Миелопоэз – это образование эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов и тромбоцитов. В постэмбриональном периоде он происходит в миелоидной системе – красном костном мозге.
Лимфопоэз – это образование лимфоцитов, происходит в лимфоидной ткани тимуса, селезенки, лимфатических узлов, миндалинах, скоплении лимфоидной ткани кишечника.
По современным представлениям источником всех форменных элементов крови является стволовая кроветворная клетка мезенхимного костно-мозгового происхождения. В начале ХХ века А.А. Максимов создал унитарную теорию кроветворения. Он, в частности, выдвинул предположение, что родоначальные клетки крови сходны по своим морфологическим свойствам с малыми темными лимфоцитами (имеют крупное ядро и узкий ободок цитоплазмы по периферии). Это предположение нашло подтверждение и дальнейшее развитие в современных исследованиях. Выявление СКК стало возможным при применении метода колониеобразования. Экспериментально (на мышах) показано, что при введении смертельно облученным животным (утратившим собственные кроветворные клетки) взвеси красного костного мозга или фракции, обогащенной СКК, в селезенке появляются колонии клеток – потомков одной СКК. Каждая СКК в селезенке образует одну колонию и называется селезеночной колониеобразующей единицей (КОЕ-С). Исследование очищенной фракции стволовых клеток с помощью электронного микроскопа позволяет считать, что по ультраструктуре они очень близки к малым темным лимфоцитам.
Всего в схеме кроветворения различают 6 классов клеток
В настоящее время развивающиеся кроветворные клетки принято подразделять на шесть компартментов:
- Стволовые клетки крови – СКК (плюрипотентные, полипотентные). Редко делятся и дифференцируются в двух направлениях:
а) миелоидное;
б) лимфоидное.
- Мультипотентные клетки: КОЕ – ГЭММ (колониеобразующие единицы гранулоцитопоэза, эритроцитопоэза, моноцитопоэза, мегакариоцитопоэза) и КОЕ-Л (колониеобразующие единица лимфопоэза).
- Олигопотентные и унипотентные родоночальные (прогениторные) клетки. Их развитие происходит под влиянием биологически активных веществ – поэтинов. Определены родоначальные унипотентные клетки:
· для моноцитов (КОЕ-М),
· нейтрофильных гранулоцитов (КОЕ-Гн),
· эозинофилов (КОЕ-Эо),
· базофилов (КОЕ-Б),
· эритроцитов (БОЕ-Э и КОЕ-Э),
· мегакариоцитов (КОЕ-МГЦ).
- Клетки –предшественники (прекурсорные) или бластные формы, из которых происходит развитие конкретного вида клеток.
- Компартмент созревающих клеток.
- Компартмент зрелых клеток.
Морфологически можно идентифицировать только клетки 5 и 6 компартментов
ЭРИТРОЦИТОПОЭЗ. Совокупность клеток, составляющих линию дифференцировки стволовой клетки в определенный форменный элемент, образуют его дифферон или гистологический ряд. Например, эритроцитарный дифферон составляет:
* стволовая клетка,
* полустволовая клетка предшественница миелопоэза,
* унипотентная эритропоэтин чувствительная клетка,
* эритробласт,
* созревающие клетки пронормоцит,
* базофильный нормоцит,
* полихроматофильный нормоцит,
* оксифильный нормоцит,
* ретикулоцит,
*эритроцит.
В процессе созревания эритроцитов в 5 классе происходит:
* синтез и накопление гемоглобина,
* редукция органелл, редукция ядра.
- СКК (полипотентная стволовая клетка крови).
- КОЕ-ГЭММ – колониеобразующая единица миелоидного ряда (мультипотентая клетка).
- БОЕ-Э и КОЕ-Э.
