Конспект лекций по общей гистологии. Учебное пособие

(миелопоэз), а также В-лимфоцитов и предшественников Т-лимфоцитов. Одновременно в тимусе, селезенке, лимфатических узлах, миндалинах, аппендиксе, лимфатических узелках идет лимфопоэз.

ПОСТЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ГЕМОПОЭЗ. Постэм-

бриональный гемопоэз – процесс образования форменных элементов крови в ходе физиологической и репаративной регенерации после рождения. Обновление различных клеточных популяций крови необходимо, поскольку абсолютное большинство форменных элементов крови имеет короткий жизненный цикл (скорость распада эритроцитов, например, составляет 10 млн в секунду). Гемопоэз обеспечивает поддержание постоянного количества форменных элементов в периферической крови. Постэмбриональный гемопоэз протекает в миелоидной (красный костный мозг) и лимфоидных (тимус, селезенка, лимфоузлы, миндалины, аппендикс, лимфатические фолликулы) тканях.

Современные представления о кроветворении основаны на признании унитарной теории кроветворения. Согласно этой теории, развитие всех клеток крови начинается со стволовой клетки крови (СКК), дифференцировка которой в различные форменные элементы определяется микроокружением и действием специфических веществ – гемопоэтинов.

СКК, обнаруженные гораздо раньше других соматических СК, представляют собой наиболее изученный тип СК.

Во взрослом организме человека СКК в норме локализованы в костном мозге (0,05% от всех клеток костного мозга), однако в низких концентрациях они присутствуют также в периферической крови (0,0001% от всех лимфоцитов). Богатым источником СКК является пуповинная кровь и плацента. СКК обеспечивают регенерацию клеточных компонентов крови и иммунной системы.

СК дают начало прогениторным клеткам и клеткампредшественникам, которые делятся и дифференцируются в

41

зрелые клетки определенного типа ткани. Такие клетки называют еще коммитированными. Прогениторные клетки гемопоэза, например, ответственны за восстановление состава крови при их трансплантации в опустошенный в результате облучения костный мозг, после проведения химиотерапии у онкологических больных. Клетки-предшественники образуют дифференцированные клетки через ряд поколений промежуточных клеток, становящихся все более зрелыми. Таким образом, гемопоэтические клетки подразделяются на 6 классов, в зависимости от уровня дифференцировки.

КЛАСС I – стволоваягемопоэтическая клетка(СКК).

Свойства СКК:

–плюрипотентность: СКК способна к дифференцировке

вразличных направлениях и дает начало любому виду форменных элементов крови (эритроцитам, лейкоцитам, кровяным пластинкам), поэтому СКК называют родоначальными клет-

камикрови;

–способность к самоподдержанию: СКК способны поддерживать постоянство численности своей популяции за счет того, что после деления стволовой клетки одна из дочерних клеток остается стволовой, сохраняя все свойства родительской клетки; вторая дочерняя клетка дифференцируется в полустволовую (коммитированную) стволовую клетку. Такой митоз называется асимметричным;

–способность к делению (пролиферации). СКК – долгоживущая клетка; срок ее жизни – жизнь индивидуального организма;

–устойчивость к действию повреждающих факто-

ров, вероятно, вследствие того, что СКК делятся редко; большую часть своей жизни они пребывают в состоянии покоя; при необходимости могут вновь вступать в клеточный цикл (например, при значительных кровопотерях и при воздействии факторов роста); кроме того, СКК защищены своим местоположением;

42

–морфологически СКК не идентифицируются: т. е.

их нельзя различить обычными методами под световым или электронным микроскопом, СКК выглядит как любой малый лимфоцит, но они имеют свой фенотип (антигенный профиль): для них характерно присутствие на поверхности мар-

керов CD34+, CD59+, Thy1/CD90+, CD38lo/-, C-kit/cd117+ и

отсутствие ряда маркеров, свойственных зрелым клеткам крови (Lin-негативность); благодаря определенному фенотипу СКК можно выявить методами иммуноцитохимии (с помощью меченых моноклональных антител);

–основное место локализации СКК – красный костный

мозг.

КЛАСС II – мультипотентные коммитированные, частично детерминированные (полустволовые) клет-

ки. Муль-типотентные коммитированные клетки дают начало форменным элементам крови нескольких, но не всех видов.

