GRANULOPOESE: EIGENSCHAFTEN, HÄMATOLOGIE, PHASEN UND FAKTOREN - BIOLOGIE - 2025

Die Granulopoyese ist der Erneuerungsprozess von Granulozytenzellen, die im Blut und in einem Teil des Abwehrsystems des Körpers zirkulieren. Granulopoese tritt im Knochenmark auf. Dieser Prozess umfasst die Bildung und Reifung von Granulozytenzellen wie segmentierten Neutrophilen, Eosinophilen und Basophilen.

Blutzellen entstehen aus einer pluripotentiellen Stammzelle, die sich in verschiedene Zelllinien differenziert; und diese wiederum differenzieren sich in etwas differenziertere Zelllinien, bis sie reife zirkulierende Zellen erreichen.

Schema der Granulopoese. Quelle: Datei: Hämatopoese (menschliches) Diagramm en.svg, wikipedia.org. Bearbeitetes Bild.

Während des Granulopoeseprozesses erfahren die Zellen eine Reihe von Veränderungen, während sie sich zu reiferen Zellen differenzieren.

Die bemerkenswertesten Änderungen sind:

- Verringerung der Zellengröße.

- Abnahme des Verhältnisses von Kern zu Zytoplasma (kleinerer Kern und größeres Zytoplasma).

- Kondensation und Fragmentierung des Kerns.

- Unsichtbarkeit der Nukleolen.

- Auftreten von primären und späteren sekundären Granulaten im Zytoplasma.

Das Primärgranulat ist azurophil und wird später je nach Zelllinie, zu der es gehört, acidophil, neutrophil oder basophil. Granulozytenzellen durchlaufen verschiedene Differenzierungsstadien: Myeloblasten, Promyelblasten, Myelozyten, Metamyelozyten, Bogen (gebänderter Kern) und reife Granulozyten.

Dieser Prozess wird durch die Stimulierung und Hemmung von Substanzen reguliert, die von den Zellen des Immunsystems produziert werden.

Eigenschaften

Der Prozess der Bildung aller Blutzellen wird als Hämatopoese bezeichnet. Daher ist die Granulopoese Teil der Hämatopoese.

Granulopoese repräsentiert die Bildung und Reifung einer bestimmten Gruppe von Zellen, die 60% der Blutzellen ausmachen.

Die vollständige Kinetik von Granulozyten umfasst die Bildung, Reifung, Zirkulation und Umverteilung in Organen und Geweben.

Dies bedeutet, dass die Granulopoese kein statischer Prozess ist, da die Zellen während des Prozesses der Bildung und Reife in verschiedene Kompartimente innerhalb und außerhalb des Knochenmarks wandern.

Funktionelle anatomische Kompartimente, in denen eine Granulopoese stattfindet

Es sind 4 Fächer beschrieben und werden nachfolgend erwähnt:

- Bildung und Reifung.

- Reservieren.

- Zirkulieren.

- Von Marginalisierung

Diese Kompartimente wurden ausführlich untersucht, basierend auf der Kinetik des segmentierten Neutrophilen, da es der am häufigsten vorkommende Granulozyt im Blut ist.

Kinetik der Granulopoese

Die ersten beiden Kompartimente entwickeln sich im Knochenmark. Der Granulozytenbildungs- und Reifungsprozess dauert ungefähr 11 Tage, von denen die Granulozyten 7 Tage im Formations- und Reifungskompartiment verbringen und dann in das Reservekompartiment gehen, wo sie 4 Tage bleiben.

Wenn die segmentierten Neutrophilen das Reservekompartiment verlassen und in den Kreislauf gelangen, bewegt sich ein Prozentsatz von ihnen frei im Blut. Andere haften jedoch an den Wänden der Kapillaren und der postkapillären Venolen oder werden in Kapillaren nahe den großen Venen zurückgehalten. Dies ist ein sogenanntes Marginalisierungskompartiment.

