КРОВЕТВОРЕНИЕ (син. гемопоэз ) - процесс, заключающийся в серии клеточных дифференцировок, которые приводят к образованию зрелых клеток периферической крови. В значительной части этот процесс был изучен у зародышей, в организме взрослого его можно проследить при восстановлении К. после тяжелых цитостатических воздействий.

В изучении К. большую роль сыграли работы А. А. Максимова, А. Н. Крюкова, А. Д. Тимофеевского, Н. Г. Хлопина, А. А. Заварзина, Паппенгейма (A. Pappenheim). Важнейшее значение в исследовании процессов клеточных дифференцировок имело применение специальных методов окраски клеток в мазках, разработанных П. Эрлихом и Д. Л. Романовским в 70-х гг. 19 в.

Наиболее распространенной в СССР была схема кроветворения И. А. Кассирского и Г. А. Алексеева (1967), к-рая подвела итог морфол, этапа изучения этого процесса. Она отражала гипотезу А. А. Максимова об унитарном происхождении всех клеток крови - из одного типа клеток (гемоцитобластов). При этом допускалось, что тесное соседство стромальных элементов (фибробластов), образующих ячейки костного мозга, и самих кроветворных клеток служит отражением их гистогенетического родства. Это предположение оказалось ошибочным. Наряду с унитарным представлением о К. имела место и дуалистическая гипотеза, допускавшая раздельное происхождение лимфоцитов и всех остальных элементов крови. Полифилетическая теория К., представлявшая происхождение многих рядов кроветворных клеток независимо друг от друга, имеет лишь исторический интерес.

Длительное сосуществование различных гипотез о происхождении клеток крови объясняется тем, что визуально проследить самые начальные стадии К. было невозможно из-за морф, сходства родоначальных клеток всех ростков К., а функц, методов не существовало.

В 1961 г. Тилл и Мак-Каллок (J. Е. Till, E. A. McCulloch) предложили метод, основанный на том, что после введения смертельно облученным мышам донорского костного мозга в их селезенках развиваются макроскопически видимые очаги (колонии) кроветворных клеток. С помощью метода хромосомных маркеров (стабильно измененных после облучения хромосом) Беккером (А. j. Becker, 1963) было показано, что каждая такая колония представляет собой клон - потомство одной клетки, названной колониеобразующей единицей в селезенке (КОЕс). При образовании колонии одна КОЕс продуцирует несколько миллионов дифференцированных клеток-потомков, одновременно поддерживая собственную линию колониеобразующих клеток, которые при ретрансплантации следующей облученной мыши снова дают кроветворные колонии в ее селезенке. Т. о., было продемонстрировано существование во взрослом организме специальных клеток, обладающих способностью к длительному самоподдержанию и дифференцировке в зрелые клетки крови. Новые клональные методы исследования позволили изучить потомство отдельной колониеобразующей клетки и непосредственно выявить кроветворные клетки - предшественницы разных классов, оценить их дифференцировочные и пролиферативные возможности (см. Культуры клеток и тканей).

Лимфоцитарные колонии в селезенках облученных мышей после введения костного мозга не образуются, поэтому вопрос о происхождении лимфоцитов из общей полипотентной клетки - предшественницы как кроветворных, так и лимфоидных клеток - долгое время был предметом дискуссий. Используя метод селезеночных колоний в сочетании с методом радиационных маркеров, удалось показать, что лимфоциты несут те же маркеры, что и кроветворные клетки селезеночных колоний. Т. о., экспериментально было подтверждено наличие полипотентной клетки, общей для всех ростков К., в т. ч. и для лимфоцитов. Эти клетки, названные стволовыми, оказались способными и к самоподдержанию, и к дифференцировкам по всем рядам К. (цветн. табл.).

Концентрация стволовых клеток в кроветворных органах (см.) сравнительно невелика - в костном мозге мышей их ок. 0,5%. Морфологически они неотличимы от лимфоцитов. Дифференцировка исходной полипотентной стволовой клетки в первые морфологически распознаваемые клетки того или иного ряда представляет собой многостадийный процесс, ведущий к значительному расширению численности каждого из рядов. На этом пути происходит постепенное ограничение способности клеток-предшественниц (этим термином обозначают всю совокупность морфологически сходных клеток верхних трех рядов схемы К.) к различным дифференцировкам и постепенное снижение их способности к самоподдержанию. Стволовые полипотентные клетки обладают очень высокой способностью к самоподдержанию - число проделываемых каждой клеткой митозов может достигать 100; большая их часть пребывает в состоянии покоя, одновременно в цикле находится ок. 20% клеток.

После того как было доказано существование стволовых клеток с помощью метода культуры костного мозга для гранулоцитарно-моноцитарного ростка, а затем и для эритроцитарного и мегакариоцитарного, были обнаружены поэтиночувствительные клетки-предшественницы. Разработка методов культивирования этих ростков позволила оценить и морфол., и функц, особенности соответствующих поэтиночувствительных клеток. Абсолютное большинство их находится в стадии активной пролиферации. Морфологически поэтиночувствительные клетки, так же как и стволовые, неотличимы от лимфоцитов. Принципиальной особенностью поэтиночувствительного ряда клеток является их способность отвечать на гуморальные регулирующие воздействия. Именно на уровне этих клеток реализуются механизмы количественной регуляции К., к-рое отвечает конкретным потребностям организма в клетках того или иного ряда. В агаровой культуре костного мозга происходит последовательное развитие гранулоцитов, сменяемых затем моноцитами, превращающимися в макрофаги. Моноциты появляются на смену гранулоцитам, нуждаясь, как и последние, в так наз. колониестимулирующем факторе - предполагаемом специфическом гормональном регуляторе.

Колонии фибробластов никогда не дают роста кроветворных клеток, и никогда не происходит трансформации кроветворных клеток в фибробласты.

Существенным дополнением к представлению о лимфоцитопоэзе явилось открытие двух типов лимфоцитов - В- и Т-клеток, первые из которых ответственны за гуморальный иммунитет, т. е. выработку антител, а вторые осуществляют клеточный иммунитет, участвуют в реакции отторжения чужеродной ткани (см. Иммунокомпетентные клетки). Оказалось, что В-лимфоциты в результате антигенной стимуляции могут из морфологически зрелой клетки превращаться в бластную форму и дальше дифференцироваться в клетки плазматического ряда. Под влиянием антигенной стимуляции трансформируются в бластную форму и Т-лимфоциты. Т. о., ранее казавшийся единым лимф, ряд представлен тремя рядами клеток: В-, Т-лимфоцитами и тесно связанными с В-лимфоцитами плазматическими клетками. Кроме того, привычное представление о бластной клетке (бластом называется клетка, имеющая обычно неширокую цитоплазму, нежноструктурное ядро, к-рое отличается равномерностью калибра и окраски хроматиновых нитей, часто содержит нуклеолы) как о родоначальнице ряда оказалось не совсем точным для лимфоцитов: зрелые лимфоциты при воздействии на них специфических антигенов вновь способны трансформироваться в бластные клетки. Этот феномен получил название реакции бластотрансформации лимфоцитов (см.). Трансформированные под действием антигенов лимфоциты называют иммунобластами. В схему К. пришлось ввести стрелки, указывающие на возможность перехода морфологически зрелых лимфоцитов в соответствующие бластные формы.

Между стволовыми и поэтиночувствительными клетками находятся клетки-предшественницы миелопоэза и лимфоцитопоэза. Существование этих клеток строго не доказано, однако обнаружен целый ряд лейкозов, прежде всего хрон, миелолейкоз, а также сублейкемический миелоз, эритромиелоз, при которых единственным источником опухолевой пролиферации могут быть клетки более молодые (менее дифференцированные), чем поэтиночувствительные, но более зрелые, чем стволовые. Показано также существование лимф, лейкозов, представленных и В- и Т-лимфоцитами одновременно, т. е. возникших из их общего предшественника.

В схеме К. стволовая клетка и клетки 2-го и 3-го рядов взяты в рамки и даны в двух морфологически разных вариантах, в которых они способны находиться: лимфоцитоподобном и бластном.

На уровне поэтиночувствительных клеток происходит дальнейшее ограничение дифференцировочных возможностей клеток. На этой и следующих морфологически распознаваемых стадиях дифференцировки подавляющее большинство клеток находится в состоянии пролиферации.

Последними клетками, способными к делению, среди гранулоцитов являются миелоциты, а среди эритрокариоцитов - полихроматофильные нормоциты. В процессе дифференцировки морфологически распознаваемые клетки эритроцитарного ряда проделывают 5-6 митозов; гранулоцитарные клетки - 4 митоза; при моноцитопоэзе от монобласта до макрофага проходит 7-8 митозов. В мегакариоцитопоэзе выделяют несколько морфологически различимых предшественников, которые начиная с мегакариобласта претерпевают 4-5 эндомитозов (деления ядра без деления цитоплазмы).

С помощью метода клонирования и анализа хромосомных маркеров было показано, что фагоцитирующие клетки, в частности купферовские клетки печени и все другие тканевые макрофаги, объединенные в систему фагоцитирующих мононуклеаров, относятся к производным кроветворных клеток и являются потомством моноцитов, а не ретикулярных клеток и не эндотелия. Клетки этой системы не имеют гистогенетической общности ни с ретикулярными клетками, ни с эндотелиальными. Основные функц, характеристики, присущие входящим в эту систему клеткам,- способность к фагоцитозу, пиноцитозу, прочному прилипанию к стеклу. По мере дифференцировки в клетках этого ряда появляются рецепторы для иммуноглобулинов и комплемента, благодаря чему клетки приобретают способность к активному фагоцитозу (см.).

В эритроцитопоэзе (эритропоэзе) самой молодой клеткой является эритробласт (ее называют также проэритробластом), который имеет бластную структуру и обычно круглое ядро. Цитоплазма при окраске темносиняя, располагается узким ободком, часто дает своеобразные выросты. В отношении клеток эритрокариоцитарного ряда нет единой номенклатуры. Одни называют их нормобластами, другие эритробластами. Поскольку для других рядов термин «бласт» применяется лишь для клеток-родоначальниц того или иного ростка (отсюда и название «бласт» - росток), все клетки, являющиеся потомством эритробласта, должны иметь в названии окончание «цит». Поэтому термин «нормобласты» был заменен на «нормоциты».

