МЕГАКАРИОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФОРМИРАНЕ, УЗРЯВАНЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На мегакариоцитите са клетки на значителен размер, чиито фрагментация клетка води до тромбоцити. В литературата те се считат за "гигантски" клетки, които надвишават 50 um, поради което те са най-големите клетъчни елементи на хематопоетичната тъкан.

При узряването на тези клетки се открояват няколко конкретни етапа. Например, придобиването на множество ядра (полиплоидия) чрез последователни клетъчни деления, където ДНК се размножава, но няма цитокинеза. В допълнение към увеличаването на ДНК се натрупват и различни видове гранули.

Източник: Wbensmith

Повечето от тези клетки са разположени в костния мозък, където съответстват на по-малко от 1% от общите клетки. Въпреки това ниско клетъчно съотношение, фрагментацията на един зрял мегакариоцит поражда много тромбоцити, между 2000 и 7000 тромбоцити, в процес, който продължава около седмица.

Преминаването от мегакариоцит към тромбоцити се осъществява чрез удушаване в мембраните на първия, последвано от отделяне и освобождаване на новообразувани тромбоцити. Поредица от молекулни елементи - главно тромбопоетин - е отговорна за оркестрирането на процеса.

Елементите, получени от тези клетки, са тромбоцити, наричани също тромбоцити. Това са малки клетъчни фрагменти и нямат ядро. Тромбоцитите се намират като част от кръвта и са от съществено значение в процеса на кръвосъсирване или хемостаза, заздравяване на рани, ангиогенеза, възпаление и вроден имунитет.

Историческа перспектива

Процесът, по който произхождат тромбоцитите, се изучава повече от 100 години. През 1869 г. биолог от Италия на име Джулио Бицозеро описва каквато и да било гигантска клетка с диаметър над 45 мкм.

Въпреки това, тези особени клетки (по отношение на техния размер) не са свързани с произхода на тромбоцитите до 1906 г. Изследователят Джеймс Омър Райт установява, че първоначално описаните гигантски клетки са предшественици на тромбоцитите и ги е кръстил мегакариоцитите.

Впоследствие, с напредъка на микроскопичните техники, бяха изяснени структурни и функционални аспекти на тези клетки, в които приносът на Бързо и Бринкхоуз в това поле се откроява.

Характеристики и структура

Мегакариоцити: Прородители на тромбоцитите

Мегакариоцитите са клетки, които участват в генезиса на тромбоцитите. Както показва името му, мегакариоцитът е голям и се счита за най-голямата клетка в рамките на хематопоетичните процеси. Размерите му са в диаметър между 50 и 150 mm.

Нуклеус и цитоплазма

В допълнение към изтъкнатия си размер, една от най-забележимите характеристики на тази клетъчна линия е наличието на множество ядра. Благодарение на свойството той се счита за полиплоидна клетка, тъй като има повече от два набора хромозоми в тези структури.

Производството на множеството ядра става при образуването на мегакариоцита от мегакариобласта, където ядрото може да се раздели толкова много пъти, че мегакариоцитът има средно от 8 до 64 ядра. Тези ядра могат да бъдат хипо или хиперлобулирани. Това се случва поради феномена ендомитоза, който ще бъде разгледан по-нататък.

Съобщават се обаче и мегакариоцити, съдържащи само едно или две ядра.

Що се отнася до цитоплазмата, тя се увеличава значително в обем, последвана от всеки процес на делене и представя голям брой гранули.

Местоположение и количество

Най-важното място за тези клетки е костният мозък, въпреки че те могат да бъдат открити в по-малка степен и в белите дробове и далака. При нормални условия мегакариоцитите съставляват по-малко от 1% от всички клетки в мозъка.

Поради значителния размер на тези клетки-предшественици, тялото не произвежда голям брой мегакариоцити, защото една клетка ще произведе много тромбоцити - за разлика от производството на другите клетъчни елементи, които се нуждаят от множество клетки-потомници.

При средно човешко същество всеки ден могат да се образуват до 10 ⁸ мегакариоцити, което поражда повече от 10 ¹¹ тромбоцити. Това количество тромбоцити помага да се поддържа стабилно състояние на циркулиращите тромбоцити.

Последните проучвания подчертаха важността на белодробната тъкан като тромбоцитна област.

Характеристика

Мегакариоцитите са основни клетки в процеса, наречен тромбопоеза. Последният се състои от генерирането на тромбоцити, които са клетъчни елементи с 2 до 4 um, кръгла или яйцевидна форма, без ядрена структура и разположени вътре в кръвоносните съдове като кръвни компоненти.

Тъй като им липсва ядро, хематолозите предпочитат да ги наричат ​​клетъчни „фрагменти“, а не клетки като такива - каквито са червените и белите кръвни клетки.

Тези клетъчни фрагменти играят решаваща роля в съсирването на кръвта, поддържат целостта на кръвоносните съдове и участват във възпалителни процеси.

Когато тялото изпитва някакъв вид нараняване, тромбоцитите имат способността бързо да се прилепват един към друг, където започва протеинов секрет, който инициира образуването на съсирек.

Формиране и съзряване

Схема на формиране: от мегакариобласт до тромбоцити

Както споменахме по-рано, мегакариоцитът е една от прекурсорните клетки за тромбоцитите. Подобно на генезиса на други клетъчни елементи, образуването на тромбоцити - и следователно мегакариоцити - започва със стволова клетка с плюрипотентни свойства.

Megakaryoblast

Клетъчните прекурсори на процеса започват със структура, наречена мегакариобласт, която дублира ядрото му, но не дублира цялата клетка (този процес е известен в литературата като ендомитоза), за да образува мегакариоцита.

