Kemik iliği merkezinde bulunan bir dokudur kemikler .
İki şekilde gelir: kan hücrelerinin üretildiği kırmızı kemik iliği (hematopoez ) ve çoğunlukla yağdan oluşan sarı kemik iliği.
Kırmızı kemik iliği, farklı kan hücrelerinin tümünü üretir: kırmızı kan hücreleri (akciğerlerden hücrelere oksijen ve hücrelerden akciğerlere karbondioksit taşınması için gereklidir), beyaz kan hücreleri (vücudu yabancı maddelerden koruyan hücreler). maddeler) ve trombositler (bir yaralanma sırasında kanamayı durdurmak için biriken hücreler).
Kemikler oluşan kompakt maddenin kemik dışında bulunan ve bir süngerimsi madde kemik içerisinde. Bu süngerimsi madde sert bir sünger gibi görünür ve kemik maddesi ( trabeküller ) arasında az çok büyük boşluklar tutar . Bu boşluklar kemik iliği adı verilen bir madde ile doldurulur.
Kemik boşlukları, kemik oluşturan hücreler ( osteoblastlar) ve kemikleri yok eden daha az hücre ( osteoklastlar) ile kaplıdır . Bu kemik yapma ve yok etme faaliyeti hayatın her döneminde kalıcıdır ve güçlü kemikler için gereklidir. Boşluklar , kemik iliğinin çeşitli bileşenlerini destekleyen hücre dışı matris olan lifli bir jel ile doldurulur . Bu matris, küçük arterlerin ve venlerin (bir ağ içeren kılcal damarlarının) , destek hücreleri ( fibroblastlar ), sinir hücreleri, yağ hücreleri ( adipositler) , olgunlaşma (farklı aşamalarında kan hücreleri , hematopoietik hücreler) ve retikülin , benzer bir destek bir protein , kolajen . Ayrıca stromal hücreler de mevcuttur; bu hücrelerin kan hücrelerinin oluşumunda önemli bir rol oynadığı görülüyor.
İki tür kemik iliği vardır:
Kan, kemiğe ortasından giren bir kan damarı yoluyla kemik iliğine gelir. Bu damar giderek daha fazla dallanır ve kemik boşaldıktan sonra küçük damarlar olan kılcal damarlar yoluyla kemik iliğine gelir . Bunların duvarı ( endotel ), olgun kan hücrelerinin kana geçtiği düz hücrelerden oluşur.
Kemik iliğinin toplam kütlesi karaciğerden daha büyüktür, karaciğerin kütlesi 1.5-2 kg'dır . Sarı kemik kütlesi, 25 yaşındaki bir insanda kemik kütlesinin %50 ila %70'i kadardır. Ancak bu oran sabit değildir, örneğin yaş, menopoz, alkol kötüye kullanımı ve hastalıklarla birlikte artar; ancak daha fazla spor yaparak veya soğuğa maruz kalarak da azalabilir.
Yenidoğanlarda sadece kırmızı kemik iliği bulunur. Yetişkinlikte kırmızı kemik iliği yalnızca omurlarda, kaburgalarda, köprücük kemiklerinde, göğüs kemiğinde, pelvik ve kafatası kemiklerinde ve uyluk ve humerusun gövdesine en yakın uçlarda bulunur. Kırmızı kemik iliği oldukça vaskülarizedir çünkü hematopoietik hücreler buradaki kan hücrelerini üretir.
Sarı kemik iliği esas olarak adipositlerden (yağ hücreleri) oluşur. Yetişkin insanlarda, toplam vücut yağ kütlesinin yaklaşık %10'unu temsil eder. Bu adipositler vücudun diğer bölgelerindeki yağ hücrelerinden farklıdır ve vücudun doğal iç dengesi olan homeostazın düzenlenmesinde önemli bir role sahiptir .
