Кроветворение (гемопоэз). Теории кроветворения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРОДА СЕМЕЙ

На тему: " ТЕОРИЯ И СХЕМА КРОВЕТВОРЕНИЯ. МОРФОЛОГИЯ КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА"

Выполнила:

Проверила:

СЕМЕЙ 2012г.

План

Введение

Теории кроветворения

Список литературы

Введение

КРОВЬ - самая удивительная ткань нашего организма, которая состоит из жидкой части (плазмы) и взвешенных в ней клеточных (форменных) элементов (глобулярной массы).

КРОВЕТВОРЕНИЕ (ГЕМОПОЭЗ) - это процесс образования и развития клеток крови.

Различают эмбриональный гемопоэз, начинающийся на ранних стадиях эмбрионального развития и ведущий к образованию крови как ткани, и постэмбриональный, который можно рассматривать как процесс физиологической регенерации крови.

В образовании и развитии клеток крови важную роль играют строма и микроокружение кроветворных органов.

Постоянство состава клеток крови и костного мозга обеспечивается регуляторными механизмами, благодаря которым процессы пролиферации и дифференциации клеток связаны друг с другом.

Теории кроветворения

üунитарная теория (А.А. Максимов, 1909 г.) - все форменные элементы крови развиваются из единого предшественника стволовой клетки;

üдуалистическая теория предусматривает два источника кроветворения, для миелоидного и лимфоидного;

üполифилетическая теория предусматривает для каждого форменного элемента свой источник развития.

В настоящее время общепринятой является унитарная теория кроветворения , на основании которой разработана схема кроветворения (И.Л. Чертков и А.И. Воробьев, 1973 г.).

Выделяют два вида кроветворения:

а) миелопоэз - образование всех форменных элементов крови, кроме лимфоцитов, т.е.

Øэритроцитов,

Øгранулоцитов,

Øмоноцитов и

Øтромбоцитов;

б) лимфопоэз - образование лимфоцитов (Т - и В-клеток).

Схема - постэмбриональный гемоцитопоэз

В процессе поэтапной дифференцировки стволовых клеток в зрелые форменные элементы крови в каждом ряду кроветворения образуются промежуточные типы клеток, которые в схеме кроветворения составляют классы клеток.

Всего в схеме кроветворения различают 6 классов клеток:

1 класс - стволовые клетки;

класс - полустволовые клетки;

класс - унипотентные клетки;

класс - бластные клетки;

класс - созревающие клетки;

класс - зрелые форменные элементы.

Морфологическая и функциональная характеристика клеток различных классов схемы кроветворения

1 класс - стволовая полипотентная клетка, способная к поддержанию своей популяции. По морфологии соответствует малому лимфоциту, является полипотентной, то есть способной дифференцироваться в любой форменный элемент крови. Направление дифференцировки стволовой клетки определяется уровнем содержания в крови данного форменного элемента, а также влиянием микроокружения стволовых клеток - индуктивным влиянием стромальных клеток костного мозга или другого кроветворного органа. Поддержание численности популяции стволовых клеток обеспечивается тем, что после митоза стволовой клетки одна из дочерних клеток становится на путь дифференцировки, а другая принимает морфологию малого лимфоцита и является стволовой. Делятся стволовые клетки редко (1 раз в полгода), 80 % стволовых клеток находятся в состоянии покоя и только 20 % в митозе и последующей дифференцировке. В процессе пролиферации каждая стволовая клетка образует группу или клон клеток и потому стволовые клетки в литературе нередко называются клон-образующие единицы - КОЕ.

2 класс - полустволовые, ограниченно полипотентные (или частично коммитированные) клетки - предшественницы миелопоэза и лимфопоэза. Имеют морфологию малого лимфоцита. Каждая из них дает клон клеток, но только миелоидных или лимфоидных. Делятся они чаще (через 3-4 недели) и также поддерживают численность своей популяции.

3 класс - унипотентные поэтин-чувствительные клетки - предшественницы своего ряда кроветворения. Морфология их также соответствует малому лимфоциту. Способны дифференцироваться только в один тип форменного элемента. Делятся часто, но потомки этих клеток одни вступают на путь дифференцировки, а другие сохраняют численность популяции данного класса. Частота деления этих клеток и способность дифференцироваться дальше зависит от содержания в крови особых биологически активных веществ - поэтинов, специфичных для каждого ряда кроветворения (эритропоэтины, тромбопоэтины и другие).