Этот класс представлен двумя типами клеток:

1)родоначальной клеткой миелопоза – КОЕ-ГЭММ:

эта клетка дает начало гранулоцитам, эритроцитам, моноцитам и мегакариоцитам;

2)родоначальной клеткой лимфопоэза: эта клетка дает начало В- и Т-лимфоцитам, натуральным киллерам и некоторым дендритным клеткам.

Клетки этого класса способны к ограниченному самоподдержанию.

Митотическая активность клеток этого класса попрежнему низкая.

Морфологически не идентифицируются (малые лимфоциты на вид).

Колониеобразующие единицы. Мультипотентные ком-

митированные клетки, как и клетки следующего класса,

также называют колониеобразующими единицами (КОЕ),

43

поскольку в экспериментах на летально облученных мышах, которым вводили клетки красного костного мозга здорового донора, эти клетки способны образовывать колонии кроветворных клетках в их селезенке (Классические опыты канадских ученых J.Till & E.McCuloch, 1961). Каждая колония возникает как результат деления одной клетки, поэтому, анализируя клеточный состав колонии, можно сделать вывод о потентности клетки, давшей начало этой колонии. Так, если колония смешанная и в ней определяются и эритроциты, и гранулоциты, и мегакариоциты, и моноциты, – родоначальной клеткой этой колонии была мультипотентная клетка КОЕ-ГЭММ, где Г означает «гранулоцит», Э – «эритроцит», ММ – «моноцитов и мегакриоцитов». Таким образом, КОЕ-ГЭММ – значит, что эта клетка дает селезеночную колонию, состоящую из гранулоцитов (Г), эритроцитов (Э), моноцитов (М) и мегакариоцитов (М).

Если колония состоит только из клеток эритроцитарного ряда, т. е. эритроцитов и их предшественников на разных стадиях дифференцировки, то родоначальная клетка этой колонии – унипотентная клетка эритроцитопоэза – КОЕ-Э.

КЛАСС III – унипотентные (коммитированные) родоначальные клетки (прогениторные, progenitors). Клет-

ки этого класса унипотентны – детерминированы в направлении развития только одного конкретного вида форменных элементов (за исключением бипотентной КОЕ-ГМ, дающей начало двум типам клеток: унипотентной КОЕ для нейтрофильных гранулоцитов и унипотентной КОЕ для моноцитов);

Для клеток этого класса характерны:

–низкий потенциал самоподдержания;

–митотическая активность выше, чем у клеток 2-го класса;

–морфологически не идентифицируются (темный малый лимфоцит);

44

–при трансплантации в эксперименте образуют «чистые» колонии, состоящиеизодноговидаформенныхэлементов.

Этот класс включает следующие типы клеток:

–БОЕ-Э и КОЕ-Э – родоначальные клетки эритроцитопоэза;

–КОЕ-Мег – родоначальная клетка мегакариоци-

тов, при фрагментации которых образуются кровяные пластинки;

–КОЕ-ГМ – родоначальная клетка нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов, дающая начало КОЕ-Г(н) и

КОЕ-Мо;

–КОЕ-Баз – родоначальная клетка базофильных гранулоцитов;

–КОЕ-Эо – родоначальная клетка эозинофильных гранулоцитов;

–коммитированные клетки лимфоцитопоэза – про-В- лимфоциты и про-Т-лимфоциты.

КЛАСС IV – клетки-предшественники (бласты, precursors). Для клеток этого класса характерно:

–клетки этого класса представляют отдельные линии развития форменных элементов;

–пролиферативная активность клеток-предшественни- ков ограничена, но выше, чем у представителей III класса;

–клетки этого класса не обладают способностью к

самоподдержанию;

–морфологически распознаваемые: хотя все клетки этого класса сходны друг с другом, их можно идентифицировать при использовании стандартных методов окраски, не прибегая к выявлению иммуноцитохимических маркеров. Все представители этого класса имеют вид крупных клеток

свысоким ядерно-цитоплазматическим отношением: т. е. большую часть объема клетки занимает светлое овальное ядро, в котором хорошо определяются ядрышки; цитоплазма клеток окрашена базофильно.

45

КЛАСС V – созревающие клетки. Клетки этого класса подвергаются структурной и функциональной дифференцировке, в ходе которой утрачивают способность к делению (за исключением лимфоцитов и моноцитов).

Все представители этого класса идентифицируются морфологически на мазках красного костного мозга.

