omdannelse af rød knoglemarv til gul – årsag og mekanismer

Marvhulrum i alle knogler hos nyfødte pattedyr indeholder aktivt hæmatopoietisk væv, kendt som rød knoglemarv. Fra den tidlige postnatale periode og fremefter erstattes det hæmatopoietiske væv, hovedsageligt i knoglerne i ekstremiteterne, gradvist af ikke-hæmatopoietiske mesenkymale celler, der akkumulerer lipiddråber, kendt som gul eller fedtholdig knoglemarv. Til vedligeholdelse afhænger hæmatopoietisk væv af understøttelsen af specielle mesenkymale celler i knoglemarvshulrummet, kendt som hæmatopoietisk mikromiljø. Både knogledannende celler og hæmatopoietiske mikromiljøceller har fælles stamceller – mesenkymale stamceller (MSC ‘ er). Vi antager, at: (1) hæmatopoietiske mikromiljøceller går videre langs en tre-trins differentiering/modningsvej. I første fase understøtter de hæmatopoiesis og indeholder intet fedt. I anden fase akkumulerer celler fedt og understøtter ikke længere steady state hæmatopoiesis; under betingelser med øget hæmatopoietisk krav mister de imidlertid fedt og genvinder deres evne til at understøtte hæmatopoiesis. I det sidste trin bevarer hæmatopoietiske mikromiljøceller udseendet af gul knoglemarv og understøtter ikke hæmatopoiesis uanset tilstanden af hæmatopoietisk krav.(2) Da MSC ‘ er er bundet til endosteale og trabekulære overflader, er deres antal i rørformede knogler relativt lille sammenlignet med cancelløse knogler, der har meget større områder af den indre knogleoverflade. MSC ‘ er udsættes for proliferative og differentierende tryk, hvilket fører til gradvis reduktion af deres antal. Følgelig bliver MSc-populationen i rørformede knogler udtømt ret tidligt, og eftermodningsrummet af mesenkymale celler består endelig af unipotentielle knogleforløbere, der opretholder knoglevæv og hæmatopoietisk mikromiljø, der går videre mod det sidste (fede) trin i differentiering. I modsætning hertil lider det relativt store antal MSC ‘ er i cancelløse knogler ikke udmattelse og fortsætter med at tilvejebringe nyligt differentieret hæmatopoietisk mikromiljø og opretholder således rød knoglemarv gennem hele organismens liv.(3) osteogene og hæmatopoietiske mikromiljødifferentieringsveje konkurrerer med hinanden om deres fælles forløber. I løbet af organismens vækstperiode hersker osteogene stimuli, mens MSC-differentiering i hæmatopoietisk mikromiljø i postmodningsperioden øges på bekostning af differentiering i knogle. Dette resulterer i reduktion af knoglevolumen og udvidelse af marvhulrum i hæmatopoietisk aktive cancelløse knogler, men ikke i rørformede knogler, der allerede er udtømt af MSC ‘ er og ikke deltager i hæmatopoiesis. Eksperimentelle og kliniske data, der understøtter disse hypoteser, diskuteres.