Promegacariocito

Етапът, който настъпва веднага след мегакариобласта, се нарича промегакариоцит, последван от гранулиран мегакариоцит и накрая тромбоцит.

В първите етапи ядрото на клетката има някои лобове и протоплазмата е от базофилен тип. С наближаването на етапа на мегакариоцитите протоплазма прогресивно става еозинофилна.

Гранулиран мегакариоцит

Съзряването на мегакариоцитите се придружава от загуба на способността да се размножава.

Както показва името му, в мегакариоцитите от гранулиран тип е възможно да се разграничат определени гранули, които ще се наблюдават в тромбоцитите.

След като мегакариоцитът узрява, той отива в ендотелната клетка на съдовия синусоид на медулата и започва пътя си като тромбоцитен мегакариоцит

Тромбоцитен мегакариоцит

Вторият тип мегакариоцити, наречени тромбоцити, се характеризира с излъчване на цифрови процеси, които възникват от клетъчната мембрана, наречени протоплазмени хернии. Гранулите, споменати по-горе, се преместват в тези региони.

Докато клетката узрява, всяка херния претърпява удушаване. Резултатът от този процес на разпадане завършва с освобождаването на клетъчни фрагменти, които не са нищо повече от вече образувани тромбоцити. През този етап по-голямата част от цитоплазмата на мегакариоцита се трансформира в малки тромбоцити.

Регулаторни фактори

Описаните различни етапи, вариращи от мегакариобласт до тромбоцити, се регулират от поредица химически молекули. Съзряването на мегакариоцита трябва да се забави по пътя му от остеобластичната към съдовата ниша.

По време на това пътуване колагеновите влакна играят основна роля в инхибирането на образуването на протоплацетки. За разлика от тях, клетъчната матрица, съответстваща на съдовата ниша, е богата на фактор на Вилебранд и фибриноген, които стимулират тромбопоезата.

Други ключови регулаторни фактори на мегакариоцитопоезата са цитокините и растежните фактори като тромбопоетин, интерлевкини и други. Тромбопоетинът се намира като много важен регулатор през целия процес, от пролиферацията до зреенето на клетките.

Освен това, когато тромбоцитите умират (програмирана клетъчна смърт), те експресират фосфатидилсерин в мембраната за насърчаване на отстраняването благодарение на системата моноцити-макрофаги. Този клетъчен процес на стареене е свързан с дезалинизация на гликопротеините в тромбоцитите.

Последните се разпознават от рецептори, наречени Ashwell-Morell върху чернодробните клетки. Това представлява допълнителен механизъм за елиминиране на тромбоцитните остатъци.

Това чернодробно събитие индуцира синтеза на тромбопоетин, за да започне отново синтеза на тромбоцитите, следователно служи като физиологичен регулатор.

Endomitosis

Най-забележителното и любопитно събитие при съзряването на мегакариобластите е процес на клетъчно делене, наречен ендомитоза, който придава на гигантската клетка своя полиплоиден характер.

Състои се от цикли на репликация на ДНК, несвързана от цитокинезата или разделянето на клетката сама по себе си. По време на жизнения цикъл клетката преминава през 2n пролиферативно състояние. В клетъчната номенклатура n се използва за обозначаване на хаплоид, 2n съответства на диплоиден организъм и т.н.

След състоянието на 2n клетката започва процеса на ендомитоза и прогресивно започва да натрупва генетичен материал, а именно: 4n, 8n, 16n, 64n и т.н. В някои клетки са открити генетични натоварвания до 128n.

Въпреки че молекулните механизми, които организират това разделение, не са точно известни, важна роля се отдава на дефект в цитокинезата в резултат на малформации, открити в протеините миозин II и актин F.

Препратки

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Съществена клетъчна биология. Garland Science.
2. Alonso, MAS, & i Pons, EC (2002). Практическо ръководство по клинична хематология. Antares.
3. Arber, DA, Glader, B., List, AF, Means, RT, Paraskevas, F., & Rodgers, GM (2013). Клинична хематология на Wintrobe. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Dacie, JV, & Lewis, SM (1975). Практическа хематология. Чърчил Ливингстоун.
5. Hoffman, R., Benz Jr, EJ, Silberstein, LE, Heslop, H., Anastasi, J., & Weitz, J. (2013). Хематология: основни принципи и практика. Elsevier Health Sciences.
6. Junqueira, LC, Carneiro, J., & Kelley, RO (2003). Основна хистология: текст и атлас. McGraw-Hill.
7. Kierszenbaum, AL, Tres, L. (2015). Хистология и клетъчна биология: въведение в патологията E-Book. Elsevier Health Sciences.
8. Manascero, AR (2003). Атлас на клетъчната морфология, промени и свързаните с тях заболявания. Вежди.
9. Marder, VJ, Aird, WC, Bennett, JS, Schulman, S., & White, GC (2012). Хемостаза и тромбоза: основни принципи и клинична практика. Lippincott Williams & Wilkins.
10. Nurden, AT, Nurden, P., Sanchez, M., Andia, I., & Anitua, E. (2008). Тромбоцити и заздравяване на рани. Граници в биологията: списание и виртуална библиотека, 13, 3532-3548.
11. Pollard, TD, Earnshaw, WC, Lippincott-Schwartz, J., & Johnson, G. (2016). Клетъчна биология E-Book. Elsevier Health Sciences.
12. Родак, BF (2005). Хематология: основи и клинични приложения. Panamerican Medical Ed.
13. San Miguel, JF и Sánchez-Guijo, F. (Изд.). (2015). Хематология. Основно мотивирано ръководство. Elsevier Испания.
14. Vives Corrons, JL, & Aguilar Bascompte, JL (2006). Ръководство за лабораторни техники в хематологията. Масон.
15. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Хистология. Panamerican Medical Ed.