Кроветворение (гемоцитопоэз) – процесс образования форменных элементов крови.
Различают два вида кроветворения:
В свою очередь миелоидное кроветворение подразделяется на:
Лимфоидное кроветворение подразделяется на:
Кроме того, гемопоэз подразделяется на два периода:
Эмбриональный период приводит к образованию крови как ткани и потому представляет собой гистогенез крови. Постэмбриональный гемопоэз представляет процесс физиологической регенерации крови как ткани.
Эмбриональный период гемопоэза.
Он осуществляется в эмбриогенезе поэтапно, сменяя разные органы кроветворения. В соответствии с этим выделяют три этапа:
1. Желточный этап осуществляется в мезенхиме желточного мешка начиная со 2 – 3-й недели эмбриогенеза, с 4-й – снижается и к концу 3-го месяца полностью прекращается.
Вначале в желточном мешке в результате пролиферации мезенхимальных клеток образуются так называемые кровяные островки, представляющие собой очаговые скопления отростчатых клеток.
Наиболее важными моментами желточного этапа являются:
1) образование стволовых клеток крови;
2) образование первичных кровеносных сосудов.
Несколько позже (на 3-й неделе) начинают формироваться сосуды в мезенхиме тела зародыша, однако они являются пустыми щелевидными образованиями. Довольно скоро сосуды желточного мешка соединяются с сосудами тела зародыша, и устанавливается желточный круг кровообращения. Из желточного мешка 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.
2. Гепатотимусолиенальный этап) гемопоэза осуществляется вначале 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-й 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 и в постнатальном периоде до его инволюции (в 25 – 30 лет). Селезенка закладывается на 4-й неделе, с 7 – 8-й недели она заселяется стволовыми клетками, и в ней начинается универсальное кроветворение, т. е. и миело– и лимфопоэз. Особенно активно кроветворение протекает в селезенке с 5-го по 7-й месяцы, а затем миелоидное кроветворение постепенно угнетается, и к концу эмбриогенеза (у человека) оно полностью прекращается.
3. Медуллотимусолимфоидный 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, т. е. является универсальным кроветворным органом. В это же время в тимусе, селезенке и в лимфатических узлах осуществляется лимфоидное кроветворение.
В результате последовательной смены органов кроветворения и совершенствования процесса кроветворения формируется кровь как ткань, которая у новорожденных имеет существенные отличия от крови взрослых людей.
Постэмбриональный период кроветворения.
Осуществляется в красном костном мозге и лимфоидных органах (тимусе, селезенке, лимфоузлах, миндалинах, лимфоидных фолликулах).
Сущность процесса кроветворения заключается в пролиферации и поэтапной дифференцировке стволовых клеток в зрелые форменные элементы крови.
В схеме кроветворения представлены два ряда кроветворения:
Каждый вид кроветворения подразделяется на разновидности (или ряды) кроветворения.
1) эритроцитопоэз (или эритроцитарный ряд);
2) гранулоцитопоэз (или грануляцитарный ряд);
3) моноцитопоэз (или моноцитарный ряд);
4) тромбоцитопоэз (или тромбоцитарный ряд).
1) Т-лимфоцитопоэз (или Т-лимфоцитарный ряд;
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 шесть классов клеток.
I класс – стволовые клетки. По морфологии клетки этого класса соответствуют малому лимфоциту. Эти клетки являются полипотентными, т. е. способны дифференцироваться в любой форменный элемент крови. Направление дифференцировки зависит от содержания форменных элементов в крови, а также от влияния микроокружения стволовых клеток – индуктивных влияний стромальных клеток костного мозга или другого кроветворного органа. Поддержание популяции стволовых клеток осуществляется следующим образом. После митоза стволовой клетки образуются две: одна вступает на путь дифференцировки до форменного элемента крови, а другая принимает морфологию лимфоцита малого размера, остается в костном мозге, является стволовой. Деление стволовых клеток происходит очень редко, их интерфаза составляет 1 – 2 года, при этом 80% стволовых клеток находятся в состоянии покоя и только 20% – в митозе и последующей дифференцировке. Стволовые клетки также получили название колинеобразующие единицы, так как каждая стволовая клетка дает группу (или клон) клеток.
II класс – полустволовые клетки. Эти клетки являются ограниченно полипотентными. Выделяют две группы клеток – предшественницы миелопоэза и лимфопоэза. По морфологии похожи на малый лимфоцит. Каждая из этих клеток дает клон миелоидного или лимфоидного ряда. Деление происходит раз в 3 – 4 недели. Поддержание популяции осуществляется аналогично полипотентным клеткам: одна клетка после митоза вступает в дальнейшую дифференцировку, а вторая остается полустволовой.
