LEUKOPOÉZA: PROCES, STIMULAČNÍ FAKTORY, REGULACE - LÉK - 2025

Leukopoézu je proces vzniku a rozvoje leukocytů. Je součástí hematopoézy, procesu, kterým se tvoří, diferencují, vyvíjejí a zrají krevní buňky, včetně složení erytrocytů, krevních destiček a leukocytů.

Hematopoéza a tedy i leukopoéza jsou procesy, které probíhají v kostní dřeni. U plodu se kromě kostní dřeně provádějí také v játrech a slezině.

bílé krvinky Zdroj: pixabay.com

Od narození do přibližně 20 let se hematopoéza vyskytuje v kostní dřeni všech kostí. Od 20 let se dřeň dlouhých kostí stává neaktivní, s výjimkou horní části humeru a stehenní kosti. Takzvaná „červená dřeň“, která je aktivní kostní dřeň, má potom na starosti hematopoézu, aby ji odlišila od žluté, která je hematopoeticky neaktivní.

Leukopoéza zahrnuje diferenciaci, tvorbu, vývoj a zrání různých buněčných linií, které vedou k pěti typům buněk:

- Neutrofilní polymorfonukleární leukocyty nebo granulocyty

- Polymorfonukleární eozinofily

- Basofilické polymorfonukleární buňky

- Monocyty

- Některé lymfocyty.

Neutrofily jsou nejhojnějšími leukocyty nebo bílými buňkami v krevním řečišti. Přestože je v oběhu 500krát více erytrocytů než leukocyty, 75% buněk v kostní dřeni je myeloidní řady, které produkují leukocyty.

Proces (fáze)

V kostní dřeni jsou buňky zvané „kmenové buňky“ nebo „kmenové buňky“, kmenové buňky nebo „hemocytoblasty“. Jsou to progenitorové buňky pro všechny krvinky z kostní dřeně, ale také vedou k vzniku osteoklastů, Kupfferových buněk, žírných buněk, dendritických buněk a Langerhansových buněk.

V procesu leukopoiesy se nejprve děje to, že se tyto progenitorové buňky dělí a vytvářejí buňky zvané „kompromitované kmenové buňky“, což jsou myeloidní kmenové buňky a lymfoidní kmenové buňky.

Myeloidní kmenové buňky

Myeloidní buňky zase diferencují a nakonec produkují červené krvinky nebo erytrocyty, krevní destičky, granulocyty nebo polymorfonukleární buňky a monocyty. Lymfoidní buňky způsobí vznik lymfocytů.

U leukopoézního procesu je popsán vývoj monocytů a granulocytů. Takže myeloidní buňky se diferencují na monoblasty a myeloblasty. Monoblasty dávají vznik „promonocytům“, což je proces, ve kterém dochází ke změně tvaru jádra, která se začíná zlomit. Promonocyty se stávají monocyty. V této fázi vývoje získává jádro svůj konečný tvar podkovy.

Myeloblasty vedou ke vzniku tří buněčných linií: basofilních promyelocytů, eosinofilních promyelocytů a neutrofilních promyelocytů. Jsou to buňky s cytoplazmatickými granulemi, které se barví barvivy různého pH.

Promyelocyty způsobují vznik myelocytů, čímž vytvářejí bazofilní myelocyty, eozinofilní myelocyty a neutrofilní myelocyty. V těchto buňkách začínají jádra měnit tvar.

Potom jádro těchto buněk získává tvar „U“ a vytvářejí se „metamyelocyty“ nebo pásové buňky, vytvářejí se neutrofilní, bazofilní a eosinofilní buňky.

Basofilické pásové buňky se vyvíjejí tím, že stahují své jádro, aby vytvořily jádro ve tvaru „S“ a staly se bazofily.

Eozinofilní pásové buňky tvoří bilobedové jádro a dávají vznik eosinofilům a neutrofilní pásové buňky vyvíjejí polylobulované jádro a vytvářejí neutrofily.

Lymfoidní kmenové buňky

Kmenové buňky vázané na lymfoidní linii nebo lymfoidní kmenové buňky dávají vznik lymfoblastům. Tyto buňky zase diferencují a vytvářejí takzvané „prolymfocyty“.

Prolymfocyty se nadále vyvíjejí a vytvářejí lymfocyty. V kostní dřeni se tvoří dva typy lymfocytů: B lymfocyty a T lymfocyty T. B lymfocyty jsou aktivní buňky, které opouštějí kostní dřeň do krevního řečiště a odtud mohou jít do lymfatických uzlin. Tyto buňky jsou zralé a aktivní buňky.