За эритробластом появляется пронормоцит, который отличается от эритробласта более грубым строением ядра, хотя оно и сохраняет правильную структуру хроматиновых нитей. Диаметр ядра меньше, чем у эритробласта, ободок цитоплазмы шире, и становится видна перинуклеарная зона просветления. При изучении миелограммы (см.) пронормоцит легко спутать с эритробластом. В связи с трудностью разделения этих клеток некоторые авторы предлагают в практической гематологии их вообще не дифференцировать.

Следующий - полихроматофильный - нормоцит имеет еще более плотную структуру ядра; цитоплазма занимает большую часть клетки и имеет базофильную окраску за счет структур, содержащих РНК, и оксифильную за счет появления уже достаточного количества гемоглобина.

Ортохромный, или оксифильный, нормоцит имеет маленькое плотное ядро (как вишневая косточка), оксифильную или с базофильным оттенком цитоплазму. В норме оксифильных нормоцитов сравнительно мало, т. к., выталкивая на этой стадии ядро, клетка превращается в эритроцит, но в «новорожденном» эритроците всегда сохраняются остатки базофилии за счет небольшого количества РНК, к-рая исчезает в течение первых суток. Такой эритроцит с остатками базофилии называется полихроматофильным эритроцитом. При применении специальной прижизненной окраски базофильное вещество выявляется в виде сеточки; тогда эту клетку называют ретикулоцитом.

Зрелый эритроцит имеет форму двояковогнутого диска, поэтому в мазке крови он имеет центральное просветление. По мере старения форма эритроцита постепенно приближается к сферической (см. Эритроциты).

Самой молодой клеткой тромбоцитопоэза (тромбопоэза) является мегакариобласт - одноядерная небольшая клетка с крупным бластным ядром, хроматинные нити к-рого толще и грубее, чем у эритробласта; в ядре могут быть видны 1 - 2 темно-синие нуклеолы. Цитоплазма беззернистая, темно-синего цвета, отростчатая, узким ободком окружает ядро. Промегакариоцит возникает в результате нескольких эндомитозов. Ядро полиморфное с грубым строением хроматина; цитоплазма темно-синяя, беззернистая.

Зрелый мегакариоцит отличается от промегакариоцита большим ядром. Цитоплазма имеет сине-розовую окраску, содержит азурофильную красноватую зернистость. Внутри мегакариоцита формируются тромбоциты (см.). В мазке можно видеть и распадающиеся Мегакариоциты, окруженные кучками тромбоцитов. При тромбоцитолитических состояниях отшнуровка тромбоцитов может происходить и на стадии промегакариоцита, тромбоциты при этом лишены азурофильной субстанции, но они активно участвуют в гемостазе.

Лейкоцитопоэз (лейкопоэз) включает гранулоцитопоэз (гранулопоэз), лимфоцитопоэз (лимфопоэз) и моноцитопоэз (монопоэз).

В гранулоцитарном ряду миелобласт является первой морфологически различимой клеткой. Он имеет нежноструктурное ядро, единичные нуклеолы. Форма ядра круглая, размеры чуть меньше, чем у эритробласта. Миелобласт отличается от недифференцируемых бластов из класса клеток-предшественниц наличием зернистости в цитоплазме; форма клетки чаще круглая, ровная.

Следующей стадией созревания гранулоцитов является промиелоцит - нейтрофильный, эозинофильный и базофильный. Круглое или бобовидное ядро промиелоцита больше ядра миелобласта почти вдвое, хотя эта клетка и не является полиплоидной; оно часто располагается эксцентрично, и в нем можно видеть остатки нуклеол. Структура хроматина уже утрачивает нежное нитчатое строение бластных клеток, хотя и не имеет грубоглыбчатого строения. Площадь цитоплазмы примерно равна площади ядра; цитоплазма обильно насыщена зернистостью, имеющей характерные для каждого ряда особенности. Для нейтрофильного ряда промиелоцит является самой зернистой клеткой. Его зернистость полиморфная - крупная и мелкая, окрашивается и кислыми и основными красителями. В промиелоците зернистость часто располагается и на ядре. Зернистость эозинофильного промиелоцита, имея характерную для эозинофилов однотипность зерен (типа «кетовой икры»), вместе с тем окрашивается как кислыми, так и основными красителями. Базофильный промиелоцит имеет крупную полиморфную базофильную зернистость.

Поскольку переход от промиелоцита к следующей стадии созревания клеток - миелоциту - не является резким, появилась промежуточная форма, названная «материнский миелоцит», к-рая по всем признакам соответствует описанному промиелоциту, но отличается от него более грубым ядром. В практике эта форма не учитывается, в миелограмму она не вошла.

Миелоцит представляет собой клетку с круглым или овальным, часто эксцентрически расположенным ядром, потерявшим какие бы то ни было признаки бласта. Цитоплазма окрашена в серовато-синеватый тон, ее зернистость у нейтрофильного миелоцита мельче, чем у промиелоцита. Относительная площадь цитоплазмы нарастает. Эозинофильный миелоцит имеет характерную однотипную оранжево-красную зернистость, базофильный миелоцит - полиморфную крупную базофильную зернистость.

Метамиелоцит характеризуется бобовидным крупноглыбчатым ядром, расположенным обычно эксцентрично. Площадь его цитоплазмы больше площади ядра и цитоплазма содержит ту же зернистость, что и миелоцит, но в нейтрофильных метамиелоцитах она более скудная, чем в миелоцитах.

Моноцитарный ряд представлен довольно простыми стадиями перехода. Монобласт в норме трудно отличить от миелобласта или недифференцируемого бласта, но при монобластном остром или моноцитарном хрон, лейкозе эти клетки легко выявить с помощью гистохим, окраски. Промоноцит имеет ядро промиелоцита, но лишен зернистости (см. Лейкоциты).

В лимфоцитарном ряду лимфобласт (большой лимфоцит) имеет все черты недифференцируемого бласта, но характеризуется иногда единичными крупными нуклеолами. Обнаружение в мазке из лимф, узла или селезенки бласта без зернистости позволяет относить его к лимфобластам. Попытка дифференцировать лимфобласт, монобласт и недифференцируемый бласт по величине и форме ядра, по ширине ободка цитоплазмы не имеет успеха, т. к. лимфобласт под влиянием антигенного стимулирования может претерпевать самые различные изменения.

Пролимфоцит имеет относительно гомогенную структуру ядра, нередко остатки нуклеол, но в нем нет характерной для зрелого лимфоцита крупной глыбчатости хроматина (см. Лимфоциты).

Плазмобласт имеет бластное ядро, беззернистую фиолетово-синюю цитоплазму. Проплазмоцит по сравнению с плазмоцитом обладает более плотным ядром, расположенным обычно эксцентрично, относительно большей цитоплазмой сине-фиолетового цвета. Плазмоцит характеризуется колесовидным плотным ядром, лежащим эксцентрично; цитоплазма - сине-фиолетовая, иногда с несколькими азурофильными красноватыми гранулами. И в норме и в патологии он может быть многоядерным (см. Плазматические клетки).

Будучи гистогенетически единой, кроветворная система в своем функционировании характеризуется определенной независимостью поведения отдельных ростков.

Кроветворение в антенатальном периоде

Кроветворение в антенатальном периоде впервые обнаруживается у 19-дневного эмбриона в кровяных островках желточного мешка, в стебле и хорионе. К 22-му дню первые кровяные клетки проникают в мезодермальную ткань эмбриона, в сердце, аорту, артерии. На 6-й нед. снижается активность К. в желточном мешке. Полностью первый (мезобластический) период гемопоэза, преимущественно эритроцитопоэза, заканчивается к началу 4-го мес. жизни эмбриона. Примитивные кроветворные клетки желточного мешка накапливают гемоглобин и превращаются в примитивные эритробласты, названные П. Эрлихом мегалобластами.

Второй (печеночный) период К. начинается после б нед. и достигает максимума к 5-му мес. К. этого периода преимущественно эритроидное, хотя на 9-й нед. в печени уже созревают первые нейтрофилы. Печеночный период эритроцитопоэза характеризуется исчезновением мегалобластов; при этом эритрокариоциты имеют нормальные размеры. На 3-м мес. эмбриональной жизни в эритроцитопоэз включается селезенка, но у человека ее роль в пренатальном К. ограничена.

На 4-5-м мес. начинается третий (костномозговой) период К. Миелоидный эритроцитопоэз плода - эритробластический и, как и лейкоцитопоэз, мало отличается от эритроцитопоэза взрослого.

Общей закономерностью эмбрионального эритроцитопоэза является постепенное уменьшение размеров эритроцитов и увеличение их числа. Соответственно различным периодам К. (мезобластическому, печеночному и костномозговому) существует три разных типа гемоглобина: эмбриональный, фетальный и гемоглобин взрослого. В основном переход от фетального гемоглобина к гемоглобину взрослого начинается на 3-й нед. жизни плода и заканчивается через 6 мес. после рождения.

В первые дни у новорожденных наблюдается полиглобулия и нейтрофильный лейкоцитоз. Затем активность эритроцитопоэза снижается. Нормализуется он в возрасте 2-3 мес. Нейтрофилез первых дней жизни сменяется лимфоцитозом; только к 5 годам в лейкоцитарной формуле начинают преобладать нейтрофилы.

Регуляция кроветворения

Регуляция кроветворения осуществляется гл. обр. гуморальным путем. Причем для каждого из рядов К., видимо, этот путь является самостоятельным. В отношении эритроцитопоэза известно, что дифференцировка поэтиночувствительных клеток в эритробласты (с последующими их дифференцировками до зрелых эритроцитов) невозможна без эритропоэтина (см.). Стимулятором для выработки эритропоэтина является падение напряжения кислорода в тканях. Для дифференцировки гранулоцитов в культуре необходимо присутствие колониестимулирующего фактора, который, как и эритропоэтин, относится к альфа2-глобулинам.

Кроме специфических гормонов типа эритропоэтина, на К. действуют и другие гормоны, напр, андрогены. Они стимулируют эритроцитопоэз, мобилизуя эндогенный эритропоэтин. Медиаторы (адреналин, ацетилхолин) влияют на кроветворную систему, не только вызывая перераспределение форменных элементов в крови, но и путем прямого воздействия па стволовые клетки (у них обнаружены адрено- и холинорецепторы).

Мало разработан вопрос о нервной регуляции К., хотя обильная иннервация кроветворных тканей не может не иметь биол, значения. Нервное напряжение, эмоциональные перегрузки ведут к развитию кратковременного нейтрофильного лейкоцитоза без существенного омоложения состава лейкоцитов. Несколько повышает уровень лейкоцитов в крови прием пищи. Аналогичный эффект вызывается введением адреналина. В основе этой реакции лежит преимущественно мобилизация сосудистого гранулоцитарного резерва. При этом лейкоцитоз развивается в течение нескольких десятков минут. Лейкоцитоз с палочкоядерным сдвигом вызывается введением пирогенала и глюкокортикоидных стероидных гормонов, достигая максимума через 2-б час., и обусловлен выходом гранулоцитов из костномозгового резерва. Содержание гранулоцитов в костномозговом резерве превышает их количество в кровяном русле в 30-50 раз.