Первые три класса клеток объединяются в класс морфологически неидентифицируемых клеток , так как все они имеют морфологию малого лимфоцита, но потенции их к развитию различны.

4 класс - бластные (молодые) клетки или бласты (эритробласты, лимфобласты и так далее). Отличаются по морфологии как от трех предшествующих, так и последующих классов клеток. Эти клетки крупные, имеют крупное рыхлое (эухроматин) ядро с 2-4 ядрышками, цитоплазма базофильна за счет большого числа свободных рибосом. Часто делятся, но дочерние клетки все вступают на путь дальнейшей дифференцировки. По цитохимическим свойствам можно идентифицировать бласты разных рядов кроветворения.

5 класс - класс созревающих клеток, характерных для своего ряда кроветворения. В этом классе может быть несколько разновидностей переходных клеток - от одной (пролимфоцит, промоноцит), до пяти в эритроцитарном ряду. Некоторые созревающие клетки в небольшом количестве могут попадать в периферическую кровь (например, ретикулоциты, юные и палочкоядерные гранулоциты).

6 класс - зрелые форменные элементы крови. Однако следует отметить, что только эритроциты, тромбоциты и сегментоядерные гранулоциты являются зрелыми конечными дифференцированными клетками или их фрагментами. Моноцитыне окончательно дифференцированные клетки. Покидая кровеносное русло, они дифференцируются в конечные клетки - макрофаги. Лимфоциты при встрече с антигенами, превращаются в бласты и снова делятся.

кроветворение костный мозг клетка

Совокупность клеток, составляющих линию дифференцировки стволовой клетки в определенный форменный элемент, образуют его дифферон или гистологический ряд .

Морфология клеток костного мозга

Костный мозг - важнейший орган кроветворной системы, осуществляющий гемопоэз, или кроветворение - процесс создания новых клеток крови взамен погибающих и отмирающих. Он также является одним из органов иммунопоэза.

Среди клеток костного мозга различают клетки ретикулярной стромы и миелокариоциты - клетки кроветворной ткани костного мозга (паренхимы) с их производными - зрелыми клетками крови .

Ретикулярные клетки стромы костного мозга не принимают непосредственного участия в кроветворении, однако они имеют большое значение, так как создают необходимое микроокружение для кроветворных клеток.

К ним относятся клетки эндотелия , выстилающего костномозговые синусы, фибробласты , остеобласты , жировые клетки .

Морфология их ничем не отличается от описанной ранее.

При подсчете миелограммы они расцениваются как ретикулярные.

Мазки пунктата костного мозга сначала тщательно просматриваются при малом увеличении для определения качества приготовления мазков и окраски миелокариоцитов. При этом увеличении можно обнаружить комплексы раковых клеток при метастазах злокачественных опухолей, клетки Березовского-Штернберга, Пирогова-Лангханса, скопления миеломных клеток, клетки Гоше и др. Обращается внимание на количество мегакариоцитов.

Все клетки костного мозга (не менее 500) подсчитываются подряд в нескольких участках мазка, и определяется процентное содержание каждого вида клеток (см. таблицу).

При оценке пунктата костного мозга наряду с процентным содержанием в нем миелокариоцитов учитывается отношение количества клеток лейкопо - этического ряда к числу клеток эритробластического ряда.

У здоровых людей лейкоэритроидное соотношение равно 4: 1 или 3: 1.

Клеточный состав костного мозга здоровых взрослых людей, %ПоказателиСреднее значениеПределы колебаний в нормеРетикулярные клетки0,90,1-1,6Бласты0,60,1-1,1Миелобласты1,00,2-1,7Нейтрофильные гранулоцитыПромиелоциты2.51,0-4,1Миелоциты9,67,0-12,2Метамиелоциты11,58,0-15,0Палочкоядерные18,212,8-23,7Сегментоядерные18,613,1-24,1Все нейрофильные элементы60,852,7-68,9Эозинофильные гранулоциты (всех генераций) 3,20,5-5,8Базофильные гранулоциты 0,20-0,5Эритробласты0,60,2-1,1Пронормоциты0,60,1-1,2НормоцитыБазофильные3,01,4-4,6Полихроматофильные12,98,9-16,9Оксифильные3,20,8-5,6Все эритроидные элементы20,514,5-26,5Лимфоциты9,04,3-13,7Моноциты 1,90,7-3,1Плазматические клетки0,90,1-1,8Количество мегакариоцитов (клеток в 1 мкл) 0-0,450-150 (В норме возможно более низкое содержание при разбавлении костного мозга кровью) Лейкоэритроидное соотношение3,32,1-4,5Индекс созреванияЭритрокариоцитов0,80,7-0,9Нейтрофильных гранулоцитов0,70,5-0,9Количество миелокариоцитов (тыс. клеток в 1 мкл) 118,441,6-195,0