БОЕ-Э – взрывообразующая, или бурстообразующая, единица по сравнению с КОЕ-Э является менее дифференцированной. Интенсивно размножается и образует крупную колонию клеток. БОЕ-Э малочувствительна к эритропоэтину и вступает в фазу размножения под влиянием интерлейкина – 3 (ИЛ-3), вырабатываемого макрофагами и Т-лимфоцитами. ИЛ-3 способствует образованию КОЕ-Э. КОЕ-Э по сравнению с БОЕ-Э – более зрелая клетка. Она чувствительна к эритропоэтину, под влиянием которого размножается и формирует более мелкие колонии. Эритропоэтин – гликопротеиновый гормон, образуемый в почках (90%) и печени (10%). Под его влиянием КОЕ-Э дифференцируется в бластные формы.
- Проэритробласт (14-18 мкм) – имеет большое ядро, средне базофильную цитоплазму. Многократно делится митозом.
- Компартмент с озревающих клеток включает несколько видов эритробластов.
Проэритробласт превращается в базофильный эритробласт (13-16 мкм). В этих клетках много рибосом, что обуславливает базофилию цитоплазмы. Клетка сохраняет способность к митозу и начинает синтезировать гемоглобин. - Полихроматофильный эритробласт (10-12 мкм). Ядро с плотным хроматином значительно уменьшается в размере. Серовато-фиолетовый тон цитоплазмы обусловлен базофильным окрашиванием рибосом и оксифильным окрашиванием гемоглобина, содержание которого увеличивается. Клетки продолжают делиться митозом.
- Оксифильный эритробласт (8-10 мкм) – имеет ацидофильную цитоплазму, так как содержит много гемоглобина. Пикнотичное ядро выталкивается из клетки, остаются лишь единичные органеллы. Клетка утрачивает способность к делению.
- Ретикулоцит – безъядерная клетка с небольшим содержанием рибосом, обусловливающих базофильную окраску некоторых участков, и преобладанием гемоглобина, определяющим оксифилию, что в целом дает многоцветную окраску (поэтому клетка получила название «полихроматофильный эритроцит»). Остатки органелл способны формировать сетеподобные структуры, с чем связано название клетки – ретикулоцит. При выходе в кровь ретикулоцит в течение1-2 суток созревает в-эритроцит.
- Эритроцит – имеет диаметр 7-8 мкм, ацидофильную цитоплазму, насыщенную гемоглобином. Эритроцит приобретает чаще всего форму двояковогнутого диска.
Таким образом, в процессе эритроцитопоэза происходит:
1) уменьшение клетки в 2 раза;
2) уменьшение размера и уплотнение ядра, с последующим выходом его из клетки, теряющей способность к делению;
3) уменьшение содержания РНК и накопление гемоглобина, с чем связано изменение окраски цитоплазмы – от базофильной до полихроматофильной и оксифильной.
У взрослого человека потребность в эритроцитах обычно обеспечивается за счет усиленного размножения полихроматофильных эритробластов. Но, когда потребность организма в эритроцитах возрастает (например, при потере крови), эритробласты начинают развиваться из более ранних предшественников.
ГРАНУЛОЦИТОПОЭЗ.
Различают- нейтро-,-эозино-и-базофильный.
Нейтрофилопоэз:
- СКК (плюрипотентная, полипотентная).
- КОЕ-ГЭММ (мультипотентная).
- КОЕ-ГМ (олигопотентная). КОЕ-Гн (унипотентная).
- Миелобласт – цитоплазма базофильна, лишена гранул. Содержат крупное округлое ядро. Дают начало промиелоцитам.
5. Промиелоцит – крупная клетка, содержит округлое или овальное светлое ядро. Цитоплазма базофильнее, в ней накапливаются первичные (азурофильные) гранулы. Промиелоциты делятся митозом.
