Granulopoeza

Diagram przedstawiający ludzką hematopoezę, przedstawiający wszystkie typy prekursorów granulocytów.

Granulopoeza (lub granulocytopoeza) jest częścią hematopoezy , która prowadzi do produkcji granulocytów . Granulocyty , określane również jako leukocyty polimorfojądrowe (PMN), to rodzaj białych krwinek , które mają jądra wielopłatowe , zwykle zawierające trzy płaty, i mają znaczną ilość ziarnistości cytoplazmatycznych w komórce. Granulopoeza zachodzi w szpiku kostnym . Prowadzi to do produkcji trzech typów dojrzałych granulocytów : neutrofili (najliczniejsze, stanowiące do 60% wszystkich krwinek białych ), eozynofile (do 4%) i bazofile (do 1%).

Etapy rozwoju granulocytów

Granulopoeza jest często podzielona na dwie części;

1) Określenie linii granulocytów i

2) Popełniona granulopoeza.

Oznaczanie linii granulocytów

Granulopoeza, podobnie jak pozostałe etapy hematopoezy , rozpoczyna się od hematopoetycznych komórek macierzystych . Są to multipotentne , które rezydują w niszy szpiku kostnego i mają zdolność do tworzenia wszystkich komórek krwiotwórczych, a także zdolność do samoodnowy. Dają one początek wspólnemu limfoidalnemu progenitorowi (CLP, progenitor dla wszystkich komórek limfoidalnych ) lub wspólnemu progenitorowi szpikowemu , CMP, oligopotencjalnej komórce progenitorowej, która daje początek mieloidalnej części drzewa hematopoetycznego. Pierwszym etapem linii mieloidalnej jest granulocyt - progenitor monocytów (GMP), wciąż oligopotencjalny progenitor, który następnie rozwija się w unipotentne , które później utworzą populację granulocytów , a także populację monocytów . Pierwszą unipotentną komórką w granulopoezie jest mieloblast .

Popełniona granulopoeza

Zaangażowana granulopoeza składa się z etapów dojrzewania komórek unipotentnych. Pierwszą komórką, która zaczyna przypominać granulocyt, jest mieloblast . Charakteryzuje się dużym owalnym jądrem, które zajmuje większość miejsca w komórce i bardzo małą cytoplazmą. Kolejne stadium rozwojowe, promielocyt , ma jeszcze duże owalne jądro, ale w komórce jest w tym momencie więcej cytoplazmy, zaczynają też tworzyć się ziarnistości cytoplazmatyczne. Rozwój granulek jest kontynuowany w następnym etapie, mielocytach . W tym momencie jądro zaczyna się kurczyć. Na etapie metamielocytu jądro komórkowe przybiera kształt nerki i staje się jeszcze bardziej wygięte w stadium komórki prążkowanej . Dojrzewanie kończy się wraz z pojawieniem się segmentowanego jądra, które jest specyficzne dla dojrzałego granulocytu .

Regulacja granulopoezy

Regulacja transkrypcji

Dojrzewanie prekursorów granulocytów jest ściśle regulowane na poziomie transkrypcji. Określanie linii granulocytów jest regulowane przez ekspresję C/EBPα , która jest niezbędna do przejścia z CMP do GMP i poziomów PU.1, które napędzają różnicowanie GMP do monocytów (wysoki poziom PU.1) lub do granulocytów (niski poziom PU. .1 poziomy). Zaangażowana granulopoeza jest regulowana przez C/EBPε i GFI-1, te dwa czynniki transkrypcyjne są ważne dla końcowego różnicowania granulocytów. Inne czynniki transkrypcyjne regulujące granulopoezę to: CBF , MYB , SMAD4 i HOX .

Regulacja przez cytokiny

Granulopoeza jest również w pewnym stopniu regulowana przez cytokiny . Głównymi cytokinami napędzającymi granulopoezę są: GM-CSF (tworzenie GMP z CMP), G-CSF (zaangażowanie w linię granulocytów, tworzenie mieloblastów z GMP), IL-3 (zwiększa produkcję GM-CSF i G-CSF ) i SCF . Są one wydzielane przez inne komórki krwiotwórcze w szpiku kostnym lub w miejscu zapalenia oraz komórki nabłonka i śródbłonka .

Rodzaje granulopoezy

Stan stacjonarny granulopoezy

Granulopoeza w stanie stacjonarnym jest terminem używanym do opisania normalnej dziennej produkcji granulocytów. Granulocyty to komórki krótko żyjące (żyją od 6 do 8 godzin) o dużej rotacji komórkowej. Liczba granulocytów wytwarzanych każdego dnia wynosi od 5 do 10 x 10 ¹⁰ . Głównym regulatorem granulopoezy w stanie ustalonym jest C/EBPα. Ogranicza cykl komórkowy niedojrzałych komórek poprzez hamowanie CDK2 i CDK4 oraz promuje różnicowanie granulocytów. Produkcja granulocytów w stanie stacjonarnym jest aktywowana po pochłonięciu apoptotycznych granulocytów przez makrofagi tkankowe .

Awaryjna granulopoeza

Granopoeza w stanie stacjonarnym jest przełączana na program zwany granulopoezą awaryjną po poważnym urazie organizmu, zwykle infekcji bakteryjnej . Przełączenie programu odbywa się za pośrednictwem przejścia z C/EBPα na C/EBPβ , głównego regulatora transkrypcji granulopoezy awaryjnej. C/EBPβ wzmaga wytwarzanie granulocytów poprzez przyspieszanie progresji cyklu komórkowego prekursorów szpiku, generując w ten sposób wystarczającą ilość nowych granulocytów do zwalczania urazu.