Lektsii_po_Patologicheskoy_Anatomii_Chastny_kurs / Лекции по Патологической Анатомии. Частный курс. М.А. Пальцев

потомков мультипотентных стволовых клеток, ограничивает не только направления их дифференцировки, но и способность к бесконечному существованию и самообновлению. Терминальные зрелые форменные элементы имеют уже ограниченную продолжительность жизни. Таким образом, нормальное и повышенное количество терминальных форменных элементов обеспечивается с помощью продолжающегося размножения стволовых клеток и вступления их ближайших потомков в пул коммитированных предшественников. На этот механизм могут влиять различные факторы, действующие при воспалении, иммунологических реакциях, гипоксии, нарушении питания, различных заболеваниях и т.д.

При обычной микроскопии с применением обзорных цитологических или гистологических окрасок выделить стволовые элементы среди разнообразия клеточной популяции красного костного мозга невозможно. Плюрипотентные возможности этих клеток были исследованы на мышах. В эксперименте было показано, что колонии костномозговых клеток происходят из одной стволовой клетки. Эритроциты и мегакариоциты имеют общего коммитированного предшественника — мегакариоцитарно-эритроцитарную колониеобразующую единицу (КОЕ-Мег-Э). Такой же предшественник — грану- лоцитарно-моноцитарная колониеобразующая единица (КОЕ-ГМ) — есть у гранулоцитов и моноцитов.

Дифференцировка клеток в ходе гемопоэза управляется программами, закодированными в ДНК. Программы приводятся в действие с помощью сигналов, идущих к ядрам клеток от рецепторов плазмолеммы, которые воспринимают факторы роста. К настоящему времени открыто множество факторов роста, стимулирующих и одновременно контролирующих гемопоэз. Их можно подразделить на три большие группы. 1-я группа — мультипотентные факторы, например интерлейкин-3, стимулирующий пролиферацию и дифференцировку стволовых клеток; колониестимулирующий фактор гранулоцитов и макрофагов (ГМ-КСФ), обеспечивающий рост макрофагов и предшественников нейтрофильных и эозинофильных лейкоцитов. 2-я группа — линейные факторы, детерминированные в пределах клеточной линии, например факторы, стимулирующие колонии гранулоцитов (Г-КСФ) и моноцитов (М-КСФ). 3-я группа — смешанно-линейные факторы, например различные интерлейкины и трансформирующий фактор роста, воздействующие на относительно зрелые клетки одной или нескольких линий.

Факторы роста в основном вырабатывают Т-лимфоциты и моноциты, а также стромальные и миелоидные клетки. Из всех факторов

92

роста выделяется эритропоэтин, который вырабатывается в почках, а затем гуморальным путем доставляется в костный мозг, где он стимулирует терминальную дифференцировку предшественников эритроцитарного ряда.

Факторы роста можно применять с лечебными целями для восстановления подавленной гемопоэтической активности. Так, анемию при почечной недостаточности можно корректировать введением рекомбинантного эритропоэтина, а ускоренное восстановление костного мозга после воздействия на организм больших доз химиопрепаратов или после его аутотрансплантации достигается введением ГМ-КСФ. Гены, кодирующие большинство факторов роста, находятся в длинном плече хромосомы 5, которая чаще всего подвергается аберрации при всевозможных миелодиспластических синдромах.

Роль биопсии костного мозга. Клинический диагноз при заболеваниях, связанных с системой кроветворения, зависит от микроскопического (цитологического, гистологического, гистохимического и т.д.) изучения аспирационных биоптатов и трепанобиоптатов

[трепанобиопсия — прокол кости (обычно в области гребня подвздошной кости) с помощью специальной иглы]. В таких биоптатах оценивают общую целлюлярность (количество клеток) и определяют наличие в костном мозгу специфических предшественников терминальных форменных элементов. В норме соотношение клеток гемопоэза и жировых клеток примерно одинаково. При гипоплазии костного мозга возрастает содержание жира, а при анемиях с нарушением эритропоэза и лейкозах отмечается повышенная целлюлярность (гиперплазия) костного мозга. Нормальное соотношение миелоидных и эритроидных предшественников колеблется от 2,5:1 до 12:1; оно почти всегда нарушено при анемиях и лейкозах. В нормальном костном мозге содержится менее 3% плазматических клеток и менее 10% лимфоцитов. С помощью импрегнации серебром (обработки мазков или гистологических срезов солями серебра) можно увидеть тонкие ретикулиновые волокна, количество и объем которых резко возрастают при миелофиброзе. Примерно 40% нормобластов, т.е. проэритробластов, морфологически определяемых предшественников эритроцитов, содержат гранулы гемосидерина и являются сидеробластами. Повышенное количество сидеробластов свидетельствует о подавленном синтезе гема или глобина. Прогрессирующее накопление железа в митохондриях приводит к формированию кольцевых сидеробластов. Отсутствие окрашиваемого железа в биоптатах костного мозга свидетельствует о железодефицитном состоянии.

