ЦИТОЛОГИЯ И ГИСТОЛОГИЯ

Цитология и гистология

азурофильных гранул (лизосомы). Малые лимфоциты составляют большую часть

(85–90%) всех лимфоцитов крови человека. При электронной микроскопии в их ядрах выявляются небольшие впячивания; гетерохроматин расположен преимущественно по периферии ядра. В цитоплазме обнаруживаются везикулы, лизосомы, свободные рибосомы, полисомы, митохондрии, аппарат Гольджи, центриоли, небольшое количество элементов гранулярной эндоплазматической сети. Среди малых лимфоцитов различают светлые и темные. Малые темные лимфоциты меньше светлых, имеют более плотное ядро, более узкий ободок базофильной цитоплазмы, обладающей высокой электронной плотностью. В цитоплазме расположено большое количество рибосом.

Средние лимфоциты составляют около 10–12 % лимфоцитов крови человека. Ядра этих клеток округлые, иногда бобовидные с пальцевидным впячиванием ядерной оболочки. Хроматин более рыхлый, ядрышко хорошо выражено. В цитоплазме расположены удлиненные канальцы гранулярной эндоплазматической сети, элементы агранулярной сети, свободные рибосомы и полисомы, лизосомы. Центросома и аппарат Гольджи расположены рядом с областью инвагинации кариолеммы.

Кроме типичных лимфоцитов, в крови человека в небольшом количестве могут встречаться лимфоплазмоциты (около 1–2 %), которые отличаются концентрическим расположением вокруг ядра канальцев гранулярной эндоплазматической сети.

Основной функцией лимфоцитов является участие в иммунных реакциях. Однако популяция лимфоцитов гетерогенна по характеристике поверхностных рецепторов и роли в реакциях иммунитета. Среди лимфоцитов различают три основных функциональных класса: В-лимфоциты, Т-лимфоциты и нулевые лимфоциты.

В-лимфоциты впервые были обнаружены в фабрициевой сумке птиц, поэтому и получили соответствующее название. Они образуются у эмбриона человека из стволовых клеток — в печени и костном мозге, а у взрослого — в костном мозге. В-лимфоциты составляют около 30 % циркулирующих лимфоцитов. Их главная функция — участие в выработке антител, т. е. обеспечение гуморального иммунитета. Плазмолемма В-лимфоцитов содержит множество иммуноглобулиновых рецепторов. При действии антигенов В- лимфоциты способны к пролиферации и дифференцировке в плазмоциты — клетки, способные синтезировать и секретировать защитные белки — иммуноглобулины, которые поступают в кровь, обеспечивая гуморальный иммунитет.

Т-лимфоциты, или тимусзависимые лимфоциты, образуются из стволовых

Цитология и гистология

клеток костного мозга, а созревают в тимусе (вилочковая железа), что и обусловило их название. Они преобладают в популяции лимфоцитов, составляя около 70 % циркулирующих лимфоцитов. Для Т-клеток, в отличие от В-лимфоцитов, характерен низкий уровень поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов в плазмолемме. Но Т-клетки имеют специфические рецепторы, способные распознавать и связывать антигены, участвовать в иммунных реакциях. Основными функциями Т-лимфоцитов являются обеспечение реакций клеточного иммунитета и регуляция гуморального иммунитета (стимуляция или подавление дифференцировки В- лимфоцитов).

Т-лимфоциты способны к выработке лимфокинов, которые регулируют деятельность В-лимфоцитов и других клеток в иммунных реакциях. Среди Т- лимфоцитов выявлено несколько функциональных групп: Т-хелперы, Т- супрессоры, Т-киллеры. Подробную характеристику В-лимфоцитов и различных групп Т-лимфоцитов, их участие в реакциях иммунитета. Нулевые лимфоциты не имеют поверхностных маркеров на плазмолемме, характерных для В- и Т-лимфоцитов. Их расценивают как резервную популяцию недифференцированных лимфоцитов.

Продолжительность жизни лимфоцитов варьирует от нескольких педель до нескольких лет. Т-лимфоциты являются "долгоживущими" (месяцы и годы) клетками, а В-лимфоциты относятся к "короткоживущим" (недели и месяцы).

