Măduvă osoasă - Bone marrow

Pentru măduva osoasă consumată de oameni, a se vedea Măduva osoasă (alimente) .

Măduvă osoasă
Secțiunea țesutului măduvei osoase (pata albastră prusiană) .jpg
O secțiune de țesut de măduvă osoasă
( albastru prusian - colorat )
Detalii
Sistem Sistem hematopoietic Sistem imun Sistem limfatic
Identificatori
latin Medulla ossium
Plasă D001853
TA98 A13.1.01.001
TA2 388
FMA 9608
Terminologie anatomică

Măduva osoasă este un țesut semi-solid care se găsește în porțiunile spongioase (cunoscute și ca spongioase) ale oaselor . La păsări și mamifere, măduva osoasă este locul principal al producției de celule sanguine noi (sau hematopoieză ). Este compus din celule hematopoietice , țesut adipos din măduvă și celule stromale de susținere . La omul adult, măduva osoasă este localizată în principal în coastele , vertebrele , sternul și oasele pelvisului . Măduva osoasă cuprinde aproximativ 5% din masa corporală totală la omul adult sănătos, astfel încât un bărbat care cântărește 73 kg (161 lbs) va avea în jur de 3,7 kg (8 lbs) de măduvă osoasă.

Măduva umană produce aproximativ 500 de miliarde de celule sanguine pe zi, care se alătură circulației sistemice prin sinusoide vasculare permeabile în cavitatea medulară . Toate tipurile de celule hematopoietice, incluzând atât descendența mieloidă, cât și linia limfoidă , sunt create în măduva osoasă; cu toate acestea, celulele limfoide trebuie să migreze către alte organe limfoide (de exemplu, timus ) pentru a finaliza maturarea.

Transplanturile de măduvă osoasă pot fi efectuate pentru a trata bolile severe ale măduvei osoase, inclusiv anumite forme de cancer, cum ar fi leucemia . Mai multe tipuri de celule stem sunt legate de măduva osoasă. Celulele stem hematopoietice din măduva osoasă pot da naștere la celule descendente hematopoietice, iar celulele stem mezenchimale , care pot fi izolate din cultura primară a stromei măduvei osoase, pot da naștere țesutului osos , adipos și cartilajului .

Structura

Compoziția măduvei este dinamică, deoarece amestecul de componente celulare și necelulare (țesut conjunctiv) se schimbă odată cu vârsta și ca răspuns la factorii sistemici. La om, măduva este caracterizată colocvial ca măduvă „roșie” sau „galbenă” ( latină : medulla ossium rubra , latină : medulla ossium flava , respectiv) în funcție de prevalența celulelor hematopoietice față de celulele grase . În timp ce mecanismele precise care stau la baza reglării măduvei nu sunt înțelese, schimbările compoziționale apar în conformitate cu tiparele stereotipe. De exemplu, oasele unui nou-născut conțin exclusiv măduvă „roșie” activă hematopoietic și există o conversie progresivă către măduvă „galbenă” odată cu vârsta. La adulți, măduva roșie se găsește în principal în scheletul central , precum pelvisul , sternul , craniul , coastele , vertebrele și scapulele și se găsește variabil în capetele epifizare proximale ale oaselor lungi, cum ar fi femurul și humerusul . În circumstanțe de hipoxie cronică, organismul poate transforma măduva galbenă înapoi în măduva roșie pentru a crește producția de celule sanguine.

Componente hematopoietice

Vezi și: Sistem hematopoietic
Aspirat de măduvă osoasă care prezintă „hematopoieză trilineală” normală: celule mielomonocitice (un mielocit eozinofil marcat), celule eritroide (un eritroblast ortocromatic marcat) și celule megacariocitare .
Celule precursoare hematopoietice: promielocit în centru, două metamilocite alături și bandă celule dintr-un aspirat de măduvă osoasă.

La nivel celular, principala componentă funcțională a măduvei osoase include celulele progenitoare care sunt destinate să se maturizeze în sânge și celule limfoide. Măduva umană produce aproximativ 500 de miliarde de celule sanguine pe zi. Măduva conține celule stem hematopoietice care dau naștere la cele trei clase de celule sanguine care se găsesc în circulație: globule albe (leucocite), globule roșii (eritrocite) și trombocite (trombocite).

