Si definisce emopoiesi (dal greco aima, “sangue”, e poieo, “creare”) o ematopoiesi il processo di differenziazione cellulare che porta alla formazione degli elementi corpuscolati del sangue: eritrociti, leucociti e trombociti. La differenziazione cellulare, infatti, è quel particolare processo di maturazione e specializzazione delle cellule dell’organismo che dopo le prime divisioni cellulari durante la fase embrionale diventano sempre più “competenti” nel compiere una determinata funzione, assumendo quindi caratteristiche (ad esempio la forma cellulare e nucleare) che le rendono distinguibili le une dalle altre (si contano almeno 200 tipologie diverse di cellule). Per fare un esempio: il globulo rosso presenta al microscopio una forma di disco biconcavo, con una zona appiattita al centro e una più ingrossata alle estremità. Proprio questa sua forma particolare non lo rende una vera e propria cellula. Perché? Perché il globulo rosso è a-nucleato, ovvero senza nucleo, andato perduto proprio durante la differenziazione cellulare che lo ha reso più abile nel compiere la sua principale funzione: agganciare Ossigeno e Anidride carbonica all’emoglobina. Attenzione però: questo accade solo nei mammiferi, nei restanti vertebrati i globuli rossi sono provvisti di nucleo.

L’emopoiesi ha origine nelle cellule staminali, cellule primitive classificate sulle base della loro potenzialità di differenziarsi nelle varie linee cellulari. Globuli rossi, bianchi e piastrine derivano da un un’unica cellula staminale emopoietica pluripotente. Tale cellula può seguire due linee di maturazione, a seconda degli stimoli ricevuti: la linea linfoide, da cui si avvia la linfopoiesi (formazione di linfociti) o la linea mieloide, da cui si avvia la mielopoiesi, e quindi la formazione di globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.

L’emopoiesi inizia circa 21 giorni dalla fecondazione e dopo circa 2 settimane dall’annidamento della blastocisti (una fase embrionale propria dei mammiferi) nella mucosa uterina al di fuori dell’embrione, in una particolare zona dove nascono anche le prime cellule eritroidi (ancora dotate di nucleo), che dopo la formazione del cuore durante l’organogenesi cominciano a circolare entro un’abbozzata rete vasale. L’emopoiesi passa dalla fase vitellina a quella epatica, quando anche il midollo osseo del feto diventa emopoietico (ovvero capace di emopoiesi), fase che si sovrappone a quella definitiva quando il feto è già nato. La transizione da una fase all’altra è segnata dalla sostituzione di emoglobina embrionale con quella fetale e quindi con quella adulta.

L’emopoiesi nell’uomo è caratteristicamente localizzata nel midollo osseo, il tessuto molle nei canali delle ossa lunghe e nella fascia centrale delle ossa piatte. Durante la pubertà si verifica anche nello sterno, nelle vertebre, nelle ossa iliache (del bacino) e nelle costole. Altri siti di emopoiesi extra-midollare sono il fegato e la milza, che intervengono in caso di midollo osseo danneggiato o elevata domanda di produzione di nuove cellule ematiche. Nei casi più critici si ricorre al trapianto di cellule staminali o di midollo osseo: si prelevano le cellule staminali emopoietiche dal donatore e si iniettano nel paziente che ne ha bisogno, oppure nella stessa persona in un tempo successivo. Se donatore e paziente sono compatibili, le cellule infuse viaggiano fino al midollo osseo e iniziano la produzione di nuove cellule ematiche. Nei casi più gravi si trapianta direttamente il midollo osseo dopo aver distrutto quello del paziente malato con farmaci o radiazioni. 

Esistono numerose patologie legate al malfunzionamento dell’emopoiesi: basti pensare alle Leucemie linfoidi e mieloidi, caratterizzate da una proliferazione abnorme e incontrollata di globuli bianchi immaturi. Più rara è la Sindrome di Kostmann, causa di una neutropenia congenita, ovvero una diminuzione di granulociti neutrofili che scorrono nel sangue, cellule deputate alla difesa dell’organismo contro infezioni batteriche e fungine.