Warum "verstecken" sich die hämatopoetischen Strukturen in den Knochen?
Zuletzt überprüft: 15.08.2021
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Stammzellen während ihrer Evolution "sahen" für sich selbst einen Ort, der für das Eindringen ultravioletter Strahlung unzugänglich ist.
Was wissen wir über das hämatopoetische System? In der Schule erfuhren wir, dass Blutzellen ihren Ursprung im roten Knochenmark haben, das in den Beckenknochen, den Rippen, dem Sternum, dem Schädel und den langen Röhrenknochen in den Wirbeln vorhanden ist. Knochenmarkstrukturen werden durch Stammzellen repräsentiert, die andere neue Zellen produzieren - Erythrozyten, sowie Thrombozytenvorläufer (Megakaryozyten) und Immunozyten. Aber was wissen wir über den Mechanismus der Hämatopoese und warum tritt er innerhalb des Knochens auf? Bei Fischen zum Beispiel sind solche Strukturen in den Nieren lokalisiert.
Harvard-Wissenschaftler deuteten an, dass das hämatopoetische System bei verschiedenen Arten von Tieren in der am meisten vor Sonnenlicht geschützten Zone gebildet wurde. Dr. Friedrich G. Kapp und seine Kollegen stellten fest, dass solche Strukturen in Fischen von einer anderen Zellschicht bedeckt sind, die durch Melanozyten repräsentiert wird. Diese Zellen sezernieren eine Pigmentsubstanz Melanin, die ultraviolette Strahlung neutralisieren kann. Melanozyten können fast überall vorhanden sein, obwohl wir nur von ihrer Anwesenheit in der Haut wissen. In der Tat, wenn diese Zellen nicht wären, könnten wir unsere Haut nicht vor den schädlichen Auswirkungen von UV-Strahlung schützen. Dadurch würde die DNA der Haut geschädigt, was zur Entstehung maligner Prozesse oder zur Zerstörung von Strukturen führen würde. Höchstwahrscheinlich dient die Melanozytenschicht in Fischen auch als Schutz für das Hämatopoiesesystem.
Ein in Nature veröffentlichter Artikel veröffentlicht ein interessantes Experiment. Fische, frei von Pigmentzellen, wurden ultravioletter Strahlung ausgesetzt: Die Zahl der Stammstrukturen in ihnen nahm im Vergleich zu Fischen ab, in denen die melanozytische Schicht vorhanden war. Aber auch normale Fische können angreifbar sein, wenn das ultraviolette Licht von unten auf sie trifft und nicht von oben: Der untere Teil der Nieren hat keinen melanozytären Schutz.
Nach einer sorgfältigen Analyse der Fischentwicklung kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass zum Schutz des hämatopoetischen Systems eine Melanozytenschicht notwendig ist. Dieser Schutz zeigt sich besonders bei der Entwicklung eines Frosches. Auf der Stufe der Kaulquappe wechseln die Stammstrukturen entlang der "Nieren-Knochenmark" -Route: Während aller Entwicklungsstadien ist das Hämatopoiesesystem weiterhin vor ultravioletter Strahlung geschützt.
Natürlich ist die innere Knochenhöhle nicht der einzige abgeschiedene Ort, an dem sich Zellen vor der Sonne verstecken können. Aber wir müssen andere Bedingungen nicht vergessen, die für normale Hämatopoese notwendig sind. Die Chancen stehen gut, irgendwann der Evolution - zum Beispiel, wenn die Landwirbeltiere Mastering - hämatopoetischen System „gegangen“ von den Nieren und „erledigt“ im Knochenmark, die sicher und immer noch ist.
Informationen finden Sie unter https://phys.org/news/2018-06-blood-cells-bones.html