Perché le strutture ematopoietiche si "nascondono" nelle ossa?

Nel corso della loro evoluzione, le cellule staminali del sangue hanno “trovato” uno spazio inaccessibile ai raggi ultravioletti.

Cosa sappiamo del sistema emopoietico? A scuola abbiamo imparato che le cellule del sangue provengono dal midollo osseo rosso, presente nelle ossa pelviche, nelle costole, nello sterno, nelle ossa craniche e tubulari lunghe e all'interno delle vertebre. Le strutture del midollo osseo sono rappresentate da cellule staminali che producono altre nuove cellule: gli eritrociti, così come i precursori delle piastrine (megacariociti) e gli immunociti. Ma cosa sappiamo del meccanismo dell'emopoiesi e perché avviene all'interno delle ossa? Dopotutto, nei pesci, ad esempio, strutture simili si trovano all'interno dei reni.

Gli scienziati di Harvard hanno ipotizzato che il sistema emopoietico di vari rappresentanti della fauna si sia formato nella zona più protetta dalla luce solare durante il loro sviluppo. Il Dott. Friedrich G. Kapp e i suoi colleghi hanno osservato che nei pesci, strutture simili sono ricoperte da un altro strato cellulare, rappresentato dai melanociti. Queste cellule secernono il pigmento melanina, in grado di neutralizzare le radiazioni ultraviolette. I melanociti possono essere presenti quasi ovunque, nonostante la loro presenza sia nota solo nella pelle. Infatti, se queste cellule non ci fossero, non saremmo in grado di proteggere la nostra pelle dagli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette. Di conseguenza, il DNA della pelle verrebbe danneggiato, causando lo sviluppo di processi maligni o la morte delle strutture. Molto probabilmente, lo strato di melanociti nei pesci funge anche da protezione per il sistema emopoietico.

Un articolo pubblicato su Nature descrive un interessante esperimento. Pesci a cui erano state private le cellule pigmentate sono stati esposti a radiazioni ultraviolette: il numero di strutture staminali in essi contenute è diminuito rispetto ai pesci che presentavano uno strato di melanociti. Ma anche i pesci normali potrebbero essere vulnerabili se la luce ultravioletta li colpisse dal basso, non dall'alto: la parte inferiore dei reni non è protetta dai melanociti.

Dopo un'analisi approfondita dell'evoluzione dei pesci, gli scienziati sono giunti alla conclusione che uno strato di melanociti è effettivamente necessario per proteggere il sistema emopoietico. Questa protezione è particolarmente evidente osservando lo sviluppo di una rana. Allo stadio di girino, le strutture staminali compiono la transizione lungo il percorso "reni - midollo osseo": durante tutte le fasi dello sviluppo, il sistema emopoietico continua a essere protetto dalle radiazioni ultraviolette.

Naturalmente, la cavità ossea interna non è l'unico luogo appartato in cui le cellule possono nascondersi dal sole. Ma non dobbiamo dimenticare altre condizioni necessarie per un'ematopoiesi normale. Molto probabilmente, a un certo punto dell'evoluzione – ad esempio, quando i vertebrati colonizzarono la terraferma – il sistema ematopoietico "abbandonò" i reni e si "stabilizzò" nel midollo osseo, dove si è felicemente sistemato da allora.

Informazioni ricavate dal sito web https://phys.org/news/2018-06-blood-cells-bones.html