Для Т-лимфоцитов характерно явление рециркуляции, т. е. выход из крови в ткани и возвращение по лимфатическим путям снова в кровь. Таким образом они осуществляют иммунологический надзор за состоянием всех органов, быстро реагируя на внедрение чужеродных агентов.

Среди клеток, имеющих морфологию малых лимфоцитов, следует назвать циркулирующие стволовые клетки крови (СКК), которые поступают в кровь из костного мозга. Впервые эти клетки были описаны А. А. Максимовым и обозначены им как "подвижный мезенхимный резерв". Из СКК, поступающих в кроветворные органы, дифференцируются различные клетки крови, а из СКК, поступающих в соединительную ткань, — тучные клетки, фибробласты и др.

Моноциты. В капле свежей крови эти клетки лишь немного крупнее других лейкоцитов (9–12 мкм), в мазке крови они сильно распластываются по стеклу и размер их достигает 18–20 мкм. В крови человека количество моноцитов колеблется в пределах 6–8 % от общего числа лейкоцитов.

Ядра моноцитов разнообразной и изменчивой конфигурации: встречаются бобовидные, подковообразные, редко — дольчатые ядра с

Цитология и гистология

многочисленными выступами и углублениями. Гетерохроматин рассеян мелкими зернами по всему ядру, но обычно в больших количествах он располагается под ядерной мембраной. В ядре моноцита содержится одно или несколько маленьких ядрышек.

Цитоплазма моноцитов менее базофильна, чем цитоплазма лимфоцитов; в ней содержится различное количество очень мелких лизосом.

Характерны наличие пальцеобразных выростов цитоплазмы и образование фагоцитарных вакуолей. В цитоплазме расположено множество пино-цитозных везикул. Имеются короткие канальцы гранулярной эндоплазмати-ческой сети, а также небольшие по размеру митохондрии. Моноциты относятся к макрофагической системе организма, или к так называемой мононуклеарной фагоцитарной системе (МФС). Клетки этой системы характеризуются происхождением из промоноцитов костного мозга, способностью прикрепляться к поверхности стекла, активностью пиноцитоза и иммунного фагоцитоза, наличием на мембране рецепторов для иммуноглобулинов и комплемента. Моноциты циркулирующей крови представляют собой подвижный пул относительно незрелых клеток, находящихся на пути из костного мозга в ткани. Время пребывания моноцитов в крови варьирует от 36 до 104 ч.

Моноциты, выселяющиеся в ткани, превращаются в макрофаги, при этом

уних появляются большое количество лизосом, фагосом, фаголизосом.

6.Возрастные особенности крови

Возрастные изменения крови

Число эритроцитов в момент рождения и в первые часы жизни выше, чем у взрослого человека, и достигает 6,0–7,0×1012/л. К 10–14 сут. оно равно тем же цифрам, что и во взрослом организме. В последующие сроки происходит снижение числа эритроцитов с минимальными показателями на 3–6-м месяце жизни (физиологическая анемия). Число эритроцитов становится таким же, как и во взрослом организме, в период полового созревания. Для новорожденных характерно наличие тизоцитоза (разнообразие размеров) с преобладанием макроцитов, увеличенное содержание ретикулоцитов, а также присутствие незначительного числа ядросодержащих предшественников эритроцитов.

Число лейкоцитов у новорожденных увеличено и достигает 10,0– 30,0×109/л.

В течение 2 нед. после рождения число их падает до 9,0–15,0×109/л.

Цитология и гистология

Количество лейкоцитов достигает к 14–15 годам уровня, который сохраняется у взрослого. Соотношение числа нейтрофилов и лимфоцитов у новорожденных такое же, как и у взрослых, — 4,5–9,0×109/л. В последующие сроки содержание лимфоцитов возрастает, а нейтрофилов падает, и, таким образом, к 4-м суткам количество этих видов лейкоцитов уравнивается (первый физиологический перекрест лейкоцитов). Дальнейший рост числа лимфоцитов и падение нейтрофилов приводят к тому, что на 1–2-м году жизни лимфоциты составляют 65%, а нейтрофилы — 25%. Новое снижение числа лимфоцитов и повышение нейтрофилов приводят к выравниванию обоих показателей у 4-летних детей ( второй физиологический перекрест). Постепенное снижение содержания лимфоцитов и повышение нейтрофилов продолжаются до полового созревания, когда количество этих видов лейкоцитов достигает нормы взрослого.