Морфология клеток гранулоцитарного ростка

Миелобласт имеет диаметр 15-20 мкм. Ядро округлой формы занимает большую часть клетки, окрашено в красно-фиолетовый цвет, имеет нежно-сетчатую структуру хроматина, содержит от 2 до 5 ядрышек сине-голубого цвета. Ядро окружено узким пояском ярко-синей (базофильной) цитоплазмы, в которой содержится в небольшом количестве красная (азурофильная) зернистость.

Промиелоцит - крупная клетка диаметром 25 мкм. Ядро овальной формы занимает большую часть клетки, окрашено в светло-фиолетовый цвет, имеет тонкую сетчатую структуру, в которой различимы ядрышки. Цитоплазма широкая, голубого цвета, содержит обильную красную, фиолетовую или коричневую зернистость. По особенностям зернистости можно определить видовую направленность промиелоцита: нейтрофильную, эозинофильную или базофильную.

Миелоцит является более зрелой клеткой гранулоцитарного ряда диаметром 12-16 мкм. Ядро овальной формы, расположено эксцентрично, светло-фиолетового цвета. Его структура более грубая, чем у промиелоцита, ядрышки не выявляются. Цитоплазма окружает ядро широким поясом, окрашена в светло-голубой цвет, содержит зернистость. В зависимости от характера зернистости различают миелоциты нейтрофильные, эозинофильные и базофильные. Нейтрофильная зернистость мелкая, сине-фиолетового цвета, эозинофильная - крупная, желтовато-красного цвета, базофильная - темно-синего цвета.

Метамиелоцит - клетка диаметром 12-13 мкм с бобовидным эксцентрично расположенным ядром бледно-фиолетового цвета, структура его компактна. Ядро окружено по периферии широкой цитоплазмой розового цвета, содержащей нейтрофильную, эозинофильную или базофильную зернистость.

Палочкоядерный гранулоцит имеет диаметр 10-12 мкм. Ядро изогнуто в виде палочки или подковы, фиолетового цвета, с грубой структурой. Цитоплазма имеет розовую окраску, занимает большую часть клетки, содержит фиолетовую зернистость. У эозинофильного палочкоядерного гранулоцита цитоплазма практически не видна из-за обильной крупной желтовато-красного цвета зернистости. Палочкоядерная стадия базофильного гранулоцита обычно не встречается.

Сегментоядерный гранулоцит такого же размера, как и палочкоядерный. Ядро разделено на отдельные сегменты, соединенные тонкими перемычками. Количество сегментов колеблется от 2 до 5. Ядро фиолетовое, расположено в центре клетки. Сегментоядерный нейтрофил имеет розовую (оксифильную) цитоплазму, в которой содержится мелкая фиолетовая зернистость. Ядро эозинофила состоит обычно из двух сегментов, занимая меньшую часть клетки. Большая часть клетки заполнена крупной, густо расположенной желтовато-красной зернистостью. Ядро базофила состоит, как правило, из 3 сегментов. Светло-фиолетовая цитоплазма содержит крупную синего или темно-фиолетового цвета зернистость, которая местами наложена на ядро, в связи с чем его контуры нечеткие.

Морфология клеток лимфатического ростка

К клеткам лимфатического ряда относят лимфобласт и плазмобласт (4-й класс), пролимфоцит и проплазмоцит (5-й класс), лимфоцит и плазмоцит (6-й класс).

Лимфобласт имеет диаметр 15-20 мкм. Ядро округлое с нежно-сетчатой структурой хроматина, бледно-фиолетового цвета, расположено в центре. В ядре четко виды 1-2 ядрышка. Цитоплазма светло-синяя, окружает ядро узким ободком, не содержит зернистости. Участок цитоплазмы вблизи ядра имеет более светлую окраску (перинуклеарная зона).

Пролимфоцит является небольшой клеткой диаметром 11-12 мкм. Ядро округлое, бледно-фиолетового цвета, с нежной сетью хроматина. В некоторых случаях может содержать остатки ядрышек. Цитоплазма голубая, окружает ядро в виде неравномерного ободка, иногда содержит азурофильную (красновато-фиолетовую) зернистость.