III класс – унипотентные клетки. Данный класс клеток является поэтинчувствительными – предшественниками своего ряда кроветворения. По морфологии они также соответствуют малому лимфоциту и способны к дифференцировке только в один форменный элемент крови. Частота деления данных клеток зависит от содержания в крови поэтина – биологически активного вещества, специфического для каждого ряда кроветворения, – эритропоэтина, тромбоцитопоэтина. После митоза клеток данного класса одна клетка вступает в дальнейшую дифференцировку до форменного элемента, а вторая поддерживает популяцию клеток.
Клетки первых трех классов объединяются в класс морфологически не идентифицируемых клеток, так как все они по морфологии напоминают малый лимфоцит, однако способности их к развитию различны.
IV класс – бластные клетки. Клетки этого класса отличаются по морфологии от всех остальных. Они крупные, имеют крупное рыхлое ядро (эухроматин) с 2 – 4 ядрышками, цитоплазма базофильна за счет большого количества свободных рибосом. Эти клетки часто делятся, и все дочерние вступают в дальнейшую дифференцировку. Бласты различных рядов кроветворения можно идентифицировать по цитохимическим свойствам.
V класс – созревающие клетки. Этот класс характерен 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 периферический кровоток, например ретикулоциты или палочкоядерные лейкоциты.
VI класс – зрелые форменные элементы. К этому классы относятся эритроциты, тромбоциты и сегментоядерные гранулоциты. Моноциты не являются окончательно дифференцированными клетками. Они затем покидают кровеносное русло и дифференцируются в конечный класс – макрофаги. Лимфоциты дифференцируются в конечный класс при встрече с антигенами, при этом они превращаются в бласты и снова делятся.
Совокупность клеток, составляющих линию дифференцировки стволовой клетки в определенный форменный элемент, образует дифферон (или гистогенетический ряд). Например, эритроцитарный дифферон составляют:
В процессе созревания эритроцитов в V классе происходят синтез и накопление гемоглобина, редукция органелл и клеточного ядра. В норме пополнение эритроцитов осуществляется за счет деления и дифференцировки созревающих клеток – пронормоцитов, базофильных и полихроматофильных нормоцитов. Такой тип кроветворения получил название гомопластического. При выраженной кровопотере пополнение эритроцитов осуществляется не только усилением созревающих клеток, но и клеток IV, III, II и даже I класса – происходит гетеропластический тип кроветворения.
Источник
Что значит миелоидное кроветворение
Введение
Опреде- ление
1. Кроветворение , или гемоцитопоэз, — это образование форменных элементов крови — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов (рассмотренных нами в теме 8).
2. а) Среди данных элементов — и лимфоциты — особый класс лейкоцитов, обеспечивающий иммунные реакции.
б) Поэтому кроветворение тесно связано с таким сложным явлением, как иммуногенез.
Содержание этой темы
В этой теме мы рассмотрим следующие вопросы:
локализацию кроветворения в эмбриональном и в постэмбриональном периодах жизни;
последовательность развития всех форменнных элементов крови,
гистологическое строение центральных органов кроветворения —
красного костного мозга и тимуса .
Содержание следующей темы
В следующей же теме мы обсудим
строение периферических органов кроветворения — лимфоузлов, селезёнки, лимфоидной системы слизистых оболочек ,
а также общие вопросы иммуногенеза.
20.1. Локализация кроветворения
20.1.1. Кроветворение у эмбриона
а) У зародыша, по мере его развития, локализация кроветворения последовательно меняется. б) Это отражается следующей схемой (см. тему 6):
20.1.1.2. Описание схемы
а) В соответствии с приведённой схемой, выделяют 3 этапа кроветворения:
мезобластический, печёночный и медуллярный .
б) При этом надо заметить, что данное подразделение несколько условно, поскольку
«этапы» не следуют строго друг за другом, а в значительной степени перекрываются.
I. Мезобластический этап
Рисунки: А — связь сосудов желточного мешка и тела зародыша; Б — кровяной островок в стенке желточного мешка.
Локализация
1. а) Впервые кроветворение начинается в стенке желточного мешка (1).
б) Здесь появляются скопления мезенхимных клеток — кровяные островки.
2. Периферические клетки островков уплощаются и образуют стенку первичных сосудов (2).