93

Количество клеток, находящихся в разных фазах митоза, в нормальной популяции костного мозга равно 1—2%. Подсчет фигур митоза дает представление об общей гемопоэтической активности костного мозга. Кроме того, используют метки клеток радионуклидами: тимидином, меченным тритием — для оценки общей пролиферативной активности; 52Fe — для изучения эритропоэза; коллоидом, меченным 99mTc — для оценки функции моноцитов и макрофагов.

Эритропоэз. В лекции, посвященной анемиям, мы рассмотрим только эритропоэз. Созревание нормальных красных кровяных телец, т.е. нормобластный эритропоэз, проходит следующие этапы: уменьшение размеров нормобластов, сокращение их ядер с конденсацией хроматина, постепенное исчезновение ядер, утрата цитоплазматической РНК и параллельная продукция гемоглобина. Между пронормобластом и поздним нормобластом совершаются три митотических деления. Каждый интервал между митозами, необходимый для нормальной этапной дифференцировки, равен 16 ч. После кровотечений или при гемолитической анемии интервалы сокращаются, количество эритроцитов возрастает. Снижение митотической активности приводит к увеличению размеров эритроцитов (макроцитозу), что встречается при мегалобластной (макроцитарной) анемии. Повышение митотической активности сопровождается уменьшением размеров эритроцитов (микроцитозом), что наблюдается, например, при железодефицитной анемии.

Продолжительность жизни эритроцитов в норме 120 дней, ежесуточно заменяется 1/120 часть общего их количества. Вновь поступающие в кровоток клетки называются ретикулоцитами. Ретикулоцит — непосредственный предшественник терминальной формы эритропоэтической дифференцировки. Именно эта клетка проходит через все стадии исчезновения ядра из цитоплазмы (безъядерными являются эритроциты только человека и млекопитающих). Созревание ретикулоцита до терминального эритроцита занимает 48—72 ч и последние 24 ч происходит в циркулирующей крови. Ретикулоциты содержат полирибосомы, РНК и митохондрии. Они способны синтезировать гемоглобин, что обеспечивает диффузную базофилию их цитоплазмы при окраске мазков по методике Романовского—Гимзы. Ретикулоциты выявляются при суправитальных, т.е. прижизненных окрасках нефиксированных клеток азуром В или крезиловым синим, при проточной цитометрии с окраской РНК флюорофорами. Количество ретикулоцитов в периферической крови выражают в процентах от общего количества эритроцитов. У взрослого человека оно колеблется в пределах 0,5—2,0%, однако более информативными

94

являются данные об абсолютном содержании ретикулоцитов (в норме у взрослых 25—75× 109/л). Подсчет количества ретикулоцитов дает представление об активности эритропоэза. Содержание ретикулоцитов в крови возрастает при кровопотерях, гемолизе, в ответ на гемотерапию. Уменьшение количества ретикулоцитов связано с недостаточной функцией костного мозга или неэффективным эритропоэзом.

Контроль за эритропоэзом осуществляет эритропоэтин, который определяет темп перехода эритроидных предшественников (эритроцитарной колониеобразующей единицы — КОЕ-Э) в нормобласты (проэритробласты). Этот фактор вырабатывается в почках, некоторое его количество продуцируется также в печени и селезенке. Помимо контроля за темпом воспроизводства нормобластов эритропоэтин влияет на скорость созревания (терминальной дифференцировки) эритроцитов, синтез гемоглобина и проникновение эритроцитов в кровоток. Тироксин (гормон щитовидной железы), гормон роста и андрогены стимулируют продукцию эритропоэтина.

Кроме подсчета количества ретикулоцитов, в оценке состояния и функции костного мозга, в частности эритропоэза, важную роль играют подсчет клеток эритроидного ряда в трепанобиоптате и феррокинетические исследования (оценка содержания и плазменного клиренса железа после введения 52–61Fe, т.е. железа с радиоактивной меткой).

Важнейшие признаки эритроцитов. Состояние и функции эритроцитов оценивают путем определения их количества в периферической крови (Эр), гематокрита (ГК) и концентрации гемоглобина (Нb). На индивидуальные колебания этих показателей влияют возраст, пол и атмосферное давление, убывающее по мере увеличения высоты над уровнем моря (табл. 17.1).