Лимфоцит - зрелая клетка диаметром от 7-9 до 12-13 мкм в зависимости от величины цитоплазмы. Ядро округлое, темно-фиолетового цвета, компактное, иногда имеет вдавление. Ядрышек не содержит. Выявляются малые лимфоциты с узким ободком голубой цитоплазмы, которая практически незаметна, средние и большие лимфоциты, цитоплазма которых занимает большую часть клетки, менее интенсивно окрашена и содержит азурофильную зернистость. Вокруг ядра всегда определяется перинуклеарная зона.

Плазмобласт - крупная клетка диаметром 16-20 мкм с округлым центрально или эксцентрично расположенным большим ядром, имеющим нежную структуру и несколько ядрышек. Цитоплазма ярко-синего цвета, окружает ядро широким поясом. Вокруг ядра выражена перинуклеарная зона.

Проплазмоцит - клетка диаметром 10-20 мкм. Ядро округлое, компактное, расположено эксцентрично. В ядре чередуются темно - и светло-фиолетовые участки, которые расположены радиально от центра к периферии, что напоминает расположение спиц в колесе, - колесовидная структура ядра. Ядрышки отсутствуют. Цитоплазма интенсивного синего цвета, широкая, вакуолизированная. Хорошо видна перинуклеарная зона.

Плазмоцит - зрелые плазматические клетки (клетки Унна), разнообразные как по форме, так и по размерам (от 8 до 20 мкм). Ядро имеет почти постоянную величину, а меняется большей частью величина цитоплазмы. Ядро круглое или чаще овальное и расположено эксцентрично, имеет характерную грубую колесовидную структуру. Цитоплазма окрашивается в интенсивный синий цвет с ясным просветлением вокруг ядра, однако встречаются клетки с более светлой цитоплазмой и менее выраженной перинуклеарной зоной. В цитоплазме могут быть различной величины вакуоли, расположенные, как правило, в ее периферической части и придающие ей ячеистое строение. Нередко встречаются многоядерные плазматические клетки, содержащие 2-3 ядра и более одинаковой или различной величины. Плазматические клетки больших размеров могут иметь цитоплазму, окрашенную в серо-голубой цвет с менее отчетливой перинуклеарной зоной или с ее отсутствием.

Миеломные клетки имеют большие размеры, достигающие иногда 40 мкм и более в диаметре. Ядро нежное, содержит 1-2 больших или несколько мелких ядрышек, окрашенных в голубой цвет. Нередко встречаются клетки с 3-5 ядрами. Цитоплазма больших размеров, окрашивается в различные цвета: светло-голубой, светло-фиолетовый, интенсивно фиолетовый, а иногда красноватый, обусловленный присутствием гликопротеидов. Околоядерное просветление выражено нечетко или отсутствует. В редких случаях находят 1-2 гиалиновых включения - тельца Русселя величиной 2-4 мкм. При окраске азур-эозином они приобретают красный цвет.

Морфология клеток моноцитарного ростка

К клеткам моноцитарного ряда относят: монобласт (4-й класс), промоноцит (5-й класс), моноцит (6-й класс).

Монобласт имеет диаметр 12-20 мкм. Ядро округлое, иногда дольчатое, имеет нежную структуру, светло-фиолетовую окраску. Содержит 2-5 ядрышек. Цитоплазма нежно-голубая, занимает меньшую часть клетки.

Промоноцит имеет диаметр 12-20 мкм. Ядро крупное, рыхлое, бледно-фиолетовое, может содержать остатки ядрышек. Цитоплазма широкая серовато-фиолетового цвета.

Моноцит является зрелой клеткой диаметром 12-20 мкм. Ядро рыхлое, светло-фиолетовое. Форма ядра может быть различной: бобовидной, дольчатой, подковообразной. Цитоплазма серовато-фиолетового цвета, широкая, светлая, может содержать обильную мелкую азурофильную зернистость.

Морфология клеток мегакариоцитарного ростка

К клеткам мегакариоцитарного ростка относят мегакариобласт (4-й класс), промегакариоцит и мегакариоцит (5-й класс), тромбоцит (6-й класс).

Мегакариобласт имеет диаметр 20-25 мкм. Ядро округлое, с нежной структурой, красновато-фиолетового цвета, имеет ядрышки. Цитоплазма небольшая, интенсивно базофильная, не содержит зернистости. Вокруг ядра заметна зона просветления.

Промегакариоцит - значительно более крупная клетка, чем мегакариобласт. Ядро грубой структуры, не содержит ядрышек. Цитоплазма базофильна, занимает большую часть клетки, зернистость в ней отсутствует.