Полный размер
Внутрисосудистое образование первичных эритроцитов
1. Центральные клетки (3) кровяных островков
округляются и внутри сосудов, т.е. интраваскулярно , вступают в т.н. мегалобластический эритропоэз :
2. Образующиеся первичные эритроциты
имеют большой размер , часто содержат ядра, содержат особый вид гемоглобина — т.н. Hb эмбриона.
Позднее в желточном мешке
начинается нормобластический эритропоэз — образовани е обычных эритроцитов ( нормоцитов );
вне сосудов ( экстраваскулярно ) образуются первичные лейкоциты (причём, только гранулоциты );
ч асть стволовых клеток (1-ой генерации) выходит в кровь и переносится в зачат о к печени.
II. Печёночный этап
1. С 6-й недели эмбрионального развития центром кроветворения становится печень.
2. Отличительные черты таковы:
а) п роцесс (в т.ч. эритропоэз) происходит экстраваскулярно — вокруг капилляров, врастающих в печёночные дольки ;
б ) о бразуются все форменные элементы крови ;
в) п ри этом эритроциты
имеют обычный размер и содержат другой (нежели мегалоциты) вид гемоглобина — фетальный (Hb F ).
3. Наряду с клетками крови, из печени разносятся также стволовые кроветворные клетки 2-ой генерации.
III. Медуллярный этап
Кроветворные органы на медуллярном этапе.
1. Названные стволовые клетки (2-й генерации) оседают в зачатках
тимуса, лимфоузлов, селезёнки и красного костного мозга.
2. а) Все эти органы (а не только красный костный мозг, как следует из названия этапа) включаются в кроветворение на медуллярном этапе ; причём,
кроветворение в них происходит экстраваскулярно,
эритроциты (если они образуются в органе) содержат, в основном, HbF и в меньшей степени HbA ( гемоглобин взрослых);
перечисленные органы остаются органами кроветворения также после рождения.
б) Однако, как правило, суживается спектр образуемых в них клеток.
Тимус.
1. а) Так, вскоре красный костный мозг начинают покидать предшественники Т-лимфоцитов .
б) Своё антиген не зависимое с озревание они заканчива ют в тимусе.
2. В итоге, кроветворная роль тимуса быстро суживается до одной, но ключевой, функции — обеспечения антигеннезависимого созревания Т-лимфоцитов.
Лимфоузлы и селезёнка
1. а) Вначале в лимфоузлах и селезёнке образуются
все виды форменных элементов крови.
б) Такая способность сохраняется
в лимфоузлах до 15-й недел и развития, а в селезёнке — до рождени я.
2. а) Затем эти органы (а также лимфоидн ая систем а слизистых оболочек) тоже концентрируются лишь на одной функции (если говорить о кроветворении) —
антиген зависимом созревании В- и Т-лимфоцитов.
з десь образуются лимфатические узелки ;
в последних оседают В- и Т-лимфоциты из, соответственно, красного костного мозга и тимуса ;
п осле антигенной стимуляции соответствующие клоны лимфоцитов вступают в активную пролиферацию и в дальнейшую дифференцировку.
1. Вначале в красном костном мозгу тоже образуются все клетки крови,
а затем, как отмечалось, его начинают покидать предшественники Т-лимфоцитов.
2. Таким образом, у взрослого красный костный мозг сохраняет способность образовывать
все виды клеток крови, кроме Т-лимфоцитов,
а также предшественники Т-лимфоцитов.
3. Причём, на протяжении всего последующего онтогенеза в нём сохраняются стволовые кроветворные клетки 3-го поколения.
1. а) Этот препарат уже встречался нам в п. 6.3.2.2. б) В данном случае он иллюстрирует кроветворение в стенке желточного мешка.
формирующуюся стенку желточного мешка (I ) и в ней — внезародышевую энтодерму (1), висцеральный листок внезародышевой мезодермы (2).
Полный размер
3 . а) Между этими листками — первичные кровеносные сосуды (3).
б) В некоторых из них видны первичные клетки крови (4). (См. также п.18.1.4.2)
20.1.2. Органы кроветворения у взрослых
Теперь уточним местоположение и основную функцию органов кроветворения у взрослого человека.
20.1.2.1. Центральные органы кроветворения
Как уже отмечалось, к центральным органам кроветворения относятся
красный костный мозг и тимус.
1. а) Локализация — губчатое вещество
плоских и губчатых костей, а также эпифизов трубчатых костей.
б) У детей (до 12-18 лет) — также диафизы трубчатых костей ( где потом красный костный мозг замещается на жёлтый костный мозг ) .
