Midollo Osseo. Ematopoiesi

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2 Midollo Osseo E costituito da una rete estremamente ramificata di Sinusoidi Vascolari e di Fibroblasti, nei cui spazi interstiziali sono stipate le cellule ematopoietiche. In un giorno il Midollo Osseo produce circa 2.5 miliardi di Eritroiciti e Piastrine, miliardi di Granulociti (1 miliardo per ogni kg di peso corporeo) Oltre alla Ematopoiesi il Midollo Osseo, insieme alla Milza e al Fegato è uno dei principali siti in cui avviene la distruzione dei globuli rossi danneggiati. Svolge, inoltre, un ruolo centrale nelle funzioni del sistema immunitario, in quanto in esso avviene il differenziamento dei Linfociti B.

3 Midollo Osseo Si trova nella cavità midollare delle ossa lunghe e tra le trabecole delle spugnose. Consistenza gelatinosa, altamente vascolarizzato, separato dal tessuto osseo dall Endostio. 5% del peso corporeo. Dal 5 mese è responsabile della produzione di tutte le cellule del sangue (Ematopoiesi). Ematopoiesi E costituito da due componenti principali: Intelaiatura di Reticolina e Fibroblasti (Cellule Reticolari) Reticolari con funzione di supporto per le cellule ematiche in via di sviluppo. Sistema di Sinusoidi Ematici interconnessi tra loro che defluiscono verso la vena centrale.

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6 Midollo osseo (1) Compartimento stromale cellule adipose: fonte di energia locale e di GF fibroblasti: GF cellule endoteliali: prevengono il rilascio di elementi immaturi del compartimento emopoietico, GF macrofagi: rimuovono le cellule apoptotiche (1) Compartimento emopoietico La fuoriuscita delle cellule emopoietiche avviene per migrazione transendoteliale.

7 Midollo Rosso Sinusoidi Endoteliali Cordoni ematopoietici o Isole ematopoietiche Adipociti

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9 Midollo Rosso: Nel neonato, molti eritrociti. Midollo Giallo: Il midollo rosso nelle diafisi delle ossa lunghe dopo i 20 anni diviene giallo per l accumulo di grasso che sostituisce i tessuti ematopoietici. Vascolarizzazione: Le arterie sfioccano in piccoli vasi che formano un ampia rete di sinusoidi, confluiscono nella vena longitudinale centrale e poi nei vasi in uscita. Tra le maglie di questo comparto vascolare si trovano isole di cellule emopoietiche, collegate tra loro a formare il comparto ematopoietico.

10 Sinusoidi: Tapezzati da Cellule Endoteliali Circondati da Sottili fibre reticolari Cellule reticolari avventiziali. avventiziali Isole ematopoietiche: Cellule ematiche a diversi stadi di maturazione, Macrofagi, Macrofagi distruggono nuclei eritrociti e cellule alterate.

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12 E il processo mediante il quale le cellule ematiche mature si sviluppano dai rispettivi precursori midollari.

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14 Ematopoiesi Cellule staminali emopoietiche pluripotenti Circa 0,1% delle cellule nucleate del midollo. Quiescenti, per mitosi generano: Altre cellule pluripotenti; Due tipi di Staminali Multipotenti, Multipotenti che origineranno le varie cellule progenitrici: CFU-S (Colony-Forming Unit-S), Unit-S) precursore della linea mieloide (eritrociti, granulociti, monocti e piastrine). CFU-Ly (Colony-Forming Unit-Ly), Unit-Ly) precursore della linea linfoide (cellule B e T).

15 Isolamento HSC Produzione di anticorpi diretti contro le molecole di superficie delle cellule midollari Sviluppo di tecniche FACS > HSC (topo): KTLS (Kit+, Thy-1lo, Lin-, Sca-1hi) > HSC (uomo): CD34+, Thy-1+, Lin-, Kitlo CD38- Saggi funzionali in vitro di autorinnovamento e differenziamento in tutte le linee midollari Saggi di ripopolamento midollare in vivo

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18 Ematopoiesi Maturazione dei precursori è caratterizzata da: Riduzione delle dimensioni; Scomparsa dei nucleoli; Addensamento della cromatina; Comparsa nel citoplasma delle caratteristiche della cellula matura (granuli).

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20 Ematopoiesi Fattori di crescita Regolazione dell ematopoiesi dipende da numerosi fattori di crescita e citochine, prodotti da differenti tipi cellulari. Azione di un fattore su una particolare staminale, progenitrice o precursore ne induce proliferazione, differenziazione o ambedue.

21 Molti sono glicoproteine. 3 vie per raggiungere la cellula bersaglio: Tramite il circolo sanguigno (ormoni); Secrezione da parte delle cellule stromali del midollo, in vicinanza delle cellule ematopoietiche (ormoni paracrini); Contatto diretto cellula-cellula (molecole segnale della superficie).

22 Interleuchine Stimolano la proliferazione delle staminali pluripotenti e multipotenti, per mantenere costante il numero (IL-1, -3, -6). Responsabili della mobilitazione e del differenziamento in progenitrici unipotenti (IL3, -7, -8, -11, -12, eritropoietina, proteina macrofagi, etc). inibente i

23 Fattori stimolanti le colonie (CSF) Stimolano la mitosi e la differenziazione delle cellule unipotenti della serie granulocitica e monocitica; Eritropoietina Attiva le cellule della serie eritrocitaria; Trombopoietina Stimola la formazione delle piastrine Fattore delle cellule staminali Prodotto dalle cellule stromali ed esposto sulla superficie; Agisce sulle staminali, che devono venire a contatto con le stromali. Confinamento nel midollo.