Мегакариоциты - гигантские клетки костного мозга. Мегакариоцит представляет собой гигантскую клетку костного мозга диаметром 60-120 мкм. Ядро имеет грубую структуру, различной, в некоторых случаях причудливой формы. Цитоплазма отличается очень большими размерами, содержит зернистость розовато-фиолетового цвета. От цитоплазмы мегакариоцита отшнуровываются тромбоциты.

Тромбоциты (кровяные пластинки) - зрелые элементы периферической крови, имеющие небольшие размеры (1,5-3 мкм), округлую или овальную форму. Периферическая часть - гиаломер - светлого цвета, центральная часть - грануломер - розовато-фиолетового цвета, содержит мелкие гранулы.

Морфология клеток эритроцитарного ростка

К клеткам эритроцитарного ростка относят эритробласт (4-й класс), пронормоцит , нормоцит , ретикулоцит (5-й класс), эритроцит (6-й класс).

Эритробласт имеет диаметр 20-25 мкм. Ядро нежной структуры, округлое, занимает большую часть клетки, красновато-фиолетового цвета, содержит 1-5 ядрышек. Цитоплазма насыщенного синего цвета, не содержит зернистости. Вокруг ядра определяется зона просветления.

Мегалобласты - большие эмбриональные эритробласты. В костном мозге и в периферической крови появляются в постэмбриональной жизни только при патологических состояниях, связанных с дефицитом гемопоэтического фактора - витамина В12, фолиевой кислоты.

Пронормоцит - клетка диаметром 12-18 мкм. Ядро имеет более грубую структуру, чем у эритробласта, но еще сохраняет нежную сетчатую структуру. Ядрышки отсутствуют. Цитоплазма базофильная, не содержит зернистости.

Нормоцит имеет диаметр 8-12 мкм. В зависимости от степени насыщенности их цитоплазмы гемоглобином различают базофильный, полихроматофильный и оксифильный нормоциты. Самые крупные - базофильные нормоциты, наименьший размер имеют оксифильные нормоциты. Ядра этих клеток имеют грубую структуру, окрашены в темно-фиолетовый цвет. Цитоплазма базофильного нормоцита - синяя, полихроматофильного - серовато-фиолетовая, оксифильного - розовая.

Ретикулоцит - клетка диаметром 9-11 мкм. В зависимости от способа окраски может быть голубого или зеленого цвета. Содержит нитчато-сетчатую субстанцию, которая окрашена в синий цвет.

Эритроцит - зрелая клетка периферической крови диаметром 7-8 мкм, розово-красного цвета. Имеет форму двояковогнутого диска, что ведет к неравномерности в окраске - клетка более светлая в центре и более интенсивно окрашена по периферии.

Список литературы

1. Клиническая лабораторная диагностика: Справочник для врачей. В.В. Медведев, Ю.З. Волчек, "Гиппократ" 2006г.;

Учебное пособие по клиническим лабораторным методам исследования. Л.В. Козловская, А.Ю. Николаев, Москва, Медицина, 1985 г.;

Руководство к практическим занятиям по клинической лабораторной диагностике. Под ред. проф. М.А. Базарновой, проф. В.Т. Морозовой. Киев, "Вища школа", 1988 г.;

Www.nsau.edu.ru;

Www.medkarta.com.

(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.

Современная схема кроветворения подразделяет все клетки крови на 6 классов.

1) В первом классе определяются только стволовые клетки (СКК) – класс полипотентных клеток – предшественников . Эти клетки лимфоцитоподобные. Обычными способами микроскопирования не выделяются. Редко делятся, обладают свойством самоподдержания.

Одна СКК обеспечивает суточный объм крови: 200 млрд. эритроцитов и 300 млрд. лейкоцитов.

За прародительницу всех клеток крови принимается единственная СКК. Это привело к разработке Унитарной теории (А.А. Максимов).

2) Класс частично детерминированных клеток-предшественников. Клетки еще полипотентны, но среди них уже выделяют 2 типа клеток:

Клетка-предшественница лимфопоэза;

Клетка-предшественница миелопоэза.

От сюда различают два вида ткани: лимфоидная , которая составляет лимфоидные органы (тимус, селезнка, лимфоузлы, скопления лимфатических узелков); миелоидная , составляющая миелоидные органы (ККМ).

В лимфоидных органах – это ретикулярная и соединительная ткани, и последняя блокирует миелопоэз. В миелоидных органах – это ретикулярная ткань. Т.о., если меняется микроокружение, соединительная ткань теряет блокирующее свойство, и миелоидная ткань встречается в лимфоидных органах.