2. а) Консистенция — полужидкая; поэтому из красного костного мозга приготовляют как срезы, так и мазки.
б) Общая масса — 3 — 3,5 кг.
3. а) Функция : в красном костном мозгу, как говорилось выше, происходят все стадии созревания
эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов, тромбоцитов и В-лимфоцитов (нестимулированых).
Схема — кроветворные органы у человека.
б) Кроме того, здесь же образуются предшественники Т-лимфоцитов, которые далее мигрируют в тимус.
Тимус (вилочковая, или зобная железа) (2)
1. Локализация — за грудиной.
2. Масса: максимальная величина — к 14-15 годам — 35-40г ;
затем масса органа постепенно снижается.
3. Функция: в тимусе
завершается созревание Т-лимфоцитов и происходит их пролиферация ,
о дновременно элиминируются те Т-лимфоциты, которые настроены против собственных антигенных детерминант организма.
20.1.2.2. Периферические органы кроветворения
1. Периферические органы кроветворения составляют т.н. периферическую лимфоидную систему, которая включает:
лимфоидную систему слизистых оболочек,
многочисленны е лимфатические узлы (4) , располагаю щиеся по ходу лимфатических сосудов , и
селезёнку (5).
2. Общая масса лимфоидной ткани во всех этих образованиях сравнима с массой печени или головного мозга.
3. Очень многочисленны компоненты лимфоидной системы слизистых оболочек:
а) глоточное лимфоидное кольцо (или кольцо Пирогова ) –
миндалина языка, две нёбные миндалины (3.А ), две трубные миндалины (3.Б), глоточная миндалина;
б) в стенке тонкой кишки —
одиночные (солитарные) лимфатические фолликулы, а также их скопления (пейеровы бляшки) (3.В),
в) в стенке червеобразного отростка — лимфатические узелки (3.Г) ,
г) в стенке воздухоносных путей — лимфатические узелки (бронхоассоциированная лимфоидная ткань — БАЛТ).
а) В периферической лимфоидной ткани, как уже отмечалось, оседают В- и Т-лимфоциты из центральных органов кроветворения, образуя лимфоидные узелки.
б) Именно здесь происходит встреча лимфоцитов (В- и Т-клеток) с антигенами — чужеродными молекулами (которые могут находиться либо в растворённом состоянии, либо на поверхности клеток).
в) Это вызывает соответствующие иммунные реакции , которые обычно включают и интенсивную пролиферацию антигенстимулированных клеток.
20.1.2.3. Кроветворная ткань
I. Два типа кроветворения — миело- и лимфопоэз
1. Из приведённого описания видно:
образование лимфоцитов (отвечающих за иммунный ответ) стоит несколько особняком от образования других клеток крови
(хотя и то, и другое начинается в одном органе — красном костном мозгу).
2. Соответственно, выделяют два вида кроветворения:
а) миелопоэз — образование всех форменных элементов крови, кроме лимфоцитов, т.е.
эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов и тромбоцитов;
б) лимфопоэз — образование лимфоцитов (Т- и В-клеток).
II. Два типа кроветворной ткани — миелоидная и лимфоидная
1. а) Ткань, в которой происходит миелопоэз, называется миелоидной. б) Это — красный костный мозг.
в) Но, как мы уже знаем, в миелоидной ткани , кроме миелопоэза, совершаются и важные события лимфопоэза:
созрева ние В-лимфоцит ов и начальные стадии созревания Т-лимфоцитов.
2. а) Ткань, в которой происходит дозревание и функционирование лимфоцитов, называется лимфоидной .
б) О её локализации только что (п. 20.1.2.2) говорилось.
III. Два компонента кроветворной ткани — стромальный и гемальный
И в миелоидной ткани костного мозга, и в лимфоидной ткани соответствующих органов содержатся два основных компонента.
1. Первый — стромальный компонент . Он может быть представлен:
ретикулярной тканью (п. 9.4.1)
— в красном костном мозгу, лимфоузлах и селезёнке ,
рыхлой соединительной тканью
— в лимфатических фолликулах слизистых оболочек ,
эпителиальной тканью
— в тимусе.
2. а) Второй компонент — гемальный:
гемопоэтические (кроветворные) клетки на разных стадиях созревания.
б) Они находятся в тесной связи с элементами стромального компонента, образующими микроокружение.
IV. Происхождение кроветворной ткани
1. О мезенхимном происхождении кроветворных клеток нам уже известно (п. 20.1.1.1).
