EMOPOIESI

EMOPOIESI

Col termine e., o ematopoiesi (dal greco α`ιμα, "sangue", e ποίηϚιψ, "produzione"), viene indicata la complessa funzione dell'organismo umano che consente un costante rinnovamento e una conseguente continua produzione degli elementi figurati del sangue, cioè degli eritrociti (o globuli rossi), dei leucociti (o globuli bianchi, che si distinguono in granulociti, monociti e linfociti) e dei trombociti (o piastrine). Questa funzione è necessaria per mantenere inalterata l'omeostasi del sangue nell'organismo, sia in condizioni fisiologiche che in periodi di aumentata domanda, in quanto gli elementi figurati del sangue hanno una durata di vita ben definita, al termine della quale vanno incontro a un processo di rimozione dal circolo e dai tessuti operato dalle cellule del sistema macrofagico, che provvede anche alla loro distruzione.

Le concezioni attuali sulla funzione ematopoietica (v. sangue: Ematopoiesi, XXX, p. 668; istologia: Umori circolanti [sangue e linfa], App. III, i, p. 911). − Studi sulla leucemia mieloide cronica, sulla policitemia vera e sui trapianti di midollo in presenza di marcatori genetici a livello dei cromosomi, hanno permesso di stabilire l'esistenza di una cellula staminale comune per gli eritrociti, i leucociti e i trombociti. Ed è proprio al compartimento delle cellule staminali emopoietiche (che, dopo la nascita, si trovano prevalentemente nel midollo osseo emopoietico e nelle strutture linfatiche), che compete la funzione dell'emopoiesi. Le cellule staminali emopoietiche devono avere perciò la capacità di autorinnovarsi e, nello stesso tempo, di differenziarsi verso le diverse linee cellulari emolinfopoietiche.

In base alle più recenti teorie, il sistema delle cellule staminali emopoietiche viene suddiviso in due compartimenti staminali ben distinti (per tutto quanto segue v. lo schema in fig.):

1) Il primo compartimento è quello delle cellule staminali totipotenti, costituito dalle unità cellulari formanti colonie (CFU), in coltura solida, sia linfoidi che mieloidi e perciò dette CFU-LM. Queste cellule staminali, essendo totipotenti, hanno un'illimitata capacità proliferativa, sono capaci di autorinnovarsi, presentano la massima potenzialità differenziativa verso tutte le linee e le cellule del sistema emolinfopoietico, e infine sono insensibili a stimoli differenziativi.

2) Il secondo compartimento è quello delle cellule staminali multipotenti, i cui elementi cellulari hanno già subito una prima iniziale differenziazione verso i due principali sistemi emopoietici, cioè quello mieloide (che opera quasi esclusivamente a livello del midollo osseo emopoietico) e quello linfoide (che opera quasi esclusivamente a livello delle strutture linfatiche). Pertanto, in questo secondo compartimento avremo la cellula staminale linfoide e la cellula staminale mieloide; quest'ultima è rappresentata dall'unità cellulare formante colonie nella milza (CFU-S) che, sotto lo stimolo di particolari fattori di crescita cui risultano sensibili, danno luogo alle CFU-GEMM, cioè a unità formanti colonie granulocitarie, eritrocitarie, macrofagiche e megacariocitarie.

Da tale compartimento di cellule staminali emopoietiche multipotenti, già orientate in senso linfoide o mieloide, derivano direttamente le cellule staminali commissionate, cioè i progenitori di quelli che saranno poi gli elementi cellulari maturi presenti nel sangue.

Le cellule progenitrici commissionate verso la serie granulocitica macrofagica costituiscono in colture le unità formanti colonie granulocitiche macrofagiche (CFU-GM). Quelle commissionate verso la linea eritroide sono rappresentate da due tipi di cellule, uno più indifferenziato chiamato BFU-E (cellule capaci di formare in coltura piccole colonie eritropoietiche) e l'altro più differenziato detto CFU-E (cellula capace di formare grandi colonie eritropoietiche).

Le cellule progenitrici commissionate verso i megacariociti (che sono precursori delle piastrine) costituiscono in coltura le unità formanti colonie megacariocitarie CFU-Meg.