3) Класс унипотентных клеток-предшественников. Каждая клетка дает свой "росток"

Клетки 2-го и 3-го классов также морфологически не распознаваемы. Но эти клетки могут образовывать колонии в селезнке у смертельно облученных животных или при культивировании на питательных средах – это т.н. колонии-образующие единицы (КОЭ).

На клетки 2-го класса оказывает влияние микроокружение, а на клетки 3-го класса влияют гормоны – поэтины . Поэтому клетки 3-го класса называются поэтин-чувствительными клетками. Поэтины вырабатываются в различных органах: эритропоэтины вырабатываются в почках, желудке, яичке.; В-активин и Т-активин – в тимусе. Поэтины могут быть возбуждающего и блокирующего характера.

При установлении патологий на уровне 3-го класса требуется гормональное лечение. Около 50% патологий для данного класса практически излечимо.

4) Класс пролиферирующих клеток. Это морфологически распознаваемые клетки.

Название каждой клетки данного класса заканчивается на "-бласт". Возможна регуляция пролиферации за счет цитостатинов , цитомитогенетиков .

5) Класс созревающих клеток. Происходит в основном их дифференцировка, при этом:

Они постепенно уменьшаются в размерах;

Изменяется форма ядра (от круглой до сегментоядерного или вообще выбрасывается). Ядро становится менее базофильным;

Меняется цвет цитоплазмы;

Появляется специфическая зернистость.

Часть клеток продолжает делиться

– клетки эритроидного ряда;

– гранулоциты.

6) Класс зрелых клеток.

Они функционируют или в крови (эритроциты, тромбоциты), или за пределами сосудистого русла (лейкоциты).

1 слайд

2 слайд

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»

3 слайд

4 слайд

Современная теория кроветворения Нормальное кроветворение поликлональное, т. е. осуществляется одновременно многими клонами. Размер индивидуального клона - 0,5-1 млн зрелых клеток Продолжительность 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.

5 слайд

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.

6 слайд

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.

7 слайд

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.

8 слайд

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.

9 слайд

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%.

10 слайд

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.

11 слайд

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.

12 слайд

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.

13 слайд

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.

14 слайд

Дифференцировка клеток гемопоэза V отдел морфологически распознаваемых клеток включает: дифференцирующиеся, созревающие зрелые клетки всех 8 клеточных линий, начиная с бластов, большинство из которых имеют характерные морфоцитохимические особенности.

15 слайд

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

16 слайд

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.

17 слайд

Регуляция гемопоэза Обновление СКК происходит медленно и при готовности к дифференцировке (процесс коммитирования), они выходят из состояния покоя (Go - фаза клеточного цикла) и становятся коммитированными. Это означает, что процесс стал необратимым и такие клетки, управляемые цитокинами, пройдут все стадии развития вплоть до конечных зрелых элементов крови.

20 слайд

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.

22 слайд

Регуляция гемопоэза 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

Кроветворение (гемоцитопоэз)процесс образования форменных элементов крови.

Различают два вида кроветворения:

миелоидное кроветворение:

• эритропоэз;
• гранулоцитопоэз;
• тромбоцитопоэз;
• моноцитопоэз.

лимфоидное кроветворение:

• Т-лимфоцитопоэз;
• В-лимфоцитопоэз.

Кроме того, гемопоэз подразделяется на два периода:

• эмбриональный;
• постэмбриональный.

Эмбриональный период гемопоэза приводит к образованию крови как ткани и потому представляет собой гистогенез крови . Постэмбриональный гемопоэз представляет собой процесс физиологической регенерации крови как ткани.

Эмбриональный период гемопоэза осуществляется поэтапно, сменяя разные органы кроветворения. В соответствии с этим эмбриональный гемопоэз подразделяется на три этапа:

• желточный;
• гепато-тимусо-лиенальный;
• медулло-тимусо-лимфоидный.

Наиболее важными моментами желточного этапа являются:

• образование стволовых клеток крови;
• образование первичных кровеносных сосудов.

Несколько позже (на 3-ей неделе) начинают формироваться сосуды в мезенхиме тела зародыша, однако они являются пустыми щелевидными образованиями. Довольно скоро сосуды желточного мешка соединяются с сосудами тела зародыша, по этим сосудам стволовые клетки мигрируют в тело зародыша и заселяют закладки будущих кроветворных органов (в первую очередь печень), в которых затем и осуществляется кроветворение.