Гуморальная регуляция кроветворения осуществляется преимущественно на уровне поэтиночувствительных клеток. В опытах с неравномерным облучением было показано, что восстановление кроветворных клеток в облученной конечности происходит независимо от состава крови и состояния необлученных участков костного мозга. Пересадка костного мозга под капсулу мышиной почки показала, что объем костного мозга, развивающегося из трансплантата, определяется количеством пересаженных стромальных клеток. Следовательно, они и определяют пределы размножения стволовых клеток, из которых затем развивается костный мозг в почке мыши-реципиента. Работами А. Я. Фриденштейна и др. (1968, 1970) показана специфичность стромальных клеток различных кроветворных органов: стромальные клетки селезенки определяют дифференцировку стволовых клеток в направлении лимфоцитопоэза, костномозговые стромальные клетки - в направлении миелопоэза. Вместе с тем, по-видимому, существуют мощные стимуляторы, включение которых происходит при необычных состояниях (напр., резкая анемия), что приводит к развитию в селезенке очагов несвойственного ей К. с преимущественным размножением эритрокариоцитов. Чаще это наблюдается в детском возрасте. Такие очаги К., называемые экстрамедуллярными, содержат наряду с эритрокариоцитами небольшой процент других элементов костного мозга - миелоцитов, промиелоцитов, мегакариоцитов. При острой массивной или при длительной повышенной потере клеток К. может идти по дополнительным путям в каждом из рядов. По-видимому, существуют возможности к появлению особых клеток-предшественниц 3-го ряда схемы К., которые и дают начало таким шунтовым путям К., обеспечивающим быструю продукцию большого количества клеток. Это хорошо прослежено при эритроцитопоэзе, но, вероятно, существует и в других рядах.

Включение стволовых клеток в дифференцировку является скорее всего случайным процессом, вероятность к-рого при стабильном К. составляет примерно 50% . Регуляция числа стволовых клеток носит не общий, а локальный характер и обеспечивается механизмами, функционирующими в каждом конкретном участке кроветворного микроокружения. Значительно менее ясно, регулируется ли направление дифференцировки стволовых кроветворных клеток. На основании целого ряда экспериментальных данных высказываются предположения о том, что вероятность дифференцировки стволовых клеток в направлении эритроцитопоэза, гранулоцитопоэза и т. д. всегда постоянна и не зависит от внешних условий.

Фактов, свидетельствующих о существовании специализированной системы, регулирующей К., нет. Поддержание определенного количества зрелых клеток в крови осуществляется многоступенчатой передачей нейрогуморальных сигналов. Сигнал поступает к клеточному резерву или клеточному депо, из к-рого эритроциты мобилизуются очень быстро при острой кровопотере. Затем стимулируется продукция соответствующих клеток на уровне поэтиночувствительных элементов путем увеличения их численности сначала без дифференцировки («горизонтальные митозы»), а затем с дифференцировкой. В результате создается категория зрелых клеток.

Патология кроветворения

Патология кроветворения может проявляться нарушением созревания клеток, выходом в кровь незрелых клеточных элементов, появлением в периферической крови несвойственных данной возрастной категории клеточных элементов. Бактериальная инфекция, обширные тканевые распады (распадающиеся опухоли, флегмоны и т. п.), эндотоксинемия сопровождаются выраженным нейтрофильным лейкоцитозом с увеличением процента палочкоядерных нейтрофилов, нередким появлением в крови метамиелоцитов, миелоцитов, промиелоцитов. Четкой зависимости степени лейкоцитоза от тяжести повреждения организма нет. Лейкоцитоз зависит, с одной стороны, от объема костномозгового и сосудистого гранулоцитарного резерва и от активности костномозговой продукции, с другой - от интенсивности потребления гранулоцитов в очаге воспаления. Противоположное лейкоцитозу (см.) состояние - лейкопения (см.), обусловленное прежде всего гранулоцитопенией, может быть связано с подавлением продукции гранулоцитов в результате воздействия противогранулоцитарных антител, аплазии костного мозга иммунной природы, напр, характеризующейся одновременным угнетением гранулоцитарного, эритроцитарного и мегакариоцитарного ростков, или аплазии неизвестного происхождения (собственно апластическая анемия); в других случаях гранулоцитопения и лейкопения могут быть обусловлены повышенным распадом гранулоцитов в увеличенной селезенке (напр., при хрон, гепатите, циррозе печени). В связи с существованием костномозгового резерва падение количества гранулоцитов в крови за счет их повышенного использования встречается редко (напр., при обширных сливных пневмониях). Лейкопения является частым признаком опухолевого замещения костного мозга при милиарных метастазах, при острых лейкозах и изредка наблюдается в начале хрон, лимфолейкоза. При лейкозах (см.) количество лейкоцитов в крови может и увеличиваться; постоянно это бывает при хрон, лейкозах. При острых лейкозах содержание лейкоцитов в крови может быть различным: в начале процесса чаще отмечается лейкопения, затем по мере выхода бластных опухолевых клеток в кровь может возникнуть лейкоцитоз.

Вирусная инфекция, антигенные воздействия ведут к усиленной продукции специфических лимфоцитарных клонов, повышению уровня лимфоцитов в крови. Уменьшение количества тромбоцитов (см. Тромбоцитопения) наблюдается при появлении аутоантител к тромбоцитам (реже к мегакариоцитам), при повышенном разрушении их увеличенной селезенкой. Снижение содержания тромбоцитов возможно в результате кровопотерь, при возникновении обширных гематом, внутрисосудистом диссеминированном свертывании (тромбоцитопения потребления). Увеличение содержания тромбоцитов (см. Тромбоцитемия) наблюдается при некоторых хрон, лейкозах (хрон, миелолейкозе, сублейкемическом миелозе, эритремии), нередко при раке. Иногда при раке почки раковые клетки продуцируют эритропоэтин и, возможно, тромбоцитопоэтин (см.), что сопровождается резким повышением количества эритроцитов и тромбоцитов.

Содержание эритроцитов в крови определяется соотношением их распада и продукции, кровопотерями, обеспеченностью организма железом. Дефицит железа приводит к снижению уровня гемоглобина в эритроцитах при нормальном числе их в крови - низкий цветной показатель. Напротив, дефицит витамина В 12 сопровождается нарушением клеточного деления в результате нарушений синтеза ДНК; при этом эритроциты уродливы, их мало, но гемоглобина в них больше, чем в норме,- повышенный цветной показатель (см. Гиперхромазия, гипохромазия).

В отдельных случаях возможны и реакции нескольких ростков на неспецифические стимулирующие воздействия. Напр., развитие в организме раковой опухоли может приводить к увеличению в крови содержания как гранулоцитов, так и тромбоцитов. Аналогичная картина изредка наблюдается при сепсисе.

К. претерпевает глубокие изменения при остром лучевом воздействии. Эти изменения в основных своих проявлениях соответствуют изменениям, развивающимся нередко при химиотерапии опухолей. Под влиянием ионизирующей радиации гибнут делящиеся клетки костного мозга, лимф, узлов. Зрелые гранулоциты, эритроциты сохраняют жизнеспособность даже при заведомо смертельных дозах облучения. С другой стороны, зрелые лимфоциты относятся к радиочувствительным клеткам. Этим объясняется быстрое уменьшение их количества в периферической крови в первые же часы после облучения. Поскольку эритроциты в крови живут ок. 120 дней, анемия развивается через 1 - 1,5 мес. после облучения. К этому времени в тяжелых случаях начинается активное К., наблюдается повышение содержания ретикулоцитов, и анемия не достигает высокой степени.

В легких случаях восстановительный ретикулоцитоз развивается через 1,5 мес. после облучения, но анемия при этом также не бывает глубокой.

Одним из последствий облучения является гибель клеток костного мозга и развивающееся в дальнейшем уменьшение клеток в периферической крови. Для проявлений острого лучевого поражения специфической является формула «доза - эффект», характеризующая строгую зависимость первичных изменений от поглощенной дозы ионизирующей радиации. Повреждения костного мозга относятся к первичным изменениям, а возникающие вследствие угнетения костного мозга инфекции, геморрагии - к вторичным; их выраженность, да и само появление повреждения строго дозой не обусловлены. Условно считают, что тотальное облучение в дозе более 100 рад ведет к развитию острой лучевой болезни (см.). Меньшие дозы, хотя и приводят к существенной гибели костномозговых клеток, непосредственной опасности не представляют (лучевое повреждение без клин, проявлений). При облучении в дозе более 200 рад развивается лимфопения, агранулоцитоз, глубокая тромбоцитопения; анемии, как правило, не возникает. При меньших дозах отмечаются такие же нарушения, но в меньшей степени. Тотальное или близкое к нему облучение тела в дозах более 200 рад приводит к максимальному падению количества лейкоцитов, тромбоцитов и ретикулоцитов. Время наступления лейкопении также находится в строгой зависимости от дозы облучения. Здесь демонстрируется не только закономерность «доза - эффект», но и закономерность «доза - время эффекта», т. е. срок клинически обнаруживаемых повреждений при острой лучевой болезни определяется дозой облучения.

Закономерность изменения количества лейкоцитов в периферической крови зависит от дозы облучения. Эти изменения складываются из периода первоначального подъема в течение первых суток, периода первоначального снижения (5-14-е сут.), периода временного подъема, который наблюдается при дозах менее 500-600 рад и отсутствует при более высоких дозах облучения; периодов основного падения и окончательного восстановления, которые наблюдаются при дозах менее 600 рад (рис.). Та же закономерность наблюдается у тромбоцитов и ретикулоцитов.

Механизм колебаний количества лейкоцитов можно представить следующим образом. Первоначальный подъем носит, по-видимому, перераспределительный характер и продолжается обычно не более суток, его высота не связана с дозой облучения; в крови повышается только уровень гранулоцитов и не наблюдается омоложения их состава, что обусловлено мобилизацией сосудистого гранулоцитарного резерва.