7. Функции и состав лимфы

Лимфа представляет собой слегка желтоватую жидкость белковой природы, протекающую в лимфатических капиллярах и сосудах. Она состоит из лимфоплазмы и форменных элементов. По химическому составу лимфоплазма близка к плазме крови, но содержит меньше белков. Среди фракций белка альбумины преобладают над глобулинами. Часть белка составляют ферменты — диастаза, липаза и гликолитические ферменты. Лимфоплазма содержит также нейтральные жиры, простые сахара, NaCl, Na2CО3 и др., а также различные соединения, в состав которых входят кальций, магний, железо.

Ф о р м е н н ы е элементы лимфы представлены главным образом лимфоцитами (98 %), а также моноцитами и другими видами лейкоцитов, иногда в ее составе обнаруживаются эритроциты. Лимфа накапливается в лимфатических капиллярах тканей и органов, куда под влиянием различных факторов, в частности осмотического и гидростатического давления, из тканей постоянно поступают различные компоненты лимфоплазмы. Из капилляров лимфа перемещается в периферические лимфатические сосуды, по ним — в лимфатические узлы, затем в крупные лимфатические сосуды и вливается в кровь. Состав лимфы постоянно меняется. Различают лимфу периферическую (до лимфатических узлов), промежуточную (после прохождения через лимфатические узлы) и центральную (лимфу грудного и правого лимфатического протоков). Процесс лимфообразования тесно связан с поступлением воды и других веществ из крови в межклеточные пространства и образованием тканевой жидкости.

Цитология и гистология

ТЕМА 13 КРОВЕТВОРЕНИЕ

1.Понятие «гемопоэз»

2.Теории кроветворения

3.Эмбриональный гемопоэз

4.Постэмбриональный гемопоэз

1. Понятие «гемопоэз»

Гистогенез крови принято называть гемопоэзом. Все клетки крови происходят от единой популяции стволовых кроветворных клеток, которая находится в красном костном мозгу.

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. 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 нередко называются клонобразующие 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 поэтинчувствительные 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 биологически

Цитология и гистология

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). 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 дифференцируются далее.

5 класс - класс созревающих клеток, характерных для своего ряда кроветворения.

6 класс - зрелые форменные элементы крови.

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

Полипотентная стволовая кроветворная клетка (СКК) воспроизводит стволовые клетки и одновременно коммитированное потомство. Коммитированное потомство СКК формирует вначале пролиферирующую популяцию полипотентных клеток-предшественниц, которые дают начало пролиферирующим унипотентным клеткам-родоначальницам. Унипотентные клетки в свою очередь дифференцируются в созревающие клетки, которые заканчивают пролиферацию и превращаются в зрелые клетки крови.

Классическим методом экспериментального изучения гемопоэза является метод селезеночных колоний Тилла и МакКаллоха (1961). Принцип метода заключается в том, что мышей облучают легальной дозой рентгеновских лучей (900-1000 рад), после чего им инокулируют клетки костного мозга необлученных сингенных животных. Сингенными называются животные, имеющие одинаковый генотип по главному комплексу гистосовместимости и поэтому между ними возможна пересадка тканей без отторжения. После инокуляции клеток костного мозга в селезенке реципиентов появляются колонии диаметром 1-2 мм, состоящие из донорских клеток. Селезеночные колонии могут состоять из одного типа клеток, например, предшественников эритроцитов или гранулоцитов, а могут быть гетерогенными и состоять из

Цитология и гистология

разных типов клеток. Гомогенные колонии образованы потомством унипотентных клеток, а потомством полипотентных клеток. Метод селезеночных колоний может также применяться на сублетально облученных мышах, у которых будут формироваться колонии из собственных клетокпредшественниц. Соответствующие составу колоний клеткипредшественницы обозначаются как колониеобразующие единицы, или КОЕ.

Различают эмбриональный гемопоэз, который происходит в эмбриональный период и приводит к развитию крови как ткани, и постэмбриональный гемопоэз, который представляет собой процесс физиологической регенерации крови.

