Kaip kaulai gamina kraujo ląsteles?

Kraujas surenka deguonį iš plaučių ir perneša jį per kūną. Grįždamas į širdį kraujas surenka anglies dioksidą ir grąžina jį į plaučius iškvėpti. Kraujas taip pat tiekia elektrolitus, maistines medžiagas ir vitaminus, hormonus, krešėjimo faktorius ir baltymus viso kūno ląstelėms.

Suaugęs žmogus turi apie 5 litrus kraujo, kuris sudaro 7–8 procentus viso kūno svorio. Apie 55 procentai kraujo (apie 2,75–3 litrai) yra plazma (arba skysta kraujo dalis); likusią dalį sudaro raudonieji kraujo kūneliai (eritrocitai), baltieji kraujo kūneliai (leukocitų) ir trombocitų (trombocitai). Raudonieji kraujo kūneliai perneša deguonį iš plaučių, baltieji kraujo kūneliai padeda kovoti su infekcija, o trombocitai leidžia kraujui krešėti.

Dauguma kraujo ląstelių yra sukurtos kaulų čiulpuose - kempinė medžiaga randama kaulo struktūroje. Yra dviejų tipų čiulpai, vadinami raudona ir geltona; abiejose yra kraujagyslių ir venų, kurios perneša maistines medžiagas ir atliekas į kaulus ir iš jų. Geltonieji čiulpai susideda daugiausia iš riebalų ir yra tuščiaviduriuose ilgųjų kaulų centruose, pavyzdžiui, šlaunų kauluose. Raudonieji čiulpai yra plokščių kaulų, tokių kaip šonkauliai ir pečių ašmenys, centre ir aktyviai gamina kraujo ląsteles.

Kraujo ląstelių gamyba skelete keičiasi senstant. Gimimo metu visi žmogaus čiulpai yra raudoni, todėl kūnas gali gaminti daugiau kraujo ląstelių, kurias kūnas turi augti. Kūnui bręstant, dalis raudonųjų čiulpų pakeičiami geltonaisiais. Visiškai suaugusių suaugusiųjų raudonųjų ir geltonųjų čiulpų kiekis yra maždaug vienodas. Kraujas sudaro kaulai, kuriuose yra didelė raudonųjų čiulpų koncentracija: stuburas, krūtinkaulis, šonkauliai, dubuo ir mažos žasto ir kojos dalys.

Procesas, kurio metu kūnas gamina kraują, vadinamas kraujodara. Kaulų čiulpai kiekvieną dieną gamina 200 milijardų raudonųjų kraujo kūnelių, 10 milijardų baltųjų kraujo kūnelių ir 400 milijardų trombocitų. Visi trys kraujo ląstelių tipai yra iš to paties tipo ląstelių, vadinamų pluripotenciniais kraujodaros kamienais ląstelės, kurios gali sudaryti bet kurį iš skirtingų kraujo ląstelių tipų, taip pat savarankiškai pakartoti.

Kraujo ląstelės pradeda gyvenimą kaip kamieninės ląstelės. Bręstant šioms ląstelėms, jos dalijasi arba sukuria daugiau kamieninių ląstelių, arba išsivysto į kamienines ląsteles, kurios vėliau išsivystys į raudonąsias arba baltąsias kraujo ląsteles ar trombocitus. (Susiformavus pirmtakinėms ląstelėms, nustatomas būsimas jų ląstelių tipas.) Kai kurios iš šių kamieninių ląstelių keliauja į kitas kūno dalis ir vystosi toliau, o kitos lieka ir bręsta kaulų čiulpuose.

Raudonieji kraujo kūneliai, kaip gausiausia sveiko kūno kraujo ląstelių rūšis, paskirsto deguonį ir pagrindines maistines medžiagas visame kūne. Jie sudaro apie 40–45 procentus kraujo ir suteikia jo raudoną spalvą. Šis procentas yra žinomas kaip hematokritas, ir gydytojai dažnai jį matuoja atlikdami vadinamąjį visiško kraujo tyrimo (CBC) tyrimą. Normalus santykis yra 600 raudonųjų kraujo kūnelių ir vieno baltojo kraujo kūnelio ir 40 trombocitų.

Raudonųjų kraujo kūnelių struktūra yra kitokia nei kitų ląstelių. Jie yra apvalūs ir plokšti abipusiai įgaubti diskai, panašūs į negilų dubenį. Raudonasis kraujo kūnelis neturi branduolio, ir jis gali pakeisti formą nesulaužydamas, leidžiantį išspausti kapiliarus.

Didžiausias iš trijų kraujo kūnelių baltųjų kraujo kūnelių reguliariai cirkuliuoja kraujotaka, todėl jie yra pasirengę pasitraukti iš kraujo ir patekti į kitus audinius, kai yra infekcija aptikta. Nors dauguma baltųjų kraujo kūnelių gaminasi kūno raudonosiose čiulpuose, jie taip pat gali būti gaminami specialiose kitų kūno vietų liaukose, kai jų reikia daugiau. Baltųjų kraujo kūnelių kiekio padidėjimas paprastai yra infekcijos požymis; šios ląstelės sugeba greitai daugintis, kad geriau kovotų su pašaliniais daiktais sistemoje.
Skaitykite daugiau apie raudonųjų ir baltųjų kraujo kūnelių skirtumą.

