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Granulopoiesis

 

Regulated by GM-CSF

 


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At the end of this lecture, the 1

st

 medical 

student will be able to review maturation 
stages of  

1. granulocytes  

2. lymphocytes  

3. monocytes  

4. thrombocytes   


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Granulopiosis 

 

1. 

pluripotential stem cells

  

2. 

myeloid multipotential stem cells

  

3. 

granulocyte colony forming cell

  

4. 

Myeloblast

 :  

ovoid nucleus with 2 or more 
nucleoli ,  

basophilic cytoplasm (abundance of 
RER and ribosomes ) 

5. 

Promyelocyte

 :  

round or oval nucleus , occasionally 
indented ,  

basophilic cytoplasm containing 
azurophilic granules ( lysosomal 
enzyme and myeloperoxidase )  


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Granulopiosis

 

6. 

Myelocyte

 : appearance of 

specific granules and the 
developing myelocytes can be 
distinguished into 3 types :  

1.

Neutrophilic myelocyte  

2.

Acidophilic myelocyte  

3.

Basophilic myelocyte   

 


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Granulopiosis

 

7. 

Metamyelocyte

 : 

 nuclei irregular in shape 
known as band form , 

 cytoplasm with increasing 
free ribosomes , 
mitochondria and RER .  

1.

Neutrophilic metamyelocyte  

2.

Acidophilic metamyelocyte  

3.

Basophilic metamyelocyte

   

 


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Granulopiosis

 

8. 

Mature granulocyte

 :  

Neutrophils : horse 

–shoe or S- shaped nucleus  

Acidophil : nucleus with 2 lobes , common in connective 
tissue of certain organs ( intestine epithelium )  

Basophil : nucleus is large , irregular  

 


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Azurophilic granules 

 

1

st

 appear in promyelocyte  

Derived from the inner cisternae of Golgi 
complex  

Decrease in number with frequent division 
and maturation  

They are lysosomes 

, it’s histochemical 

structure myeloperoxidase and acid 
phosphatase  


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Specific granules 

 

Initial appearance in myelocyte 

Derived from an outer cisternae of Golgi complex  

Increase in number with maturation  

 neutrophil contain alkaline phosphatase and 
antibacterial lysozyme  

Acidophil contain sulphatase , peroxidase and 
histaminase  

Basophil contain heparin and histamine   


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 Drawing illustrating the sequence of gene expression in the maturation of 

granulocytes. Azurophilic granules are blue; specific granules are pink.

 

 


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MEDICAL APPLICATION

 

 

 

The appearance of large numbers of 
immature neutrophils (band cells) in the 
blood is called a shift to the left and is 
clinically significant, usually indicating 
bacterial infection. 

 


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Monopoiesis

 

Maturation of monocytes

 

Is regulated by GM-CSF

 


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Maturation of monocytes 

 

1. Pluripotential cell  
2. Myeloid multipotential cell  
3. Monocyte colony 

– forming 

cell 

4. 

monoblasts

  

5. Promonocyte : 

 

large cell 18 micrometer in 

diameter ,  

slightly indented nucleus 
with lacy chromatin and 
evident nucleoli ,  

basophilic cytoplasm  
 

 

 
 
 


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6. 

Monocyte

 :  

indented nucleus  

cytoplasm contain  

1.

large amount of RER,  

2.

extensive Golgi 
complex and  

3.

granule condensation 

These granules are primary 
lysosomes, which are observed as 
fine azurophilic granules in blood 
monocytes.  

 

 


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Monocytes migrate into the circulation where they remain for about 8 
hours before migrating into the connective tissue 

 in the connective tissue they increase in size, acquire multiple 
lysosomes and become 

    active in phagocytosis (macrophages)

 

life span of macrophages in different tissues may be up to several 
months 


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Lymphopoiesis

 

Maturation of lymphocyte

 


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Maturation of lymphocyte 

 

1. 

Pluripotential cell

  

2. 

Lymphoid 

multipotential cells

 : 

migrate to lymphoid 
organs  

3. 

Lymphocyte colony 

forming cell

  

4. 

Lymphoblast

 :  

large cells ,  

large nucleus with prominent 
nucleoli ,  

basophilic cytoplasm 

capable of incorporating 
[

3

H]thymidine and dividing two or 

three times to form 
prolymphocytes  


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Maturation of lymphocyte

 

5. 

Prolymphocyte

 :  

smaller with condensed chromatin ,  

nucleoli less obvious ,  

few azurophilic granules appear in the 
cytoplasm ,  

no cell surface receptor that mark them as T 
or B lymphocyte   

 


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Maturation of lymphocyte

 

6. B and T lymphocytes

 :  

in the thymus or bone marrow , these cells 
synthesize cell surface receptors but 

 they are not recognized as distinct cell 
types using routine histological procedure . 

 They can be recognized by 
immunohistochemistry  


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Medical application

 

Leukemias are malignant clones of leukocyte precursors. 

 They occur in  

1.

lymphoid tissue (lymphocytic leukemias)  

2.

 bone marrow (myelogenous and monocytic leukemias).  

In these diseases, there is usually a release of large 
numbers of immature cells into the blood.  

The symptoms of leukemias are a consequence of this 
shift in cell proliferation, with a lack of some cell types and 
excessive production of others (which are often abnormal 
in function). The patient is usually anemic and prone to 
infection. 


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Thrombopoiesis

 

 

Maturation of platelets

 

Regulated by thrombopoietin    (TPO)

 

 Mainly produced by the liver

 


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Maturation of platelets 

 

1. 

Pluripotential cell

  

2. 

Myeloid multipotential cell

  

3. 

Megakaryocyte forming cell

  

4. 

Megakaryoblast

 :  

large cell ( 15-50 micrometer ) ,  

large ovoid or kidney shaped nucleus with 
numerous nucleoli ( DNA 30X as much as a 
normal cell ) , 

 cytoplasm is homogenous and basophilic  


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Maturation of platelets

 

5.

 Megakaryocyte

 :  

giant cell ( 35-150 micrometer),  

irregular lobulated nucleus , coarse chromatin , no 
visible nucleoli ,  

Cytoplasm contain numerous mitochondria RER, 
extensive Golgi complex , conspicuous granules 
contain biologically active substances such as 
platelet derived growth factor , fibroblast growth 
factor  

The demarkation membranes arise from 
numerous invaginations of the plasma membrane 
through out the cytoplasm   


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The demarkation Membranes 

 

 

Electron micrographs indicate that megakaryocytic cytoplasm can 
fragment  through the formation of tiny channels arising from rows of 
vesicle 

The vesicles fuse with their neighbors and establish continuity with the 
cell membrane, producing an extensive system of tubular platelet 
demarcation channels hat subdivide the cytoplasm into  hundreds of 
platelets each with its covering 

 


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 Electron micrograph of a megakaryocyte showing a lobulated nucleus 

(N) and numerous cytoplasmic granules. The demarcation membranes 

are visible as tubular profiles.

 


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 Cells of the megakaryocyte series shown in a bone marrow smear. 

Note the formation of platelets at the lower end of the 

megakaryocyte.

 

 


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Section of bone marrow showing various stages of 

megakaryocyte development (1

—4), several 

adipocytes (*), and blood sinusoids (arrowheads). 

 


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MEDICAL APPLICATION

 

 

In certain forms of thrombocytopenic 
purpura, a disease in which the number of 
blood platelets is reduced, the platelets 
appear to be bound to the cytoplasm of the 
megakaryocytes, indicating a defect in the 
liberation mechanism of these corpuscles. 
The life span of platelets is approximately 10 
days. 

 


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                Thank you  




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
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