КЛАСС VI – зрелые (дифференцированные) форменные элементы, циркулирующие в крови.

Эритропоэз. Эритропоэз – процесс образования и созревания эритроцитов – протекает в миелоидной ткани по следующей схеме:

СКК → КОЕ-ГЭММ → БОЕ-Э → КОЕ-Э →

→ЭРИТРОБЛАСТ →БАЗОФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ →

→ПОЛИХРОМАТОФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ→

→ОКСИФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ →

→ГЕМОРЕТИКУЛОЦИТ →

→ЭРИТРОЦИТ (дифферон эритроцитарного ряда)

БОЕ-Э, «бурст-образующая единица» (от англ. burst – «взрыв), этот тип клетки назван так по своей способности быстро (взрывоподобно) образовывать колонию эритроидных клеток; отличается от КОЕ-Э более высокой пролиферативной активностью, высокой чувствительностью к ин- терлейкину-3 и низкой чувствительностью к эритропоэтину; при делении образует клоны КОЕ-Э;

КОЕ-Э – по сравнению с БОЕ-Э более зрелая клетка. Она чувствительна к эритропоэтину и активно делится под его влиянием. Эритропоэтин – гормон, который образуется

вюкстагломерулярном аппарате почки или в печени в ответ на снижение парциального давления кислорода в крови.

При дифференцировке предшественников эритроцитов

взрелые эритроциты происходят следующие процессы:

–уменьшение размеров клетки;

46

–выработка и накопление гемоглобина в цитоплазме;

–постепенное снижение числа органелл;

(обусловленной накоплением гемоглобина);

–снижение, а в дальнейшем утрата способности к делению;

–уменьшение размера, конденсация хроматина и выталкивание ядра из клетки.

Проэритробласт – клетка диаметром 14–18 мкм; имеет крупное сферическое ядро с мелкозернистым хроматином, 1–2 отчетливыми ядрышками и тонкий ободок слабобазофильной цитоплазмы. Цитоплазма содержит свободные рибосомы и полисомы.

Базофильный эритробласт отличается немного мень-

шими размерами (13–16 мкм), имеет более плотное ядро по сравнению с бластом и резко базофильную (ярко-синюю) цитоплазму. Базофилия цитоплазмы связана с накоплением полисом, в которых начинается синтез гемоглобина.

Полихроматофильный эритробласт имеет меньший размер (10–12 мкм), отличается окраской цитоплазмы серых тонов, иногда с розоватым или синеватым оттенком, поскольку благодаря накоплению в ней гемоглобина и снижению количества рибосом и полисом цитоплазма окрашивается как основными, так и кислыми красителями. Ядро клетки расположено эксцентрично и содержит много гетерохроматина, глыбки которого распределены в виде спиц колеса.

Оксифильный эритробласт (нормобласт) – клетка небольшого размера (8–10 мкм), имеет мелкое пикнотическое (темное) ядро, которое лежит на периферии клетки.

Вцитоплазме содержится много гемоглобина, обеспечивающего ее резко оксифильную окраску. Этот тип клеток утрачивает способность к делению. На стадии превращения оксифильного эритробласта в геморетикулоцит происходит выталкивание ядра из клетки.

47

Геморетикулоцит – безъядерная (постклеточная) структура с небольшим содержанием рибосом, при прижизненной окраске анилиновыми красителями остатки органелл выявляются в виде базофильной сеточки. Его оксифильная цитоплазма почти полностью заполнена гемоглобином. При выходе в кровь ретикулоцитсозреваетвзрелыйэритроцитвтечение24–48 ч.

Эритроцит – это клетка диаметром 7–8 мкм, образующаяся на конечной стадии дифференцировки клеток эритроидного ряда.

Длительность всех этапов эритропоэза составляет 7 сут. Продолжительность жизни эритроцита в крови – 120 дней. В норме из костного мозга в кровь поступают только эритроциты и ретикулоциты.