Constituția celulară a parenchimului măduvei osoase roșii
grup Tipul celulei
Fracția medie
Interval de referință

Celulele mielopoietice		 Mieloblasti 0,9 0,2-1,5
Promielocite 3,3% 2.1–4.1
Mielocite neutrofile 12,7% 8.2–15.7
Mielocite eozinofile 0,8% 0,2-1,3
Metamilocite neutrofile 15,9% 9.6–24.6
Metamelocite eozinofile 1,2% 0,4-2,2
Celulele cu bandă neutrofilă 12,4% 9.5–15.3
Celulele benzii eozinofile 0,9% 0,2–2,4
Neutrofile segmentate 7,4% 6.0–12.0
Eozinofile segmentate 0,5% 0,0–1,3
Bazofile și mastocitele segmentate 0,1% 0,0-0,2

Celulele eritropoietice		 Pronormoblaste 0,6% 0,2-1,3
Normoblaste bazofile 1,4% 0,5–2,4
Normoblaste policromatice 21,6% 17.9–29.2
Normoblast ortocromatic 2,0% 0,4–4,6
Alte
tipuri de celule		 Megacariocite <0,1% 0,0-0,4
Celulele plasmatice 1,3% 0,4-3,9
Celulele reticulare 0,3% 0,0-0,9
Limfocite 16,2% 11.1-23.2
Monocite 0,3% 0,0-0,8

Stroma

Stroma măduvei osoase include toate țesuturile care nu sunt implicate în mod direct în funcție primară măduva de hematopoieza . Celulele stromale pot fi implicate indirect în hematopoieză, oferind un mic mediu care influențează funcția și diferențierea celulelor hematopoietice. De exemplu, generează factori de stimulare a coloniilor , care au un efect semnificativ asupra hematopoiezei . Tipurile de celule care constituie stroma măduvei osoase includ:

Funcţie

Celule stem mezenchimale

Articol principal: Celula stem mezenchimală

Stroma măduvei osoase conține celule stem mezenchimale (MSC), care sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de celule stromale ale măduvei. Acestea sunt celule stem multipotente care se pot diferenția într-o varietate de tipuri de celule. S-a demonstrat că MSC diferențiază, in vitro sau in vivo , în osteoblaste , condrocite , miocite , adipocite de măduvă și celule din insulele beta-pancreatice .

Bariera maduvei osoase

Cele vasele sanguine ale măduvei osoase constituie o barieră, inhibarea celulelor sanguine imature de la ieșirea din măduva. Doar celulele sanguine mature conțin proteinele de membrană , cum ar fi acvaporina și glicoforina , care trebuie să se atașeze și să treacă endoteliul vasului de sânge . Celulele stem hematopoietice pot, de asemenea, să traverseze bariera măduvei osoase și pot fi astfel recoltate din sânge.

Rol limfatic

Măduva osoasă roșie este un element cheie al sistemului limfatic , fiind unul dintre organele limfoide primare care generează limfocite din celulele progenitoare hematopoietice imature . Măduva osoasă și timusul constituie țesuturile limfoide primare implicate în producerea și selecția timpurie a limfocitelor. Mai mult, măduva osoasă îndeplinește o funcție asemănătoare valvei pentru a preveni refluirea lichidului limfatic în sistemul limfatic.

Compartimentare

Compartimentarea biologică este evidentă în măduva osoasă, deoarece anumite tipuri de celule tind să se agregeze în zone specifice. De exemplu, eritrocitele , macrofagele și precursorii acestora tind să se adune în jurul vaselor de sânge , în timp ce granulocitele se adună la marginile măduvei osoase.

Ca mâncare

Vezi și: Măduvă osoasă (alimente)

Măduva osoasă animală a fost folosită în bucătăria din întreaga lume de milenii, cum ar fi renumitul milanez Ossobuco .