Yra penki pagrindiniai baltųjų kraujo kūnelių tipai: limfocitai, neutrofilai, monocitai, eozinofilai ir bazofilai. Eozinofiluose ir bazofiluose yra virškinimo fermentų, esančių jų ląstelėse, taip pat žinomi kaip granulocitų. Kiekvienas iš skirtingų tipų atlieka savo vaidmenį, priklausomai nuo infekcijos tipo: bakterinės, virusinės, grybelinės ar parazitinės. Jie taip pat praryja nereikalingų medžiagų (tokių kaip negyvos ląstelės, audinių liekanos ir seni raudonieji kraujo kūneliai), apsaugo nuo svetimkūnių, tokių kaip alergenai, ir nuo mutavusių ląstelių, tokių kaip vėžys.

Limfocitai nukreipia organizmo imuninę sistemą; skirtingai nuo kitų baltųjų kraujo kūnelių, jie gali atpažinti įsimenančias bakterijas ir virusus ir juos prisiminti. Neutrofilai naikina bakterijas per procesą, žinomą kaip fagocitozė. Monocitai patenka į audinį, tampa didesni ir virsta makrofagai kur jie gali fagocitizuoti bakterijos organizme. (Jie taip pat sunaikina senas, pažeistas ir negyvas kūno ląsteles.) Šie makrofagai yra kepenyse, blužnyje, plaučiuose, limfmazgiuose, odoje ir žarnyne. Eozinofilai naikina parazitus, o bazofilai kovoja su alerginėmis reakcijomis.

Trombocitai arba kraujo ląstelių fragmentai sudaro trombocitų kamštį, kad užplombuotų mažus kraujagyslių sienelių įpjovimus ar įtrūkimus. Jie padeda kraujui krešėti, o tai neleidžia kūnui prarasti per daug kraujo. Kaip ir raudonieji ir baltieji kraujo kūneliai, jie yra sukurti kaulų čiulpuose, kur vadinamos labai didelės ląstelės megakariocitai suskaidyti į ląstelių fragmentus, vadinamus trombocitų. Šios ląstelės neturi branduolio ir nesidaugina.

Kartais kaulų čiulpai negamina pakankamai sveikų raudonųjų ar baltųjų kraujo kūnelių. Tai gali sukelti nuovargį ir infekciją. Šį gedimą gali sukelti išoriniai veiksniai, tokie kaip chemikalai, radiacija ar tam tikri virusai infekcijos ar kiti nežinomi dirgikliai, kurie paties organizmo imuninę sistemą išprovokuoja sunaikinti kamieną ląstelių. Kitais retais atvejais kaulų čiulpų nepakankamumo sindromai gali būti genetiniai.

Per mažas trombocitų skaičius gali sukelti spontanišką ar nekontroliuojamą kraujavimą. Kai raudonųjų kraujo kūnelių yra mažiau nei įprasta, į organizmo ląsteles patenka mažiau deguonies, o tai sukelia anemiją. Anemija nebūtinai yra pavojinga būklė, tačiau tai gali reikšti rimtesnį sutrikimą ar net vėžį.

Sergant aplastine anemija, kaulų čiulpų kamieninės ląstelės yra pažeistos, o normali kraujo gamyba sulėtėja arba net sustoja. Nors gamybos lygis mažėja, gaminamos ląstelės yra normalios. Aplastinė anemija dažniausiai pasireiškia tiems 20–25 metų žmonėms ir vyresniems nei 60 metų žmonėms, o kiekvienais metais Jungtinėse Amerikos Valstijose tai pasireiškia maždaug keturiems iš kiekvieno milijono žmonių. Kai jis pasireiškia vaikams, jis greičiausiai yra genetinis ir atsiranda dėl nenormalių chromosomų.

Mielodisplastinis sindromas (MDS) paprastai apima defektinių kamieninių ląstelių gamybą. Užuot išsivystę į sveikus raudonuosius ar baltuosius kraujo kūnelius ar trombocitus, šios ląstelės žūva kaulų čiulpuose. Kai kuriais atvejais tai virsta leukemija - tam tikra kraujo vėžio rūšimi. MDS kasmet paveikia daugiau nei 15 000 žmonių Jungtinėse Amerikos Valstijose ir paprastai serga 70–80 metų.

Limfoma, prasidedanti limfmazgiuose, ir daugybinė mieloma - vėžys, prasidedantis baltame kraujyje ląstelės, yra vėžys, kuris gali išplisti į kaulų čiulpus ir trukdyti gaminti kraują ląstelių. Šios ligos gali būti gydomos radiacija ar chemikalais arba kamieninių ląstelių ar kaulų čiulpų transplantacijomis.