omvandling av röd benmärg till gul – orsak och mekanismer

Märghåligheter i alla ben hos nyfödda däggdjur innehåller aktiv hematopoietisk vävnad, känd som röd benmärg. Från den tidiga postnatala perioden och framåt ersätts den hematopoietiska vävnaden, främst i benen i extremiteterna, gradvis av icke-hematopoietiska mesenkymala celler som ackumulerar lipiddroppar, känd som gul eller fet benmärg. För dess underhåll beror hematopoietisk vävnad på stöd av speciella mesenkymala celler i benmärgshålan, känd som hematopoietisk mikromiljö. Både benbildande celler och hematopoietiska mikromiljöceller har vanliga förfäder – mesenkymala stamceller (MSC). Vi antar att: (1) hematopoietiska mikromiljöceller avancerar längs en trestegs differentiering/mognadsväg. I det första steget stöder de hematopoiesis och innehåller inget fett. I det andra steget ackumuleras celler fett och stöder inte längre steady state hematopoiesis; men under förhållanden med ökat hematopoietiskt krav förlorar de fett och återfår sin förmåga att stödja hematopoiesis. I det sista steget behåller hematopoietiska mikromiljöceller utseendet av gul benmärg och stöder inte hematopoiesis oavsett tillståndet för hematopoietiskt krav.(2) eftersom MSC är bundna till endosteala och trabekulära ytor, i rörformiga ben är deras antal relativt litet jämfört med cancellösa ben som har mycket större områden med inre benyta. MSC utsätts för proliferativa och differentierande tryck, vilket leder till gradvis minskning av deras antal. Följaktligen blir MSC-populationen i rörformiga ben uttömd ganska tidigt, och eftermognadsfacket av mesenkymala celler består slutligen av unipotentiella benprekursorer som upprätthåller benvävnad och hematopoietisk mikromiljö som går framåt mot det sista (feta) differentieringsstadiet. Däremot lider det relativt stora antalet MSc i cancellösa ben inte utmattning och fortsätter att ge nyligen differentierad hematopoietisk mikromiljö, vilket bibehåller röd benmärg under hela organismens liv.(3) osteogena och hematopoietiska mikromiljödifferentieringsvägar konkurrerar med varandra om deras gemensamma föregångare. Under organismens tillväxtperiod råder osteogena stimuli, medan MSC-differentiering i hematopoietisk mikromiljö ökar på bekostnad av differentiering i ben. Detta resulterar i minskning av benvolymen och expansion av märghåligheter i hematopoietiskt aktiva cancellösa ben, men inte i rörformiga ben som redan är utarmade av MSC och inte deltar i hematopoiesis. Experimentella och kliniska data som stöder dessa hypoteser diskuteras.