Semnificația clinică

Boală

Arhitectura normală a măduvei osoase poate fi deteriorată sau deplasată de anemie aplastică , tumori maligne precum mielom multiplu sau infecții precum tuberculoza , ducând la o scădere a producției de celule sanguine și trombocite. Măduva osoasă poate fi, de asemenea, afectată de diferite forme de leucemie , care atacă celulele sale progenitoare hematologice. Mai mult, expunerea la radiații sau chimioterapie va ucide multe dintre celulele care se divid rapid în măduva osoasă și, prin urmare, vor avea ca rezultat un sistem imunitar deprimat . Multe dintre simptomele otrăvirii cu radiații se datorează deteriorării suferite de celulele măduvei osoase.

Pentru diagnosticarea bolilor care implică măduva osoasă, uneori se realizează o aspirație a măduvei osoase . Aceasta implică de obicei utilizarea unui ac gol pentru a obține o probă de măduvă osoasă roșie de pe creasta iliumului sub anestezie generală sau locală .

Aplicarea celulelor stem în terapeutică

Celulele stem derivate din măduva osoasă au o gamă largă de aplicații în medicina regenerativă.

Imagistica

Imagistica medicală poate furniza o cantitate limitată de informații cu privire la măduva osoasă. Razele X cu film simplu trec prin țesuturile moi, cum ar fi măduva și nu oferă vizualizare, deși pot fi detectate modificări ale structurii osului asociat. Imagistica CT are o capacitate oarecum mai bună de evaluare a cavității măduvei oaselor, deși cu sensibilitate și specificitate scăzute. De exemplu, măduva „galbenă” grasă normală la oasele lungi adulte este de densitate mică (-30 până la -100 unități Hounsfield), între grăsimea subcutanată și țesutul moale. Țesutul cu compoziție celulară crescută, cum ar fi măduva „roșie” normală sau celulele canceroase din cavitatea medulară, vor măsura în mod variabil densitatea.

RMN este mai sensibil și specific pentru evaluarea compoziției osoase. RMN permite evaluarea compoziției moleculare medii a țesuturilor moi și oferă astfel informații cu privire la conținutul relativ de grăsime din măduvă. La omul adult, măduva grasă "galbenă" este țesutul dominant în oase, în special în scheletul periferic (periferic) . Deoarece moleculele de grăsime au o relaxare T1 ridicată , secvențele imagistice ponderate T1 prezintă măduva grasă „galbenă” ca strălucitoare (hiperintensă). Mai mult, măduva grasă normală pierde semnal pe secvențele de saturare a grăsimilor, într-un model similar cu grăsimea subcutanată.

Când măduva grasă "galbenă" devine înlocuită de țesut cu mai multă compoziție celulară, această modificare este evidentă ca luminozitate scăzută pe secvențele ponderate T1. Atât leziunile normale ale măduvei „roșii”, cât și cele ale măduvei patologice (cum ar fi cancerul) sunt mai întunecate decât măduva „galbenă” pe secvențele de greutate T1, deși se pot distinge adesea prin comparație cu intensitatea semnalului MR al țesuturilor moi adiacente. Măduva „roșie” normală este de obicei echivalentă sau mai strălucitoare decât mușchiul scheletic sau discul intervertebral pe secvențele ponderate T1.

Schimbarea măduvei grase, inversa hiperplaziei măduvei roșii , poate apărea odată cu îmbătrânirea normală, deși poate fi observată și cu anumite tratamente, cum ar fi radioterapia . Hipointensitatea difuză T1 a măduvei fără îmbunătățirea contrastului sau discontinuitatea corticală sugerează conversia măduvei roșii sau mielofibroza . Măduva fals falsă pe T1 poate fi observată cu mielom multiplu difuz sau cu infiltrare leucemică atunci când raportul apă / grăsime nu este suficient modificat, așa cum se poate observa în cazul tumorilor de grad inferior sau mai devreme în procesul bolii.

Histologie

Articol principal: Examinarea măduvei osoase
Un frotiu de aspirat de măduvă osoasă colorat de Wright de la un pacient cu leucemie .

Examinarea măduvei osoase este analiza patologică a probelor de măduvă osoasă obținute prin biopsie și aspirație de măduvă osoasă. Examinarea măduvei osoase este utilizată în diagnosticul mai multor afecțiuni, inclusiv leucemie, mielom multiplu, anemie și pancitopenie . Măduva osoasă produce elementele celulare ale sângelui, inclusiv trombocite , globule roșii și globule albe . În timp ce multe informații pot fi culese prin testarea sângelui însuși (extras dintr-o venă prin flebotomie ), uneori este necesar să se examineze sursa celulelor sanguine din măduva osoasă pentru a obține mai multe informații despre hematopoieză; acesta este rolul aspirației și biopsiei măduvei osoase.