Granulozyten haben eine Halbwertszeit von 6 bis 8 Stunden. Um die Homöostase für die Anzahl der Granulozyten im Blut aufrechtzuerhalten, muss das Knochenmark daher Milliarden von Granulozyten pro Tag produzieren.

In diesem Sinne werden die in Organen und Geweben zerstörten Granulozyten dank des Marginalisierungs- und Reservekompartiments schnell ersetzt.

Es gibt physiologische Ursachen, die die Anzahl der segmentierten Neutrophilen erhöhen können, ohne dass die Produktion zunimmt. Dies geschieht beispielsweise während körperlicher Betätigung. Darüber hinaus nimmt bei bakteriellen Infektionen die Produktion von Granulozyten zu, während der Aufenthalt dieser Zellen im Reservekompartiment abnimmt.

Bei pathologischen Prozessen wie Leukämien mangelt es an Kontrolle bei der Bildung, Reifung und Verteilung von Zellen, weshalb eine exorbitante Anzahl unreifer Zellen im Kreislauf beobachtet wird.

Hämatologie

Die Zählung und Differenzierung von Leukozyten ist ein sehr wichtiger Parameter in der vollständigen Hämatologie. Die Leukozytenzahl liefert Hinweise zum immunologischen Status des Patienten sowie Daten, die dazu beitragen, Infektionsprozesse oder bösartige Erkrankungen aufzudecken.

Im speziellen Fall von Granulozyten liefern diese äußerst wichtige Daten, da bakterielle Infektionen durch Leukozytose und Neutrophilie gekennzeichnet sind. Das heißt, eine Zunahme der Gesamtzahl von Leukozyten bzw. eine Zunahme der Anzahl von segmentierten Neutrophilen.

Bei Virusinfektionen treten Leukopenie (Abnahme der Gesamtzahl der Leukozyten) und Neutropenie (Abnahme der Anzahl der segmentierten Neutrophilen) auf.

Ebenso neigen die segmentierten Eosinophilen dazu, bei allergischen und parasitären Prozessen zuzunehmen.

Im Blutausstrich können reife Granulozyten, dh segmentierte Neutrophile, Eosinophile und Basophile, beobachtet und quantifiziert werden.

Die Eigenschaften dieser Zellen sind wie folgt.

Segmentierte Neutrophile

Es misst zwischen 9 und 12 µm. Es ist die am häufigsten vorkommende Granulozytenzelle im Blut und erreicht normalerweise einen Prozentsatz von 60 bis 70% im Blutkreislauf (Normalwert). Sein Zytoplasma ist acidophil und enthält reichlich neutrophiles Granulat.

Der Kern nimmt normalerweise verschiedene Formen an und ist, wie der Name schon sagt, in 2 bis 5 Lappen unterteilt. Je mehr Lappen es hat, desto älter ist die Zelle.

Daher berichten einige Bioanalytiker und Hämatologen, basierend auf Arneths Schema, über eine „nach links verschobene Formel“, wenn Neutrophile mit wenigen Lobulationen überwiegen, und eine nach rechts verschobene Formel, wenn sie eine größere Anzahl von Lobulationen aufweisen.

Segmentierte Eosinophile

Diese Zelle ist leicht an ihren besonderen Eigenschaften zu erkennen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es einen Kern mit zwei deutlich sichtbaren Lobulationen aufweist und reichlich und dicke acidophile Granulationen in seinem Zytoplasma aufweist, ohne den Kern zu bedecken.

Segmentierte Eosinophile kommen in geringen Konzentrationen im peripheren Blut vor, wobei ihr Normalwert zwischen 1 und 3% liegt. Dies führt zu allergischen Prozessen und einigen Parasitosen.

Segmentierte Basophile

Diese Zellen sind diejenigen mit den wenigsten Zahlen: Der Normalwert im Blut liegt zwischen 0 und 1%. Sie zeichnen sich durch einen polymorphen Kern und ein Zytoplasma voller dicker basophiler Granulationen aus, die dem Kern überlagert sind und dessen Visualisierung verhindern.

Phasen

Der Prozess der Bildung und Reifung von Granulozyten durchläuft verschiedene Stadien oder Phasen.

