Wie produzieren Knochen Blutzellen?

Blut sammelt Sauerstoff aus der Lunge und transportiert ihn durch den Körper. Auf seinem Rückweg zum Herzen sammelt das Blut Kohlendioxid und bringt es zum Ausatmen zurück in die Lunge. Blut liefert auch Elektrolyte, Nährstoffe und Vitamine, Hormone, Gerinnungsfaktoren und Proteine ​​an die Zellen im ganzen Körper.

Ein erwachsener Mensch hat etwa 5 Liter Blut, was 7 bis 8 Prozent des gesamten Körpergewichts ausmacht. Etwa 55 Prozent des Blutes (etwa 2,75 bis 3 Liter) sind Plasma (oder der flüssige Teil des Blutes); der Rest besteht aus roten Blutkörperchen (Erythrozyten), weiße Blutkörperchen (Leukozyten) und Thrombozyten (Thrombozyten). Rote Blutkörperchen transportieren Sauerstoff aus der Lunge, weiße Blutkörperchen helfen bei der Abwehr von Infektionen und Blutplättchen ermöglichen die Blutgerinnung.

Die meisten Blutzellen werden im Knochenmark gebildet, der schwammartigen Substanz, die sich in der Knochenstruktur befindet. Es gibt zwei Arten von Knochenmark, die als rot und gelb bezeichnet werden; beide enthalten Blutgefäße und Venen, die Nährstoffe und Abfallstoffe in und aus den Knochen transportieren. Gelbes Knochenmark besteht hauptsächlich aus Fett und befindet sich in den hohlen Zentren langer Knochen, wie zum Beispiel Oberschenkelknochen. Rotes Knochenmark befindet sich in der Mitte von flachen Knochen wie den Rippen und Schulterblättern und produziert aktiv Blutzellen.

Die Produktion von Blutzellen im Skelett verändert sich mit zunehmendem Alter. Bei der Geburt ist das gesamte menschliche Knochenmark rot, wodurch der Körper mehr Blutzellen produzieren kann, die der Körper zum Wachsen braucht. Wenn der Körper reift, wird ein Teil des roten Marks durch gelbes Mark ersetzt. Bei ausgewachsenen Erwachsenen ist die Menge an rotem und gelbem Mark ungefähr gleich. Die Knochen, die Blutzellen bilden, sind solche mit einer hohen Konzentration an rotem Knochenmark: die Wirbelsäule, das Brustbein, die Rippen, das Becken und kleine Teile des Oberarms und der Beine.

Der Prozess, bei dem der Körper Blut produziert, wird Hämatopoese genannt. Das Knochenmark produziert täglich 200 Milliarden rote Blutkörperchen, 10 Milliarden weiße Blutkörperchen und 400 Milliarden Blutplättchen. Alle drei Arten von Blutzellen stammen aus derselben Art von Zellen, die als pluripotenter hämatopoetischer Stamm bezeichnet werden Zellen, die das Potenzial haben, jede der verschiedenen Arten von Blutzellen zu bilden und auch selbst replizieren.

Blutzellen beginnen ihr Leben als Stammzellen. Wenn diese Zellen reifen, teilen sie sich und bilden entweder weitere Stammzellen oder entwickeln sich zu Vorläuferzellen, die sich dann zu roten oder weißen Blutkörperchen oder Blutplättchen weiterentwickeln. (Sobald sich Vorläuferzellen gebildet haben, wird ihr zukünftiger Zelltyp bestimmt.) Einige dieser Stammzellen wandern in andere Körperteile und entwickeln sich weiter, während andere im Knochenmark verbleiben und reifen.

Als häufigste Art von Blutkörperchen in einem gesunden Körper verteilen rote Blutkörperchen Sauerstoff und essentielle Nährstoffe im ganzen Körper. Sie machen etwa 40 bis 45 Prozent des Blutes aus und sorgen für seine rote Farbe. Dieser Prozentsatz ist als Hämatokrit bekannt und wird von Ärzten häufig in einem sogenannten vollständigen Blutbild (CBC) gemessen. Das normale Verhältnis beträgt 600 rote Blutkörperchen zu einem weißen Blutkörperchen und 40 Blutplättchen.

Rote Blutkörperchen sind anders aufgebaut als andere Zellen. Sie sind runde und flache bikonkave Scheiben, die wie eine flache Schüssel aussehen. Ein rotes Blutkörperchen hat keinen Kern und kann seine Form ändern, ohne zu brechen, sodass es sich durch Kapillaren quetschen kann.

Die weißen Blutkörperchen, die größte der drei Blutkörperchenarten, zirkulieren regelmäßig im Blutkreislauf, sodass sie bereit sind, den Blutkreislauf zu verlassen und in andere Gewebe einzudringen, wenn eine Infektion vorliegt erkannt. Während die meisten weißen Blutkörperchen im roten Knochenmark des Körpers produziert werden, können sie bei Bedarf auch in speziellen Drüsen in anderen Körperteilen produziert werden. Ein Anstieg der Anzahl der weißen Blutkörperchen ist typischerweise ein Zeichen einer Infektion; Diese Zellen können sich schnell vermehren, um Fremdkörper im System besser abzuwehren.
Lesen Sie mehr über den Unterschied zwischen roten und weißen Blutkörperchen.

