Prečo sa krvotvorné štruktúry "skrývajú" v kostiach?

Počas svojej evolúcie si krvotvorné kmeňové bunky „našli“ miesto, ktoré je pre ultrafialové žiarenie neprístupné.

Čo vieme o hematopoetickom systéme? V škole sme sa učili, že krvinky vznikajú v červenej kostnej dreni, ktorá sa nachádza v panvových kostiach, rebrách, hrudnej kosti, lebečných a dlhých rúrkových kostiach a vo vnútri stavcov. Štruktúry kostnej drene sú reprezentované kmeňovými bunkami, ktoré produkujú ďalšie nové bunky – erytrocyty, ako aj prekurzory krvných doštičiek (megakaryocyty) a imunocyty. Čo však vieme o mechanizme hematopoézy a prečo k nej dochádza vo vnútri kosti? Veď napríklad u rýb sa podobné štruktúry nachádzajú vo vnútri obličiek.

Vedci z Harvardu naznačili, že hematopoetický systém rôznych predstaviteľov fauny sa počas ich vývoja vytvoril v zóne najviac chránenej pred slnečným žiarením. Dr. Friedrich G. Kapp a jeho kolegovia poznamenali, že u rýb sú podobné štruktúry pokryté ďalšou bunkovou vrstvou, ktorú predstavujú melanocyty. Tieto bunky vylučujú pigment melanín, ktorý je schopný neutralizovať ultrafialové žiarenie. Melanocyty môžu byť prítomné takmer všade, napriek tomu, že o ich prítomnosti vieme iba v koži. Keby tam tieto bunky neboli, neboli by sme schopní chrániť našu pokožku pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia. V dôsledku toho by sa poškodila DNA kože, čo by spôsobilo rozvoj malígnych procesov alebo odumieranie štruktúr. S najväčšou pravdepodobnosťou vrstva melanocytov u rýb slúži aj ako ochrana hematopoetického systému.

Článok publikovaný v časopise Nature opisuje zaujímavý experiment. Ryby, ktoré boli zbavené pigmentových buniek, boli vystavené ultrafialovému žiareniu: počet stonkových štruktúr sa u nich znížil v porovnaní s rybami, ktoré mali vrstvu melanocytov. Normálne ryby však môžu byť zraniteľné aj vtedy, ak na ne ultrafialové svetlo dopadne zospodu, nie zhora: spodná časť obličiek nemá ochranu melanocytmi.

Po dôkladnej analýze evolúcie rýb dospeli vedci k záveru, že vrstva melanocytov je skutočne nevyhnutná na ochranu hematopoetického systému. Táto ochrana je obzvlášť zrejmá pri pozorovaní vývoja žaby. V štádiu žubrienky prechádzajú stonkové štruktúry po trase „obličky – kostná dreň“: počas všetkých vývojových štádií je hematopoetický systém naďalej chránený pred ultrafialovým žiarením.

Vnútorná kostná dutina samozrejme nie je jediným odľahlým miestom, kde sa bunky môžu schovať pred slnkom. Nesmieme však zabúdať ani na ďalšie podmienky potrebné pre normálnu krvotvorbu. S najväčšou pravdepodobnosťou v určitom štádiu evolúcie – napríklad keď stavovce kolonizovali súš – krvotvorný systém „opustil“ obličky a „usadil sa“ v kostnej dreni, kde sa odvtedy šťastne nachádza.

Informácie získané z webovej stránky https://phys.org/news/2018-06-blood-cells-bones.html