2. а) Клетки стромального компонента (будучи разновидностью соединительной ткани) тоже имеют такое же происхождение.
б) Исключение, как уже отмечалось, составляет тимус:
здесь строма долек представлена эпителиальной тканью.
20.2. Постэмбриональный гемоцитопоэз
а) Определив, где проходят процессы кроветворения, рассмотрим теперь сами эти процессы (в постэмбриональный период онтогенеза).
б) Иными словами, рассмотрим пути дифференцировки исходных стволовых клеток в различные виды форменных элементов крови.
20.2.1. Общая схема
Схема — постэмбриональный гемоцитопоэз.
1. Прежде всего, из схемы можно видеть следующее. –
а) Все клетки крови происходят из единого источника — стволовых клеток крови.
б) Соответственно числу разных видов форменных элементов крови, на схеме показаны
6 направлений миелопоэза и 2 направления лимфопоэза.
в) В каждом из этих путей дифференцировки различают 6 классов клеток :
I. стволовые клетки крови, II. полустволовые клетки, III. унипотентные клетки, IV. бласты, V. созревающие клетки, VI. зрелые клетки.
2. Теперь мы последовательно остановимся на различных участках приведённой схемы.
20.2.2. Гемопоэтические клетки классов I-III
20.2.2.1. Фрагмент общей схемы
20.2.2.2. Общие свойства клеток классов I-III
I. Четыре общих свойства
Приведённые на схеме гемопоэтические клетки первых трёх классов имеют следующие общие свойства.
Локали- зация
а) Данные клетки н аходятся, в основном, в красном костном мозг у .
б) Но при этом способны
попадать в кровь и после циркуляции вновь выселяться в кроветворные органы.
(Это явление называется репопуляцией ).
Морфо- логия
а) Все клетки похожи на малые лимфоциты (п. 8.3.3.3), т.е.
друг от друга морфологически не отличаются, а отличаются только по поверхностным антигенам.
б) Причина в том, что на данных стадиях дифференцировка идёт лишь на уровне генома.
Самопод- держание
Клетки классов I-III о бладают способностью к самоподдержанию : при их делениях
часть дочерних клеток полностью идентична материнским (т.е. пополняет пул клеток того класса, к которому принадлежали родительские клетки),
и лишь другая часть подвергается дифференцировке (превращается в клетки последующих классов) .
Образование колоний
Благодаря предыдущим свойствам (самоподдержанию и дифференцировке),
способны образовывать колонии ,
почему для многих из них используется обозначение КоЕ (колониеобразующие единицы).
II. Определение способности к образованию колоний
Рисунки — А — селезёнка облучённых мышей с колониями гемопоэтических клеток, Б — обычная селезёнка.
Способность к образованию колоний определяют следующим образом. –
1. Мышей-реципиентов облучают такой дозой радиации, при которой погибают все их гемопоэтические клетки.
2. В к ровь вводят клетки костного мозга от необлучённых мышей-доноров .
3. а) Через две недели исследуют селезёнку облучённых мышей. — На её поверхности видны узелки .
б) Каждый из них — колония (клон) клеток, развившихся из одной гемопоэтической клетки класса I, II или III.
Замечание: п одобные колонии можно получить также в тканевой культуре.
20.2.2.3. Особенности клеток классов I, II и III
I. Класс I: стволовые клетки крови
1. а) Эти клетки делятся редко ; в основном же они находятся в G о — периоде . б) Поэтому их доля (от общего числа гемопоэтических клеток) в кроветворных органах очень низкая (10 -4 — 10 -5 ).
2. При этом они являются полипотентными: могут давать начало всем форменным элементам крови.
3. На первом этапе их дифференцировки образуются полустволовые клетки двух видов :
предшественники миелопоэза и предшественники лимфопоэза.
II. Класс II: полустволовые клетки
Особенности
Клетки класса II имеют три принципиальные особенности. —
Коммити- рованность
От предыдущих (полипотентных) клеток они отличаются тем, что являются коммитированными , или частично детерминированными :
возможности дальнейших превращений для каждой из них уже ограничена.
Олигопо- тентность
От последующих же клеток они отличаются тем, что ещё сохраняют возможность дифференцироваться не по одному, а
по двум или более различным направлениям.
Чувствитель- ность к регуляторам
Кроме того, данные клетки приобретают чувствительность к регуляторам гемопоэза, которые и определяют направление дифференцировки.
Виды полустволовых клеток
1. а) Из вышеприведённых схем следует, что к полустволовым клеткам относятся
предшественники миелопоэза и образующиеся из них клетки следующей стадии развития —
КоЕ-ГнЭ, КоЕ-ГМ, КоЕ-МГЦЭ,
а также предшественники лимфопоэза.