Миелобласт - От недифференцируемого бласта его отличает несколько более грубая структура ядра и наличие в цитоплазме скудной неспецифической азурофильной зернистости алого цвета. Миелобласт не имеет еще видовой (нейгрофильной, эозинофильной или базофильной) специфичности
Промиелоцит по своей зрелости и морфологическим чертам занимает промежуточное положение между миелобластом и миелоцитом. Промиелоцит обладает видовой специфичностью: он бывает нейтрофильным, эозинофильным или базофильным. Самая крупная клетка в нормальном миелоидном ряду (диаметр до 25 мкм), содержит много цитоплазмы. Ядро промиелоцита крупное, часто овальной формы, располагается иногда эксцентрично. Структура его еще молодая (тонкопетлистая), но более грубая, чем у миелобласта. Нуклеолы, как правило, не встречаются, но могут быть единичные и как бы «обломанные». Окраска цитоплазмы негомогенна: наряду с базофильными участками встречаются окси-фильные (преобладание тех или иных тинкториальных свойств зависит от близости промиелоцита по степени зрелости к миелобласту или миелоциту). Особенно характерна для морфологии промиелоцита его зернистость, часто располагающаяся не только в цитоплазме, но и на ядре. Промиелоцитарная зернистость -специфическая (нейтрофильная, эозинофилъная или базофильная), что и определяет принадлежность промиелоцита к одному из рядов гранулоцитов. Будучи специфической, промиелоцитарная зернистость еще незрелая и имеет некоторые особенности, отличающие ее от зрелой специфической зернистости.
Миелоцит - зрелая для костного мозга клетка. Цитоплазма ее оксифильная. Зернистость, специфическая и зрелая, соответствует специфическому клеточному типу: по ее морфологии и тинкториальным свойствам различают миело-циты нейтрофильные, эозинофильные и базофильные. Ядро у миелоцита круглое или овальное, располагается часто эксцентрично. Структура его грубая. Д.Н. Крюков называл ядра миелоцитов полосатыми.
Различают два вида миелоцитов: материнские и дочерние. Материнские - более крупные клетки, по зрелости близки к промиелоцитам, дочерние миелоциты - более мелкая генерация, образующаяся в результате деления и созревания материнских форм. Дочерний миелоцит- последняя клетка в гранулоцитарном ряду, способная к делению. Дальнейшее созревание миелоидных элементов выражается только в изменении формы ядра.
Миелоцит нейтрофильный – клетка уменьшается в размерах, появляются специфические гранулы. Ядро приобретает бобовидную форму, хроматин в нем становится конденсированнее.
Метамиелоцит нейтрофильный. Размеры этих клеток еще меньше. В цитоплазме увеличивается содержание специфических гранул. В ядре появляются глубокие вырезки, хроматин еще более конденсирован. Клетка утрачивает способность к делению. Если метамиелоциты встречаются в периферической крови, то их называют юными формами.
Палочкоядерный, нейтрофильный лейкоцит. Ядро приобретает подковообразную форму, или форму изогнутой палочки. Эти клетки непосредственно предшествуют зрелым формам. Палочкоядерные гранулоциты в кровотоке составляют 3-5% общего количества циркулирующих лейкоцитов.
6. Сегментоядерный, нейтрофильный лейкоцит – это зрелая форма. Ядро сегментируется и содержит плотный хроматин.
Эозинофилопоэз:
1.СКК (плюрипотентная, полипотентная).
2. КОЕ-ГЭММ (мультипотентная).
3. КОЕ-Эо (унипотентная).
4. Миелобласт.
5. Промиелоцит – Миелоцит – Метамиелоцит.
6. Сегментоядерный эозинофил.
Эозинофильная промиелоцитарная - цитоплазма эозинофильных лейкоцитов практически не видна, она заполнена обильной крупной (0,6 - 0,7 мкм) однородной зернистостью; гранулы объемные, похожи на шарики, окрашиваются эозином в оранжевый цвет, по морфологии и цвету напоминают кетовую икру.
Базофилопоэз:
1.СКК (плюрипотентная, полипотентная).
2. КОЕ-ГЭММ (мультипотентная).
3. КОЕ-Б (унипотентная).
4. Миелобласт.
5. Промиелоцит – Миелоцит – Метамиелоцит.
6. Сегментоядерный базофил.
У зрелых базофилов ядро лапчатой формы, поэтому в этом ряду выделяют только миелоцит и зрелую сегментоядерную форму. Зернистость базофила крупная, гранулы имеют разную форму и величину, могут быть похожи на небрежные мазки краски, окрашиваются краской Романовского в фиолетовый и грязно-синий цвет. Гранулы хаотично разбросаны в клетке, видны и над поверхностью ядра. Зернистость базофилов растворима в воде, в связи с чем в цитоплазме часто хорошо различимы ячейки - места нахождения растворившейся зернистости.
