Perché le strutture ematopoietiche si "nascondono" nelle ossa?

Le cellule staminali del sangue durante la loro evoluzione "sembravano" un luogo inaccessibile alla penetrazione della radiazione ultravioletta.

Cosa sappiamo del sistema ematopoietico? A scuola, abbiamo appreso che le cellule del sangue hanno origine nel midollo osseo rosso, che è presente nelle ossa del bacino, nelle costole, nello sterno, nel cranio e nelle lunghe ossa tubolari, all'interno delle vertebre. Le strutture del midollo osseo sono rappresentate da cellule staminali che producono altre nuove cellule: gli eritrociti, i precursori dei trombociti (megacariociti) e gli immunociti. Ma cosa sappiamo del meccanismo dell'ematopoiesi e perché si verifica all'interno dell'osso? Dopotutto, nel pesce, per esempio, tali strutture si trovano all'interno dei reni.

Gli scienziati di Harvard suggerirono che in varie specie di fauna, mentre si sviluppavano, il sistema ematopoietico si formò nella zona più protetta dalla luce solare. Il Dr. Friedrich G. Kapp ed i suoi colleghi hanno notato che nei pesci tali strutture sono coperte da un altro strato cellulare rappresentato da melanociti. Queste cellule secernono una sostanza pigmentaria melanina, capace di neutralizzare la radiazione ultravioletta. I melanociti possono essere presenti quasi ovunque, nonostante sappiamo solo della loro presenza nella pelle. In effetti, se queste cellule non lo fossero, non potremmo proteggere la nostra pelle dagli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette. Di conseguenza, il DNA della pelle sarebbe danneggiato, il che porterebbe allo sviluppo di processi maligni o alla distruzione di strutture. Molto probabilmente, lo strato di melanociti nel pesce serve anche come protezione per il sistema di emopoiesi.

Un articolo pubblicato su Nature pubblica un interessante esperimento. Pesci, liberi da cellule pigmentate, sottoposti a radiazioni ultraviolette: il numero di strutture staminali in esse contenute diminuiva, rispetto al pesce in cui era presente lo strato melanocitario. Ma anche i pesci normali potrebbero essere vulnerabili se la luce ultravioletta fosse su di loro dal basso, e non dall'alto: la parte inferiore dei reni non ha protezione melanocitica.

Dopo un'attenta analisi dell'evoluzione del pesce, gli scienziati sono giunti alla conclusione: uno strato di melanociti è davvero necessario per proteggere il sistema ematopoietico. Questa protezione è particolarmente evidente osservando lo sviluppo di una rana. Nella fase del girino, le strutture dello stelo compiono una transizione lungo il percorso del "midollo osseo-rene": durante tutte le fasi dello sviluppo, il sistema di ematopoiesi continua a essere protetto dalle radiazioni ultraviolette.

Naturalmente, la cavità ossea interna non è l'unico luogo isolato in cui le cellule possono nascondersi dal sole. Ma non dobbiamo dimenticare altre condizioni necessarie per la normale emopoiesi. Molto probabilmente, ad un certo stadio dell'evoluzione - per esempio, quando gli animali vertebrati padroneggiavano il sushi, - il sistema ematopoietico "lasciava" i reni e "si sistemava" nel midollo osseo, che è ancora al sicuro.

Le informazioni sono disponibili su https://phys.org/news/2018-06-blood-cells-bones.html