2. Итого — 5 видов клеток, где КоЕ — т.н. колониеобразующие клетки (единицы)
(хотя способность образовывать колонии присуща всем клеткам классов I-III, в т.ч. стволовым клеткам и предшественникам миело- и лимфопоэза).
Потенции развития полустволовых КоЕ
1. В обозначениях полустволовых КоЕ буквы после чёрточки показывают, в какие клетки крови способны дифференцироваться данные КоЕ:
КоЕ-ГнЭ — по двум направлениям —
в нейтрофильные гранулоциты ( Гн) и в эритроциты ( Э) ;
КоЕ-ГМ — по четырём направлениям —
во все три вида гранулоцитов ( Г ) ( нейтрофилы, эозинофилы , базофилы), а также в моноциты ( М ) ;
КоЕ-МГЦЭ — по двум направлениям —
в мегакариоциты ( МГЦ) — источники тромбоцитов – и в эритроциты ( Э ) (напомним: последние могут образовываться также из КоЕ-ГнЭ).
2. Таким образом, два вида из полустволовых КоЕ — бипотентны, а один вид — тетрапотентен.
Регуляторы миелопоэза
Превращение предшественников миелопоэза в тот или иной из трёх перечисленных видов КоЕ происходит под действием регуляторов:
эритропоэтин (синтезируемый в почках, лёгких и печени) стимулирует образование КоЕ-ГнЭ,
лейкопоэтин — образование КоЕ-ГМ
и тромбопоэтин — образование КоЕ-МГЦЭ.
III. Класс III: унипотентные клетки
1. В отличие от предыдущих клеток, каждая клетка этого класса может развиваться только по одному направлению .
2. Поэтому естественно, что (по числу разных видов форменных элементов крови) имеются 8 видов унипотентных клеток — предшественники
1) эритроцитов ( КоЕ-Э ), 2) нейтрофильных гранулоцитов ( КоЕ-Гн ) — и т.д. — вплоть до
7) предшественников В-лимфоцитов и 8) предшественников Т-лимфоцитов.
20.2.2.4. Дополнительные замечания
I. Гомобластический и гетеробластический типы кроветворения
Итак, преобразование стволовых клеток крови в унипотентные клетки включает следующие процессы:
митотические деления ; одновременно происходящее постепенное сужение потенций развития клеток.
Обычные условия: гомо бластический тип кроветворения.
1. Однако в обычных условиях начальные стадии гемопоэза протекают с небольшой интенсивностью, и содержание клеток классов I-III (а также класса IV) в костном мозгу очень низко.
2. Преобладают же (и значительно) клетки последующих стадий развития — обычно
той последней стадии, на которой клетки ещё способны делиться.
3. Такой тип кроветворения называют гомобластическим — в силу преобладания в костном мозгу клеток одной стадии.
Экстремальные ситуации: гетеро бластический тип кроветворения.
1. Напротив, в экстремальных ситуациях (на пример, после острой кровопотери)
дифференцировочные деления начальных клеток ряда ускоряются,
а расход зрелых форм увеличивается.
2. Это приводит к перераспределению соотношения клеточных форм в костном мозг у :
доля поздних форм снижается, а доля ранних форм повышается.
3. В таком случае говорят о гетеробластическом типе кроветворения:
в заметном количестве присутствуют клетки нескольких стадий.
Вместе с тем, надо понимать, что принципиальной разницы между этими «типами» кроветворения нет :
в обоих случаях фунционирует вся «вертикаль» гемопоэза ,
и в обоих случаях достигается стационарное состояние (т.е. постоянство количества клеток) каждой клеточной формы.
II. Особенности лимфопоэза
Дифференциация клеток по антигенной специфичности.
1. а) Что касается лимфопоэза , то на одной из его ранних стадий происходит уникальный процесс ( п. 21.2.2.2) —
перестройка геномной области , кодирующей фрагменты иммуноглобулинов,
и результирующее образование в каждой клетке лишь одного полного гена иммуноглобулина.
2. В итоге, каждая клетка приобретает способность синтезировать и нести на поверхности
иммуноглобулины (антитела) только к одному виду (из множества возможных) антигенных детерминант .
3. В силу случайности процесса геномной перестройки,
образуется большое число разных клеток, отличающихся по своей антигенной специфичности.
Образование клонов с разной антигенной специфичностью.