По мере созревания гранулоцитов размеры клеток уменьшаются, форма их ядер изменяется от округлой до сегментированной, в цитоплазме накапливается специфическая зернистость.
У взрослого количество лейкоцитов пополняется за счет размножения миелоцитов. В особых случаях миелоциты начинают развиваться из миелобластов, а последние – из унипотентных и полипотентных СКК.
МОНОЦИТОПОЭЗ.
1.СКК (плюрипотентная, полипотентная).
2. КОЕ-ГЭММ (мультипотентная).
3. КОЕ – ГМ (олигопотентная) – КОЕ-М (унипотентная).
4. Монобласт.
5. Промоноцит.
6.Моноцит.
Моноцитарный ряд.
Идентификация монобласта сложна, так как для него характерны те же признаки молодости, что и для недифференцируемого бласта. От последнего он отличается несколько большей величиной и склонностью к ядерному полиморфизму.
Промоноцит - по морфологии очень близок к моноциту, но имеет более нежную, чем моноцит, структуру ядра.
Моноцит - самая большая клетка периферической крови (диаметром 14-20 мкм). Имеет характерное строение и форму ядра. Структура ядра грубая, но рыхлая, без выраженных скоплений красящего вещества, форма ядра может быть разной - от круглой до лентовидной и фрагментированной; отличительное свойство - отсутствие ровного контура. Цитоплазма, как правило, широкая, серо-голубая с пылевидной азурофильной зернистостьо, иногда вакуо-лизированная. При реконвалесценции от острых инфекций часто, особенно у детей, встречаются моноциты с интенсивно базофильной, почти фиалковой цитоплазмой.
МЕГАКАРИОЦИТОПОЭЗ. ТРОМБОЦИТОПОЭЗ.
1.СКК (полипотентная, плюрипотентная.
2. КОЕ-ГЭММ (мультипотентная).
3. КОЕ-Мег (унипотентная).
4. Мегакариобласт.
5. Промегакариоцит – Мегакариоцит.
6.Тромбоцит.
Мегакариоцитарный росток
Мегакариобласт - родоначальная клетка мегакариоцитарного ростка костного мозга. Эта клетка крупнее других родоначальных кроветворных элементов, имеет большое ядро нежной сетчатой структуры, содержащее 1 -2 нуклеолы, и узкий ободок базофильной цитоплазмы.
Промегакариоцит - в 1,5-2 раза крупнее мегакариобласта, ядро более грубое, полиморфное, многолопастное, без нуклеол. Цитоплазма базофильная, по величине превалирует над ядром, содержит скудную азурофильную зернистость. На этой стадии начинается образование тромбоцитов.
Мегакариоцит - зрелая форма с грубыми полиплоидными ядрами, широкой цитоплазмой и обильной грубой зернистостью. Мегакариоциты являются основными продуцентами тромбоцитов. Последние образуются из цитоплазмы ме-гакариоцитов, содержащей гранулы, располагаются скоплениями, иногда в виде цепочек или ленточек, исходящих из цитоплазмы гигантской клетки.
Метамегакариоцит - мегакариоцит, цитоплазма которого почти полностью распалась на тромбоциты.
По данным Г.А.Алексеева, отшнуровка тромбоцитов наблюдается у 40-50% мегакариоцитов костного мозга взрослого человека.
Тромбоциты - это круглые или овальные клетки диаметром 2-4 мкм. Центральная часть тромбоцита представляет собой скопление гранул и носит название грануломера. Гранулы окружены голубоватой или розоватой цитоплазмой,
ЛИМФОЦИТОПОЭЗ.
Т-лимфоцитопоэз:
1. СКК (плюрипотентная, полипотентная).
2. КОЕ-Л (мультипотентная).
3. Клетка-предшественник Т-лимфоцитов (пре-Т-клетка).