Развитие эритроцитов называют эритропоэзом, развитие гранулоцитов —

гранулоцитопоэзом, тромбоцитов — тромбоцитопоэзом, развитие моноцитов —

моноцитопоэзом, развитие лимфоцитов и иммуноцитов — лимфоцито- и им-

муноцитопоэзом.

2.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.).

3.Эмбриональный гемопоэз

В развитии крови в эмбриональный период можно выделить 3 основных этапа:

1)мезобластический, когда начинается развитие клеток крови во внезародышевых органах — мезенхиме стенки желточного мешка, хориона и стебля (с 3-й по 9-ю педелю развития зародыша человека) и появляется первая генерация стволовых клеток крови (СКК);

2)печеночный, который начинается в печени с 5—6-й недели развития плода, когда печень становится основным органом гемопоэза, в ней образуется вторая генерация СКК. Кроветворение в печени достигает

Цитология и гистология

максимума через 5 мес. и завершается перед рождением. СКК печени заселяют тимус (здесь, начиная с 7—8-й недели, развиваются Т-лимфоциты), селезенку (гемопоэз начинается с 12-й педели) и лимфатические узлы (гемопоэз отмечается с 10-й недели);

3) м е д у л л я р н ы й ( к о с т н о м о з г о в о й ) — появление третьей генерации СКК в костном мозге, где гемопоэз начинается с 10-й недели и постепенно нарастает к рождению, а после рождения костный мозг становится центральным органом гемопоэза.

4. Постэмбриональный гемопоэз

Постэмбриоиальный гемопоэз представляет собой процесс физиолог и ч е с к о й р е г е н е р а ц и и к р о в и (клеточное обновление), который компенсирует физиологическое разрушение дифференцированных клеток.

Миелопоэз происходит в миелоидной ткани, расположенной в эпифизах трубчатых и полостях многих губчатых костей. Здесь развиваются форменные элементы крови: эритроциты, гранулоциты, моноциты, кровяные пластинки, предшественники лимфоцитов. В миелоидной ткани находятся стволовые клетки крови и соединительной ткани. Предшественники лимфоцитов постепенно мигрируют и заселяют такие органы, как тимус, селезенка, лимфатические узлы и др.

Лимфопоэз происходит в лимфоидной ткани, которая имеет несколько разновидностей, представленных в тимусе, селезенке, лимфатических узлах. Она выполняет основные функции: образование Т- и В-лимфоцитов и иммуноцитов (плазмоцитов и др.).

Миелоидная и лимфоидная ткани являются разновидностями соединительной ткани, т. е. относятся к тканям внутренней среды. В них представлены две основные клеточные линии — клетки ретикулярной ткани и гемо-поэтические.

При развитии конкретных видов клеток в процессе миелопоэза можно выявить ряд морфологических особенностей.

Эритроцитопоэз

СКК даст коммитированиое потомство, которое называется клеткамипредшестненницами миелопоэза (КОЕ-ГЭММ). Последние, в свою очередь, через клетки-родоночальцы миелопоэза КОЕ-ГЭ дают унипотентные

эритропоэтинчувствительные клетки - БОЕ-Э. Они способны к усилению пролиферации под влиянием гормона эритропоэтина, поэтому называются бурстобразующими единицами (бурст - взрыв). Затем последовательно

Полесский государственный университет Страница 118

Цитология и гистология

дифференцируются эритробласты, пронормобласты и нормобласты.

Промонорбласты бывают трех типов - базофильные, полихроматофильные и оксифильные. Сначала из пронормобластов дифференцируются базофильные нормобласты. Они отличаются округлым базофильным ядром и базофильной цитоплазмой, высокой пролиферативной и метаболической активностью. В базофильных нормобластах начинается синтез специфического для эритроцитов белка - гемоглобина. Появляющиеся позднее

полихроматофильные нормобласты имеют округлые уменьшенные по сравнению с базофильными нормобластами ядра. В их цитоплазме участки, где накапливается гемоглобин, приобретают оксифилию. Полихроматофильные нормобласты переходят в оксифильные нормобласты, которые представляют собой овальные клетки, на одном конце которых находится небольшое округлое ядро с крестообразным распределением гетерохроматина (как у плазмоцитов). Цитоплазма этих клеток оксифильная, содержит много гемоглобина. Оксифильные нормобласты утрачивают способность к делению. Оксифильные нормобласты превращаются в безъядерные ретикулоциты. В этих клетках еще сохраняются остатки гранулярной плазматической сети, которые придают цитоплазме тонкий базофильный рисунок. Из ретикулоцитов образуются зрелые клетки -

эритроциты.

