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Hematopoyesis

La hematopoyesis, también conocida como hemopoyesis, es el proceso de producción de las células sanguíneas, que involucra la proliferación, diferenciación y maduración celular. Este proceso es fundamental para la vida humana, ya que las células de la sangre después de algún periodo de tiempo en la corriente sanguínea degeneran, mueren y deben ser renovadas.

El lugar donde se lleva a cabo la formación de dichas células sanguíneas cambia a lo largo del tiempo. En las fases iniciales de la vida del embrión, la hematopoyesis se da principalmente en el saco vitelino. Luego es realizada en el hígado fetal y después se concentra predominantemente en la médula ósea, donde continúa hasta la vida adulta.

Los diferentes tipos de células sanguíneas (eritrocitos, leucocitos y plaquetas) se originan de un precursor común, una célula madre hematopoyética. La diferenciación en cada tipo celular se da a través de procesos conocidos como eritropoyesis (eritrocitos), granulopoyesis (granulocitos), monopoyesis (monocitos), linfopoyesis (linfocitos) y trombopoyesis (plaquetas).

En este artículo se estudia la hematopoyesis, sus fases y los lugares donde ocurre, el proceso de diferenciación de los diferentes tipos de células sanguíneas y su histología.

Puntos clave sobre la hematopoyesis
Definiciones Hematopoyesis: proceso de producción de células sanguíneas
Eritropoyesis: proceso de producción de eritrocitos (glóbulos rojos o hematíes)
Granulocitopoyesis: proceso de producción de granulocitos (neutrófilos, basófilos y eosinófilos)
Monopoyesis: proceso de producción de monocitos
Linfopoyesis: proceso de producción de linfocitos
Trombopoyesis: proceso de producción de plaquetas (trombocitos)
Fases de la hematopoyesis Fase mesoblástica: fase inicial de la hematopoyesis en la vida intrauterina. Ocurre en la vesícula vitelina
Fase hepática: segunda fase intrauterina de la hematopoyesis. Ocurre en el hígado fetal entre la 4ª y la 6ª semana de vida intrauterina
Fase medular: la producción de las células sanguíneas pasa a ser realizada en la médula ósea a partir de la 11ª semana gestacional, hasta la vida postnatal
Líneas celulares Células madre: capaces de formar nuevas células madre, de diferenciarse en células de diferentes líneas y colonizar la médula ósea para reconstituir el sistema hematopoyético
Células mieloides: se diferencian en eritrocitos, granulocitos, monocitos o plaquetas
Células linfoides: se diferencian en linfocitos
Contenidos
  1. Fases de la hematopoyesis en la vida intrauterina
    1. Fase mesoblástica
    2. Fase hepática
    3. Fase medular
  2. Líneas celulares
  3. Eritropoyesis
  4. Granulocitopoyesis
  5. Trombopoyesis
  6. Linfopoyesis
  7. Correlaciones clínicas
    1. Enfermedades hematológicas
    2. Trasplante de médula ósea
  8. Bibliografía
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Fases de la hematopoyesis en la vida intrauterina

Fase mesoblástica

La primera evidencia de la formación de células sanguíneas surge alrededor de la segunda semana de gestación, cuando las células mesodérmicas se agrupan en el saco vitelino del embrión en desarrollo. El nombre de esa fase hace referencia al mesodermo del saco vitelino, donde ocurre este proceso. Este período es conocido también como hematopoyesis extraembrionaria.

Los grupos celulares del saco vitelino tienen potencial para diferenciarse en células angiogénicas o hematopoyéticas y por eso son llamadas hemangioblastos. Las células más periféricas se diferencian en endotelio, formando así vasos sanguíneos, mientras que las demás dan origen principalmente a los eritroblastos primitivos (células precursoras de los eritrocitos). Este proceso continúa hasta la 6ª semana de la vida intrauterina.

Fase hepática

Después del inicio de los latidos fetales y como consecuencia de la circulación sanguínea fetal, ocurre una migración de las células originadas de los vasos en desarrollo hacia el hígado fetal. Este proceso sucede entre la 4ª y la 6ª semana de vida intrauterina y marca el inicio de la fase hepática de la hematopoyesis.

En esta segunda etapa se da principalmente el desarrollo de los eritrocitos, granulocitos y monocitos y surgen las primeras células linfoides y los primeros megacariocitos.

Otros órganos contribuyen con la formación celular durante la fase hepática, principalmente el bazo, el timo y los ganglios linfáticos, que colaboran especialmente con la producción de linfocitos.

La producción de células sanguíneas en  el hígado disminuye gradualmente durante el resto de la gestación, hasta que acaba completamente alrededor del momento del nacimiento.