После периода первоначального подъема начинается постепенное падение количества лейкоцитов, достигающего минимального значения в разные сроки в зависимости от дозы. Чем выше доза, тем раньше наступит момент максимального снижения. При дозах облучения свыше 600-1000 рад дальнейшего сокращения этого периода не наступает, хотя при уменьшении дозы он удлиняется и при дозе ок. 80-100 рад приходится примерно на 14-е сутки. Уровень падения количества лейкоцитов в период первоначального снижения находится в зависимости от дозы. Период первоначального снижения лейкоцитов следует объяснять расходованием костномозгового гра-нулоцитарного резерва (до 5-6-х сут.) и лишь отчасти дозреванием и дифференцировкой сохранившихся после облучения клеток (от момента облучения до конца первоначального снижения). Такой вывод возможен в связи с сохранением гранулоцитов в крови до 5-6-х сут. даже при таких высоких дозах (более 600-1000 рад), когда в костном мозге не остается клеток, способных к какой-либо дифференцировке, а сохраняются лишь высокорадиочувствительные неделящиеся зрелые гранулоциты. При дозах облучения костного мозга выше 600 рад практически все клетки имеют грубые повреждения хромосомного аппарата и погибают сразу после первого митоза в течение ближайших дней после облучения. При меньших дозах нек-рая часть костномозговых клеток сохраняет способность к делению и дифференцировке. Чем их больше, тем позже наступает окончание периода первоначального снижения количества лейкоцитов.

Тот факт, что к 5-6-м сут. резерв исчерпан, подтверждается и тем, что в эти дни в крови начинают появляться гигантские нейтрофилы - продукция клеток пролиферирующего пула, по-видимому, облученных в митозе. Гигантские нейтрофилы обнаруживают с 5-х по 9-е сут. после радиационного воздействия в крови лиц, тотально облученных в любой дозе (эти клетки находят в крови и после действия цитостатиков). При облучении в дозе более 600 рад выход гигантских нейтрофилов непосредственно предшествует наступлению агранулоцитоза.

Следующий этап - временный, так наз. абортивный, подъем количества лейкоцитов - отмечается при дозах облучения меньше 500-600 рад, а при более высоких дозах период первоначального падения непосредственно сменяется периодом основного снижения количества лейкоцитов. Происхождение абортивного подъема полностью не выяснено. Его продолжительность определяется дозой облучения: чем выше доза, тем он короче; при этом уровень лейкоцитов отчетливо не связан с дозой. Такой же абортивный подъем характерен для тромбоцитов и ретикулоцитов. При относительно небольших дозах - ок. 100-200 рад - абортивный подъем продолжается до 20-30-х сут. и сменяется периодом основного падения, а при дозах более 200 рад - агранулоцитозом, очень низким уровнем тромбоцитов и почти полным исчезновением ретикулоцитов. Окончательное восстановление кроветворения (после периода основного падения) наступает тем позже, чем меньше доза. Продолжительность периода основного падения при дозах от 200 до 600 рад примерно одинакова. Абортивный подъем обусловлен активизацией временного К., возможно исходящего из клетки-предшественницы миелопоэза, к-рое до того, как оно будет исчерпано, блокирует дифференцировку стволовых клеток, ответственных за окончательное восстановление К. в костном мозге. После периода основного падения в крови наступает нормализация клеточного уровня. В отдельных случаях это восстановление бывает не совсем полным и уровень лейкоцитов и тромбоцитов оказывается слегка сниженным.

Обнаружение периода временного подъема гранулоцитов, тромбоцитов и ретикулоцитов (но не лимфоцитов) с парадоксальным феноменом более раннего окончательного восстановления состава крови при больших дозах облучения (в пределах до 500 рад) позволило предположить наличие тормозящего влияния клеток-предшественниц миелопоэза на пролиферацию стволовых клеток.

Изменения в составе костного мозга при острой лучевой болезни изучены хуже, чем изменения в периферической крови. Костный мозг поражается облучением даже в малых дозах, не вызывающих острой лучевой болезни, хотя сразу после облучения не всегда удается выявить уменьшение количества клеток. Важную информацию о тяжести поражения костного мозга дает его цитол, характеристика. Уже в первые сутки после облучения значительно уменьшаются клетки красного ряда, процент миелобластов и промиелоцитов. Чем выше доза облучения, тем более глубоки эти изменения. В последующие недели постепенно нарастает опустошение костного мозга. Преимущественно снижается содержание гранулоцитов. Опустошение костного мозга в первые дни опережает возникновение агранулоцитоза в периферической крови. По данным костномозгового пунктата можно судить об исчезновении очагов гемопоэза; кроветворные клетки (при средней тяжести поражения) почти отсутствуют. Важные изменения клеточного состава костного мозга и периферической крови выявлены в результате применения хромосомного анализа. К концу первых суток отмечается появление митозов со структурными нарушениями хромосом - хромосомными аберрациями (см. Мутация), число которых строго пропорционально дозе облучения: при дозе 100 рад количество аберрантных митозов составляет 20%, при дозе 500 рад - ок. 100%. Метод определения количества лейкоцитов в период первичного падения (на 7-8-й день), времени начала периода основного падения лейкоцитов лег в основу системы биол, дозиметрии при остром лучевом воздействии.

Существенные изменения происходят также в лимфоцитопоэзе. Начиная с первого дня количество лимфоцитов в крови снижается и отчетливо зависит от дозы облучения. Через 2 мес. после облучения их содержание в крови достигает нормального уровня. Исследование in vitro хромосом лимфоцитов периферической крови, стимулированных к митозу фитогемагглютинином (см.), обнаруживает дозовую зависимость. Лимфоциты в периферической крови находятся в межмитотическом периоде многие годы; поэтому даже спустя несколько лет после облучения можно по количеству аберрантных митозов в них установить факт повышенного облучения в прошлом и определить приблизительно дозу облучения. В костном мозге клетки с хромосомными аберрациями исчезают уже через 5-6 дней, т. к. в результате потери фрагментов хромосом во время митоза они становятся нежизнеспособными. При стимуляции костномозговых клеток фитогемагглютинином (ФГА) хромосомные повреждения в них обнаруживают через много лет после облучения. Эти клетки все годы после облучения находились в покое, и ответ на ФГА свидетельствует об их лимфоцитарной природе. Обычный анализ хромосомных аберраций клеток костного мозга производится без стимуляции ФГА.

Наблюдения за восстановлением состава крови после острого облучения показали, что скорость восстановления связана не только с дозой облучения, но и с вторичными проявлениями болезни (напр., с воспалительными процессами в коже, в кишечнике и др.). Поэтому при одной и той же дозе облучения время наступления агранулоцитоза у разных больных одинаково, а ликвидация агранулоцитоза зависит от степени поражения других органов.

При хрон, лучевой болезни, к-рая возникает в результате многократных повторных облучений организма на протяжении месяцев или лет в суммарной дозе более 200-300 рад, восстановление К. не имеет столь закономерной динамики; гибель клеток растянута на длительный срок, в течение к-рого происходят и процессы восстановления К., и процессы его дальнейшего повреждения. При этом цитопения может не развиться. Отдельные признаки астенического синдрома, свойственного хрон, лучевой болезни, могут появляться у некоторых больных и при облучении в суммарной дозе ок. 100 рад. В костном мозге при хрон, лучевой болезни обнаруживают отдельные небольшие скопления недифференцированных клеток, уменьшение количества клеток. В крови либо нет никаких изменений, либо отмечается умеренная непрогрессирующая цитопения - гранулоцитопения, тромбоцитопения,

Библиография: Бочков Н. П. и Пяткин Е.Н. Факторы, индуцирующие хромосомные аберрации у человека, в кн.: Основы цитогенетики человека, под ред. A.А. Прокофьевой-Бельговской, с. 176, М., 1969; Бриллиант М. Д. иВоробь-е в А. И. Изменения некоторых показателей периферической крови при тотальном облучении человека, Пробл, гематол, и перелив, крови, т. 17, № 1, с. 27, 1972, библиогр.; Заварзин А. А. Очерки эволюционной гистологии крови и соединительной ткани, в. 2, М.- Л., 1947, библиогр.; Кассирский И. А. и А л e к-с e e в Г. А. Клиническая гематология, М., 1970; Максимов А. А. Основы гистологии, ч. 1-2, Л., 1925; Нормальное кроветворение и его регуляция, под ред. Н. А. Федорова, М., 1976; Руководство по медицинским вопросам противорадиационной защиты, под ред. А. И. Бурназяна, с. 101, М., 1975; ФриденштейнА. Я. и Л а л ы к и н а К. С. Индукция костной ткани и остеогенные клетки-предшественники, М., 1973, библиогр.; ХлопинН. Г. Общебиологические и экспериментальные основы гистологии, Л., 1946; Чертков И. Л. и Воробьев А. И. Современная схема кроветворения, Пробл, гематол. и перелив, крови, т. 18, № 10, с. 3, 1973, библиогр.; Чертков И. Л. иФриденштейн А. Я. Клеточные основы кроветворения, М., 1977, библиогр.; Abramson S., Miller R. G. a. P h i 1 1 i p s R. A. The identification in adult bone marrow of pluripotent and restricted stem cells of the myeloid and lymphoid svstems, J. exp. Med., v. 145, p. 1565, 1977; Becker A. J., M с С u 1- 1 o с h E. А. а. T i 1 1 J. E. Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonies derived from transplanted mouse marrow cells, Nature (Lond.), v. 197, p. 452, 1963; Becker A. J. a. o. The effect of differing demands for blood cell production on DNA synthesis by hemopoietic colony-forming cells of mice, Blood, v. 26, p. 296, 1965; Byron J. W. Manipulation of the cell cycle of the hemopoietic stem cell, Exp. Hematol., v. 3, p. 44, 1975; E b b e S. Megakaryocytopoiesis and platelet turnover, Ser. Haematol., v. 1, p. 65, 1968; Metcalf D. Hemopoietic colonies, in vitro cloning of normal and leukemic cells, B.-N. Y., 1977; Metcalf D. a. Moore M. A. S. Haemopoietic cells, Amsterdam, 1971; Till J. E. a. McCul-loch E. A. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrow cells, Radiat. Res., v. 14, p. 213, 1961.

А. И. Воробьев, И. Л. Чертков.

