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Warum "verstecken" sich hämatopoetische Strukturen in den Knochen?
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
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Im Laufe ihrer Evolution haben Blutstammzellen einen Ort für sich „gefunden“, der für ultraviolette Strahlung unzugänglich ist.
Was wissen wir über das hämatopoetische System? In der Schule haben wir gelernt, dass Blutzellen im roten Knochenmark entstehen, das in den Beckenknochen, Rippen, Brustbein, Schädel- und langen Röhrenknochen sowie in den Wirbeln vorhanden ist. Knochenmarkstrukturen werden durch Stammzellen repräsentiert, die weitere neue Zellen produzieren – Erythrozyten sowie Thrombozytenvorläuferzellen (Megakaryozyten) und Immunozyten. Doch was wissen wir über den Mechanismus der Hämatopoese und warum findet sie im Knochen statt? Schließlich befinden sich bei Fischen beispielsweise ähnliche Strukturen in den Nieren.
Harvard-Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass sich das hämatopoetische System verschiedener Vertreter der Fauna während ihrer Entwicklung in der Zone gebildet hat, die am besten vor Sonnenlicht geschützt war. Dr. Friedrich G. Kapp und seine Kollegen stellten fest, dass bei Fischen ähnliche Strukturen von einer weiteren Zellschicht, den Melanozyten, bedeckt sind. Diese Zellen scheiden das Pigment Melanin aus, das ultraviolette Strahlung neutralisieren kann. Melanozyten können fast überall vorkommen, obwohl wir nur von ihrem Vorhandensein in der Haut wissen. Ohne diese Zellen könnten wir unsere Haut nämlich nicht vor den schädlichen Auswirkungen ultravioletter Strahlung schützen. Infolgedessen würde die DNA der Haut geschädigt, was zur Entwicklung bösartiger Prozesse oder zum Absterben von Strukturen führen würde. Höchstwahrscheinlich dient die Melanozytenschicht bei Fischen auch als Schutz für das hämatopoetische System.
Ein in Nature veröffentlichter Artikel beschreibt ein interessantes Experiment. Fische, denen ihre Pigmentzellen entzogen worden waren, wurden ultravioletter Strahlung ausgesetzt: Ihre Anzahl an Stammstrukturen nahm im Vergleich zu Fischen mit Melanozytenschicht ab. Doch auch normale Fische könnten anfällig sein, wenn das ultraviolette Licht sie von unten statt von oben trifft: Der untere Teil der Nieren verfügt nicht über einen Melanozytenschutz.
Nach einer gründlichen Analyse der Fischevolution kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass eine Schicht Melanozyten tatsächlich notwendig ist, um das hämatopoetische System zu schützen. Dieser Schutz wird besonders deutlich, wenn man die Entwicklung eines Frosches beobachtet. Im Kaulquappenstadium durchlaufen die Stammstrukturen den Übergang von Nieren zu Knochenmark: Während aller Entwicklungsstadien bleibt das hämatopoetische System weiterhin vor ultravioletter Strahlung geschützt.
Natürlich ist die innere Knochenhöhle nicht der einzige abgeschiedene Ort, an dem sich Zellen vor der Sonne verstecken können. Wir dürfen jedoch andere Voraussetzungen für eine normale Hämatopoese nicht vergessen. Höchstwahrscheinlich hat das hämatopoetische System in einem bestimmten Stadium der Evolution – beispielsweise bei der Besiedlung des Landes durch Wirbeltiere – die Nieren „verlassen“ und sich im Knochenmark „angesiedelt“, wo es sich seitdem wohlbehalten befindet.
Informationen von der Website https://phys.org/news/2018-06-blood-cells-bones.html