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25 Eritropoiesi Processo tramite il quale vengono prodotti 2,5x1011 eritrociti al giorno. Due tipi di progenitrici unità eritrocitarie: BFU-E (blast-forming units-erithrocyte), responsabili della maturazione; CFU-E (colony-forming units-erithrocyte), formano colonie. Abbassamento degli eritrociti circolanti induce il rene a produrre Eritropoietina.

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29 Proeritroblasto µm, nucleo rosso, cromatina sottile, mitosi, aggregati citoplasmatici grigio-blu periferici. Eritroblasto basofilo µm, cromatina granulare, un po di emoglobina. Eritroblasto policromatofilo µm, nucleo denso, cromatina molto granulare, no nucleoli, più emoglobina.

30 Eritroblasto ortocromatico 8-12 µm, nucleo piccolo tondo e denso, in fase di espulsione, molta emoglobina. Reticolocita 7-8 µm, nucleo assente, assomiglia alla cellula matura ma si può colorare reticolo citoplasmatico blu, ricco di emoglobina. Eritrocita Nucleo assente, citoplasma rosa, solo emoglobina.

31 Granulocitopoiesi Unico precursore staminale unipotente origina i tre tipi di granulociti. Staminali pluripotenti CFU-Eo e CFU-Ba si dividono e originano il Mieloblasto. Mieloblasto CFU-GM, CFU-GM bipotente, origina la serie neutrofila (CFUG) e quella Monocitaria (CFU-M). CFU-M CFU-G si divide ed origina Mieloblasto. Mieloblasto Precursore di tutte e 3 le serie, indistinguibili tra loro. Originano i promielociti.

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34 Mieloblasto µm, nucleo rosso-blu, cromatina sottile, mitosi. Aggregati citoplasmatici blu e processi citoplasmatici. Promielocita µm, nucleo rosso-blu, cromatina granulare, mitosi. Citoplasma blu, no processi. Granuli azzurrofili.

35 Mielocita µm, nucleo appiattito eccentrico, cromatina granulare, mitosi. Citoplasma blu pallido. Granuli specifici ed azzurrofili Matamielocita µm, nucleo forma di fagiolo, denso, cromatina granulare, no mitosi, no nucleoli. Citoplasma blu pallido. Granuli specifici ed azzurrofili

36 Neutrofilo giovane Nucleo a ferro di cavallo, cromatina molto granulare, no mitosi. Citoplasma blu pallido. Granuli specifici ed azzurrofili. Neutrofilo Nucleo multilobato, cromatina molto granulare, no mitosi. Citoplasma rosabluastro pallido. Granuli specifici ed azzurrofili.

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38 Monocitopoiesi Monociti condividono con i neutrofili la stessa staminale bipotente CFU-GM. Per mitosi originano CFU-G e CFU-M (monoblasti). Promonociti derivano da CFU-M; Cellule grosse (16-18 µm), nucleo reniforme eccentrico; Citoplasma bluastro numerosi granuli azzurrofili. Si formano 1010 monociti al giorno, maggior parte entrano nel circolo. Nel giro di un paio di giorni entrano nel connettivo e differenziano in Macrofagi. Macrofagi

39 Formazione delle piastrine Progenitore unipotente CFU-Mg origina il Megacarioblasto: µm; Nucleo unico multilobato; Endomitosi, Endomitosi cellule non si dividono ma nuclei polipliodi, fino 64 N; Citoplasma bluastro con Granuli azzurrofili Stimolato a proliferare e differenziarsi dalla Trombopoietina.

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41 Megacarioblasto differenzia in Megacariocita µm; Nucleo unico plurilobato; Si dispongono vicino ai sinusoidi ed inviano al loro interno dei prolungamenti citoplasmatici. Si frammentano in seguito ad invaginazioni del plasmalemma, canali di demarcazione, demarcazione e danno origine a gruppi di propiastrine. propiastrine Propiastrine appena rilasciate si risolvono in singole piastrine. piastrine Rimasugli cellulari vengono fagocitati dai macrofagi.

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44 Linfopoiesi Staminali multipotenti CFU-Ly, CFU-Ly si dividono nel midollo osseo e formano: CFU-LyB, CFU-LyB negli uccelli migrano in diverticoli intestinali (borsa di Fabrizio), e si dividono varie volte dando origine a Linfociti B immunocompetenti, immunocompetenti che esprimono marker di superfice tipici. Nei mammiferi gli stessi eventi si verificano nel midollo osseo. CFU-LyT, CFU-LyT si dividono e danno origine a Linfociti T Immunocompetenti, Immunocompetenti che migrano al Timo dove proliferano, maturano ed incominciano ad esprimere i marker di superficie. Elevata selezione ad opera del timo stesso e dei macrofagi. Linfociti migrano negli organi linfoidi, Milza e Linfonodi, Linfonodi dove formano cloni di cellule immunocompetenti.

45 Ematopoiesi Cellula Staminale Proeritroblasto Eritroblasto basofilo Mieloblasto Linfoblasto Mielocita Basofilo Eritroblasto ortocromatico Megacarioblasto Promielocita Eritroblasto policromatofilo Espulsione del nucleo Monoblasto Eosinofilo Reticolocita Megacariocita Neutrofilo Metamielocita Monocita Rottura Piastrine Eritrocita Cellule Rosse del sangue Basofilo Eosinofilo Neutrofilo Linfocita Granulociti Cellule Bianche del sangue Agranulociti

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