Презентация на тему: Современная схема кроветворения. Регуляция гемопоэза

1 из 22

Презентация на тему: Современная схема кроветворения. Регуляция гемопоэза

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Современная теория кроветворения Современная теория кроветворения базируется на унитарной теории А.А. Максимова (1918), согласно которой все клетки крови происходят из единой родоначальной клетки, морфологически напоминающей лимфоцит. Подтверждение этой гипотезы было получено лишь в 60-е годы при введении смертельно облученным мышам донорского костного мозга. Клетки, способные восстанавливать гемопоэз после облучения или токсических воздействий, носят название «стволовых клеток»

№ слайда 3

Описание слайда:

№ слайда 4

Описание слайда:

Современная теория кроветворения Нормальное кроветворение поликлональное, т. е. осуществляется одновременно многими клонами.Размер индивидуального клона - 0,5-1 млн зрелых клетокПродолжительность жизни клона - не превышает 1 месяц, около 10% клонов существуют до полугода. Клональный состав кроветворной ткани полностью меняется в течение 1-4 месяцев. Постоянная замена клонов объясняется истощением пролиферативного потенциала стволовой кроветворной клетки, поэтому исчезнувшие клоны никогда не появляются вновь. Различные гемопоэтические органы заселены разными клонами и только некоторые из них достигают такой величины, что оккупируют более чем одну кроветворную территорию.

№ слайда 5

Описание слайда:

Дифференцировка клеток гемопоэза Клетки гемопоэза условно подразделены на 5-6 отделов, границы между которыми весьма размыты, а между отделами содержится много переходных, промежуточных форм. В процессе дифференцировки происходит постепенное снижение пролиферативной активности клеток и способности развиваться сначала во все кроветворные линии, а затем во все более ограниченное количество линий.

№ слайда 6

Описание слайда:

Дифференцировка клеток гемопоэза I отдел – тотипотентная эмбриональная стволовая клетка (ЭСК), находится на самом верху иерархической лестницы II отдел - пул поли - или мультипотентных стволовых кроветворных клеток (СКК)СКК обладают уникальным свойством - полипотентностью, т. е. способностью к дифференцировке во все без исключения линии гемопоэза. В клеточной культуре можно создать условия, когда возникающая из одной клетки колония содержит до 6 различных клеточных линий дифференцировки.

№ слайда 7

Описание слайда:

Стволовые кроветворные клетки СКК закладываются в период эмбриогенеза и расходуются последовательно, образуя сменяющие друг друга клоны более зрелых кроветворных клеток.90% клонов являются короткоживущими, 10% клонов может функционировать в течение длительного времени. СКК обладают высоким, но ограниченным пролиферативным потенциалом, способны к ограниченному самоподдержанию, т. е. не бессмертны. СКК могут проделать приблизительно 50 клеточных делений, поддерживают продукцию кроветворных клеток в течение всей жизни человека.

№ слайда 8

Описание слайда:

Стволовые кроветворные клетки Отдел СКК гетерогенен, представлен 2 категориями предшественников, обладающих различным пролиферативным потенциалом. Основная масса СКК находится в фазе покоя G0 клеточного цикла, обладает огромным пролиферативным потенциалом. При выходе из покоя СКК вступает на путь дифференцировки, снижая пролиферативный потенциал и ограничивая набор дифференцировочных программ. После нескольких циклов деления (1-5) СКК может вернуться вновь в состояние покоя, при этом их состояние покоя менее глубоко и при наличии запроса они отвечают быстрее, приобретая маркеры определенных линий дифференцировок в культуре клеток за 1-2 дня, тогда как исходным СКК требуется 10-14 дней. Длительное поддержание кроветворения обеспечивается резервными СКК. Необходимость срочного ответа на запрос удовлетворяется за счет СКК, прошедших дифференцировку и находящихся в состоянии быстро мобилизуемого резерва.

№ слайда 9

Описание слайда:

Стволовые кроветворные клетки Гетерогенность пула СКК и степень их дифференцировки устанавливается на основе экспрессии ряда дифференцировочных мембранных антигенов. Среди СКК выделены: примитивные мультипотентные предшественники (CD34+Thyl+) более дифференцированные предшественники, характеризующиеся экспрессией антигена гистосовместимости II класса (HLA-DR), CD38. Истинные СКК не экспрессируют линейно специфические маркеры и дают рост всем линиям гемопоэтических клеток. Количество СКК в костном мозге - около 0,01%, а вместе с клетками-предшественниками - 0,05%.

№ слайда 10

Описание слайда:

Стволовые кроветворные клетки Одним из основных методов изучения СКК является метод колониеобразования in vivo или in vitro, поэтому иначе СКК называют “колониеобразующими единицами” (КОЕ). Истинные СКК способны к формированию колоний из бластных клеток (КОЕ-бластные). Сюда же относят клетки, формирующие селезеночные колонии (КОЕс). Эти клетки способны полностью восстанавливать гемопоэз.

№ слайда 11

Описание слайда:

Дифференцировка клеток гемопоэза III отдел - По мере снижения пролиферативного потенциала СКК дифференцируются в полиолигопотентные коммитированные клетки-предшественники, имеющие ограниченную потентность, так как коммитированы (commit - принятие на себя обязательств) к дифференцировке в направлении 2-5 гемопоэтических клеточных линий. Полиолигопотентные коммитированные предшественники КОЕ-ГЭММ (гранулоцитарно-эритроцитарно-макрофагально-мегакариоцитарные) дают начало 4 росткам гемопоэза, КОЕ-ГМ - двум росткам. КОЕ-ГЭММ являются общим предшественником миелопоэза. Они имеют маркер CD34, маркер миелоидной линии CD33, детерминанты гистосовместимости HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR.

№ слайда 12

Описание слайда:

Дифференцировка клеток гемопоэза Клетки IV отдела - монопотентные коммитированные предшественники являются родоначальными для одного ростка гемопоэза: КОЕ-Г для гранулоцитарного, КОЕ-М - для моноцитарно-макрофагального, КОЕ-Э и БОЕ-Э (бурстобразующая единица) - предшественники эритроидных клеток, КОЕ-Мгкц - предшественники мегакариоцитов Все коммитированные клетки-предшественники имеют ограниченный жизненный цикл и не способны к возвращению в состояние клеточного покоя. Монопотентные коммитированные предшественники экспрессируют маркеры соответствующей клеточной линии дифференцировки.

№ слайда 13

Описание слайда:

СКК и клетки-предшественники обладают способностью к миграции - выходу в кровь и возвращению в костный мозг, что получило название “homing-effect” (инстинкт дома). Именно это их свойство обеспечивает обмен кроветворных клеток между разобщенными кроветворными территориями, позволяет использовать их для трансплантации в клинике.

№ слайда 14

Описание слайда:

№ слайда 15

Описание слайда:

Регуляция гемопоэза Кроветворная ткань - динамичная, постоянно обновляющаяся клеточная система организма. В минуту в кроветворных органах образуется более 30 млн клеток. В течение жизни человека - около 7 тонн. По мере созревания, образующиеся в костном мозге клетки, равномерно поступают в кровеносное русло.Эритроциты циркулируют в крови - 110-130 суток, тромбоциты - около 10 суток, нейтрофилы - менее 10 ч. Ежедневно теряется 1х10¹¹ клеток крови, что восполняется «клеточной фабрикой» - костным мозгом. При повышении запроса на зрелые клетки (кровопотеря, острый гемолиз, воспаление), производство может быть увеличено в течение нескольких часов в 10-12 раз. Увеличение клеточной продукции обеспечивается гемопоэтическими факторами роста

№ слайда 16

Описание слайда:

Регуляция гемопоэза Гемопоэз инициируется ростовыми факторами, цитокинами и непрерывно поддерживается благодаря пулу СКК. Стволовые кроветворные клетки стромозависимы и воспринимают короткодистантные стимулы, получаемые ими при межклеточном контакте с клетками стромального микроокружения. По мере дифференцировки клетка начинает реагировать на дальнедействующие гуморальные факторы. Эндогенная регуляция всех этапов гемопоэза осуществляется цитокинами через рецепторы на клеточной мембране, посредством которых про водится сигнал в ядро клетки, где происходит активация соответствующих генов. Основными продуцентами цитокинов являются моноциты, макрофаги, активированные Т -лимфоциты, стромальные элементы - фибробласты, эндотелиальные клетки и др.

Описание слайда:

№ слайда 19

Описание слайда:

Регуляторы гемопоэза Выделяют позитивные и негативные регуляторы гемопоэза. Позитивные регуляторы необходимы: для выживания СКК и их пролиферации, для дифференцировки и созревания более поздних стадий гемопоэтических клеток. К ингибиторам (негативные регуляторы) пролиферативной активности СКК и всех видов ранних гемопоэтических предшественников относят:трансформирующий ростовой фактор β (TGF-β), макрофагальный воспалительный белок (MIP-1α), фактор некроза опухоли а (ФНО-α), интерферон -а интерферон -у, кислые изоферритины, лактоферрин другие факторы.

№ слайда 20

Описание слайда:

Факторы регуляции гемопоэза Факторы регуляции гемопоэза подразделяются на короткодистантные (для СКК) и дальнодействующие для коммитированных предшественников и созревающих клеток. В зависимости от уровня дифференцировки клетки факторы регуляции делят на 3 основных класса: 1. Факторы, влияющие на ранние СКК:фактор стволовых клеток (ФСК), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г - КСФ), интерлейкины (ИЛ-6, ИЛ-11, ИЛ-12), ингибиторы, которые тормозят выход СКК в клеточный цикл из состояния покоя (MIP-1α, TGF-β, ФНО-α, кислые изоферритины и др.). Эта фаза регуляции СКК не зависит от запросов организма.

№ слайда 21

Описание слайда:

Факторы регуляции гемопоэза 2. Линейно-неспецифические факторы:ИЛ-3,ИЛ-4, ГМ-КСФ (для гранулоцитомонопоэза). 3. Позднедействующие линейно-специфические факторы, которые поддерживают пролиферацию и созревание коммитированных предшественников и их потомков:эритропоэтин, тромбопоэтин, колониестимулирующие факторы (Г-КСФ, М-КСФ, ГМ-КСФ), ИЛ-5. Один и тот же ростовой фактор может действовать на разнообразные клетки-мишени на различных этапах дифференцировки, что обеспечивает взаимозаменяемость молекул, регулирующих гемопоэз.

№ слайда 22

Описание слайда:

Активация и функционирование клеток зависит от многих цитокинов. Клетка начинает дифференцировку только после взаимодействия с факторами роста, но в выборе направления дифференцировки они не участвуют. Содержание цитокинов определяет количество продуцируемых клеток, число проделываемых клеткой митозов. Так, после кровопотери снижение рО2 в почках приводит к усилению продукции эритропоэтина, под действием которого эритропоэтинчувствительные эритроидные клетки - предшественники костного мозга (БОЕ-Э), увеличивают на 3-5 число митозов, что повышает образование эритроцитов в 10-30 раз. Число тромбоцитов в крови регулирует выработку фактора роста и развитие клеточных элементов мегакариоцитопоэза. Еще одним регулятором гемопоэза является апоптоз - запрограммированная клеточная смерть

(лейкопоэз) и тромбоцитов (тромбоцитопоэз).

