MEGAKARYOZYTEN: EIGENSCHAFTEN, STRUKTUR, BILDUNG, REIFUNG - BIOLOGIE - 2025

Die Megakaryozyten sind Zellen von beträchtlicher Größe, deren Fragmentierungszelle Blutplättchen hervorbringt. In der Literatur werden sie als "Riesenzellen" angesehen, die 50 um überschreiten, weshalb sie die größten zellulären Elemente des hämatopoetischen Gewebes sind.

Bei der Reifung dieser Zellen fallen mehrere bestimmte Stadien auf. Zum Beispiel der Erwerb mehrerer Kerne (Polyploidie) durch aufeinanderfolgende Zellteilungen, bei denen die DNA multipliziert wird, aber keine Zytokinese vorliegt. Neben der Zunahme der DNA reichern sich auch verschiedene Arten von Granulaten an.

Quelle: Wbensmith

Die meisten dieser Zellen befinden sich im Knochenmark, wo sie weniger als 1% der Gesamtzellen entsprechen. Trotz dieses niedrigen Zellverhältnisses führt die Fragmentierung eines einzelnen reifen Megakaryozyten zu vielen Blutplättchen zwischen 2.000 und 7.000 Blutplättchen in einem Prozess, der etwa eine Woche dauert.

Der Übergang von Megakaryozyten zu Blutplättchen erfolgt durch Strangulationen in den Membranen der ersteren, gefolgt von der Trennung und Freisetzung neu gebildeter Blutplättchen. Eine Reihe molekularer Elemente - hauptsächlich Thrombopoietin - ist für die Orchestrierung des Prozesses verantwortlich.

Die von diesen Zellen abgeleiteten Elemente sind Blutplättchen, auch Thrombozyten genannt. Dies sind kleine Zellfragmente, denen ein Kern fehlt. Blutplättchen werden als Teil des Blutes gefunden und sind für den Prozess der Blutgerinnung oder Blutstillung, Wundheilung, Angiogenese, Entzündung und angeborenen Immunität von wesentlicher Bedeutung.

Historische Perspektive

Der Entstehungsprozess von Blutplättchen wird seit mehr als 100 Jahren untersucht. 1869 beschrieb ein Biologe aus Italien namens Giulio Bizzozero eine scheinbar riesige Zelle mit einem Durchmesser von mehr als 45 um.

Diese besonderen Zellen (in Bezug auf ihre Größe) waren jedoch erst 1906 mit dem Ursprung der Blutplättchen verbunden. Der Forscher James Homer Wright stellte fest, dass die ursprünglich beschriebenen Riesenzellen die Vorläufer der Blutplättchen waren, und nannte sie Megakaryozyten.

Anschließend wurden mit Fortschritten in den Mikroskopietechniken strukturelle und funktionelle Aspekte dieser Zellen aufgeklärt, in denen die Beiträge von Quick und Brinkhous auf diesem Gebiet herausstechen.

Eigenschaften und Struktur

Megakaryozyten: Vorläufer von Blutplättchen

Megakaryozyten sind Zellen, die an der Entstehung von Blutplättchen beteiligt sind. Wie der Name schon sagt, ist der Megakaryozyt groß und gilt als die größte Zelle innerhalb der hämatopoetischen Prozesse. Seine Abmessungen liegen zwischen 50 und 150 um im Durchmesser.

Kern und Zytoplasma

Neben seiner herausragenden Größe ist das Vorhandensein mehrerer Kerne eines der auffälligsten Merkmale dieser Zelllinie. Dank der Eigenschaft wird es als polyploide Zelle angesehen, da es mehr als zwei Chromosomensätze in diesen Strukturen enthält.

Die Produktion der multiplen Kerne erfolgt bei der Bildung des Megakaryozyten aus dem Megakaryoblasten, wobei sich der Kern so oft teilen kann, dass ein Megakaryozyt durchschnittlich 8 bis 64 Kerne hat. Diese Kerne können hypo- oder hyperlobuliert sein. Dies tritt aufgrund des Phänomens der Endomitose auf, das später diskutiert wird.

