A medula óssea é constituída por vasos sanguíneos especializados e por células extravasculares. Ocupam a cavidade medular dos ossos longos e os espaços intertrabeculares do osso esponjoso. Estas cavidades são revestidas por uma membrana, o endósteo. O suprimento de arteríolas do osso subdivide-se em seios largos antes de se reconverter em vénulas.
A parede do seio é constituída por células endoteliais dispostas como um epitélio escamoso simples; assentam numa membrana basal e são rodeadas pela camada adventícia de células reticulares. À volta do exterior da camada reticular do seio encontra-se uma rede de células hemopoiéticas dispostas em cordões semelhantes a cordas.
Na medula vermelha, os cordões contêm aglomerados de células sanguíneas em desenvolvimento e megacariócitos perto da parede do seio, com progenitores de granulócitos ligeiramente mais afastados. Macrófagos, mastócitos e plasmócitos também estão presentes nos cordões.
As células sanguíneas maduras passam dos cordões para os seios nasais empurrando a camada adventícia e atravessando a membrana basal. A célula endotelial cria uma abertura especial revestida por uma membrana através da qual a nova célula passa. Os megacariócitos estendem parte da sua célula através de tais aberturas, de modo a libertar plaquetas no sangue. A abertura fecha-se depois de o elemento sanguíneo ter atravessado.
A medula óssea amarela difere da vermelha pelo facto de o seu principal constituinte serem os adipócitos; os constituintes normais da medula vermelha estão presentes em quantidades muito menores.
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