У взрослых животных он совершается в красном костном мозге, где образуются эритроциты, все зернистые лейкоциты, моноциты, тромбоциты, В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. В тимусе проходит дифференцировка Т-лимфоцитов, в селезенке и лимфатических узлах — дифференцировка В-лимфоцитов и размножение Т-лимфоцитов.

Общей родоначальной клеткой всех клеток крови является полипотентная стволовая клетка крови, которая способна к дифференцировке и может дать начало роста любым форменным элементам крови и способна к длительному самоподдержанию. Каждая стволовая кроветворная клетка при своем делении превращается в две дочерние клетки, одна из которых включается в процесс пролиферации, а вторая идет на продолжение класса полипотентных клеток. Дифференцировка стволовой кроветворной клетки происходит под влиянием гуморальных факторов. В результате развития и дифференцировки разные клетки приобретают морфологические и функциональные особенности.

Эритропоэз проходит в миелоидной ткани костного мозга. Средняя продолжительность жизни эритроцитов составляет 100-120 сут. В сутки образуется до 2 * 10 11 клеток.

Рис. Регуляция эритропоэза

Регуляция эритропоэза осуществляется эритропоэтинами, образующимися в почках. Эритропоэз стимулируется мужскими половыми гормонами, тироксином и катехоламинами. Для образования эритроцитов нужны витамин В 12 и фолиевая кислота, а также внутренний фактор кроветворения, который образуется в слизистой оболочке желудка, железо, медь, кобальт, витамины. В нормальных условиях продуцируется небольшое количество эритропоэтина, который достигает клеток красного мозга и взаимодействует с рецепторами эритропоэтина, в результате чего изменяется концентрация в клетке цАМФ, что повышает синтез гемоглобина. Стимуляция эритропоэза осуществляется также под влиянием таких неспецифических факторов, как АКТГ, глюкокортикоиды, катехоламины, андрогены, а также при активации симпатической нервной системы.

Разрушаются эритроциты путем внутриклеточного гемолиза мононуклеарами в селезенке и внутри сосудов.

Лейкопоэз происходит в красном костном мозге и лимфоидной ткани. Этот процесс стимулируется специфическими ростовыми факторами, или лейкопоэтинами, которые воздействуют на определенные предшественники. Важную роль в лейкопоэзе играют интерлейкины, которые усиливают рост базофилов и эозинофилов. Лейкопоэз также стимулируется продуктами распада лейкоцитов и тканей, микроорганизмами, токсинами.

Тромбоцитопоэз регулируется тромбоцитопоэтинами, образующимися в костном мозге, селезенке, печени, а также интерлейкинами. Благодаря тромбоцитопоэтинам регулируется оптимальное соотношение между процессами разрушения и образования кровяных пластинок.

Гемоцитопоэз и его регуляция

Гемоцитопоэз (гемопоэз, кроветворение) - совокупность процессов преобразования стволовых гемопоэтических клеток в разные типы зрелых клеток крови (эритроцитов — эритропоэз, лейкоцитов — лейкопоэз и тромбоцитов — тромбоцитопоэз), обеспечивающих их естественную убыль в организме.

Современные представления о гемопоэзе, включающие пути дифференциации полипотентных стволовых гемопоэтических клеток, важнейшие цитокины и гормоны, регулирующие процессы самообновления, пролиферации и дифференциации полипотентных стволовых клеток в зрелые клетки крови представлены на рис. 1.

Полипотентные стволовые гемопоэтические клетки находятся в красном костном мозге и способны к самообновлению. Они могут также циркулировать в крови вне органов кроветворения. ПСГК костного мозга при обычной дифференциации дают начало всем типам зрелых клеток крови — эритроцитам, тромбоцитам, базофилам, эозинофилам, нейтрофилам, моноцитам, В- и Т-лимфоцитам. Для поддержания клеточного состава крови на должном уровне в организме человека ежесуточно образуется в среднем 2,00 . 10 11 эритроцитов, 0,45 . 10 11 нейтрофилов, 0,01 . 10 11 моноцитов, 1,75 . 10 11 тромбоцитов. У здоровых людей эти показатели достаточно стабильны, хотя в условиях повышенной потребности (адаптация к высокогорью, острая кровопотеря, инфекция) процессы созревания костномозговых предшественников ускоряются. Высокая пролиферативная активность стволовых гемопоэтических клеток перекрывается физиологической гибелью (апоптозом) их избыточного потомства (в костном мозге, селезенке или других органах), а в случае необходимости и их самих.

Рис. 1. Иерархическая модель гемоцитопоэза, включающая пути дифференциации (ПСГК) и важнейшие цитокины и гормоны, регулирующие процессы самообновления, пролиферации и дифференциации ПСГК в зрелые клетки крови: А — миелоидная стволовая клетка (КОЕ-ГЭММ), являющаяся предшественницей моноцитов, гранулоцитов, тромбоцитов и эротроцитов; Б — лимфоидная стволовая клетка-предшественница лимфоцитов

Подсчитано, что каждый день в организме человека теряется (2-5) . 10 11 клеток крови, которые замешаются на равное количество новых. Чтобы удовлетворить эту огромную постоянную потребность организма в новых клетках, гемоцитопоэз не прерывается в течение всей жизни. В среднем у человека за 70 лет жизни (при массе тела 70 кг) образуется: эритроцитов — 460 кг, гранулоцитов и моноцитов — 5400 кг, тромбоцитов — 40 кг, лимфоцитов — 275 кг. Поэтому кроветворные ткани рассматриваются как одни из наиболее митотически активных.

Современные представления о гемоцитопоэзе базируются на теории стволовой клетки, основы которой были заложены русским гематологом А.А. Максимовым в начале XX в. Согласно данной теории, все форменные элементы крови происходят из единой (первичной) полипотентной стволовой гемопоэтической (кроветворной) клетки (ПСГК). Эти клетки способны к длительному самообновлению и в результате дифференциации могут дать начало любому ростку форменных элементов крови (см. рис. 1.) и одновременно сохранять их жизнеспособность и свойства.

Стволовые клетки (СК) являются уникальными клетками, способными к самообновлению и дифференцировке не только в клетки крови, но и в клетки других тканей. По происхождению и источнику образования и выделения СК разделяют на три группы: эмбриональные (СК эмбриона и тканей плода); региональные, или соматические (СК взрослого организма); индуцированные (СК, полученные в результате репрограммирования зрелых соматических клеток). По способности к дифференцировке выделяют тоти-, плюри-, мульти- и унипотентные СК. Тотипотентная СК (зигота) воспроизводит все органы эмбриона и структуры, необходимые для его развития (плаценту и пуповину). Плюрипотентная СК может быть источником клеток, производных любого из трех зародышевых листков. Мульти (поли) потентная СК способна образовывать специализированные клетки нескольких типов (например клетки крови, клетки печени). Унипотентная СК в обычных условиях дифференцируется в специализированные клетки определенного типа. Эмбриональные СК являются плюрипотентными, а региональные — полипотентными или унипотентными. Частота встречаемости ПСГК составляет в среднем 1:10 000 клеток в красном костном мозге и 1:100 000 клеток в периферической крови. Плюрипотентные СК могут быть получены в результате репрограммирования соматических клеток различного типа: фибробластов, кератиноцитов, меланоцитов, лейкоцитов, β-клеток поджелудочной железы и другие, с участием факторов транскрипции генов или микроРНК.

Все СК обладают рядом общих свойств. Во-первых, они недифференцированы и не располагают структурными компонентами для выполнения специализированных функций. Во- вторых, они способны к пролиферации с образованием большого числа (десятков и сотен тысяч) клеток. В-третьих, они способны к дифференцировке, т.е. процессу специализации и образованию зрелых клеток (например, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов). В-четвертых, они способны к асимметричному делению, когда из каждой СК образуются две дочерние, одна из которых идентична родительской и остается стволовой (свойство самообновления СК), а другая дифференцируется в специализированные клетки. Наконец, в-пятых, СК могут мигрировать в очаги повреждения и дифференцироваться в зрелые формы поврежденных клеток, способствуя регенерации тканей.

Различают два периода гемоцитопоэза: эмбриональный — у эмбриона и плода и постнатальный — с момента рождения и до конца жизни. Эмбриональное кроветворение начинается в желточном мешке, затем вне его в прекардиальной мезенхиме, с 6-недельного возраста оно перемещается в печень, а с 12 — 18-недельного возраста — в селезенку и красный костный мозг. С 10-недельного возраста начинается образование Т-лимфоцитов в тимусе. С момента рождения главным органом гемоцитопоэза постепенно становится красный костный мозг. Очаги кроветворения имеются у взрослого человека в 206 костях скелета (грудине, ребрах, позвонках, эпифизах трубчатых костей и др.). В красном костном мозге происходит самообновление ПСГК и образование из них миелоидной стволовой клетки, называемой также колониеобразующей единицей гранулоцитов, эритроцитов, моноцитов, мегакариоцитов (КОЕ-ГЭММ); лимфоидную стволовую клетку. Мислоидная полиолигопотентная стволовая клетка (КОЕ-ГЭММ) может дифференцироваться: в монопотентные коммитированные клетки — предшественницы эритроцитов, называемые также бурстобразующей единицей (БОЕ-Э), мегакариоцитов (КОЕ- Мгкц); в полиолигопотентные коммитированные клетки гранулоцитов-моноцитов (КОЕ-ГМ), дифференцирующиеся в монопотентные предшественницы гранулоцитов (базофилы, нейтрофилы, эозинофилы) (КОЕ-Г), и предшественницы моноцитов (КОЕ-М). Лимфоидная стволовая клетка является предшественницей Т- и В- лимфоцитов.

В красном костном мозге из перечисленных колониеобразующих клеток через ряд промежуточных стадий образуются регикулоциты (предшественники эритроцитов), мегакариоциты (от которых «отшнуровываются» тромбоцит!,i), гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), моноциты и В-лимфоциты. В тимусе, селезенке, лимфатических узлах и лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником (миндалины, аденоиды, пейеровы бляшки) происходит образование и дифференцирование Т-лимфоцитов и плазматических клеток из В-лимфоцитов. В селезенке также идут процессы захвата и разрушения клеток крови (прежде всего эритроцитов и тромбоцитов) и их фрагментов.

