¿Qué es la hematopoyesis?
La hematopoyesis es el proceso de formación y desarrollo de las células sanguíneas, específicamente de sus elementos: eritrocitos, leucocitos y plaquetas.
La zona u órgano encargado de la hematopoyesis varía dependiendo del estado de desarrollo (embrión, feto, adulto, etc.). De manera general, se identifican tres fases: la mesoblástica, la hepática y la medular, también conocida como mieloide.
La hematopoyesis empieza en las primeras semanas de vida del embrión, y tiene lugar en el saco vitelino. Posteriormente, el hígado lidera el proceso y será el sitio de hematopoyesis hasta el nacimiento. Durante la gestación, otros órganos también pueden participar en el proceso, como el bazo, los ganglios linfáticos y el timo.
Al nacer, la mayor parte del proceso se lleva a cabo en la médula ósea. Durante los primeros años de vida, ocurre el “fenómeno de centralización”, o ley de Newman. Esta ley describe cómo la médula hematopoyética se limita al esqueleto y a los extremos de los huesos largos.
El éxito de la hematopoyesis depende de la disponibilidad de elementos esenciales que actúan como cofactores en procesos indispensables como la producción de proteínas y de ácidos nucleicos. Entre estos nutrientes encontramos las vitaminas B6, B12, ácido fólico o hierro.
Funciones de la hematopoyesis
- Como las células sanguíneas viven por muy poco tiempo (en promedio varios días o incluso meses), deben producirse de manera constante.
- En un adulto sano, la producción puede alcanzar unas 200.000 millones de eritrocitos y 70.000 millones de neutrófilos. Esta producción masiva tiene lugar (en los adultos) en la médula ósea.
- Los precursores de los linfocitos también tienen su origen en la médula ósea. No obstante, estos elementos dejan casi inmediatamente la zona y migran hasta el timo, donde llevan a cabo el proceso de maduración (linfopoyesis). Existen términos para describir de manera individual la formación de los elementos sanguíneos: eritropoyesis (para eritrocitos) y trombopoyesis (para plaquetas).
Fases
Fase mesoblástica
Los eritroblastos se desarrollan en los islotes sanguíneos del mesodermo extraembrionario, en el saco vitelino, y las células troncales hematopoyéticas, o stem cells, surgen en una fuente cercana a la aorta.
Las células troncales se ubican en la región hepática, aproximadamente a la quinta semana de gestación. El proceso es transitorio y finaliza entre la sexta y la octava semana.
Fase hepática
A partir de la cuarta y quinta semana, empiezan a aparecer eritroblastos, granulocitos y monocitos en el tejido hepático del feto.
El hígado es el órgano principal de la hematopoyesis durante la vida fetal, y mantiene su actividad hasta las primeras semanas del nacimiento.
En el tercer mes del desarrollo del embrión, el hígado alcanza su punto máximo en su actividad de eritropoyesis y granulopoyesis. Al finalizar esta etapa, estas células primitivas desaparecen totalmente.
En el adulto es posible que la hematopoyesis en el hígado se active de nuevo, y se habla de hematopoyesis extramedular.
Para que ocurra este fenómeno, el cuerpo debe enfrentar ciertas patologías, como las anemias hemolíticas congénitas o los síndromes mieloproliferativos. En estos casos de extrema necesidad, el hígado y el bazo pueden retomar su función hematopoyética.
Órganos secundarios en fase hepática
Posteriormente, ocurre el desarrollo megacariocítico, unido a la actividad esplénica de eritropoyesis, granulopoyesis y linfopoyesis. Se detecta actividad hematopoyética en los ganglios linfáticos y en el timo, pero en menor grado. En el feto, el timo es el primer órgano del sistema linfático en desarrollarse.
En algunas especies de mamíferos, puede ocurrir la formación de células sanguíneas en el bazo, durante toda la vida del individuo.
Fase medular
Cercano al quinto mes de desarrollo, los islotes de las células mesenquimáticas empiezan a producir células sanguíneas de todos los tipos.
La producción medular inicia con la osificación y el desarrollo de médula en el interior del hueso. El primer hueso en exhibir actividad hematopoyética medular es la clavícula, seguido de la rápida osificación del resto de los componentes del esqueleto.
Aumenta la actividad en la médula ósea, generando una médula roja en extremo hiperplásica. A mediados del sexto mes, la médula se convierte en el sitio principal de la hematopoyesis.
