Hematopoyesis

Esta entrada será introductoria de toda la temática de la hematopoyesis. Veremos principalmente el significado de la hematopoyesis, su desarrollo, las células madre y los precursores hematopoyéticos. También veremos una introducción del sistema hematopoyético y sus vías, que serán tratadas de forma individual en futuras entradas.

Definición de hematopoyesis

La Real Academia de la Lengua Española define la hematopoyesis de forma sencilla y concisa:

De hemato- y el gr. ποίησις poíēsis ‘acción, creación’, der. de ποιεῖν poieîn ‘hacer’.
1. f. Fisiol. Proceso de formación de las células sanguíneas.

Si acudimos a Wikipedia encontraremos una definición más completa. En ella hace mención específica a los elementos formes de la sangre:

La hematopoyesis o hemopoyesis (del gr. αἷμα, -ατος-, ‘sangre’ y ποίησις, ‘creación’) es el proceso de formación, desarrollo y maduración de los elementos formes de la sangre (eritrocitos, leucocitos y plaquetas) a partir de un precursor celular común e indiferenciado conocido como célula madre hematopoyética multipotente, unidad formadora de clones, hemocitoblasto o stem cell.

Si atendemos a los primeros resultados de Google encontramos una web interesante, Enciclopedia Salud. En dicha web encontramos otra definición completa:

Proceso por el cual se forman nuevas células sanguíneas. En la médula ósea hay unas células madre pluripontenciales que generan las distintas estirpes de células sanguíneas: los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas. Las células que contiene la sangre están en constante renovación ya que su vida útil es limitada.

Sistema hematopoyético

El sistema hematopoyético se puede definir como el conjunto de órganos y tejidos que se encargan de la formación y destrucción de los distintos elementos formes de la sangre. Estos órganos y tejidos hematopoyéticos funcionarán en mayor o menor medida según la etapa vital del individuo.

El sistema hematopoyético incluye los siguientes órganos y tejidos:

  • Médula ósea.
  • Hígado.
  • Timo.
  • Bazo.
  • Ganglios linfáticos.
  • Tejido linfoide asociado a mucosas.
  • Sistema mononuclear fagocítico.

Hematopoyesis

La hematopoyesis se produce en distintos lugares en función de la etapa vital:

  • Vida intrauterina.
  • Vida extrauterina.

Hematopoyesis en la vida intrauterina

Está compuesta por tres fases que se suceden durante el embarazo. Estas fases se solapan unas con otras, pero cuentan con un orden específico en cuanto al arranque de las mismas.

  • Primera fase o fase mesoblástica: En esta fase no hay ningún órgano específico encargado de la hematopoyesis. Las células hematopoyéticas derivan directamente de las células del mesénquima primitivo, ubicado fundamentalmente en el saco vitelino. Esta etapa de la hematopoyesis intrauterina perdura hasta la décima semana aproximadamente.
  • Segunda fase o fase hepática: Esta fase arranca a partir de la octava semana. Alcanza su máxima eficacia entre el tercer y el sexto mes, momento que sirve de punto de inflexión, ya que la eficacia comienza a disminuir progresivamente, persistiendo hasta el noveno mes. El hígado es el principal órgano hematopoyético en este periodo, aunque el bazo, el timo y los ganglios linfáticos también están en funcionamiento. La actividad del hígado en esta fase contrasta con la nula actividad hematopoyética que presenta en el nacimiento. En el quinto mes de gestación las células hematopoyéticas del hígado son más numerosas que los hepatocitos. La actividad hematopoyética del bazo comienza más tarde que la del hígado, y termina en el séptimo mes.
  • Tercera fase o fase mieloide: Es la hematopoyesis definitiva y, como su propio nombre indica, ocurre en la médula ósea. Esta fase comienza en el cuarto mes de embarazo y la actividad va aumentando hasta el momento del nacimiento. En éste momento la hematopoyesis es máxima, siendo toda la médula ósea hematopoyética (médula ósea roja en su totalidad).

Hematopoyesis

Hematopoyesis en la vida extrauterina

Comienza una vez finalizada la hematopoyesis intrauterina. La actividad hematopoyética del recién nacido irá variando conforme vaya aumentado su edad.

  • En el recién nacido toda la médula ósea tiene capacidad hematopoyética. Toda su médula ósea es roja.
  • En el adulto, la médula ósea con capacidad hematopoyética, o roja, se encuentra en:
    • Huesos planos. Cráneo, costillas, esternón y pelvis.
    • Huesos cortos. Cuerpos vertebrales.
    • Epífisis de los huesos largos. Las diáfisis, en cambio, contienen en su interior médula ósea amarilla.
  • En el anciano la hematopoyesis queda muy reducida. La médula ósea con capacidad hematopoyética se encuentra en huesos del cráneo, cuerpos vertebrales y, con aproximadamente un 50% de funcionamiento, pelvis y esternón.

Desde el nacimiento hasta la madurez, ciertas zonas de los huesos van convirtiendo su médula ósea roja en amarilla. La médula ósea amarilla, formada por tejido adiposo, no tiene capacidad hematopoyética. Motivo por el cuál un anciano ve reducida su capacidad hematopoyética.