В красном костном мозге человека гемоцитопоэз может происходить только в условиях нормального гемоцитопоэзиндуцирующего микроокружения (ГИМ). В формировании ГИМ принимают участие различные клеточные элементы, входящие в состав стромы и паренхимы костного мозга. ГИМ формируют Т-лимфоциты, макрофаги, фибробласты, адипоциты, эндотелиоциты сосудов микроциркуляторного русла, компоненты экстрацеллюлярного матрикса и нервные волокна. Элементы ГИМ осуществляют контроль за процессами кроветворения как с помощью продуцируемых ими цитокинов, факторов роста, так и благодаря непосредственным контактам с гемопоэтическими клетками. Структуры ГИМ фиксируют стволовые клетки и другие клетки-предшественницы в определенных участках кроветворной ткани, передают им регуляторные сигналы, участвуют в их метаболическом обеспечении.

Гемоцитопоэз контролируется сложными механизмами, которые могут поддерживать его относительно постоянным, ускорять или тормозить, угнетая пролиферацию и дифферен- цировку клеток вплоть до инициирования апоптоза коммитированных клеток-предшественниц и даже отдельных ПСГК.

Регуляция гемопоэза — это изменение интенсивности гемопоэза в соответствии с меняющимися потребностями организма, осуществляемое посредством его ускорения или торможения.

Для полноценного гемоцитопоэза необходимо:

• поступление сигнальной информации (цитокинов, гормонов, нейромедиаторов) о состоянии клеточного состава крови и ее функций;
• обеспечение этого процесса достаточным количеством энергетических и пластических веществ, витаминов, минеральных макро- и микроэлементов, воды. Регуляция гемопоэза основана на том, что все типы взрослых клеток крови образуются из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга, направление дифференцировки которых в различные типы клеток крови определяется действием на их рецепторы локальных и системных сигнальных молекул.

Роль внешней сигнальной информации для пролиферации и апоптоза СГК выполняют цитокины, гормоны, нейромедиаторы и факторы микроокружения. Среди них выделяют раннедействующие и позднедействующие, мультилинейные и монолинейные факторы. Одни из них стимулируют гемопоэз, другие — тормозят. Роль внутренних регуляторов плюрипотентности или дифференцировки СК играют транскрипционные факторы, действующие в ядрах клеток.

Специфичность влияния на стволовые кроветворные клетки обычно достигается действием на них не одного, а сразу нескольких факторов. Эффекты действия факторов достигаются посредством стимуляции ими специфических рецепторов кроветворных клеток, набор которых изменяется на каждом этапе дифференцировки этих клеток.

Раннедействующими ростовыми факторами, способствующими выживанию, росту, созреванию и превращению стволовых и других кроветворных клеток-предшественниц нескольких линий клеток крови, являются фактор стволовых клеток (ФСК), ИЛ-3, ИЛ-6, ГМ-КСФ, ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-11, ЛИФ.

Развитие и дифференцировку клеток крови преимущественно одной линии предопределяют позднедействующие ростовые факторы — Г-КСФ, М-КСФ, ЭПО, ТПО, ИЛ-5.

Факторами, ингибирующими пролиферацию гемопоэтических клеток, являются трансформирующий ростовой фактор (TRFβ), макрофагальный воспалительный белок (МIР-1β), фактор некроза опухолей (ФНОа), интерфероны (ИФН(3, ИФНу), лактоферрин.

Действие цитокинов, факторов роста, гормонов (эритропоэтина, гормона роста и др.) на клетки гемоноэтических органов чаще реализуется всего через стимуляцию 1-TMS- и реже 7-ТМS-рецепторов плазматических мембран и реже — через стимуляцию внутриклеточных рецепторов (глюкокортикоиды, Т 3 иТ 4).

Для нормального функционирования кроветворная ткань нуждается в поступлении ряда витаминов и микроэлементов.

Витамины

Витамин B12 и фолиевая кислота нужны для синтеза нуклеопротеинов, созревания и деления клеток. Для защиты от разрушения в желудке и всасывания в тонком кишечнике витамину В 12 нужен гликопротеин (внутренний фактор Кастла), который вырабатывается париетальными клетками желудка. При дефиците этих витаминов в пище или отсутствии внутреннего фактора Кастла (например, после хирургического удаления желудка) у человека развивается гиперхромная макроцитарная анемия, гиперсегментация нейтрофилов и снижение их продукции, а также тромбоцитопения. Витамин В 6 нужен для синтеза тема. Витамин С способствует метаболизму (родиевой кислоты и участвует в обмене железа. Витамины Е и РР защищают мембрану эритроцита и гем от окисления. Витамин В2 нужен для стимуляции окислительно-восстановительных процессов в клетках костного мозга.

Микроэлементы

Железо, медь, кобальт нужны для синтеза гема и гемоглобина, созревания эритробластов и их дифференцирования, стимуляции синтеза эритропоэтина в почках и печени, выполнения газотранспортной функции эритроцитов. В условиях их дефицита в организме развивается гипохромная, микроцитарная анемия. Селен усиливает антиоксидантное действие витаминов Е и РР, а цинк необходим для нормального функционирования фермента карбоангидразы.

Синтез эритроцитов - один из наиболее мощных процессов образования клеток в организме. Каждую секунду в норме образуется примерно 2 млн эритроцитов, в день - 173 млрд, в год - 63 триллиона. Если перевести эти значения в массу, то ежедневно образуется около 140 г эритроцитов, каждый год - 51 кг, а масса эритроцитов, образованных в организме за 70 лет составляет порядка 3,5 тонн.

У взрослого человека эритропоэз происходит в костном мозге плоских костей, тогда как у плода островки кроветворения находятся в печени и селезёнке (экстрамедуллярное кроветворение). При некоторых патологических состояниях (талассемия, лейкозы и др.) очаги экстрамедуллярного кроветворения могут быть обнаружены и у взрослого человека.

Одним из важных элементов клеточного деления является витамин В₁₂ , необходимый для синтеза ДНК, являясь, по сути, катализатором этой реакции. В процессе синтеза ДНК витамин В₁₂ не расходуется, а циклично вступает в реакции как активное вещество; в результате такого цикла из уридин-монофосфата образуется тимидин-монофосфат. При снижении уровня витамина В₁₂ уридин плохо включается в состав молекулы ДНК, что и приводит к многочисленным нарушениям, в частности нарушению созревания клеток крови.

Еще одним фактором, оказывающим влияние на делящиеся клетки, является фолиевая кислота . Она как кофермент, в частности, участвует в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

Общая схема постэмбрионального гемопоэза

Гемопоэз (кроветворение) - очень динамичная, четко сбалансированная, непрерывно обновляющаяся система. Единым родоначальником кроветворения является стволовая клетка. По современным представлениям, это целый класс клеток, закладывающихся в онтогенезе, главным свойством которых является способность давать все ростки кроветворения - эритроцитарный, мегакариоцитарный, гранулоцитарный (эозинофилы, базофилы, нейтрофилы), моноцитарно-макрофагальный, Т-лимфоцитарный, В-лимфоцитарный.

В результате нескольких делений клетки теряют способность быть универсальными родоначальниками и превращаются в полипотентные клетки. Такой, например, является клетка-предшественница миелопоэза (эритроциты, мегакариоциты, гранулоциты). Еще через несколько делений вслед за универсальностью исчезает и полипотентность, клетки становятся унипотентными (ˮуниˮ - единственное), то есть способными к дифференцированию только в одном направлении.

Наиболее делящимися в костном мозге являются клетки - предшественники миелопоэза (см. рисунок ⭡), по мере дифференцировки уменьшается количество оставшихся делений, и морфологически различаемые клетки красной крови постепенно перестают делиться.

Дифференцировка клеток эритроидного ряда

Собственно эритроидный ряд клеток (эритрон) начинается с унипотентных бурстобразующих клеток, являющихся потомками клеток-предшественниц миелопоэза. Бурстобразующие клетки в культуре тканей растут мелкими колониями, напоминающими взрыв (бурст). Для их созревания необходим специальный медиатор - бурстпромоторная активность. Это фактор влияния микроокружения на созревающие клетки, фактор межклеточного взаимодействия.

Выделяют две популяции бурстобразующих клеток: первая регулируется исключительно бурстпромоторной активностью, вторая - становится чувствительной к воздействию эритропоэтина. Во второй популяции начинается синтез гемоглобина , продолжающийся в эритропоэтин-чувствительных клетках и в последующих созревающих клетках.

На этапе бурстобразующих клеток происходит принципиальное изменение клеточной активности - от деления к синтезу гемоглобина. В последующих клетках деление приостанавливается (последняя клетка в этом ряду, способная к делению, - полихроматофильный эритробласт), ядро уменьшается в абсолютном размере и по отношению к объему цитоплазмы, в которой идет синтез веществ. На последнем этапе ядро из клетки удаляется, затем исчезают остатки РНК; их можно еще обнаружить при специальной окраске в молодых эритроцитах - ретикулоцитах, но нельзя найти в зрелых эритроцитах.

Cхема основных этапов дифференцировки клеток эритроидного ряда выглядит следующим образом:
плюрипотентная стволовая клетка ⭢ бурстобразующая единица эритроидного ряда (БОЕ-Э) ⭢ колониеобразующая единица эритроидного ряда (КОЕ-Э) ⭢ эритробласт ⭢ пронормоцит ⭢ базофильный нормоцит ⭢ полихроматический нормоцит ⭢ ортохроматический (оксифильный) нормоцит ⭢ ретикулоцит ⭢ эритроцит .

Регуляция эритропоэза

Процессы регуляции кроветворения до сих пор изучены недостаточно. Необходимость непрерывно поддерживать гемопоэз, адекватно удовлетворять потребности организма в различных специализированных клетках, обеспечивать постоянство и равновесие внутренней среды (гомеостаз) - всё это предполагает существование сложных регуляторных механизмов, действующих по принципу обратной связи.

Наиболее известным гуморальным фактором регуляции эритропоэза, является гормон эритропоэтин . Это стресс-фактор, синтезирующийся в различных клетках и в различных органах. Большее количество его образуется в почках, однако даже при их отсутствии эритропоэтин вырабатывается эндотелием сосудов, печенью. Уровень эритропоэтина стабилен и изменяется в сторону повышения при резкой и обильной кровопотере, остром гемолизе , при подъеме в горы, при острой ишемии почек. Парадоксально, что при хронических анемиях уровень эритропоэтина обычно нормален, за исключением апластической анемии, где его уровень стабильно чрезвычайно высок.