Infine, per quanto riguarda i progenitori dei linfociti esistono nel midollo osseo almeno due tipi di cellule orientate già in senso linfoide T o B, e queste sono la cellula progenitrice pre-preB da cui deriva la cellula pre-B, e la cellula progenitrice pre-T.

Queste cellule progenitrici commissionate hanno: una limitata capacità di autorinnovarsi; una limitata capacità differenziativa, essendo già orientate verso uno o al massimo due tipi di cellule; e, inoltre, un'elevata capacità di rispondere a specifici ''fattori di crescita'' dimostratisi attivi sia in vitro che, in particolari casi, anche in vivo. Questi ''fattori di crescita'', capaci in colture in vitro di stimolare la formazione di un particolare tipo di colonie, sono responsabili della proliferazione e differenziazione delle cellule staminali commissionate. In particolare, ogni cellula staminale commissionata è capace di rispondere in maniera ottimale allo stimolo di uno di questi fattori di crescita anche se può subire direttamente o indirettamente l'influsso di altri fattori di crescita.

I più importanti fattori di crescita per la linea mieloide sono:

1) GM-CSF (fattore stimolante la crescita delle colonie granulocitarie macrofagiche), il cui gene è localizzato sul cromosoma 5 ed è prodotto dai Tlinfociti, dalle cellule endoteliali e dai fibroblasti.

2) G-CSF (fattore stimolante la crescita delle colonie granulocitarie). Il suo gene è localizzato nel cromosoma 17 e viene prodotto dai macrofagi, dalle cellule endoteliali e dai fibroblasti.

3) M-CSF (fattore stimolante la crescita delle colonie macrofagiche), il cui gene è localizzato sul cromosoma 5 ed è prodotto da macrofagi, dalle cellule endoteliali e dai fibroblasti.

4) IL-3 (Interleuchina 3) o Multi-CSF (fattore capace di stimolare in vitro la crescita di colonie da parte di tutte le cellule staminali progenitrici commissionate in senso mieloide).

5) EPO (Eritropoietina), il cui gene si trova sul cromosoma 7, viene prodotta dalle cellule interstiziali renali presenti nell'apparato iuxtaglomerulare.

Oltre questi fattori vanno ricordate le interleuchine: IL-4, IL-5, IL-6, che hanno un ruolo in altre fasi maturative della linea mieloide. Infine le interleuchine da 1 a 7 hanno un ruolo importante anche nella linfocitopoiesi.

La figura cerca di riassumere schematicamente quanto detto finora e mostra a che livello agiscono i vari fattori di crescita fino a oggi conosciuti.

Nel sistema gerarchico dell'e., al di sotto delle cellule staminali progenitrici commissionate, esistono i "precursori" delle cellule mature circolanti nel sangue. Questi "precursori" (v. fig.) non sono capaci di autorinnovarsi ma riescono solo a differenziarsi fino a elementi maturi, e costituiscono perciò le cellule riconoscibili, a livello midollare, orientate verso una particolare linea cellulare. È da questo punto in poi che sarà infatti possibile, nell'ambito dell'e., parlare di eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombocitopoiesi.

All'eritropoiesi contribuiscono, in ordine maturativo, il proeritroblasto, l'eritroblasto basofilo, l'eritroblasto policromatofilo, l'eritroblasto ortocromatico e il reticolocita cui segue l'eritrocita o globulo rosso maturo.

La granulocitopoiesi inizia con il mieloblasto cui segue il promielocita, il mielocita, il metamielocita, e il granulocita (neutrofilo, eosinofilo o basofilo).

Nella monocitopoiesi, dal monoblasto si passa per divisione al promonocita e quindi al monocita maturo da cui derivano i macrofagi.

La trombocitopoiesi riconosce come elemento più immaturo il megacarioblasto cui segue il promegacariocita e il megacariocita granuloso da cui derivano le piastrine.

Diverso è il destino delle cellule staminali orientate in senso linfocitopoietico (cellule staminali pre-B e pre-T): queste cellule lasciano il midollo emopoietico per dirigersi verso gli organi linfatici distribuiti nell'organismo dove subiscono l'azione di numerosi stimoli che le portano allo stadio di completa maturazione di linfociti B e T.

Bibl.: W.J. Williams e altri, Hematology, New York 1990.