Es wurde jedoch auch über Megakaryozyten berichtet, die nur einen oder zwei Kerne aufweisen.

Das Zytoplasma nimmt im Volumen signifikant zu, gefolgt von jedem Teilungsprozess, und weist eine große Anzahl von Granulaten auf.

Lage und Menge

Der wichtigste Ort für diese Zellen ist das Knochenmark, obwohl sie in geringerem Maße auch in Lunge und Milz zu finden sind. Unter normalen Bedingungen machen Megakaryozyten weniger als 1% aller Zellen im Mark aus.

Aufgrund der beträchtlichen Größe dieser Vorläuferzellen produziert der Körper keine große Anzahl von Megakaryozyten, da eine einzelne Zelle viele Blutplättchen produziert - im Gegensatz zur Produktion der anderen zellulären Elemente, die mehrere Vorläuferzellen benötigen.

Bei einem durchschnittlichen Menschen können sich täglich bis zu 10 ⁸ Megakaryozyten bilden , wodurch mehr als 10 ¹¹ Blutplättchen entstehen. Diese Menge an Blutplättchen hilft dabei, einen stabilen Zustand der zirkulierenden Blutplättchen aufrechtzuerhalten.

Jüngste Studien haben die Bedeutung von Lungengewebe als plättchenbildende Region hervorgehoben.

Eigenschaften

Megakaryozyten sind essentielle Zellen in dem als Thrombopoese bezeichneten Prozess. Letzteres besteht aus der Erzeugung von Blutplättchen, bei denen es sich um zelluläre Elemente von 2 bis 4 um handelt, die rund oder eiförmig sind, keine Kernstruktur aufweisen und sich als Blutbestandteile in den Blutgefäßen befinden.

Da ihnen ein Kern fehlt, nennen Hämatologen sie lieber "Zellfragmente" und nicht Zellen als solche - wie rote und weiße Blutkörperchen.

Diese Zellfragmente spielen eine entscheidende Rolle bei der Blutgerinnung, erhalten die Integrität der Blutgefäße und sind an entzündlichen Prozessen beteiligt.

Wenn der Körper irgendeine Art von Verletzung erleidet, können die Blutplättchen schnell aneinander haften, wo eine Proteinsekretion beginnt, die die Bildung des Gerinnsels initiiert.

Bildung und Reifung

Bildungsschema: vom Megakaryoblasten bis zu Blutplättchen

Wie bereits erwähnt, ist der Megakaryozyt eine der Vorläuferzellen für Blutplättchen. Wie die Entstehung anderer zellulärer Elemente beginnt die Bildung von Blutplättchen - und damit von Megakaryozyten - mit einer Stammzelle mit pluripotenten Eigenschaften.

Megakaryoblast

Die zellulären Vorläufer des Prozesses beginnen mit einer Struktur namens Megakaryoblast, die ihren Kern dupliziert, aber nicht die gesamte Zelle dupliziert (dieser Prozess ist in der Literatur als Endomitose bekannt), um den Megakaryozyten zu bilden.

Promegacariocito

Das Stadium, das unmittelbar nach dem Megakaryoblasten auftritt, wird als Promegakaryozyten bezeichnet, dann kommt der körnige Megakaryozyt und schließlich das Blutplättchen.

In den ersten Stadien hat der Zellkern einige Lappen und das Protoplasma ist vom basophilen Typ. Wenn sich das Megakaryozytenstadium nähert, wird das Protoplasma zunehmend eosinophil.

Granularer Megakaryozyt

Die Reifung der Megakaryozyten geht mit einem Verlust der Proliferationsfähigkeit einher.

Wie der Name schon sagt, ist es im Megakaryozyten des Granulattyps möglich, bestimmte Granulate zu unterscheiden, die in den Blutplättchen beobachtet werden.