Наряду с эритропоэтином, в крови присутствуют также ингибиторы эритропоэза. Это большое число разнообразных веществ, часть из которых может быть отнесена к среднемолекулярным токсинам, накапливающимся вследствие патологических процессов, связанных с повышенным их образованием либо нарушением их выведения.

На ранних этапах дифференцировки регуляция в эритроне осуществляется в основном за счёт факторов клеточного микроокружения, а позже - при балансе активности эритропоэтина и ингибиторов эритропоэза. В острых ситуациях, когда необходимо быстро создать большое число новых эритроцитов, включается стрессовый эритропоэтиновый механизм - резкое преобладание активности эритропоэтина над активностью ингибиторов эритропоэза. В патологических ситуациях, напротив, ингибиторная активность может преобладать над эритропоэтиновой, что приводит к торможению эритропоэза.

Синтез гемоглобина

В состав гемоглобина входит железо. Недостаточное количество этого элемента в организме может привести к развитию анемии (см. Железодефицитная анемия). Имеется зависимость между возможностью синтезировать определённое количество гемоглобина (что обусловлено запасами железа) и эритропоэза - по всей вероятности, существует пороговое значение концентрации гемоглобина, без которой эритропоэз прекращается.

Синтез гемоглобина начинается в эритроидных предшественниках на этапе образования эритропоэтин-чувствительной клетки. У плода, а затем и в раннем послеродовом периоде у ребёнка образуется гемоглобин F, а далее, в основном, - гемоглобин А. При напряжении эритропоэза (гемолиз, кровотечение) в крови взрослого человека может появляться некоторое количество гемоглобина F.

Гемоглобин состоит из двух вариантов глобиновых цепей а и р, окружающих гем, содержащий железо. В зависимости от изменения последовательностей аминокислотных остатков в цепях глобина изменяются химикофизические свойства гемоглобина, в определённых условиях он может кристаллизоваться, становиться нерастворимым (например гемоглобин S при серповидно-клеточной анемии).

Свойства эритроцитов

Эритроциты обладают несколькими свойствами. Наиболее известным является транспорт кислорода (O₂) и углекислого газа (CO₂). Он осуществляется гемоглобином, который связывается поочередно с одним и другим газом в зависимости от напряжения соответствующего газа в окружающей среде: в лёгких - кислорода, в тканях - углекислого газа. Химизм реакции заключается в вытеснении и замещении одного газа другим из связи с гемоглобином. Кроме того, эритроциты являются переносчиками оксида азота (NO), ответственного за сосудистый тонус, а также участвующего в передаче клеточных сигналов и многих других физиологических процессах.

Эритроциты обладают свойством изменять свою форму, проходя через капилляры малого диаметра. Клетки распластываются, закручиваются в спираль. Пластичность эритроцитов зависит от различных факторов, в том числе от строения мембраны эритроцита, от вида содержащегося в нём гемоглобина, от цитоскелета. Кроме того, эритроцитарная мембрана окружена своего рода ˮоблакомˮ из различных белков, которые могут менять деформируемость. К ним относятся иммунные комплексы, фибриноген. Эти вещества меняют заряд мембраны эритроцита, прикрепляются к рецепторам, ускоряют оседание эритроцитов в стеклянном капилляре.

В случае тромбообразования эритроциты являются центрами образования фибриновых тяжей, это может не только изменять деформируемость, вызывать их агрегацию, слипание в монетные столбики, но и разрывать эритроциты на фрагменты, отрывать от них куски мембран.

Реакция оседания эритроцитов (РОЭ) отражает наличие на их поверхности заряда, отталкивающего эритроциты друг от друга. Появление при воспалительных реакциях, при активации свертывания и т.д. вокруг эритроцита диэлектрического облака приводит к уменьшению сил отталкивания, в результате чего эритроциты начинают быстрее оседать в вертикально поставленном капилляре. Если капилляр наклонить на 45°, то силы отталкивания действуют только на протяжении прохождения эритроцитами поперечника просвета капилляра. Когда клетки достигают стенки, они скатываются по ней, не встречая сопротивления. В результате в наклонённом капилляре показатель оседания эритроцитов увеличивается десятикратно.

Источники:
1. Анемический синдром в клинической практике / П.А. Воробьёв, - М., 2001;
2. Гематология: Новейший справочник / Под ред. К.М. Абдулкадырова. - М., 2004.

В настоящее время по-прежнему господствует унитарная теория кроветворения , основы которой были заложены А. А. Максимовым (1927).
В течение последующего полувекового периода в основном лишь уточнялись наши знания о клетках - предшественниках кроветворения .

По современным представлениям (И. Л. Чертков, А. И. Воробьев, 1973; Э. И. Терентьева, Ф. Э. Файнштейн, Г. И. Козинец,
1974), все кровяные элементы происходят из полипотентной стволовой клетки (рис. 1), морфологически не отличимой от лимфоцита , способной к неограниченному самоподдержанию и дифференцировке по всем росткам кроветворения . Она обеспечивает стабильное кроветворение и его восстановление при различных патологических процессах, сопровождающихся изменениями в гемопоэзе.
Непосредственно от стволовой клетки образуются две разновидности клеток - предшественников миело- и лимфопоэза. Затем следуют унипотентные клетки - предшественники различных ростков кроветворения. Все клетки морфологически неидентифицируемы и существуют в двух формах - бластной и лимфоцитоподобной. Последующие видовые стадии той или иной клетки определяются внутренней спецификой развития различных ростков кроветворения, в результате чего формируются зрелые клетки крови, которые затем поступают в периферическое русло.
Согласно современной схеме кроветворения (см. рис. 1), разработанной И. Л. Чертковым и А. И. Воробьевым (1973), исходным звеном гистогенеза плазматических клеток является клетка - предшественница В-лимфоцитов, а моноциты - миелогенного происхождения. В схему кроветворения не включены фибробласты, ретикулярные и эндотелиальные клетки, поскольку они не принимают непосредственного участия в гемопоэзе. Это касается также и жировых клеток, представляющих собой в морфологическом отношении изменившийся и наполнившийся жиром фибробласт. Указанные клеточные элементы составляют строму костного мозга .

Рис. 1

Помимо этого, ретикулярные клетки принимают участие в метаболизме железа, обладают остеогенным свойством, фагоцитируют и подвергают внутриклеточному перевариванию отжившие свой срок эритроциты.
Как видно из представленной ниже схемы кроветворения, гранулопоэз определяется следующими стадиями развития: миелобласт - промиелоцит - миелоцит - метамиелоцит - палочкоядерный гранулоцит - сегментоядерный гранулоцит. Лимфоцит в своем развитии проходит стадии лимфобласта и пролимфоцита, а моноцит происходит из монобласта через промежуточную стадию промоноцита. Этапы тромбопитопоэза: мегакариобласт - промегакариоцит - мегакариоцит - тромбоцит.
Последовательность развития эритроидных элементов может быть представлена следующим образом: проэритробласт - эри- тробласт базофильный - эритробласт полихроматофильный - эритробласт оксифильный - ретикулоцит - эритроцит. Однако следует отметить, что в настоящее время нет единой общепризнанной номенклатуры для клеток эритроцитарного ряда. Так, И. А. Кассирский и Г. А. Алексеев (1970) именуют родоначальную клетку эритроидного ряда эритробластом, а не проэритробластом, а следующую стадию развития - пронормобластом (по аналогии с клетками лейкоцитарного ряда). Последовательность стадий эритропоэза представлена авторами в следующем виде: эритробласт - пронормобласт - нормобласт базофильный - нормобласт полихроматофильный - нормобласт оксифильный - ретикулоцит - эритроцит.
И. Л. Чертков и А. И. Воробьев (1973) предлагают сохранить термин «эритробласт» для родоначальной клетки красного ряда, а последующие по степени дифференцировки клетки называть терминами, оканчивающимися на «цит» (как и в остальных рядах кроветворения).
Мы пользуемся терминологией Эрлиха, общепринятой в повседневной гематологической практике.
Первые кровяные элементы появляются на 3-й неделе внутриутробной жизни плода. В желточном мешке зародыша из недифференцированных клеток мезенхимы возникают кровяные островки, периферические клетки которых образуют сосудистую стенку, а центральные клетки, округляясь и освобождаясь от синцитиальной связи, преобразуются в первичные кровяные клетки.

(по Э. И. Терентьевой, Ф. Э. Файнштейну, Г. И. Козинцу)

Последние дают начало первичным эритробластам - мегалобластам, из которых и состоят все клеточные элементы крови в раннем периоде внутриутробной жизни.
На 4-5-й неделе внутриутробной жизни плода желточный мешок подвергается атрофии, а центром кроветворения становится печень.
Из эндотелия капилляров печени образуются мегалобласты, а из окружающей их мезенхимы - первичные кровяные клетки, дающие начало вторичным эритробластам, гранулоцитам и мегакариоцитам.
Примерно с 5-го месяца печеночное кроветворение постепенно редуцируется, но зато в гемопоэз включаются селезенка и несколько позднее - лимфатические узлы.
Красный костный мозг закладывается на 3-м месяце внутриутробной жизни, а к концу ее он становится уже основным органом кроветворения.
Таким образом, по мере развития эмбриона кроветворение, присущее всей мезенхиме плода, становится функцией специализированных органов (печени, селезенки, костного мозга, лимфатических узлов); в них происходит дальнейшая дифференциация стволовой кроветворной клетки с возникновением раздельных ростков кроветворения (эритро-, грануло-, лимфо-, моно- и тромбоцитопоэза).
В постнатальном периоде зрелые клетки костного мозга возникают путем дифференциации главным образом нормобластических и миелоцитарных элементов (нормобластов, миелоцитов), составляющих довольно значительную часть миелограммы.
Миелоциты размножаются как гомопластически, образуя при делении две дочерние клетки того же вида, так и гетеропластически - путем дифференциации на две новые, более зрелые клетки.
Размножение эритроцитов происходит путем митозов эритробластов (1-го, 2-го и 3-го порядков), последовательного вызревания и превращения их в безъядерные эритроциты.
Лимфоциты образуются при помощи непосредственного деления их в фолликулах лимфатических узлов и селезенки.
Следовательно, в постнатальном периоде кровяные клетки развиваются за счет строго дифференцированных элементов различных ростков кроветворения, сохранившихся в костном мозге еще с эмбрионального периода. Дифференциация клеток мезенхимы в направлении недифференцированных бластных элементов в постнатальном периоде почти не происходит. Не случайно в нормальной миелограмме они встречаются чрезвычайно редко. Только в патологических условиях, например при лейкозах, наблюдается бурная пролиферация недифференцированных бластных клеток.