4. Т- лимфобласт.
5. Т-пролимфоцит.
6. Т-лимфоцит.
В-лимфоцитопоэз:
1. СКК (плюрипотентная, полипотентная).
2. КОЕ-Л (мультипотентная).
3. Клетка- предшественник В-лимфоцитов (пре-В-клетка).
4. В-лимфобласт.
5. В-пролимфоцит.
6.В-лимфоцит.
Лимфатический ряд
Лимфобласт - присущи те же черты молодости, что и другим родоначальным клеткам гемопоэза. Отличают его меньшее число нуклеол (1-2), несколько более грубая структура хроматина и значительно более интенсивная окраска цитоплазмы с выраженным ободком перинуклеарного просветления. От миелобласта лимфобласт отличается отсутствием азурофильной зернистости и отрицательной реакцией на миелопероксидазу.
Пролимфоцит - промежуточная форма между лимфобластом и лимфоцитом, характеризуется более нежной, чем у лимфоцита, структурой ядра и иногда остатками нуклеол в нем. Он меньше лимфобласта, характер и окраска цитоплазмы такие же, как и лимфоцита. Лимфобласты и пролимфоциты бывают нередкой находкой в нормальной крови недоношенных и новорожденных детей.
Лимфоцит - состоит из круглого или слегка бобовидного ядра грубой структуры (напоминает поверхность скорлупы грецкого ореха) и ба-зофильной цитоплазмы с ободком перинуклеарного просветления. Иногда в цитоплазме содержится азурофильная зернистость. Лимфоциты периферической крови неоднородны по морфологии (рис.5). Особенно ярко проявляется полиморфизм этой популяции у детей. Схематично лимфоциты можно разделить на следующие группы:
а ) малый лимфоцит - маленькая клетка, чуть больше эритроцита, с круглым или бобовидным ядром и очень узким ободком цитоплазмы;
б) широкоцитоплазменный лимфоцит - клетка, значительно большая по величине, имеет широкий ободок светлой или голубой цитоплазмы, часто с базо-фильным четким контуром, иногда с бахромчатыми краями, может содержать азурофильную зернистость;
в) лимфоциты с плазматизацией цитоплазмы, по тинкториальным свойствам напоминающие плазматические клетки.
Плазмобласт (иммунобласт ) - клетка, родоначальная для плазматических клеток, образуется в результате бластгрансформации В-лимфоцита в ответ на антигенную стимуляцию. Характеризуется известными признаками молодости. От родоначальных клеток других рядов отличается более интенсивной окраской ядра и ярким фиалковым оттенком цитоплазмы.
Проплазмоцит имеет большое ядро более грубой структуры, чем у плазмобласта, без нуклеол, которое иногда располагается эксцентрично; цитоплазма насыщенного сине-фиолетового цвета.
Плазматическая клетка (плазмоцит) имеет маленькое ядро грубой глыбчатой структуры, которое располагается обычно эксцентрично. Цитоплазма интенсивно базофильная с выраженным перинуклеарным просветлением, часто вакуолизирована.
Дифференцировка унипотентных предшественников В-лимфоцитов в лимфоидной ткани ведет к образованию - плазмобластов, проплазмоцитов и, наконец, плазмоцитов.
В результате лимфоцитопоэза происходит постепенное и значительное уменьшение клеточного объема. Особенностью лимфоцитопоэза является способность дифференцированных клеток (лимфоцитов) дифференцироваться в бластные формы. В отличие от других клеток крови лимфоциты могут пролиферировать и вне костного мозга. Это происходит в тканях иммунной системы в ответ на стимуляцию.
Регуляция гемопоэза
Кроветворение регулируется факторами роста, обеспечивающими пролиферацию и дифференцировку СКК и последующих стадий их развития, факторами транскрипции, влияющими на экспрессию генов, определяющих направление дифференцировки гемопоэтических клеток, а также витаминами, гормонами. Факторы роста включают
· колониестимулирующие факторы,
· интерлей-кины и
· ингибирующие факторы.