Общие тенденции в дифференцировке эритроцитов заключаются в уменьшении размеров и лизисе клеточного ядра, а также приобретение цитоплазмой оксифильного характера из-за накопления большого количества гемоглобина.

Гранулоцитопоэз. СКК порождают KOЕ-ГЭММ, которые превращаются в KOЕ-ГЭ и далее в миелобласты. Эти этапы гранулоцитопоэза морфологически не различаются. Миелобласты дают три субпопуляции клеток

- нейтрофильные, эозинофильные и базофильные промиелоциты.

Промиелоциты имеют округлые ядра и базофильную цитоплазму, в которой появляется азурофильная зернистость. Дальнейшая дифференцировка субпопуляций промиелоцитов идет параллельно друг другу. В результате промиелоциты дают три разновидности миелоцитов. В цитоплазме миелоцитов начинает накапливаться специфическая зернистость, а число азурофильных гранул снижается. В ядрах миелоцитов появляются плотные глыбки гетерохроматина, но клетки еще способны делиться. Миелоциты далее дифференцируются в метамиелоциты (юные лейкоциты). При этом ядро становится палочковидным или подковообразным, и клетка утрачивает способность к делению. Переход в зрелые гранулоциты сопровождается

Цитология и гистология

накоплением специфической зернистости и сегментацией ядра.

Таким образом, при гранулоцитопоэзе наблюдается уменьшение размеров и сегментация ядер и накопление в цитоплазме зернистости, характер которой специфичен для каждого из трех типов клеток.

Тромбоцитопоэз. СКК порождают КОЕ-ГЭММ, которые превращаются

Мегакариобласты проходят ряд клеточных циклов без деления, в результате чего клетки увеличиваются в размерах и превращаются в промегакариоциты. По мере полиплоидизации и дифференцировки цитоплазмы промегакариоциты становятся гигантскими клетками костного мозга - мегакариоцитами. Мегакариоциты имеют диаметр 40-50 мкм, многолопастное ядро и слабо базофильную цитоплазму с азурофильными зернами. Они содержат 32 или 64 набора хромосом. Плазмолемма мегакариоцитов может формировать выросты, которые входят в поры капилляров костного мозга — фенестры, где от них отделяются кровяные пластинки. Этот процесс носит название

клазматоза.

Основными особенностями дифференцировки кровяных пластинок являются полиплоидизация. накопление в цитоплазме азурофильной зернистости и клазматоз.

Лимфоцитопоэз. В-лимфоциты берут свое начало в красном костном мозгу из СКК. Сначала СКК порождают унипотентных предшественниц В- лимфоцитов, которые превращаются затем в пре-В-лимфоциты. Эти клетки отличаются тем, что в их цитоплазме можно обнаружить тяжелые цепи иммуноглобулина класса μ, являющиеся основой для построения антигенраспознающего рецептора. Пре-В-лимфоциты превращаются далее в незрелые В-лимфоциты, которые экспрессируют на своей поверхности антиген-распознающие рецепторы. Эти рецепторы состоят из одной легкой и одной тяжелой цепи иммуноглобулинов класса М или D. Незрелый В- лимфоцит еще не способен активироваться при встрече с антигеном. Это свойство он приобретает на выходе из красного костного мозга в кровоток, превращаясь в зрелую клетку.

В периферической крови содержится около 400 В-лимфоцитов в 1 мкл. Однако там они находятся в неактивном состоянии. Для активации эти клетки должны выйти в периферические лимфоидные органы (селезенку, лимфатические узлы, небные миндалины, аппендикс), где они формируют большие скопления — лимфоидные фолликулы.

Процесс активации В-лимфоцитов при встрече с антигеном носит

Полесский государственный университет Страница 120