Kan, kan hücrelerini ve proteinler , besinler, gazlar ve diğer maddeler gibi diğer malzemeleri taşıyan bir sıvı, kan plazmasından oluşur . Kadınlarda %42, erkeklerde %45 kan, %99'u kırmızı kan hücreleri, eritrositlerden oluşan kan hücrelerinden oluşur . Diğer hücreler, 5 varyantta ( nötrofiller , eozinofiller , bazofiller , monositler ve lenfositler) bulunan beyaz kan hücreleri, lökositler ve tam anlamıyla hücreler değil, hücre parçaları olan kan trombositleridir .
Bu hücrelerin tümü hematopoietik kök hücreler tarafından kemik iliğinde üretilir. Doğumdan önce, kan hücreleri, kemik iliğinde üretilir, fakat ilk yolk kesesi ve karaciğer , dalak ve lenf dokusunda ve son olarak 4 ila inci kemik iliğinde ay kırmızı; 6 inci gebelik ay, kemik iliği tarafından üretimi egemendir. Bununla birlikte, kan hücrelerinin üretiminin acilen uyarılması gerektiğinde, karaciğer ve dalak, yetişkinlikte bile bu üretime devam edebilir. Sarı kemik iliği gerektiğinde tekrar kırmızı kemik iliğine dönüşebilir.
Kırmızı kemik iliğinde, ortalama olarak, mevcut hücrelerin %18'i kırmızı kan hücreleri oluşturur ve neredeyse %80'i beyaz kan hücreleri oluşturur veya olgunlaştırır.
Hematopoetik kök hücreler, her tür kan hücresi üretir. Bu hücreler sayıca azdır ve kemik iliğindeki 10.000 ila 15.000 hücrede yalnızca bir hücreyi temsil eder. Ayrıca kana da kaçabilirler, ancak bu durumda 100.000 kan hücresinden sadece bir hücreyi temsil eder. Spesifik proteinler, ihtiyaçlara bağlı olarak bu hücreleri bölünmeye ve çeşitli kan hücrelerini üretmeye teşvik edecektir. Ayrıca çoğalmak ve böylece kan hücrelerinin sürekli üretimini sağlamak için de bölünürler.
Hematopoietik kök hücreler, ilk olarak alyuvarları, akyuvarları ve trombositleri oluşturacak progenitör miyeloid hücreler ve lenfositleri verecek progenitör lenfoid hücreler olmak üzere iki farklı hücre tipine bölünür . Kan hücreleri olgunlaştığında kana salınırlar. Bu progenitörler çok sayıda hücre üretebilir, ancak bunların yaratılmasından sonra yalnızca sınırlı bir süre için. Kan hücrelerinin olgunlaşmasının 15 ila 20 gün arasında sürdüğü tahmin edilmektedir, ancak bu süre ihtiyaca göre değişebilir.
Yerlerine bağlı olarak, hematopoietik kök hücreler veya progenitör hücreler farklı şekilde uzmanlaşacaktır. Bu konumlar, kök hücre nişleri (in) , adipositler, osteoblastlar, kan damarları ve stromal hücreler gibi çevreleyen hücreler tarafından tanımlanır.
Kırmızı kan hücreleri, oksijeni (O 2 ) akciğerlerden hücrelere ve karbondioksitin çoğunu hücrelerden akciğerlere taşımaktan sorumlu düzleştirilmiş hücrelerdir . Her küp milimetre (mm 3 kan) 5 milyon kırmızı kan hücreleri bulunmaktadır. Bu hücrelerin çekirdeği veya başka organelleri yoktur ve esasen hemoglobin molekülleri ile dolu keselerdir . Yaklaşık 4 aylık bir ömre sahiptirler ve her saniye 2 ila 3 milyon yeni kırmızı kan hücresi ile değiştirilirler. Dalak çok eski kırmızı kan hücrelerini ortadan kaldırır.