Raportul dintre seria mieloidă și celulele eritroide este relevant pentru funcția măduvei osoase, precum și pentru bolile măduvei osoase și a sângelui periferic , cum ar fi leucemia și anemia. Raportul normal mieloid-eritroid este de aproximativ 3: 1; acest raport poate crește în leucemiile mielogene , poate scădea policitemiile și poate inversa în caz de talasemie .

Donare și transplant

Articol principal: Transplantul de celule stem hematopoietice
O recoltă de măduvă osoasă în curs.
Site-urile preferate pentru procedură

Într-un transplant de măduvă osoasă , celulele stem hematopoietice sunt îndepărtate de la o persoană și perfuzate într-o altă persoană ( alogenă ) sau în aceeași persoană într-un moment ulterior ( autolog ). Dacă donatorul și receptorul sunt compatibili, aceste celule perfuzate vor călători apoi către măduva osoasă și vor iniția producția de celule sanguine. Transplantul de la o persoană la alta se efectuează pentru tratamentul bolilor severe ale măduvei osoase, cum ar fi defecte congenitale, boli autoimune sau tumori maligne. Măduva pacientului este distrusă mai întâi cu medicamente sau radiații și apoi sunt introduse noile celule stem. Înainte de radioterapie sau chimioterapie în cazurile de cancer , unele dintre celulele stem hematopoietice ale pacientului sunt uneori recoltate și ulterior perfuzate înapoi la terminarea terapiei pentru a restabili sistemul imunitar.

Celulele stem ale măduvei osoase pot fi induse să devină celule neuronale pentru tratarea bolilor neurologice și pot fi, de asemenea, utilizate potențial pentru tratamentul altor boli, cum ar fi boala inflamatorie a intestinului . În 2013, în urma unui studiu clinic, oamenii de știință au propus ca transplantul de măduvă osoasă să poată fi utilizat pentru a trata HIV împreună cu medicamente antiretrovirale ; cu toate acestea, s-a constatat ulterior că HIV a rămas în corpul subiecților testați.

Recoltare

Celulele stem sunt de obicei recoltate direct din măduva roșie în creasta iliacă , adesea sub anestezie generală . Procedura este minim invazivă și nu necesită cusături după aceea. În funcție de sănătatea donatorului și de reacția la procedură, recoltarea efectivă poate fi o procedură ambulatorie sau poate necesita 1-2 zile de recuperare în spital.

O altă opțiune este de a administra anumite medicamente care stimulează eliberarea celulelor stem din măduva osoasă în sânge circulant. Un cateter intravenos este introdus în brațul donatorului, iar celulele stem sunt apoi filtrate din sânge. Această procedură este similară cu cea utilizată în donarea de sânge sau trombocite. La adulți, măduva osoasă poate fi, de asemenea, prelevată din stern , în timp ce tibia este adesea utilizată atunci când se prelevează probe de la sugari. La nou-născuți, celulele stem pot fi recuperate din cordonul ombilical .

Dosar de fosile

Măduva osoasă ar fi putut evolua mai întâi la Eusthenopteron , o specie de pești preistorici cu legături strânse cu tetrapodele timpurii .

Cele mai vechi dovezi fosilizate ale măduvei osoase au fost descoperite în 2014 în Eusthenopteron , un pește cu aripi de lob care a trăit în perioada Devoniană cu aproximativ 370 de milioane de ani în urmă. Oamenii de știință de la Universitatea Uppsala și Facilitatea de Sincronizare Europeană au folosit microtomografie cu sincrotron cu raze X pentru a studia interiorul fosilizat al humerusului scheletului , găsind structuri tubulare organizate asemănătoare măduvei osoase vertebrate moderne. Eusthenopteronul este strâns legat de tetrapodele timpurii , care în cele din urmă au evoluat în mamifere și șopârle care locuiesc pe pământ în zilele noastre.

Vezi si

Referințe

Lecturi suplimentare

linkuri externe