Гепато-тимусо —лиенальный

этап гемопоэза осуществляется в начале в печени, несколько позже в тимусе (вилочковой железе), а затем и в селезенке. В печени происходит (только экстраваскулярно) в основном миелоидное кроветворение, начиная с 5-ой недели и до конца 5-го месяца, а затем постепенно снижается и к концу эмбриогенеза полностью прекращается. Тимус закладывается на 7-8-й неделе, а несколько позже в нем начинается Т-лимфоцитопоэз, который продолжается до конца эмбриогенеза, а затем в постнатальном периоде до его инволюции (в 25-30 лет). Процесс образования Т-лимфоцитов в этот момент носит название антиген независимая дифференцировка . Селезенка закладывается на 4-й неделе, с 7-8 недели она заселяется стволовыми клетками и в ней начинается универсальное кроветворение, то есть и миелоилимфопоэз. Особенно активно кроветворение в селезенке протекает с 5-го по 7-ой месяцы внутриутробного развития плода, а затем миелоидное кроветворение постепенно угнетается и к концу эмбриогенеза (у человека) оно полностью прекращается. Лимфоидное же кроветворение сохраняется в селезенке до конца эмбриогенеза, а затем и в постэмбриональном периоде.

Следовательно, кроветворение на втором этапе в названных органах осуществляется почти одновременно, только экстраваскулярно, но его интенсивность и качественный состав в разных органах различны.

Медулло-тимусо-лимфоидный этап кроветворения

Закладка красного костного мозга начинается со 2-го месяца, кроветворение в нем начинается с 4-го месяца, а с 6-го месяца он является основным органом миелоидного и частично лимфоидного кроветворения, то есть является универсальным кроветворным органом. В то же время в тимусе, в селезенке и в лимфатических узлах осуществляется лимфоидное кроветворение. Если красный костный мозг не в состоянии удовлетворить возросшую потребность в форменных элементах крови (при кровотечении), то гемопоэтическая активность печени, селезенки может активизироваться - экстрамедуллярное кроветворение.

Постэмбриональный период кроветворения - осуществляется в красном костном мозге и лимфоидных органах (тимусе, селезенке, лимфатических узлах, миндалинах, лимфоидных фолликулах).

Сущность процесса кроветворения заключается в пролиферации и поэтапной дифференцировке стволовых клеток в зрелые форменные элементы крови.

Теории кроветворения

• унитарная теория (А. А. Максимов, 1909 г.) - все форменные элементы крови развиваются из единого предшественникастволовой клетки;
• дуалистическая теория предусматривает два источника кроветворения, для миелоидного и лимфоидного;
• полифилетическая теория предусматривает для каждого форменного элемента свой источник развития.

В настоящее время общепринятой является унитарная теория кроветворения, на основании которой разработана схема кроветворения (И. Л. Чертков и А. И. Воробьев, 1973 г.).

В процессе поэтапной дифференцировки стволовых клеток в зрелые форменные элементы крови в каждом ряду кроветворения образуются промежуточные типы клеток, которые в схеме кроветворения составляют классы клеток.

Всего в схеме кроветворения различают 6 классов клеток:

• 1 класс - стволовые клетки;
• 2 класс - полустволовые клетки;
• 3 класс - унипотентные клетки;
• 4 класс - бластные клетки;
• 5 класс - созревающие клетки;
• 6 класс - зрелые форменные элементы.

1 класс - стволовая полипотентная клетка, способная к поддержанию своей популяции.

По морфологии соответствует малому лимфоциту, является полипотентной , то есть способной дифференцироваться в любой форменный элемент крови. Направление дифференцировки стволовой клетки определяется уровнем содержания в крови данного форменного элемента, а также влиянием микроокружения стволовых клеток - индуктивным влиянием стромальных клеток костного мозга или другого кроветворного органа. Поддержание численности популяции стволовых клеток обеспечивается тем, что после митоза стволовой клетки одна из дочерних клеток становится на путь дифференцировки, а другая принимает морфологию малого лимфоцита и является стволовой. Делятся стволовые клетки редко (1 раз в полгода), 80 % стволовых клеток находятся в состоянии покоя и только 20 % в митозе и последующей дифференцировке. В процессе пролиферации каждая стволовая клетка образует группу или клон клеток и потому стволовые клетки в литературе нередко называются колоние-образующие единицы - КОЕ.

