente todos los días, pasando por ciclos de generación, envejecimiento y muerte. La pérdida de sangre o la donación de células madre hematopoyéticas pueden estimular la médula ósea para acelerar la hematopoyesis. En 1 o 2 semanas, varias células sanguíneas de la sangre volverán a sus niveles originales, por lo que la donación de médula ósea no afectará su salud.
El método de recolección de células madre hematopoyéticas en mi país es: primero, inyectar un agente movilizador en el donante para acelerar la producción de células madre hematopoyéticas en la médula ósea y movilizar una gran cantidad de células madre hematopoyéticas. en la sangre periférica, luego, se extrae sangre completa de la vena del brazo del donante y se utilizan las células sanguíneas para El separador extrae las células madre hematopoyéticas e inyecta otros componentes sanguíneos al donante sin mucho dolor.