Kırmızı kan hücreleri kemik iliğinde farklı aşamalarda üretilir ve son aşamada kırmızı kan hücrelerinin kana salınması gerçekleşir. Kemik iliği spesifik protein tarafından uyarılır eritropoietinler üretilen (EPO), böbreklerin , O bir eksikliği olduğu zaman 2 . Her kırmızı kan hücresi, her biri 4 demir atomu içeren 250 milyondan fazla hemoglobin molekülü içerir. Kemik iliği, karaciğer ve dalak, demiri ferritin veya hemosiderin olarak depolayabilir . Eritropoietin, kırmızı kan hücrelerinin üretimini uyardığında, demir atomları, yeni kırmızı kan hücrelerinin oluşturulabilmesi için kan yoluyla kemik iliğine iletilmek üzere bir taşıma proteini olan transferrine bağlanır .
Oluşumdaki kırmızı kan hücreleri bir makrofaj etrafında aglütine olur ve böylece eritroblast adaları oluşturur. Bu adacıklar kılcal damarlara yakındır. Makrofajlara en yakın hücreler en az olgun olanlardır. Makrofaj, kusurlu hücreleri emer ve ayrıca kırmızı kan hücrelerinin çekirdeklerini kan damarlarına ulaşmadan uzaklaştırır.
Beyaz kan hücrelerinin rolü, vücudumuza yabancı maddelere (bakteri, virüs, mantar vb.) karşı onları yok ederek korumaktır. Ayrıca kanser hücreleri gibi anormal hücreleri öldürürler ve kullanılmış hücrelerin ve doku kalıntılarının gövdesini temizlerler. Kırmızı kan hücrelerinin çok daha az beyaz kan hücresi bulunur, her mm 3 7000 hakkında içerir. Akyuvarlar varış yerine, sadece bir ulaşım aracı olarak kan kullanmak, bunlar arasında dokuma kılcal küçük kan damarları aracılığıyla bırakın damar duvarındaki hücreler. Granüler beyaz kan hücrelerinin ömrü, günler hatta saatler olarak sayılır.
Mikroskop altında görünümlerine göre sınıflandırılan 5 çeşit beyaz kan hücresi vardır:
Tüm granüler beyaz kan hücreleri ve monositler, yalnızca birkaç aşamada olgunlaştıkları kemik iliğinde üretilir; üretimleri uygun proteinler tarafından uyarılır.
Küçük damarların (arteriyoller, kılcal damarlar ve venüller) yırtılmaları oldukça sıktır ve bu damarların duvarlarındaki hücreler tarafından kolayca tamir edilir. Daha büyük damarlarda bir yaralanma meydana geldiğinde kanamayı durdurmak için üç aşamalı bir süreç gerçekleşir:
Trombositler sadece trombosit çivisini oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda damarların kasılmasına ve kanın pıhtılaşmasına neden olur.
Trombositler hücre değil , kemik iliğinde hematopoietik kök hücreler tarafından üç fazda üretilen megakaryosit adı verilen büyük hücre parçalarıdır . 0,002 ila 0,004 mm boyutlarındaki trombositler, küçük bir sitoplazma ve zardan oluşur . 0,05 ila 0,1 mm'lik bir megakaryosit, yaklaşık üçte biri bir damar yırtılması sırasında kullanıma hazır hale getirilmek üzere dalakta depolanan 2.000 ila 3.000 trombosit üretir. Kan mm başına 150,000 ila 350,000 trombositler de içerir 3 ; yaklaşık 10 gün hayatta kalırlar ve dalak ve karaciğer tarafından geri dönüştürülürler. Trombopoıetin karaciğer tarafından salgılanan, kemik iliğinde trombosit üretimini düzenler.
Memelilerde ve kuşlarda kan hücrelerinin (kırmızı kan hücreleri, beyaz kan hücreleri ve trombositler veya trombositler) üretimi, insanlarda olduğu gibi, hematopoietik kök hücrelerin bulunduğu kemik iliğinde gerçekleşir. Böbrek ve dalak, amfibilerde ve kemikli balıklarda kan hücreleri üretir. Alt balıklarda kanda hematopoietik kök hücreler bulunur.
