10

Теории кроветворения. Учение о стволовой кроветворной клетке. Кинетика стволовых клеток. Современная схема кроветворения. Регуляция кроветворения.

Одной из наиболее важных и сложных проблем гематологии является вопрос о генезе клеток крови.

За период существования учения о крови сменилось несколько теорий кроветворения. Впервые кровь, как отдельная ткань организма, была выделена в 1839 г. Schwann. Первое деление клеток крови – белых кровяных телец – на клетки лимфы и лейкоциты было предпринято в 1845 г. немецким патологом Рудольфом Вирховым. Однако уже к концу 19 века стало известно, что в крови находятся не 2, а 3 типа клеток: лейкоциты, эритроциты и тромбоциты. В связи с этим возник вопрос об их происхождении.

Итак, теории кроветворения:

1. Полифелитическая теория. Ее основоположником является немецкий ученый, нобелевский лауреат Пауль Эрлих, который в 1878 году изобрел способ дифференциальной окраски клеток крови и выявил зернистость в лейкоцитах. Учитывая морфологические различия клеток, он описал 8 видов лейкоцитов:

- Незернистые лейкоциты

1. Лимфоциты,

2. Мононуклеары,

3. Переходные клетки;

- Зернистые лейкоциты

4. Нейтрофилы,

5. Эозинофилы,

6. Мелкозернистые базофилы,

7. Крупнозернистые базофилы,

8. β-амфифильные («амфи» – с обеих сторон, «филия» – наклонность) лейкоциты.

Обращаясь к вопросу о генезе этих клеток, Эрлих предположил, что незернистые лейкоциты происходят из лимфоидной ткани, а зернистые лейкоциты (которые он выделил в систему миелоидных клеток) берут начало в КМ. Таким образом, согласно его суждениям, существует 2 системы кроветворения – лимфоидная и миелоидная. При этом каждая из описанных им 8 клеток имеет своего предшественника. То есть, суть полифилетической теории состоит в том, что каждый росток кроветворения имеет свою родоначальную клетку.

2. Триалистическая теория предложена Schilling (1919 г.) и Aschoff (1924 г.). Согласно их убеждениям, эритроциты, гранулоциты и тромбоциты входят в состав миелоидной ткани и имеют 1 клетку-предшественницу, которая находится в КМ. Лимфоидные клетки входят в состав лимфоидной ткани. Моноциты происходят из ретикулоэндотелиальной системы.

3. Дуалистическая теория, согласно которой существуют 2 родоначальные клетки - отдельно для миелоидного и лимфоидного ростков кроветворения. Её предложил Nehely (1900 г.) и Schridde (1923 г.). Она по существу является подтверждением 1-ой теории.

Что общего у этих 3-х теорий?

1. Утверждение того, что в периферической крови находятся конечные клетки,

2. Разделение кроветворной ткани на лимфоидную и миелоидную,

3. Отсутствие допущения о существовании одной родоначальной клетки, единой для всех ростков гемопоэза.

4. Умеренно-унитарная теория (1920 г., Александр Николаевич Крюков – основоположник отечественной гематологии). Суть теории - между материнскими клетками миелоидного и лимфоидного ряда существуют лишь функциональные различия. Анатомически она едина – это (по Крюкову) «лимфоидоцит» (или гемоцитобласт), образующийся из ретикулярной клетки, отделившейся от синцития (гемогистобласта). Т.е. ретикулярная клетка → гемогистобласт → гемоцитобласт → цитобласт.

5. В настоящее время находит свое подтверждение унитарная теория кроветворения, высказанная еще в начале 19 века (в 1916 г.) русским ученым Александром Александровичем Максимовым. Суть теории – все клетки крови образуются из одной стволовой клетки.

Согласно современной схеме кроветворения, предложенной в 1973 г. А.И. Воробьевым и И.Л. Чертковым все клетки крови подразделяются на 3 больших класса:

1. Родоначальные (или стволовые) клетки. Они составляют 1-2%;

2. Созревающие клетки – 25-40%;

3. Зрелые клетки – 60-75%.

В пределах этих 3-х групп все гемопоэтические клетки (в зависимости от функциональных и морфологических особенностей) разделены на 6 классов:

I класс: ПСКК - полипотентные стволовые кроветворные клетки. Находятся в КМ и (возможно) в селезенке, могут циркулировать в периферической крови. В тимусе и лимфоузлах их нет.