Este proceso no es irreversible, ya que se invierte en situaciones de demanda hematopoyética. En este tipo de situaciones la médula ósea roja aumenta. Y, por ende, la capacidad hematopoyética de la médula ósea aumenta.

En otro tipo de situaciones, como anemias hemolíticas congénitas o en síndromes mieloproliferativos, el hígado, e incluso el bazo, pueden recuperar su actividad hematopoyética. A ésto se le denomina hematopoyesis extramedular.

Una hematopoyesis extramedular puede ir más allá. Se puede localizar tejido hematopoyético en lugares como ganglios linfáticos, timo, riñón, SNC, pulmones… Al ser asintomática, la mayor parte de las veces es un hallazgo post-mortem.

Origen de los elementos formes de la sangre

Las células que originan los elementos formes sanguíneos se denominan células progenitoras hematopoyéticas. Éstas se dividen en células madre y precursores hematopoyéticos.

  • Células madre: No pueden identificarse mediante técnicas microscópicas. No tienen características morfológicas precisas, ya que son células mononucleadas, pequeñas y agranulares, sin ninguna característica diferencial aparente. Solo se pueden estudiar mediante técnicas de cultivo in vitro y técnicas inmunológicas.
  • Precursores hematopoyéticos: Son las células progenitoras de los elementos formes de la sangre. A diferencia de las células madre, estas células sí son reconocibles morfológicamente en la médula ósea.

Hematopoyesis

En el tejido hematopoyético se establecen dos líneas de diferenciación celular. Una es la línea linfoide, que da origen a todos los linfocitos, y otra es la línea mieloide, que da origen a todas las demás líneas.

Células madre

Todos los elementos formes de la sangre proceden de una misma población celular primitiva. Esta población está formada por las denominadas células madre totipotentes o stem cells.

Las stem cells cuentan con dos propiedades fundamentales: autorrenovación y pluripotencialidad. Una célula se considera pluripotencial si tiene capacidad de proliferación y diferenciación en todas las líneas celulares. La autorrenovación asegura que una determinada población celular se mantenga en el tejido hematopoyética a lo largo de toda una vida.

Además, cuentan también con un tamaño constante. El 10% de las stem cells están en situación de síntesis de ADN. El 90% restante están en fase de reposo proliferativo, pero tienen capacidad de entrar en fase de síntesis en situaciones de demanda hematopoyética.

Las células madre no se pueden identificar morfológicamente, pero se pueden estudiar inmunofenotípicamente porque las células inmaduras expresan el antígeno CD34 y no expresan antígenos propios de cada una de las líneas. Tres antígenos propios, a modo de ejemplo, de células diferenciadas que no se expresan en stem cells son:

  • CD19 en Linfocitos B.
  • CD3 en Linfocitos T.
  • Glicoforina en hematíes.

Stem cell hematopoyética o CFU-LM

La stem cell hematopoyética recibe el nombre de CFU-LM. A partir de ella se diferencian otras poblaciones celulares, secuencialmente, menos pluripotentes.

En la primera fase de diferenciación se originan dos poblaciones celulares:

  • CFU-GEMM: También denominada CFU-S, CFU-mix o célula progenitora pluripotente mieloide. Es la unidad formadora de colonias granulocíticas, eritrocíticas, monocíticas y megacariocíticas, originando las líneas mieloides y sus respectivas células.
  • CFU-L: También denominada célula progenitora pluripotente linfoide. Es la unidad formadora de colonias linfoides, originando las líneas linfoides y sus respectivas células.

En la siguiente fase de diferenciación celular la CFU-GEMM dará lugar a seis tipos celulares diferentes. Por otro lado, la CFU-L dará lugar a dos poblaciones celulares diferentes. De este modo, las líneas hematopoyéticas comienzan a diferenciarse a la vez que se van diferenciando las distintas células madre, cada vez menos pluripotentes.

Hematopoyesis

Hematopoyesis

Precursores hematopoyéticos

A partir de las células madre comprometidas se diferencian nuevas células precursoras denominadas precursores hematopoyéticos. Estas células precursoras son identificables morfológicamente, conformando una línea de maduración que finaliza con la célula madura correspondiente. De este modo, por ejemplo, en la eritropoyesis, los precursores hematopoyéticos de esta línea madurarán hasta la formación del hematíe.

En los primeros estadíos, los precursores hematopoyéticos de neutrófilos, eosinófilos y basófilos son morfológicamente iguales entre sí. Se pueden distinguir, únicamente, gracias a su granulación específica. Es por este motivo por el que se estudian conjuntamente como línea granulocítica.

Normalmente las células comprometidas sufren un proceso que tiene características comunes a todas las líneas:

  • Entre el precursor comprometido y la célula madura existen etapas de maduración y síntesis.
  • El número de células crece en progresión geométrica conforme aumenta la maduración.
  • El proceso de diferenciación comporta las siguientes transformaciones:
    • Concentración de la cromatina nuclear.
    • Disminución de la relación núcleo-citoplasma.
    • Pérdida de coloración basófila.
    • Decrecimiento del tamaño de la célula, como en el caso del hematíe, pero no aplicable a todas las líneas.
    • Aparición de granulación específica en las líneas granulocíticas.

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