L'architettura del midollo osseo normale può essere spostata da tumori maligni o infezioni come la tubercolosi, che porta ad una diminuzione della produzione di cellule del sangue e piastrine. Inoltre, possono sorgere tumori delle cellule progenitrici ematologiche nel midollo osseo; Queste sono le leucemie.
Per diagnosticare malattie che coinvolgono il midollo osseo, un'aspirazione midollo osseo viene talvolta eseguita. Questo coinvolge tipicamente utilizzando un ago cavo per acquisire un campione di midollo rosso dalla cresta di ilium sotto anestesia locale o generale. Il numero medio di cellule in un osso della gamba è circa 440,000,000,000 (440 x 10-9).
Esposizione a radiazioni o chemioterapia ucciderà molte delle cellule del midollo osseo rapidamente demarcazione e pertanto si tradurrà in un sistema immunitario depresso. Molti dei sintomi della malattia di radiazioni sono dovuti al danneggiamento delle cellule del midollo osseo.
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