1 . а) Последующие деления клеток приводят к образованию клонов лимфоцитов с разной антигеной специфичностью. б) По некоторым оценкам, число таких клонов близко к 10 7 .
2 . а) Прежде полагали, что дифференциация на клоны происходит только в эмбриональный период.
б) По альтернативным представлениям, это совершается постоянно —
в красном костном мозгу и, возможно, в тимусе (если в него попадают стволовые или полустволовые клетки).
20.2.3. Гемопоэтические клетки класса IV
20.2.3.1. Фрагмент общей схемы
20.2.3.2. Свойства клеток
1. Деления и созревание 8 видов клеток класса III приводят к образова н ию бластов — клеток класса IV.
2,а. Здесь впервые изменяется морфология клеток (за счёт начала специфических синтезов): от клеток классов I-III (похожих на малые лимфоциты) бласты отличаются
большим размером, более светлым ядром и светлой цитоплазмой, появлением в цитоплазме первых продуктов специфических синтезов.
б) Несмотря на последнее обстоятельство, между собой (т.е. «по горизонтали» ) бластные клетки морфологическически практически неразличимы.
3. а) В отличие от предыдущих клеток, бласты не способны к самоподдержанию.
б) Это означает, что
при их делениях образуются только более дифференцированные клетки, а клетки, подобные родительским, не воспроизводятся.
20.2.4. Завершающие стадии миелопоэза
20.2.4.1. Общая характеристика
Множест- венность промежуточ- ных форм
а) Класс V гемопоэтических клеток почти в каждом из 6 направлений миелопоэза представлен не одной клеточной формой,
а целым рядом последовательно переходящих друг в друга клеток.
б) Потому-то он и обозначается как класс созревающих клеток (п. 20. 2.1).
Морфология
а) Причём, здесь уже имеются чёткие морфологические отличия:
не только «по вертикали » — между смежными клетками каждого ряда,-
но и «по горизонтали» — между клетками различных направлений дифференцировки.
б) Таким образом, каждая из многочисленных гемопоэтических клеток класса V, в принципе, может быть морфологически идентифицирована. (Хотя на практике для этого требуется достаточно большой опыт.)
Результат созревания
В конечном счёте, дифференцировка клеток V приводит к образованию дифференцированных клеток, т.е. клеток класса VI, или
зрелых форменных элементов крови.
I. Клетки класса V (созревающие клетки)
Фрагмент общей схемы
Х а р а к т е р и с т и к а к л е т о к
а) Проэритробласт
1. На стадии проэритробласта в ядре клетки интенсивно синтезируются глобиновые мРНК.
2. В цитоплазме начинают накапливаться рибосомы, что обуславливает её некоторую базофилию.
б) Базофильный эритробласт
1. а) На следующей стадии количество рибосом в цитоплазме становится очень значительным.
б) Отсюда — резкая базофилия цитоплазмы.
2. На рибосомах происходит интенсивный синтез гемоглобина .
в) Полихромато — фильный эритробласт
1. а) Затем создаётся ситуация, когда в цитоплазме присутствуют одновременно
и базофильные компоненты ( рибосомы ), и оксифильные (новосинтезированный гемоглобин ).
б) Поэтому цитоплазма становится полихроматофильной — приобретает серовато-розовый цвет.
2. а) Полихроматофильные эритробласты — последние из делящихся клеток эритроидного ряда.
б) В норме именно они преобладают среди клеток данного ряда.
г) Оксифильный эритробласт
1. а) Далее
продолжается накоплени е в цитоплазме гемоглобина , а содержани е рибосом снижается.
б) Потому цитоплазма оказывается оксифильной, т.е. розовой при обычном методе окраски.
2. а) Размер клетки и объём ядра уменьшаются. б) При этом ядро уплотняется (становится гиперхромным ).
3. Способность к делениям, как сказано, утрачивается.
II. Клетки класса VI (зрелые клетки)
(окраска крезиловой синькой)
1. На стадии ретикулоцита клетка у млекопитающих уже не имеет ядра.
2. В цитоплазме появляется зернисто-сетчатая субстанция (п. 8.2) , включающая
ор ганеллы, участвующие в синтезе белка ( свободные рибосомы), и
митохондрии.
3. Часть ретикулоцитов выходит из красного костного мозга в кровь.
Теряя зернисто-сетчатую субстанцию, т.е. освобождаясь от всех органелл,
клетка превращается в эритроцит.