Гранулоцитопоэз. Гранулоцитопоэз – образование и дифференцировка гранулоцитов, которые происходят в красном костном мозге. Исходным источником развития всех гранулоцитов являются СКК и мультипотентные КОЕ-ГЭММ. Одновременно начинающие дифференцироваться через ряд промежуточных стадий в трех различных направлениях и образующие гранулоциты трех видов: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Для каждой линии гранулоцитов основные ряды слагаются из следующих клеточных форм:

СКК → КОЕ-ГЭММ → → (КОЕ-ГнМ – для нейтрофильных гранулоцитов) →

→ УНИПОТЕНТНЫЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКИ – КОЕ-Гн (гранулоцитов), КОЕ-Б (базофилов), КОЕ-Эо (эозинофилов) → МИЕЛОБЛАСТ →

→ПРОМИЕЛОЦИТ → МИЕЛОЦИТ →

→МЕТАМИЕЛОЦИТ→ ПАЛОЧКОЯДЕРНЫЙ ГРАНУЛОЦИТ → СЕГМЕНТОЯДЕРНЫЙ ГРАНУЛОЦИТ

(дифферон гранулоцитов)

По мере созревания гранулоцитов в зрелые клетки происходит:

48

–уменьшение размеров клетки;

–изменение формы их ядер от округлой до сегментированной;

–накопление и изменение состава гранул в цитоплазме (постепенное увеличение доли специфических гранул);

–утрата способности к делению;

–нарастание подвижности клеток и приобретение разнообразных рецепторов плазмолеммы, обеспечивающих выполнение главных функций клеток (фагоцитоз, хемотаксис и др.).

Миелобласт – крупная клетка с округлым или овальным ядром, содержащим дисперсный хроматин и хорошо выраженное ядрышко; цитоплазма слабо базофильна. Миелобласты, дифференцируясь в направлении того или иного гранулоцита, дают начало промиелоцитам.

Промиелоцит – несколько крупнее миелобласта (16– 24 мкм), по внешнему виду напоминает миелобласт, но в отличие от миелобласта в цитоплазме промиелоцита обна-

руживаются первичные неспецифические азурофильные гра-

нулы (на поздних стадиях появляются специфические гранулы). Промиелоциты делятся и дают начало миелоцитам.

Миелоцит имеет округлое или овальное ядро с более конденсированным хроматином, чем хроматин ядра промиелоцита, и значительное количество специфических гранул, благодаря чему можно отличить нейтрофильный, эозинофильный и базофильный миелоциты.

Нейтрофильные миелоциты имеют размер 12–18 мкм.

Вцитоплазме присутствуют как первичные азурофильные гранулы, так и более мелкие специфические гранулы, которые слабо окрашиваются и кислыми и основными красителями. Доляспецифических гранулпостепенноувеличивается.

Эозинофильные миелоциты – клетки округлой формы диаметром 14–16 мкм. Строение ядра практически не отличается от нейтрофильных миелоцитов. Их цитоплазма заполнена эозинофильной зернистостью.

49

Базофильные миелоциты имеют такие же размеры,

как и эозинофильные, округлой формы ядро. Цитоплазма содержит специфические базофильные гранулы разных размеров, которые при окрашивании проявляют метахромазию.

Все миелоциты сохраняют способность к делению. По мере дифференцировки в цитоплазме миелоцитов

увеличивается количество специфических гранул (это единственная стадия развития клеток этого ряда, в которой происходит образование и накопление специфической зернистости), форма ядра постепенно меняется от округлой или овальной до бобовидной: такие клетки называются метамиелоцитами.

Метамиелоцит (нейтрофильный, эозинофильный, базофильный) отличается от миелоцита формой ядра: оно становится бобовидным. Кроме того, в метамиелоцитах происходит дальнейшее накопление специфической зернистости.

Метамиелоциты утрачивают способность к делению. Ме-

тамиелоциты изредка встречаются в мазке периферической крови, где их называют юными гранулоцитами (юные нейтрофилы в норме составляют до 0,5% от всех лейкоцитов).

Палочкоядерные гранулоциты (нейтрофильный, эози-

нофильный, базофильный) отличаются от метамиелоцитов характерной формой ядра: в виде латинской буквы S или подковы. В последующем с формированием перетяжек ядро сегментируется и клетка превращается в зрелый сегментоядерный гранулоцит.

Зрелые гранулоциты (нейтрофильный, эозинофиль-

ный, базофильный) имеют сегментированное ядро. Типы гранулоцитов различаются по специфическим гранулам в их цитоплазме: при окраске по Романовскому–Гимзе нейтрофилы имеют в цитоплазме эозинофилов гранулы крупные, сферические, ярко эозинофильные, гранулы базофилов – самые крупные, метахроматически окрашены, маскируют более светлоокрашенное ядро.

50