Sobald der Megakaryozyt reif ist, gelangt er in die Endothelzelle der vaskulären Sinuskurve des Medulla und beginnt seinen Weg als Thrombozyten-Megakaryozyt

Thrombozyten-Megakaryozyten

Die zweite Art von Megakaryozyten, die als Blutplättchen bezeichnet wird, ist durch die Emission digitaler Prozesse gekennzeichnet, die aus der Zellmembran entstehen und als protoplasmatische Hernien bezeichnet werden. Das oben erwähnte Granulat bewegt sich in diese Regionen.

Während die Zelle reift, wird jeder Herniation einer Strangulation unterzogen. Das Ergebnis dieses Zerfallsprozesses endet mit der Freisetzung von Zellfragmenten, die nichts anderes als bereits gebildete Blutplättchen sind. Während dieses Stadiums wird der größte Teil des Zytoplasmas des Megakaryozyten in kleine Blutplättchen umgewandelt.

Regulatorische Faktoren

Die verschiedenen beschriebenen Stadien, die von Megakaryoblasten bis zu Blutplättchen reichen, werden durch eine Reihe chemischer Moleküle reguliert. Die Reifung des Megakaryozyten muss auf seinem Weg vom Osteoblasten zur Gefäßnische verzögert werden.

Während dieser Reise spielen Kollagenfasern eine grundlegende Rolle bei der Hemmung der Bildung von Protoplättchen. Im Gegensatz dazu ist die der Gefäßnische entsprechende zelluläre Matrix reich an von Willebrand-Faktor und Fibrinogen, die die Thrombopoese stimulieren.

Andere wichtige regulatorische Faktoren der Megakaryozytopoese sind Zytokine und Wachstumsfaktoren wie Thrombopoietin, Interleukine ua Thrombopoietin ist während des gesamten Prozesses von der Proliferation bis zur Zellreife ein sehr wichtiger Regulator.

Wenn Blutplättchen absterben (programmierter Zelltod), exprimieren sie Phosphatidylserin in der Membran, um die Entfernung dank des Monozyten-Makrophagen-Systems zu fördern. Dieser zelluläre Alterungsprozess ist mit der Desialinisierung von Glykoproteinen in Blutplättchen verbunden.

Letztere werden von Rezeptoren namens Ashwell-Morell auf Leberzellen erkannt. Dies stellt einen zusätzlichen Mechanismus zur Beseitigung von Blutplättchenresten dar.

Dieses Leberereignis induziert die Synthese von Thrombopoietin, um die Synthese von Blutplättchen wieder zu initiieren, daher dient es als physiologischer Regulator.

Endomitose

Das herausragendste und merkwürdigste Ereignis bei der Reifung von Megakaryoblasten ist ein Prozess der Zellteilung, der Endomitose genannt wird und der Riesenzelle ihren polyploiden Charakter verleiht.

Es besteht aus Zyklen der DNA-Replikation, die von der Zytokinese oder der Teilung der Zelle an sich entkoppelt sind. Während des Lebenszyklus durchläuft die Zelle einen 2n-Proliferationszustand. In der Zellnomenklatur wird n verwendet, um einen Haploiden zu bezeichnen, 2n entspricht einem diploiden Organismus und so weiter.

Nach dem 2n-Zustand beginnt die Zelle den Endomitoseprozess und beginnt fortschreitend, genetisches Material anzusammeln, nämlich: 4n, 8n, 16n, 64n und so weiter. In einigen Zellen wurden genetische Belastungen von bis zu 128n gefunden.

Obwohl die molekularen Mechanismen, die diese Teilung steuern, nicht genau bekannt sind, wird eine wichtige Rolle einem Defekt der Zytokinese infolge von Missbildungen zugeschrieben, die in den Proteinen Myosin II und Actin F gefunden wurden.

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