Fase medular

Alrededor de la 11ª semana de gestación, las células hematopoyéticas colonizan un importante punto de formación celular que es la médula ósea. A medida que avanza la osificación del esqueleto, este lugar se vuelve cada vez más importante en la producción de células sanguíneas, siendo el principal sitio hematopoyético después del nacimiento. 

Los linfocitos T sufren diferenciación en el timo, pero se originan de células de la médula ósea que migraron para dicho órgano.

Líneas celulares

Las células sanguíneas se originan de un precursor común indiferenciado, denominado célula madre hematopoyética (citoblasto pluripotencial). Al dividirse, estas células dan origen a las células hijas, que a su vez pueden permanecer como células madre pluripotenciales, contribuyendo a mantener la población de ese grupo celular, o diferenciarse en otros tipos celulares.

Las células madre, por lo tanto, poseen algunas características especiales, que las distinguen de los demás tipos celulares involucrados en la hematopoyesis:

  • Forman nuevas células madre, manteniendo su población inalterada, un proceso conocido como autorrenovación. 
  • Son capaces de diferenciarse y dar origen a diferentes líneas celulares sanguíneas. 
  • Son capaces de colonizar la médula ósea y reconstituir el sistema hematopoyético en el caso de que este se encuentre destruido. Esa habilidad permite que estas células sean usadas en trasplantes de médula ósea.

Cuando las células madres hematopoyéticas se diferencian, dan origen a dos líneas celulares principales, las células mieloides, que eventualmente darán origen a los eritrocitos, granulocitos, monocitos y plaquetas, y las células linfoides, que forman los linfocitos. Dichas células mieloides y linfoides poseen un menor potencial de diferenciación que las células madre hematopoyéticas, y son conocidas como células progenitoras multipotenciales.

Al dividirse, las células progenitoras pueden formar nuevas células progenitoras, para mantener su población, o diferenciarse en células precursoras, llamadas blastos. Es en estas células que se observan por primera vez las características que diferencian cada línea celular sanguínea. Los blastos no tienen la capacidad de producir nuevos blastos y, por lo tanto, de mantener su población, sino que simplemente son células que se volverán maduras hasta convertirse en células sanguíneas.

Eritropoyesis

El proceso de formación de los eritrocitos, la eritropoyesis, comienza a partir de una célula madre hematopoyética, tal como en la formación de las otras células sanguíneas. Esa célula pluripotencial da origen a una célula de línea mieloide.

De acuerdo a lo mencionado anteriormente, las células mieloides poseen potencial para diferenciarse en eritrocitos, granulocitos, monocitos o plaquetas. El principal estímulo para la formación de eritrocitos es la presencia de una hormona llamada eritropoyetina, secretada por los riñones en respuesta a la reducción de la cantidad de oxígeno en la sangre. Algunos otros factores químicos participan de la estimulación de la diferenciación de las células mieloides en eritrocitos, especialmente la interleucina 3.

Después de iniciar el proceso de transformación en un eritrocito, una célula mieloide pasa por diferentes etapas de maduración. Esta recibe un nombre diferente para cada una de esas etapas: proeritroblasto, eritroblasto basófilo, eritroblasto policromatófilo, eritroblasto ortocromatófilo (normoblasto), reticulocito y finalmente, eritrocito, también denominado glóbulo rojo o hematíe.

Los proeritroblastos son células relativamente grandes, que presentan un citoplasma basófilo y un único núcleo celular que contiene mucha cromatina no condensada, además de un nucléolo visible. Bajo influencia de la eritropoyetina, los proeritroblastos se diferencian en eritroblastos basófilos, cuyo citoplasma es intensamente basófilo, como el propio nombre lo dice. Estas células poseen más polisomas (sitios de síntesis de hemoglobina) y no poseen nucléolos visibles.

Conforme los eritroblastos basófilos se diferencian, el tamaño de las células disminuye, así como el número de polisomas. El resultado son los eritroblastos policromatófilos, cuyo citoplasma posee áreas basófilas (polisomas restantes) y áreas acidófilas (áreas de deposición de hemoglobina).

Durante el proceso de diferenciación, ocurre una nueva reducción del volumen celular, dando origen a los eritroblastos ortocromatófilos, también conocidos como normoblastos. Esas células no poseen polisomas y por lo tanto son completamente acidófilas. Eventualmente, los normoblastos expulsan su núcleo y las nuevas células anucleadas pasan a ser llamadas reticulocitos. Los reticulocitos llegan a la corriente sanguínea y cuando expulsan sus polirribosomas se les llama eritrocitos.

Granulocitopoyesis

El proceso de maduración de los granulocitos es conocido como granulocitopoyesis, o granulopoyesis. Estas células se caracterizan por la presencia de dos tipos de gránulos que contienen proteínas: los gránulos azurófilos y los gránulos específicos. Los gránulos azurófilos se tiñen con los colorantes básicos de las mezclas habituales (Giemsa, Wright) y contienen enzimas lisosomales, mientras los gránulos específicos contienen diferentes proteínas, conforme el tipo de granulocito (neutrófilos, eosinófilos o basófilos).