Они являются гликопротеинами с молекулярной массой около 20 килодальтон. Гликопротеины действуют и как циркулирующие гормоны, и как местные медиаторы, регулирующие гемопоэз и развитие клеточных дифферонов. Они почти все действуют на СКК, КОЕ, коммитированные и зрелые клетки. Однако отмечаются индивидуальные особенности действия этих факторов на клетки-мишени.
Например, фактор роста стволовых клеток влияет на пролиферацию и миграцию СКК в эмбриогенезе. В постнатальном периоде на гемопоэз оказывают влияние несколько КСФ, среди которых наиболее изучены факторы, стимулирующие развитие гранулоцитов и макрофагов (ГМ-КСФ, Г-КСФ, М-КСФ), а также интерлейкины. Мульти-КСФ и интерлейкин-3 действуют на поли-потентную стволовую клетку и большинство КОЕ. Некоторые КСФ могут действовать на одну или более стадий гемопоэза, стимулируя деление, дифференцировку клеток или их функцию. Большинство указанных факторов выделено и применяется для лечения различных болезней. Для получения их используются биотехнологические методы.
Большая часть эритропоэтина образуется в почках (интерстициальные клетки), меньшая - в печени. Его образование регулируется содержанием в крови О2, которое зависит от количества циркулирующих в крови эритроцитов. Снижение числа эритроцитов и соответственно парциального давления кислорода (Ро2) является сигналом для увеличения продукции эритропоэтина. Эритропоэтин действует на чувствительные к нему КОЕ-Э, стимулируя их пролиферацию и дифференцировку, что в конечном итоге приводит к повышению содержания в крови эритроцитов. К факторам роста для эритроидных клеток, кроме эритропоэтина, относится фактор бурст-промоторной активности (БПА), который влияет на БОЕ-Э. БПА образуется клетками ретикулоэндотелиальной системы. В настоящее время считают, что он является интерлейкином-3.
Тромбопоэтин синтезируется в печени, стимулирует пролиферацию КОЕ-МГЦ, их дифференцировку и образование тромбоцитов.
Ингибирующие факторы дают противоположный эффект, т. е. тормозят гемопоэз. К ним относятся липопротеины, блокирующие действие КСФ (лактофер-рин, простагландины, интерферон, кейлоны). Гормоны также влияют на гемопоэз. Например, гормон роста стимулирует эритропоэз, глюкокортикоиды, напротив, подавляют развитие клеток-предшественников.
Витамины необходимы для стимуляции пролиферации и дифференцировки гемо-поэтических клеток. Витамин В12 потребляется с пищей и поступает с кровью в костный мозг, где влияет на гемопоэз. Нарушение процесса всасывания при различных заболеваниях может служить причиной дефицита витамина В12 и нарушений в гемопоэ-зе. Фолиевая кислота участвует в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований.
Таким образом, развитие кроветворных клеточных дифферонов протекает в неразрывной связи с микроокружением. Миелоидная и лимфоидная ткани являются разновидностями соединительной ткани, т. е. относятся к тканям внутренней среды. Ретикулоцитарный, адипоцитарный, тучнокле-точный и остеобластический диффероны вместе с межклеточным веществом (матриксом) формируют микроокружение для гемопоэтических диф-феронов. Гистологические элементы микроокружения и гемопоэтические клетки функционируют в неразрывной связи. Микроокружение оказывает воздействие на дифференцировку клеток крови (при контакте с их рецепторами или путем выделения специфических факторов ). В миелоидной и лимфоидной тканях стромальные ретикулярные и гемопоэтические элементы образуют единое функциональное целое. В тимусе имеется сложная строма, представленная как соединительнотканными, так и ретикулоэпи-телиальными клетками. Эпителиальные клетки секретируют особые вещества - тимозины, оказывающие влияние на дифференцировку из СКК Т-лимфоцитов. В лимфатических узлах и селезенке специализированные ретикулярные клетки создают микроокружение, необходимое для пролиферации и дифференцировки в специальных Т- и В-зонах Т- и В-лимфоцитов и плазмоцитов.
