In che modo le ossa producono le cellule del sangue?

Il sangue raccoglie l'ossigeno dai polmoni e lo trasporta in tutto il corpo. Durante il viaggio di ritorno al cuore, il sangue raccoglie l'anidride carbonica e la riporta ai polmoni per essere espirata. Il sangue fornisce anche elettroliti, nutrienti e vitamine, ormoni, fattori della coagulazione e proteine ​​alle cellule di tutto il corpo.

Un essere umano adulto ha circa 5 litri di sangue, che rappresenta dal 7 all'8% del peso corporeo totale. Circa il 55 percento del sangue (da circa 2,75 a 3 litri) è plasma (o la parte liquida del sangue); il resto è costituito da globuli rossi (eritrociti), globuli bianchi (leucociti), e piastrine (trombociti). I globuli rossi trasportano l'ossigeno dai polmoni, i globuli bianchi aiutano a combattere le infezioni e le piastrine consentono la coagulazione del sangue.

La maggior parte delle cellule del sangue viene creata nel midollo osseo, la sostanza spugnosa che si trova all'interno della struttura ossea. Esistono due tipi di midollo, detti rosso e giallo; entrambi contengono vasi sanguigni e vene che trasportano sostanze nutritive e rifiuti dentro e fuori le ossa. Il midollo giallo è composto principalmente da grasso e risiede nei centri cavi delle ossa lunghe, come le ossa della coscia. Il midollo rosso si trova al centro delle ossa piatte come le costole e le scapole e produce attivamente cellule del sangue.

La produzione di cellule del sangue nello scheletro cambia con l'avanzare dell'età. Alla nascita, tutto il midollo umano è rosso, consentendo al corpo di produrre più cellule del sangue, di cui il corpo ha bisogno per crescere. Man mano che il corpo matura, parte del midollo rosso viene sostituito con midollo giallo. Negli adulti completamente cresciuti, la quantità di midollo rosso e giallo è circa uguale. Le ossa che formano le cellule del sangue sono quelle con alte concentrazioni di midollo rosso: la colonna vertebrale, lo sterno, le costole, il bacino e piccole parti della parte superiore del braccio e della gamba.

Il processo attraverso il quale il corpo produce sangue è chiamato emopoiesi. Il midollo osseo produce ogni giorno 200 miliardi di globuli rossi, 10 miliardi di globuli bianchi e 400 miliardi di piastrine. Tutti e tre i tipi di cellule del sangue provengono dallo stesso tipo di cellule, chiamate staminali ematopoietiche pluripotenziali cellule, che hanno il potenziale per formare uno qualsiasi dei diversi tipi di cellule del sangue e anche per autoreplicarsi.

Le cellule del sangue iniziano la vita come cellule staminali. Man mano che queste cellule maturano, si dividono e creano più cellule staminali o si evolvono in cellule progenitrici, che si svilupperanno ulteriormente in globuli rossi o bianchi o piastrine. (Una volta che le cellule progenitrici si formano, viene determinato il loro futuro tipo cellulare.) Alcune di queste cellule staminali viaggiano in altre parti del corpo e si sviluppano ulteriormente mentre altre rimangono e maturano nel midollo osseo.

Essendo il tipo più abbondante di cellule del sangue in un corpo sano, i globuli rossi distribuiscono ossigeno e nutrienti essenziali in tutto il corpo. Costituiscono circa il 40-45% del sangue e forniscono il suo colore rosso. Questa percentuale è nota come ematocrito ed è spesso misurata dai medici in quello che è noto come esame emocromocitometrico completo (CBC). Il rapporto normale è di 600 globuli rossi per un globulo bianco e 40 piastrine.

I globuli rossi sono strutturati in modo diverso rispetto alle altre cellule. Sono dischi biconcavi rotondi e piatti che assomigliano in qualche modo a una ciotola poco profonda. Un globulo rosso non ha nucleo e può cambiare forma senza rompersi, permettendogli di spremere attraverso i capillari.