Los neutrófilos son células muy importantes en el combate de infecciones bacterianas. Así, sus gránulos específicos son ricos en enzimas proteolíticas, que actúan destruyendo proteínas bacterianas: lisozima, que ataca las paredes celulares, y mieloperoxidasa,  que genera tipos de oxígeno tóxico que destruyen las bacterias invasoras.

Los gránulos específicos de los basófilos contienen histamina  y otros agentes inflamatorios que promueven una respuesta inflamatoria en los locales de la lesión o infección. Los gránulos específicos de los eosinófilos contienen catepsina y otras proteínas tóxicas que actúan en la destrucción de parásitos. 

El mieloblasto es una célula más inmadura que está destinada a convertirse en un granulocito. Posteriormente esta célula pasa por diversas etapas de maduración: promielocito, mielocito, metamielocito, granulocito con núcleo en bastón y finalmente granulocito maduro (neutrófilo, eosinófilo y basófilo).

El mieloblasto contiene un gran núcleo con uno o dos nucléolos y un citoplasma basófilo conteniendo gránulos azurófilos. Al diferenciarse, pierde un poco de citoplasma, convirtiéndose en promielocito, una célula más pequeña y más basófila, con núcleo esférico o dentado. Los promielocitos ya contienen gránulos específicos (neutrófilos, eosinófilos o basófilos).

Cuando se convierte en un mielocito, el citoplasma pierde su basofilia y adquiere gran cantidad de gránulos específicos. Por eso existen diferentes tipos de mielocitos: los mielocitos neutrófilos, o mielocitos basófilos y los mielocitos eosinófilos. Sus núcleos pueden ser esféricos o reniformes (en forma de riñón).

Los metamielocitos corresponden a la próxima etapa de maduración de los granulocitos y poseen núcleos con una hendidura profunda, indicando el inicio de la lobulación, característica de las células maduras. En la siguiente fase estas células poseen núcleos alargados, por lo cual son también  conocidas como granulocitos con núcleos en bastón o bastonetes. Es importante tener en cuenta que la identificación de los basófilos y de los eosinófilos con núcleo en bastón es muy difícil, de esta manera solo los neutrófilos son normalmente caracterizados en esa fase de bastonetes; además de eso, la identificación de los metamielocitos basófilos no es posible en las preparaciones citológicas usuales. En la última etapa de maduración los núcleos de los bastones sufren modificaciones. El núcleo de los neutrófilos está segmentado en 2 o 3 lóbulos. Los eosinófilos poseen un único núcleo reniforme, mientras que los basófilos poseen núcleos bilobulados.

Trombopoyesis

La trombopoyesis, también conocida como trombocitopoyesis o megacariocitopoyesis, es el proceso de formación de las plaquetas. La célula más inmadura que dará origen a las plaquetas es el megacarioblasto, una célula con núcleo grande de forma oval o reniforme, numerosos nucleolos y citoplasmas intensamente basófilos. Esas células son poliploides y contienen una cantidad mucho mayor de ADN que las demás células somáticas del organismo.

Los megacarioblastos se diferencian en megacariocitos, células grandes, con núcleo lobulado, sin nucleolos. Su citoplasma es menos basófilo que el de sus precursores y contiene numerosos gránulos que darán origen a los cromómeros plaquetarios. Durante el proceso de diferenciación de los megacarioblastos en megacariocitos ocurre la formación de numerosos gránulos citoplasmáticos en el aparato de Golgi, que contiene sustancias como el factor de crecimiento derivado de las plaquetas, el factor de Von Willebrand y el factor IV de la coagulación sanguínea.

En determinado momento, el citoplasma de los megacariocitos sufre fragmentación, dando origen a las plaquetas, que son justamente los fragmentos citoplasmáticos de los megacariocitos.

Linfopoyesis

Los linfocitos se originan a partir de células de línea linfoide. La primera célula de esa línea es conocida como linfoblasto. Se trata de una célula relativamente grande, redondeada, con citoplasma basófilo. La ausencia de gránulos azurófilos permite diferenciar esa célula de los mieloblastos, ya que los linfoblastos también poseen citoplasma basófilo.

Los linfoblastos se diferencian en prolinfocitos, células de dimensiones menores, con citoplasma basófilo que puede contener algunos gránulos azurófilos. Los prolinfocitos van a diferenciarse en los linfocitos circulantes.

El proceso de maduración de los linfocitos sucede en el timo (linfocitos T) y en la médula ósea (linfocitos B). En los tejidos periféricos los linfocitos B se diferencian en plasmocitos, células productoras de inmunoglobulinas.

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