2 класс - полустволовые

ограниченно полипотентные (или частично коммитированные) клетки-предшественницы миелопоэза и лимфопоэза. Имеют морфологию малого лимфоцита. Каждая из них дает клон клеток, но только миелоидных или лимфоидных. Делятся они чаще (через 3-4 недели) и также поддерживают численность своей популяции.

3 класс - унипотентные поэтин-чувствительные клетки

Предшественницы своего ряда кроветворения. Морфология их также соответствует малому лимфоциту. Способны дифференцироваться только в один тип форменного элемента. Делятся часто, но потомки этих клеток одни вступают на путь дифференцировки, а другие сохраняют численность популяции данного класса. Частота деления этих клеток и способность дифференцироваться дальше зависит от содержания в крови особых биологически активных веществ - поэтинов , специфичных для каждого ряда кроветворения (эритропоэтины, тромбопоэтины и другие).

Первые три класса клеток объединяются в класс морфологически неидентифицируемых клеток, так как все они имеют морфологию малого лимфоцита, но потенции их к развитию различны.

4 класс - бластные

(молодые) клетки или бласты (эритробласты, лимфобласты и так далее). Отличаются по морфологии как от трех предшествующих, так и последующих классов клеток. Эти клетки крупные, имеют крупное рыхлое (эухроматин) ядро с 2 4 ядрышками, цитоплазма базофильна за счет большого числа свободных рибосом. Часто делятся, но дочерние клетки все вступают на путь дальнейшей дифференцировки. По цитохимическим свойствам можно идентифицировать бласты разных рядов кроветворения.

5 класс - класс созревающих клеток

Характерных для своего ряда кроветворения. В этом классе может быть несколько разновидностей переходных клеток - от одной (пролимфоцит, промоноцит), до пяти в эритроцитарном ряду. Некоторые созревающие клетки в небольшом количестве могут попадать в периферическую кровь (например, ретикулоциты, юные и палочкоядерные гранулоциты).

6 класс - зрелые форменные элементы крови

Однако следует отметить, что только эритроциты, тромбоциты и сегментоядерные гранулоциты являются зрелыми конечными дифференцированными клетками или их фрагментами. Моноцитыне окончательно дифференцированные клетки. Покидая кровеносное русло, они дифференцируются в конечные клетки - макрофаги . Лимфоциты при встрече с антигенами, превращаются в бласты и снова делятся.

В Т- и в В-лимфоцитопоэзе выделяют три этапа:

• костномозговой этап;
• этап антиген-независимой дифференцировки, осуществляемый в центральных иммунных органах;
• этап антиген-зависимой дифференцировки, осуществляемый в периферических лимфоидных органах.

Первый этап Т-лимфоцитопоэза осуществляется в лимфоидной ткани красного костного мозга, где образуются следующие классы клеток:

• 1 класс - стволовые клетки;
• 2 класс - полустволовые клетки-предшественницы лимфоцитопоэза;
• 3 класс - унипотентные Т-поэтинчувствительные клетки-предшественницы Т-лимфоцитопоэза, эти клетки мигрируют в кровеносное русло и с кровью достигают тимуса.

Второй этап - этап антигеннезависимой дифференцировки осуществляется в корковом веществе тимуса. Здесь продолжается дальнейший процесс Т-лимфоцитопоэза. Под влиянием биологически активного вещества тимозина , выделяемого стромальными клетками, унипотентные клетки превращаются в Т-лимфобласты - 4 класс, затем в Т-пролимфоциты - 5 класс, а последние в Т-лимфоциты - 6 класс.

Третий этап - этап антигенезависимой дифференцировки осуществляется в Т-зонах периферических лимфоидных органов - лимфоузлов, селезенки и других, где создаются условия для встречи антигена с Т-лимфоцитом (киллером, хелпером или супрессором), имеющим рецептор к данному антигену.

Первый этап В-лимфоцитопоэза осуществляется в красном костном мозге, где образуются следующие классы клеток:

• 1 класс - стволовые клетки;
• 2 класс - полустволовые клетки-предшественницы лимфопоэза;
• 3 класс - унипотентные В-поэтинчувствительные клетки-предшественницы В-лимфоцитопоэза.

Второй этап антигеннезависимой дифференцировки у птиц осуществляется в специальном центральном лимфоидном органе - фабрициевой сумке.

Третий этап - антигензависимая дифференцировка осуществляется в В-зонах периферических лимфоидных органов (лимфатических узлов, селезенки и других) где происходит встреча антигена с соответствующим В-рецепторным лимфоцитом, его последующая активация и трансформация в иммунобласт.