Il più grande dei tre tipi di cellule del sangue, i globuli bianchi circolano regolarmente nel flusso sanguigno, quindi sono pronti a lasciare il flusso sanguigno ed entrare in altri tessuti quando un'infezione è rilevato. Mentre la maggior parte dei globuli bianchi sono prodotti nel midollo rosso del corpo, possono anche essere prodotti in ghiandole speciali in altre parti del corpo quando sono necessari di più. Un aumento della conta dei globuli bianchi è tipicamente un segno di infezione; queste cellule sono in grado di riprodursi rapidamente per combattere meglio gli oggetti estranei nel sistema.
Leggi di più sulla differenza tra globuli rossi e globuli bianchi.

Esistono cinque tipi principali di globuli bianchi: linfociti, neutrofili, monociti, eosinofili e basofili. Gli eosinofili e i basofili contengono enzimi digestivi in ​​granuli nelle loro cellule e sono anche conosciuti come granulociti. Ciascuno dei diversi tipi svolge il proprio ruolo, a seconda del tipo di infezione: batterica, virale, fungina o parassitaria. Ingeriscono anche materiale non necessario (come cellule morte, detriti di tessuto e vecchi globuli rossi), proteggono da corpi estranei come allergeni e proteggono da cellule mutate come il cancro.

I linfociti dirigono il sistema immunitario del corpo; a differenza di altri globuli bianchi, possono riconoscere e ricordare batteri e virus invasori. I neutrofili uccidono i batteri attraverso un processo noto come fagocitosi. I monociti entrano nel tessuto, si ingrandiscono e si trasformano in macrofagi dove possono fagocitare batteri nel corpo. (Essi distruggono anche le cellule vecchie, danneggiate e morte nel corpo.) Questi macrofagi si trovano nel fegato, nella milza, nei polmoni, nei linfonodi, nella pelle e nell'intestino. Gli eosinofili uccidono i parassiti e i basofili combattono le reazioni allergiche.

Le piastrine, o frammenti di cellule del sangue, formano un tappo piastrinico per sigillare piccoli tagli o rotture nelle pareti dei vasi sanguigni. Aiutano il sangue a coagularsi, impedendo al corpo di perdere troppo sangue. Come i globuli rossi e bianchi, vengono creati nel midollo osseo, dove si chiamano cellule molto grandi megacariociti rompersi in frammenti cellulari chiamati piastrine. Queste cellule non hanno un nucleo e non si riproducono.

A volte il midollo osseo non produce abbastanza globuli rossi o bianchi sani. Questo può portare a stanchezza e infezioni. Questo guasto può essere innescato da fattori esterni come sostanze chimiche, radiazioni o determinati virus infezioni o da altri stimoli sconosciuti che inducono il sistema immunitario del corpo a distruggere le cellule staminali cellule. In altri rari casi, le sindromi da insufficienza midollare possono essere genetiche.

Troppe poche piastrine possono portare a sanguinamento spontaneo o incontrollato. Quando il numero di globuli rossi è inferiore al normale, viene consegnato meno ossigeno alle cellule del corpo, causando una condizione nota come anemia. Sebbene l'anemia non sia necessariamente una condizione pericolosa, può indicare una malattia più grave o addirittura il cancro.

Nell'anemia aplastica, le cellule staminali del midollo osseo sono danneggiate e la normale produzione di sangue rallenta o addirittura si arresta. Sebbene i livelli di produzione diminuiscano, le cellule prodotte sono normali. L'anemia aplastica è più comunemente osservata tra i 20 ei 25 anni e le persone di età superiore ai 60 anni, colpendo circa quattro persone su 1 milione negli Stati Uniti ogni anno. Quando si verifica nei bambini, è molto probabilmente genetico e causato da cromosomi anormali.

La sindrome mielodisplastica (MDS) generalmente comporta la produzione di cellule staminali difettose. Invece di svilupparsi in globuli rossi o bianchi sani o piastrine, queste cellule muoiono nel midollo osseo. In alcuni casi, questo si sviluppa in leucemia, un tipo di cancro del sangue. Le MDS colpiscono più di 15.000 persone negli Stati Uniti ogni anno e in genere colpiscono quelle tra i 70 e gli 80 anni.

Linfoma, che inizia nei linfonodi, e mieloma multiplo, un cancro che inizia nel sangue bianco cellule, sono entrambi tumori che possono diffondersi al midollo osseo e interferire con la produzione di sangue cellule. Queste malattie possono essere trattate con radiazioni o trattamenti chimici o con trapianti di cellule staminali o di midollo osseo.