Aus der multipotentiellen hämatopoetischen Stammzelle (Hämozytoblast) wird die myeloide Vorläuferzelle erzeugt, aus der wiederum die granulozytische / monozytische Vorläuferzelle hervorgeht, aus der später der Myeloblast hervorgeht.

Myeloblast

Diese Zelle misst 14 bis 20 um und ist durch einen ovalen Kern gekennzeichnet, der fast die gesamte Zelle bedeckt. Daher ist sein Zytoplasma knapp. Sein Chromatin ist locker und kann 1 bis 3 Nukleolen schätzen.

Der Myeloblast hat ein basophiles Zytoplasma und es werden keine Granulationen beobachtet. Diese Zelle teilt sich und führt zu zwei Promyelozyten.

Promyelozyten

Der Promyelozyt ist die Zelle, die sich nach dem Myeloblastenstadium fortsetzt. Der Kern weist ein etwas dichteres Chromatin auf, es ist jedoch weiterhin möglich, die Nukleolen zu beobachten.

Obwohl im Reifungsprozess die Regel lautet, dass die Größe der Zelle abnimmt, ist in diesem Fall der Promyelozyt die größte Zelle. Es misst zwischen 16-25 µm.

Der Kern ist kleiner und zeigt mehr Zytoplasma. Dies ist immer noch basophil und weist azurophile Granulate (Primärgranulationen) auf.

Myelozyten (Pro-Neutrophile, Pro-Eosinophile, Pro-Basophile)

Diese Zelle misst 12 bis 18 um und hat einen fortgeschritteneren Reifungsgrad als die Promyelozyten. Der Kern kann oval oder mit einer ausgeprägten Spalte erscheinen, und die Form kann sogar nierenförmig werden.

Das Chromatin wird dichter und die Nukleolen sind nicht mehr zu sehen. Das Zytoplasma wird leicht acidophil und es erscheinen sekundäre Körnchen, die den Typ der reifenden Granulozyten (Eosinophile, Neutrophile oder Basophile) offenbaren.

Metamyelozyten (Pro-Neutrophile, Pro-Eosinophile und Pro-Basophile)

In diesem Stadium ist der Kern exzentrisch und durch eine tiefere Spalte gekennzeichnet. Im Vergleich zur vorherigen Stufe wird ein stärker kondensiertes Chromatin beobachtet.

Spezifische Körnchen je nach Art der zu entwickelnden Granulozyten sind bei diesem Reifegrad reichlich vorhanden, während die noch vorhandenen Primärkörnchen nicht mehr sichtbar sind.

In diesem Stadium verliert die Zelle die Eigenschaft der Teilung. Unter bestimmten Bedingungen (schwere bakterielle Infektionen) konnten sie in geringen Mengen im Blut zirkulieren sehen, ohne eine schwerwiegende myeloische Störung darzustellen.

Wenn es jedoch in großen Mengen gefunden wird, weist es auf einen pathologischen Prozess hin, der als myeloische Leukämie bezeichnet wird.

Cayado (Zelle mit gebändertem Kern)

Dieses Stadium wird nur bei der Reifung segmentierter Neutrophilen beobachtet. Es ist auch als jugendliches Neutrophil bekannt.

Es kann beobachtet werden, dass es unter bestimmten Bedingungen im Blut zirkuliert, beispielsweise bei bakteriellen Infektionsprozessen, bei denen die Anzahl der zirkulierenden Leukozyten auf Kosten segmentierter Neutrophilen (ausgeprägte Neutrophilie) signifikant zunimmt.

Diese Zelle zeichnet sich durch einen bandförmigen Kern aus, der den Buchstaben "C" oder einen Hufeisen simuliert. Andererseits finden sich im Zytoplasma reichlich neutrophile Körnchen und wenige Azurophile.

Reife Granulozyten

Diese umfassen die 3 Arten von Granulozyten, die im peripheren Blut gefunden werden. Dies sind: segmentierte Neutrophile, segmentierte Eosinophile und segmentierte Basophile. Seine Eigenschaften wurden bereits im Abschnitt Hämatologie beschrieben.

