Knochenmarkzellreifung: Hämatopoese erklärt
Die Knochenmarkzellreifung beschreibt die Entwicklung von Blutzellen im Knochenmark. Dabei reifen unreife Vorläuferzellen zu spezialisierten Blutzellen heran.
Wissenswertes über "Knochenmarkzellreifung"
Die Knochenmarkzellreifung beschreibt die Entwicklung von Blutzellen im Knochenmark. Dabei reifen unreife Vorläuferzellen zu spezialisierten Blutzellen heran.
Was ist die Knochenmarkzellreifung?
Die Knochenmarkzellreifung bezeichnet den biologischen Prozess, bei dem sich unreife Stammzellen im Knochenmark schrittweise zu funktionsfähigen Blutzellen entwickeln. Dieser Vorgang wird auch als Hämatopoese bezeichnet und findet hauptsächlich im roten Knochenmark statt, das sich bei Erwachsenen vor allem in den Wirbelkörpern, dem Brustbein, dem Becken und den langen Röhrenknochen befindet.
Alle Blutzellen stammen von einer gemeinsamen Ausgangs-Stammzelle ab, der sogenannten pluripotenten hämatopoetischen Stammzelle. Diese Stammzelle besitzt die Fähigkeit, sich in verschiedene Zelllinien zu differenzieren und so alle Arten von Blutzellen hervorzubringen.
Ablauf der Knochenmarkzellreifung
Die Reifung der Blutzellen verläuft in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen. Aus der pluripotenten Stammzelle entstehen zunächst zwei Vorläufertypen:
- Myeloische Vorläuferzelle (myeloischer Progenitor): Aus ihr entstehen rote Blutkörperchen (Erythrozyten), Blutplättchen (Thrombozyten), Granulozyten, Monozyten und Mastzellen.
- Lymphatische Vorläuferzelle (lymphatischer Progenitor): Aus ihr entstehen B-Lymphozyten, T-Lymphozyten und natürliche Killerzellen (NK-Zellen).
Jede dieser Zelllinien durchläuft eine charakteristische Abfolge von Reifungsstufen, bei der die Zellen schrittweise ihre typischen Merkmale und Funktionen erwerben.
Reifung der einzelnen Zelllinien
Erythropoese (Reifung der roten Blutkörperchen)
Die Erythropoese beschreibt die Entwicklung von Erythrozyten. Sie beginnt mit dem Proerythroblast und verläuft über mehrere Zwischenstufen (Erythroblast, Normoblast, Retikulozyt) bis zum ausgereiften Erythrozyten. Während dieses Prozesses wird zunehmend Hämoglobin gebildet und der Zellkern abgestoßen. Das Hormon Erythropoetin, das hauptsächlich in der Niere produziert wird, steuert diesen Prozess maßgeblich.
Thrombopoese (Reifung der Blutplättchen)
Blutplättchen entstehen aus großen Vorläuferzellen, den sogenannten Megakaryozyten. Diese geben kleine Zellausstülpungen (Proplattchen) ab, aus denen Thrombozyten freigesetzt werden. Das Hormon Thrombopoetin reguliert diesen Reifungsprozess.
Granulopoese (Reifung der Granulozyten)
Granulozyten sind wichtige Abwehrzellen des Immunsystems. Ihre Reifung beginnt mit dem Myeloblasten und verläuft über Promyelozyten, Myelozyten und Metamyelozyten bis hin zum ausgereiften Granulozyt. Man unterscheidet neutrophile, eosinophile und basophile Granulozyten, je nach Art der in ihren Granula enthaltenen Substanzen.
Lymphopoese (Reifung der Lymphozyten)
Lymphozyten sind zentrale Zellen der spezifischen Immunabwehr. B-Lymphozyten reifen vollständig im Knochenmark. T-Lymphozyten wandern als unreife Vorläuferzellen in den Thymus aus und reifen dort weiter. NK-Zellen können sowohl im Knochenmark als auch in anderen lymphatischen Organen reifen.
Steuerung der Knochenmarkzellreifung
Die Knochenmarkzellreifung wird durch ein komplexes Netzwerk aus Wachstumsfaktoren, Hormonen und Zytokinen gesteuert. Zu den wichtigsten Regulatoren gehören:
- Erythropoetin (EPO) – fördert die Erythrozytenreifung
- Thrombopoetin (TPO) – steuert die Thrombozytenproduktion
- Granulozyten-koloniestimulierender Faktor (G-CSF) – fördert die Bildung von Granulozyten
- Interleukin-3 (IL-3) – unterstützt die Reifung mehrerer Zelllinien
- Stammzellfaktor (SCF) – unterstützt das Überleben und die Differenzierung von Stammzellen
Auch die Mikro-Umgebung des Knochenmarks, das sogenannte hämatopoetische Nischenmilieu, spielt eine entscheidende Rolle für die ordnungsgemäße Reifung der Zellen.
Klinische Bedeutung
Störungen der Knochenmarkzellreifung können zu schwerwiegenden Erkrankungen führen. Dazu zählen unter anderem:
- Anämie: Verminderte Produktion oder fehlerhafte Reifung von Erythrozyten führt zu Blutarmut.
- Leukämie: Bösartige Erkrankung, bei der unreife oder fehlerhaft gereifte Leukozyten unkontrolliert wachsen.
- Myelodysplastische Syndrome (MDS): Gruppe von Erkrankungen mit gestörter Reifung der Knochenmarkzellen und daraus resultierendem Mangel an funktionsfähigen Blutzellen.
- Aplastische Anämie: Schwerwiegende Schädigung des Knochenmarks, bei der die Blutbildung nahezu vollständig versagt.
- Thrombozytopenie: Mangel an Blutplättchen infolge gestörter Thrombopoese.
Die Untersuchung der Knochenmarkzellreifung erfolgt häufig mittels Knochenmarkpunktion (Aspiration) und Knochenmarkbiopsie, bei der Knochenmarkgewebe entnommen und unter dem Mikroskop beurteilt wird.
Quellen
- Hoffbrand, A.V., Moss, P.A.H.: Hoffbrand's Essential Haematology, 7. Auflage, Wiley-Blackwell, 2016.
- Longo, D.L. et al.: Harrison's Principles of Internal Medicine, 20. Auflage, McGraw-Hill, 2018.
- Kaushansky, K. et al.: Williams Hematology, 9. Auflage, McGraw-Hill Education, 2016.
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