Первые научные доказательства существования стволовых клеток появились в 60-х годах прошлого века. Так, в 1960 г. в лаборатории культуры тканей Университета в Торонто два канадских исследователя – J.E. Till и E.A. McCulloch обнаружили свойство кроветворных клеток образовывать колонии в селезенке у летально облученных мышей. Они облучали животных в смертельной дозе 6-7 Гр, затем в/в вводили им клетки КМ интактного (необлученного) животного. После трансплантации КМ в селезенке облученных мышей обнаруживались очаги кроветворения в виде макроскопических колоний клеток: гранулоцитарных, эритроидных, мегакариоцитарных и смешанных. Однако колонии из лимфоидных клеток при этом не образовывались. При последующем введении одной из подобных колоний другой смертельно облученной мыши в ее селезенке вновь развивались колонии с трехростковым кроветворением. Позднее было доказано, что каждая такая колония – потомство 1 клетки. Как? Вводимые костномозговые клетки «метили» облучением в низкой дозе (2 Гр). Эта «метка» (кольцевая хромосома) обнаруживалась в клетках всех колониальных линий. Эта родоначальная клетка получила название – КОЕ_с – колониеобразующая единица в селезенке. КОЕ_с относят к категории более зрелых ПСКК. Кроме того, с помощью хромосомного маркера также была обнаружена способность КОЕ_с дифференцироваться в лимфоциты, поскольку кольцевая хромосома выявлялась не только в клетках селезеночных колоний, но и в лимфоцитах лимфатических узлов, тимуса и костного мозга облученных животных. Наконец было показано, что культура КМ на агаре приводит к образованию гранулоцитов и моноцитов.

Свойства ПСКК:

1. Обладают высоким (но не безграничным) пролиферативным потенциалом - могут проделывать не более 100 митозов.

2. Обладают способностью дифференцироваться в направлении всех ростков кроветворения.

3. Дифференцировка ПСКК (на путь которой вступает не более 40% клеток) регулируется сугубо локально, не зависит от внешних воздействий и потребностей организма.

4. % тимидинового самоубийства равняется 10. Это означает, что 90% ПСКК находятся вне митотического цикла (в стадии G₀) и лишь 10% - в делении.

II класс: Полустволовые (частично детерминированные) кроветворные клетки. К ним относятся:

1. КОЕ-ГЭММ – общая клетка-предшественница миело- и эритропоэза, дающая смешанные колонии из гранулоцитов, эритроцитов, мегакариоцитов и макрофагов, которая дифференцируется в:

• КОЕ-ГМ – клетки, дающие колонии из гранулоцитов и моноцитов,

• КОЕ-ГЭ – клетки, дающие колонии из гранулоцитов и эритроцитов,

• КОЕ-МегЭ - клетки, дающие колонии из мегакариоцитов и эритроцитов,

2. Общая клетка-предшественница лимфопоэза - ?

Наличие общей клетки-предшественницы для миелопоэза и эритропоэза было доказано в 1971 г. учеными Nowell и Ford на примере хронического миелолейкоза. Учеными было сделано любопытное открытие: у 95% больных с данной патологией во всех клетках крови (за исключением лимфоцитов) обнаруживалась филадельфийcкая (Рh) хромосома. Это позволило сделать заключение о существовании клетки-родоначальницы, единой для трех ростков миелопоэза – гранулоцитов, эритроцитов и мегакариоцитов, и отдельно от этого – клеток-предшественниц лимфоцитов.

Свойства клеток:

1. Сниженный пролиферативный потенциал и более высокая пролиферативная активность по сравнению с ПСКК. % тимидинового самоубийства равняется 30. Т.е. 30% клеток находятся в делении, 70% - в покое.

2. Дифференцировка клеток регулируется ростовыми факторами, секреция которых зависит от существующего запроса организма. Т.е. это уже не стохастический, а детерминированный процесс.

III класс: Коммитированные (унипотентные) клетки - родоначальницы отдельных ростков гемопоэза. К ним относятся:

А) клетки-предшественницы лимфопоэза:

• преТ – родоначальница Т-лимфоцитов,

• преВ – родоначальница В-лимфоцитов.

Б) клетки-предшественницы миелопоэза:

• КОЕ-Г – родоначальница гранулоцитов (нейтрофилов),

• КОЕ-ЭО – родоначальница эозинофилов,

• КОЕ-Б – родоначальница базофилов,

• КОЕ-М – родоначальница моноцитов,

• КОЕ-Мег – родоначальница мегакариоцитов.

В) клетки-предшественницы эритропоэза:

• Незрелая и зрелая БОЕ-Э - бурстобразующие единицы, нечувствительные к эритропоэтину (ЭП),

• КОЕ-Э – ЭП-чувствительный продукт дифференцировки БОЕ-Э.

Свойства клеток:

1. Имеют ограниченную способность к самоподдрежанию (10-15 митозов), но более высокую (по сравнению с предыдущим классом клеток) пролиферативную активность (% тимидинового самоубийства равен 60, т.е. 60% клеток находятся в делении, а 40% в покоящемся состоянии).

2. Дифференцировка клеток контролируется гуморальными факторами – поэтинами строго по запросу организма.