Memeli kırmızı kan hücreleri, merkezi bir oyuk ile disk şeklindedir ve çekirdekten yoksundur. Çoğu omurgalıda bu hücreler daha büyüktür, oval bir şekle sahiptir ve bir çekirdeğe sahiptir. Kırmızı kan hücrelerinin üretimi, memelilerde ve muhtemelen diğer omurgalılarda böbrekler tarafından üretilen eritropoietin tarafından kontrol edilir.
Memeliler, hücre parçaları olan trombositler üretir. Diğer omurgalılar, trombosit adı verilen ve yaralanmayı bekleyen kanda dolaşan ve bu sırada kanın pıhtılaşmasına yardımcı olmak için parçalanan tam hücreler üretir.
Dalak, eski kırmızı kan hücrelerini ortadan kaldırır ve ayrıca gerektiğinde kullanılabilir hale getirmek için beyaz kan hücreleri ve trombositlerin yanı sıra bunları depolayabilir.
Uzun bir süre, bu hayati süreci UV radyasyonu ve sıcaklık dalgalanmalarının olası zararlarından korumak için, kan hücresi üretiminin kemiklere göçünün, dünyadaki yaşama bir adaptasyon olduğu varsayıldı . Uzuv kemiklerinin dikkatli bir şekilde incelenmesi ve iç boşlukların varlığı, kemik iliğinde kan oluşumuna izin veren ilk hayvanların yaklaşık 280 milyon yıl önce Alt Permiyen'de yaşayan seymouria ve discosauriscus olduğu varsayılmaktadır .
Kan ihtiyacı olan oksijeni taşıyamazsa, anemi hakkında konuşuruz. Bu durum, kırmızı kan hücrelerinin veya hemoglobinin eksikliği veya anormalliğinden kaynaklanabilir. 400'den fazla anemi türü vardır ve WHO, dünya nüfusunun dörtte birinin bundan muzdarip olduğunu tahmin etmektedir, okul öncesi çocuklar ve gelişmekte olan ülkelerdeki kadınlar özellikle etkilenmektedir.
Aneminin farklı nedenleri aşağıdaki kategorilere ayrılabilir:
Kan normalden daha fazla kırmızı hücre içerebilir; örneğin dehidrasyon sırasında geçici olarak veya sigara içenlerde kronik olarak, çünkü onlarda hemoglobin artık oksijeni verimli bir şekilde taşımaz veya yüksekte yaşayan insanlarda. Polisitemi vera, kırmızı kan hücrelerinin aşırı üretimi ile karakterize edilen bir kemik iliği bozukluğudur; bu durum kan pıhtılarına , kalp krizlerine ve felçlere neden olabilen organlar için zararlı olan kanın viskozitesinde önemli bir artışa yol açar .
Lösemide, beyaz kan hücrelerinin olgunlaşmasının farklı aşamalarında anormal hücrelerin aşırı üretimi vardır. Bu durumda beyaz kan hücreleri artık görevlerini normal bir şekilde yerine getiremezler. Bu anormal hücreler kemik iliğini istila eder ve diğer hücreler artık kırmızı kan hücreleri veya trombositler yapamazlar. Hastalar genellikle şiddetli enfeksiyonlardan veya kanamadan ölürler.
İstenmeyen kan pıhtıları veya durmayan kanamalar oluşturabilen çok fazla trombosit üretimi, trombositoz veya çok az trombosit üretimi, trombositopeni . Bu işlev bozuklukları çoğunlukla trombositlerin oluştuktan sonra yıkımından kaynaklanır, ancak kemik iliği hastalıklarından da kaynaklanabilir.
Kan hücrelerinin üretiminde işlev bozukluğu olması durumunda, kemik iliğinin delinmesi yani bir şırınga ile aspire edilerek yayma ( miyelogram ) veya bir parçanın çıkarılmasıyla kemik iliğinin alınması gerekebilir. yapısını analiz etmek için bir trokar ile .