I. Фрагмент общей схемы
II,а. Промиелоциты — первые клетки класса V
1. Промиелоциты (нейтрофильные, эозинофильные и базофильные) ещё друг от друга практически не отличаются :
нейтрофильные
эозинофильные
базофильные
2. Все они имеют следующие признаки:
округлые ядра, голубую (при окраске по Романовскому) цитоплазму, а в цитоплазме — азурофильную зернистость ; её образуют первичные (неспецифические, или промиелоцитарные) гранулы (п. 8.3.2.1).
3. По наличию последних промиелоциты отличаются от прочих гемопоэтических клеток.
II,б. Миелоциты — первые клетки, содержащие специфические гранулы
Специфические гранулы
1. На стадии миелоцитов в цитоплазме, кроме первичных, появляются и вторичные гранулы (п. 8.3.2.1), специфические для каждого из трёх типов клеток:
в нейтрофильных миелоцитах —
мелкие, окрашиваются в лиловый цвет, содержат лизоцим, фагоцитины и др. антибактериальные вещества ;
в эозинофильных миелоцитах —
содержат ферменты инактивации ряда веществ ;
в базофильных миелоцитах —
содержат гепарин, гистамин и пр.
2. а) Таким образом, на данной стадии клетки уже отличаются друг от друга (по типу вторичных гранул).
б) Эти гранулы сохраняются и на последующих стадиях развития — вплоть до зрелых клеток, — что позволяет различать три типа гранулоцитов.
Ядра, их последующие изменения и способность к делениям.
1. а) Ядра у миелоцитов по-прежнему округлые.
б ) Дальнейшее же созревание клеток проявляется, главным образом, в изменении структуры и формы ядра.
2 . а ) В результате этих изменений ядра клеток потеряют способность к делениям. б ) Поэтому миелоциты —
последние клетки гранулоцитопоэтических рядов, способные делиться.
3. Как полихроматофильные эритробласты, в норме они являются
преобладающим типом среди клеток соответствующего ряда.
II,в-д. Клетки завершающих стадий развития
в) Мета — миелоциты
нейтрофильные
эозинофильные
базофильные
г) Палочко — ядерные гранулоциты
(обычно не различимы)
нейтрофильные
эозинофильные
базофильные
д) Сегменто — ядерные гранулоциты
нейтрофильные
эозинофильные
базофильные
1. Все эти клетки имеют ряд общих свойств:
не делятся, обнаруживаются в крови, содержат ядро специфической формы.
2. При этом обнаруживаемые в крови метамиелоциты называются юными гранулоцитами.
3. А форма ядра закономерно меняется —
у метамиелоцитов она бобовидная,
у палочкоядерных клеток ядро похоже на толстую изогнутую палочкубез перемычек;
у сегментоядерных клеток ядро состоит из нескольких сегментов, разделённых узкими перетяжками.
Фрагмент общей схемы
Х а р а к т е р и с т и к а к л е т о к
V. Созревающие клетки
1. В моноцитопоэтическом ряду в классе V различают только один вид клеток — промоноцит.
ядро — круглое, большое; в цитоплазме нет гранул.
VI. Зрелые клетки
В отличие от промоноцита, в зрелом моноците
ядро — бобовидное, а в цитоплазме обнаруживается немного мелких зёрен (лизосом) .
I. Созревающие клетки класса V
Фрагмент общей схемы
Характеристика клеток
1. При переходе от мегакариобласта к промегакариоциту ядро становится полиплоидным (п. 4.2.2.4).
2. а) Поэтому объём ядра и клетки в целом значительно увеличивается.
б) Это позволяет легко обнаружить данные клетки (и зрелые мегакариоциты) среди гемопоэтических клеток.
3. В ядре появляются относительно глубокие вырезки (incisurae).
1. В мегакариоците сегментация ядра выражена ещё сильней, так что ядро как будто разбивается на несколько глобул неравного размера (отчего клетку часто называют многоядерной ).
2. А в цитоплазме появляется демаркационная мембранная система (вид им ая под электронным микроскопом):
она разделяет цитоплазму на фрагменты — будущие «тромбоциты» .
(В связи с этим, последние правильней называть тромбопластинками).
II. Зрелые форменные элементы класса VI
Тромбоциты
1. а) Мегакариоцит «проталкивает» часть своей цитоплазмы (в виде отростков) в щели капилляров красного костного мозга .
б) П осле этог о фрагменты цитоплазмы отделяются в виде тромбопластинок («тромбоцитов» ) .
2. Остающаяся ядросодержащая часть мегакариоцита может
локализацию кроветворения в эмбриональном и в постэмбриональном периодах жизни;