Es gibt fünf Haupttypen von weißen Blutkörperchen: Lymphozyten, Neutrophile, Monozyten, Eosinophile und Basophile. Eosinophile und Basophile enthalten Verdauungsenzyme in Granula in ihren Zellen und werden auch als bezeichnet Granulozyten. Jeder der verschiedenen Typen spielt je nach Art der Infektion eine eigene Rolle: bakteriell, viral, pilzartig oder parasitär. Sie nehmen auch unnötige Stoffe (wie abgestorbene Zellen, Gewebereste und alte rote Blutkörperchen) auf, schützen vor Fremdkörpern wie Allergenen und schützen vor mutierten Zellen wie Krebs.

Lymphozyten steuern das Immunsystem des Körpers; im Gegensatz zu anderen weißen Blutkörperchen können sie eindringende Bakterien und Viren erkennen und sich daran erinnern. Neutrophile töten Bakterien durch einen Prozess, der als. bekannt ist Phagozytose. Monozyten dringen in das Gewebe ein, werden größer und verwandeln sich in Makrophagen wo sie können phagozytieren Bakterien im Körper. (Sie zerstören auch alte, beschädigte und abgestorbene Zellen im Körper.) Diese Makrophagen kommen in Leber, Milz, Lunge, Lymphknoten, Haut und Darm vor. Eosinophile töten Parasiten und Basophile bekämpfen allergische Reaktionen.

Blutplättchen oder Blutzellenfragmente bilden einen Blutplättchenpfropfen, um kleine Schnitte oder Brüche in den Blutgefäßwänden abzudichten. Sie helfen bei der Blutgerinnung, wodurch verhindert wird, dass der Körper zu viel Blut verliert. Wie rote und weiße Blutkörperchen werden sie im Knochenmark gebildet, wo sehr große Zellen genannt werden Megakaryozyten zerfallen in Zellfragmente, genannt Blutplättchen. Diese Zellen haben keinen Kern und vermehren sich nicht.

Manchmal produziert das Knochenmark nicht genügend gesunde rote oder weiße Blutkörperchen. Dies kann zu Müdigkeit und Infektionen führen. Dieser Fehler kann durch externe Faktoren wie Chemikalien, Strahlung oder bestimmte Viren ausgelöst werden Infektionen oder durch andere unbekannte Reize, die das körpereigene Immunsystem dazu bringen, den Stamm zu zerstören Zellen. In anderen seltenen Fällen können Knochenmarksversagenssyndrome genetisch bedingt sein.

Zu wenige Thrombozyten können zu spontanen oder unkontrollierten Blutungen führen. Wenn die Anzahl der roten Blutkörperchen geringer als normal ist, wird weniger Sauerstoff an die Körperzellen abgegeben, was zu einer als Anämie bekannten Erkrankung führt. Anämie ist zwar nicht unbedingt ein gefährlicher Zustand, kann aber auf eine ernstere Erkrankung oder sogar auf Krebs hinweisen.

Bei der aplastischen Anämie werden die Stammzellen des Knochenmarks geschädigt und die normale Blutproduktion verlangsamt oder stoppt sogar. Obwohl das Produktionsniveau sinkt, sind die produzierten Zellen normal. Aplastische Anämie wird am häufigsten bei Personen im Alter von 20 bis 25 Jahren und Menschen über 60 Jahren beobachtet, von denen jedes Jahr etwa vier von einer Million Menschen in den Vereinigten Staaten betroffen sind. Wenn es bei Kindern auftritt, ist es höchstwahrscheinlich genetisch und wird durch abnormale Chromosomen verursacht.

Das myelodysplastische Syndrom (MDS) beinhaltet im Allgemeinen die Produktion von defekten Stammzellen. Anstatt sich zu gesunden roten oder weißen Blutkörperchen oder Blutplättchen zu entwickeln, sterben diese Zellen im Knochenmark ab. In einigen Fällen entwickelt sich daraus Leukämie, eine Art von Blutkrebs. MDS betrifft jedes Jahr mehr als 15.000 Menschen in den Vereinigten Staaten und betrifft typischerweise Personen zwischen 70 und 80 Jahren.

Lymphom, das in Lymphknoten beginnt, und multiples Myelom, ein Krebs, der im weißen Blut beginnt Zellen, sind beides Krebsarten, die sich auf das Knochenmark ausbreiten und die Blutproduktion stören können Zellen. Diese Krankheiten können mit Bestrahlung oder chemischen Behandlungen oder mit Stammzell- oder Knochenmarktransplantationen behandelt werden.