Tejido hematopoyético en el adulto
La médula ósea
En los animales, la médula ósea roja es la responsable de la producción de los elementos sanguíneos. Se localiza en los huesos planos del cráneo, esternón y costillas. En los huesos más largos, la médula ósea roja se restringe a las extremidades.
Existe otro tipo de medula que no tiene tanta importancia biológica, pues no participa en la producción de elementos sanguíneos, llamada médula ósea amarilla. Se denomina amarilla por su alto contenido en grasa.
Si es necesario, la médula ósea amarilla puede transformarse en médula ósea roja e incrementar la producción de elementos sanguíneos.
Línea de diferenciación mieloide
Comprende las series celulares de maduración, en donde cada una finaliza en la formación los distintos componentes celulares, eritrocitos, granulocitos, monocitos y plaquetas, en sus respectivas series.
Serie eritropoyética
Esta línea conduce a la formación de los eritrocitos, o glóbulos rojos. Varios eventos caracterizan el proceso, como la síntesis de la proteína hemoglobina, pigmento respiratorio encargado del transporte de oxígeno y responsable del color rojo de la sangre.
Este último fenómeno depende de la eritropoyetina, acompañada del aumento de la acidofilia celular, pérdida del núcleo y desaparición de las organelas y compartimientos citoplasmáticos.
Recordemos que una de las características más notables de los eritrocitos es su falta de organelos, entre ellos el núcleo. Es decir, los glóbulos rojos son “bolsas” celulares con hemoglobina en su interior.
El proceso de diferenciación en la serie eritropoyética necesita de un conjunto de factores estimulantes para llevarse a cabo.
Serie granulomonopoyética
El proceso de maduración de esta serie lleva a la formación de los granulocitos, que se dividen en neutrófilos, eosinófilos, basófilos, mastocitos y monocitos.
La serie se caracteriza por una célula progenitora común denominada unidad formadora de colonias granulomonocíticas. Esta se diferencia en los tipos celulares antes mencionados.
De la unidad formadora de colonias granulomonocíticas derivan las unidades formadoras de colonias granulocíticas y monocíticas. De la primera derivan los granulocitos neutrófilos, los eosinófilos y los basófilos.
Serie megacariocítica
El objetivo de esta serie es la formación de plaquetas. Las plaquetas son elementos celulares de forma irregular, sin núcleo, que participan en los procesos de coagulación de la sangre.
El número de plaquetas debe ser óptimo, ya que cualquier desnivel acarrea consecuencias negativas. Un número bajo de plaquetas representa hemorragias elevadas, y un número muy alto puede llevar a eventos de trombosis, por la formación de coágulos que obstruyen los vasos.
El primer precursor de las plaquetas que se reconoce se denomina megacarioblasto. Luego se llama megacariocito, del cual se pueden distinguir varias formas.
La siguiente etapa es el promegacariocito, una célula más grande que la anterior. Esta pasa a megacariocito, una célula de gran tamaño y con múltiples juegos de cromosomas. Las plaquetas se forman por la fragmentación de esta gran célula.
La principal hormona encargada de la regulación de la trombopoyesis es la trombopoyetina, que regula y estimula la diferenciación de los megacariocitos, y su posterior fragmentación.
La eritropoyetina también interviene en la regulación, gracias a su similitud estructural con la hormona antes mencionada. Además, tenemos al IL-3, el CSF y la IL-11.
Regulación de la hematopoyesis
La hematopoyesis es un proceso fisiológico regulado estrictamente por una serie de mecanismos hormonales.
El primero es el control en la producción de una serie de citosinas, cuya labor es la estimulación de la médula. Estas se generan principalmente en las células del estroma. Otro mecanismo que ocurre de manera paralela es el control en la producción de las citosinas que estimulan la médula.
El tercer mecanismo se fundamenta en la regulación de la expresión de los receptores para dichas citosinas, tanto en las células pluripotentes como en las que ya están en proceso de maduración.
Por último, existe un control en la apoptosis o muerte celular programada. Este evento puede ser estimulado y eliminar ciertas poblaciones celulares.
Referencias
- Dacie, J. V., & Lewis, S. M. Practical haematology. Churchill Livingstone.
- Junqueira, L. C., Carneiro, J., & Kelley, R. O. Basic histology: text & atlas. McGraw-Hill.