Waarom "verstoppen" hematopoëtische structuren zich in de botten?

Gedurende hun evolutie hebben bloedstamcellen een plek voor zichzelf “gevonden” die ontoegankelijk is voor ultraviolette straling.

Wat weten we over het hematopoëtische systeem? Op school leerden we dat bloedcellen ontstaan in het rode beenmerg, dat zich bevindt in de bekkenbeenderen, ribben, borstbeen, schedelbeenderen, lange buisvormige botten en in de wervels. Beenmergstructuren worden vertegenwoordigd door stamcellen die andere nieuwe cellen produceren: rode bloedcellen, bloedplaatjesprecursoren (megakaryocyten) en immunocyten. Maar wat weten we over het mechanisme van hematopoëse, en waarom vindt dit plaats in het bot? Bij vissen bijvoorbeeld bevinden vergelijkbare structuren zich immers in de nieren.

Harvard-wetenschappers hebben gesuggereerd dat het hematopoëtische systeem van verschillende vertegenwoordigers van de fauna werd gevormd in de zone die het meest beschermd was tegen zonlicht tijdens hun ontwikkeling. Dr. Friedrich G. Kapp en zijn collega's merkten op dat bij vissen vergelijkbare structuren bedekt zijn met een andere cellulaire laag, vertegenwoordigd door melanocyten. Deze cellen scheiden het pigment melanine uit, dat in staat is ultraviolette straling te neutraliseren. Melanocyten kunnen bijna overal aanwezig zijn, ondanks het feit dat we alleen weten dat ze zich in de huid bevinden. Sterker nog, als deze cellen er niet waren, zouden we onze huid niet kunnen beschermen tegen de schadelijke effecten van ultraviolette straling. Als gevolg hiervan zou het DNA van de huid beschadigd raken, wat zou leiden tot de ontwikkeling van kwaadaardige processen of de dood van structuren. Hoogstwaarschijnlijk dient de laag melanocyten bij vissen ook als bescherming voor het hematopoëtische systeem.

Een artikel gepubliceerd in Nature beschrijft een interessant experiment. Vissen waarvan de pigmentcellen waren verwijderd, werden blootgesteld aan ultraviolette straling: het aantal stengelstructuren nam af vergeleken met vissen met een melanocytenlaag. Maar normale vissen zouden ook kwetsbaar kunnen zijn als het ultraviolette licht hen van onderaf invalt in plaats van van bovenaf: het onderste deel van de nieren wordt niet beschermd door melanocyten.

Na een grondige analyse van de evolutie van vissen kwamen wetenschappers tot de conclusie dat een laag melanocyten inderdaad noodzakelijk is om het hematopoëtische systeem te beschermen. Deze bescherming is vooral duidelijk zichtbaar bij het observeren van de ontwikkeling van een kikker. In het kikkervisjesstadium maken de stengelstructuren de overgang langs de route "nieren - beenmerg": gedurende alle ontwikkelingsstadia blijft het hematopoëtische systeem beschermd tegen ultraviolette straling.

Natuurlijk is de inwendige botholte niet de enige afgeschermde plek waar cellen zich voor de zon kunnen verbergen. Maar we mogen ook andere voorwaarden niet vergeten die nodig zijn voor normale hematopoëse. Waarschijnlijk heeft het hematopoëtische systeem op een bepaald moment in de evolutie – bijvoorbeeld toen gewervelde dieren het land koloniseerden – de nieren "verlaten" en zich "gevestigd" in het beenmerg, waar het zich sindsdien gelukkig heeft gevestigd.

Informatie verkregen van de website https://phys.org/news/2018-06-blood-cells-bones.html