T lymfocyty produkované v kostní dřeni jsou nezralé buňky, které přecházejí do krve a dostávají se do brzlíku nebo lymfatických uzlin nebo jiných lymfoidních orgánů, kde končí proces jejich zrání nebo aktivace.

Bílé krvinky nebo leukopoietická buněčná linie. BruceBlaus. Při použití tohoto obrázku v externích zdrojích lze citovat: Blausen.com staff (2014). "Lékařská galerie Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10,15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Faktory, které stimulují leukopoézu

Proliferace a diferenciace progenitorových buněk a různých kmenových buněk zapojených do tvorby leukocytů je způsobena řadou hormonálních faktorů, které působí specificky v různých diferenciačních stádiích leukopoézy.

Interleukiny (IL) a faktory stimulující kolonie (CSF) jsou hlavními stimulátory diferenciace kmenových buněk a následné proliferace a zrání různých buněčných linií leukocytů.

V přítomnosti interleukinu 3 a 5 (IL3Y5) a faktoru stimulujícího kolonie agranulocytů (aG-CSF) se kmenové buňky diferencují na monoblasty. Tvorba myeloblastů závisí na přítomnosti IL3, IL5 a faktoru stimulujícího kolonie granulocytů (G-CSF).

Interleukin 4 (IL4) se podílí na diferenciaci myeloblastů podél linie bazofilů. Jiné faktory byly popsány jako faktor stimulující kolonie granulocytů a makrofágů (GM-CSF) a faktor stimulující kolonie makrofágů (M-CSF).

Některé studie ukazují, že absence některých faktorů může být v některých případech nahrazena zbytkem, což znamená společnou účast několika faktorů.

Regulace leukopoézy

Leukocyty, zejména neutrofily, mají velmi krátký poločas. Cirkulační granulocyty mají průměrný poločas 4 až 8 hodin, po kterém je nutno je vyměnit. V tkáních je jeho poločas 4 až 5 dnů.

Monocyty v krvi mají poločas 10 až 20 hodin a když přecházejí do tkání a stávají se makrofágy, mohou trvat několik měsíců. Lymfocyty žijí týdny nebo měsíce a udržují cirkulaci mezi krví a lymfou.

Tyto vlastnosti vyžadují signální systém pro nahrazení a zvýšenou produkci, když se objeví infekce, které vyžadují „extra“ množství leukocytů. Souhrnně se tyto mechanismy, které udržují výrobu a uvolňování podle potřeby, nazývají „regulační proces leukopoiesis“.

Ilustrace leukocytů

Regulace diferenciace a produkce leukocytů závisí na řadě látek, mezi nimiž jsou regulační faktory (růstové faktory), což jsou glykoproteiny nebo hormony, které stimulují diferenciaci progenitorových buněk a také udržují aktivní cirkulující buňky.

Když se leukocyty tvoří v kostní dřeni a ne všechny jsou vypouštěny do oběhového proudu, část zůstává v dřeni jako rezerva, dokud to oběhový systém nevyžaduje. Počet granulocytů, které jsou uloženy v rezervě v kostní dřeni, ztrojnásobuje počet cirkulujících leukocytů.

Tyto rezervy umožňují zásobování po dobu asi 5 nebo 6 dnů. Dojde-li k infekčnímu nebo zánětlivému procesu, makrofágy a aktivované T lymfocyty uvolňují faktory, které stimulují zvýšení tvorby leukocytů a zvyšují faktory stimulující kolonie.

Dochází tedy k leukocytóze (zvýšení leukocytů v krvi), která doprovází některé infekční procesy. U myší a pravděpodobně u lidí zahrnuje proces regulace proliferace a obnovy kmenových buněk v kostní dřeni proteiny vytvořené genem scl (leukémie kmenových buněk).

Reference

1. Bonilla, Mary Ann; Jakubowski, Ann. Faktory stimulující kolonie v leukopoéze. V humorálních faktorech v regulaci růstu tkání. Springer, New York, NY, 1993. 71-93.
2. Ganong, William F. Recenze lékařské fyziologie. Mcgraw-hill, 2016.
3. Guyton, Arthur C.; Hall, John E. Učebnice lékařské fyziologie 11. vydání. Philadelphia, Perm: Elsevier Saunders, 2006.
4. Rebuck, John W.; Bethell, Frank H.; Monto, Raymond W. (ed.). Leukémie: etiologie, patofyziologie a léčba. Elsevier, 2013.
5. Santini, Stefano M., a kol. SCID myší reakce na štěpení mononukleárních leukocytů lidské periferní krve. Nábor neutrofilů indukoval expresi širokého spektra myších cytokinů a leukopoézu myší, včetně tymické diferenciace. Transplantation, 1995, sv. 60, č. 11, str. 1306-1314.