Ponksiyon hasta için çok ağrılı bir işlemdir ve lokal veya genel anestezi gerekir. Pelvik kemiğin üst kısmı olan iliak krestin arkasına ulaşmak için hasta yan yatırılır . Deride bir kesi yapılır ve kemiği iliğe kadar delmek için bir iğne kullanılır. Yere gelindiğinde iğneye enjektör takılır ve yaklaşık 2 ml ilik aspirasyonu yapılır. Biyopsi gerekiyorsa (yani, kemik iliğinin yapısını korumak gerekliyse), cilt seviyesinde aynı yere, ancak 'kemikte farklı bir açıyla bir trokar yerleştirilir; Normalde 2 cm kemik iliği alınır. Komplikasyonlar nadirdir.
Bu prosedürün uygulanması nispeten kolaydır ve ayakta tedavi bazında yapılabilir. Numunenin analizi, işlev bozukluğunun güvenilir ve hızlı bir şekilde teşhis edilmesini sağlar.
Lösemi veya orak hücreli anemi gibi kan hücrelerinin üretimini etkileyen hastalıklarda hematopoietik kök hücre nakli bir tedavi seçeneğidir.
Bu hücreler, otolog bir numune ile , yani tedaviden önce hastanın kendisinden veya allojenik bir donörden , yani başka bir kişiden gelebilir . Hücreler hastanın kendisinden geldiğinde, reddetme sorunları çok nadirdir ( örneğin multipl miyelomlarda mümkündür ).
Hastanın kendi hematopoietik hücrelerinin toplanması mümkün olmadığında, önce ailesi içinde, ardından kayıtlı potansiyel donörler listesinden uygun bir donör aranır. Hastanın insan lökosit antijenleri (HLA) ile en yüksek uyumluluğa sahip bir donör bulmak önemlidir .
Göbek kordonlarından hematopoietik hücreler kullanmak da mümkündür; çok yüksek HLA uyumluluğu gerektirmeme ve hızlı bir şekilde kullanılabilir olma avantajına sahiptirler, ancak genellikle daha az hızlı kök salmaktadırlar. Bu hücreler, bir çocuğun doğumundan hemen sonra toplanır ve hemen dondurulur.
Bir kişiden kök hücre hasadı iki şekilde yapılabilir:
Hastalara kök hücre nakli yapılmadan önce hastalıklı kemik iliğinin kemoterapi ve radyoterapi ile tamamen çıkarılması ve bağışıklık sisteminin uyarılması gerekir. Bu tedavi sırasında bağışıklık sistemi yıkıldığı için hasta izole edilmelidir.
Donörden toplanan kök hücreler infüzyon yoluyla tekrar kana enjekte edilir. Kemik iliğini az ya da çok hızlı bir şekilde yeniden dolduracaklar.
Kandaki kırmızı hücrelerin artması, hücrelere özellikle kas hücrelerine daha fazla oksijen getirilmesini mümkün kılar ve bu da sporcuların daha iyi performans göstermesini sağlar. Sentetik EPO'nun keşfinden önce, bir yarışmadan önce dondurulan ve daha sonra yeniden enjekte edilen kırmızı kan hücrelerini çıkarmak için sporcunun kanını alarak doping yapıldı. Sentetik EPO kullanımı bu prosedürü basitleştirmiştir. Yapılan bir araştırma, bu uygulamanın dayanıklılık sporlarındaki performansı %7 ila %10 oranında artırabildiğini göstermiştir.
Kırmızı kan hücrelerinde çok fazla artış kanı kalınlaştırır ve bu da kan pıhtılarına , kalp krizlerine ve felçlere neden olabilir . Tekrarlanan dozlarda EPO almak da EPO'ya karşı direnç oluşturarak anemiye neden olabilir. Sentetik EPO'nun 1987'den beri yirmi Avrupalı bisikletçinin ölümünden sorumlu olduğunu düşünüyorum.
2000'deki Sidney Olimpiyatlarından bu yana , sporcular sentetik EPO'nun varlığı için test edildi.