Unreife Granulozytenzellen. Quelle: Institut für Pathologie der Streitkräfte (AFIP) / Datei: Knochenmark WBC.JPG-Wikipedia.com Bearbeitete Bilder.

Faktoren, die an der Granulopoese beteiligt sind

Die Granulopoese wird durch bestimmte Substanzen reguliert, die von Zellen des Immunsystems synthetisiert werden, wie Lymphozyten, Makrophagen und die Granulozytenzellen selbst.

Einige haben stimulierende und andere hemmende Funktionen. Daher halten diese Substanzen das Gleichgewicht der Zellklone und das ordnungsgemäße Funktionieren der Immunantwort aufrecht.

Granulopoese-stimulierende Substanzen

Obwohl die Stimuli, die die pluripotentielle Stammzelle erhält, um sich zu teilen und in Vorläuferzellen der lymphoiden und myeloiden Linie zu differenzieren, noch unbekannt sind, wird angenommen, dass Interleukin 3 (IL3-), das von CD4-Lymphozyten produziert wird, dabei wirken könnte Sinn, zusätzlich zu anderen Signalen, die sie von der medullären Mikroumgebung empfangen.

Ebenso gibt es den Granulo-Monocytic Colony Stimulating Factor (GM-CSF), der die Vorläuferzelle der myeloiden Reihe dazu anregt, die Granulocytic / Monocytic-Vorläuferzelle zu bilden.

Es wird auch ein granulozytischer koloniestimulierender Faktor (G-CSF) gefunden, der die Reifung der Vorläufer von segmentierten Neutrophilen, Eosinophilen und Basophilen stimuliert.

Interleukin (IL 5) greift zur Differenzierung der segmentierten Eosinophilen ein, während Eotaxin 1 bei der Migration und Rekrutierung von Eosinophilen wirkt.

Granulopoese hemmende Substanzen

Eine Substanz, die vom Granulat segmentierter Neutrophilen namens Lactoferrin freigesetzt wird, ist an der Regulation der Expression von Genen beteiligt, die an verschiedenen Funktionen der Zellaktivierung und Produktion von Zytokinen beteiligt sind.

In diesem Sinne wirkt Lactoferrin durch Aktivierung von Makrophagen, die Prostaglandin-E (PGE) freisetzen können. Diese Substanz hemmt zusammen mit Chalonen und sauren Isoferritinen die Proliferation und Reifung segmentierter Neutrophilen.

Andererseits stimuliert Lactoferrin die Aktivierung von CD4-Lymphozyten und die Freisetzung von entzündungshemmendem Interleukin (IL-10).

Verweise

1. Hollard D, Berthier R, Douady F. Granulopoiesis und seine Regulierung. Sem Hop. 1975; 51 (10): 643 & ndash; 51. ncbi.nlm.nih.gov
2. "Hämatopoese." Wikipedia, die freie Enzyklopädie. 3. Oktober 2018, 21:08 UTC. 22. Mai 2019, 17:14 Uhr. wikipedia.org
3. Piaggio R, Paseyro P. Hämopathien. Kapitel III. Die bildlichen Elemente des normalen und pathologischen Blutes. S. 31-46. Verfügbar unter: smu.org.uy/publicaciones/
4. Drago-Serrano M., Flores-Romo L., Oliver-Aguillón G., Jarillo-Luna R., Reina-Garfias H., Barbosa-Cabrera E., Campos-Rodríguez R. Lactoferrin als Modulator der Immunantwort. Biochemistry 2008, 33. (2): 71 & ndash; 82. Verfügbar unter: .redalyc.org
5. Lazarowski A. Themen der Hämatologie. Einführung in die biochemischen Aspekte hämatologischer Erkrankungen.
6. Moraleda Jiménez J. Hämatologie-Student. Klinisches Krankenhaus der Universität Virgen de la Arrixaca. 4. Auflage. Murcia. Verfügbar unter: hematoncologia.com