Можно определить также другие особенности циркулирующих эритроцитов. Средний объем эритроцита (ОЭ, по международной номенклатуре — MCV, Mean corpuscular volume), который выражается в фемтолитрах, или фл-единицах, равных 10-15л, в норме равен 80—100фл. Среднее содержание гемоглобина в эритроците (СГЭ, по международной номенклатуре — MCH, mean corpuscular Hb) —

95

внорме 27—32 пиктограмм — пг. Среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците (КГЭ, по международной номенклатуре — MCHC, mean corpuscular Hb concentration) — в норме 300—360 г/л. Цветной показатель (ЦП), который вычисляется по данным общего анализа крови, содержание гемоглобина в % (из расчета 16 г гемоглобина в 100 г крови — 100%) делят на количество эритроцитов

вмиллионах и умножают на 20. При снижении гемоглобина и неизменном количестве эритроцитов цветной показатель ниже 1, при высоком содержании гемоглобина и уменьшенном числе эритроцитов цветной показатель выше 1.

Диагностические критерии анемии у мужчин: число Эр < 4,5 млн/мкл, Hb < 14г/%, ГК < 42%. У женщин — соответственно < 4,0 млн/мкл, <12 г%, < 37%. Такие параметры, как СО, СГЭ и ЦП, учитывают в морфологической классификации анемий. Эритроциты человека неодинаковы по объему. Популяцию эритроцитов с ОЭ менее 80 фл называют микроцитами, а с ОЭ более 95 фл — макроцитами. Наличие эритроцитов разного размера называют анизоцитозом. Термин “гипохромия” относится к популяции клеток с СГЭ менее 27 пг на 1 эритроцит или с КГЭ менее 30% и ЦП менее 1.

Анемии могут быть нормохромными или гипохромными, нормоцитарными, микроцитарными, макроцитарными.

Изменяться может не только объем, но и форма эритроцитов. Красные кровяные тельца — это двояковогнутые дискоидные клетки (дискоциты) со средним диаметром 7,0 мкм. При определении их диаметра под обычным микроскопом ориентируются на ядра малых лимфоцитов, служащие эквивалентом диаметра. Из-за двояковогнутого строения дискоциты сильнее воспринимают окраску по периферии цитоплазмы (иными словами, периферия более оксифильна, нежели центр эритроцита). При нормохромии размер более бледной центральной зоны не должен превышать 1/3 площади дискоцита.

Анемии часто сопровождаются изменениями формы эритроцитов — могут встречаться серповидные, колбовидные, палочковидные, овальные эритроциты, в форме сферы и т.д. Наличие эритроцитов разной формы называется пойкилоцитозом. Пойкилоцитоз встречается при каждой тяжелой форме анемии.

Вэритроцитах могут встречаться внутриклеточные включения, которые, как правило, представляют собой остатки внутриклеточных органелл, в основном ядра, или гранулы пигмента. В норме макрофаги селезенки обычно удаляют включения из эритроцитов — процесс, происходящий в красной пульпе, называют pitting (“вынимание фруктовых косточек”). Если селезенка удалена или подверглась

96

атрофии, то эритроциты с включениями циркулируют в кровотоке. Могут встречаться мелкие тельца Паппенгейма (A.Pappenheim) с диаметром 1 мкм, представляющие собой интенсивно окрашенные базофильные гранулы, дающие реакцию на берлинскую лазурь. При мегалобластных и гемолитических анемиях в эритроцитах содержатся гранулы ядерного хроматина диаметром 1—2 мкм, известные как тельца Хауэлла—Джолли. У лиц, подвергшихся спленэктомии, больных гемоглобинопатиями или гемолитической анемией, вызванной химикатами, при суправитальном окрашивании мазков крови обнаруживаются эритроциты с преципитатами метгемоглобина (окисленного гемоглобина). Частицы денатурированного глобина называют тельцами Гейнца (R.Heinz). Наконец, при инфекциях и гемолитических анемиях, вызванных лекарственными препаратами и химическими соединениями, а также при хронических отравлениях свинцом и миелодиспластических состояниях в эритроцитах, окрашенных по Романовскому—Гимзе, можно видеть множество мелких синих гранул (групп РНК) — это пятнистая базофилия эритроцитов.

Дыхательная функция эритроцитов. Ткани человека, находящегося в состоянии покоя, потребляют около 200 мл кислорода в 1 мин. При физической нагрузке это количество может возрастать в десятки раз. Функции переносчика кислорода из легких в ткани, а также углекислоты от тканей к легким выполняет гемоглобин. Гемоглобин состоит из не содержащего железо гема и глобина. Гем придает крови красный цвет, он синтезируется в митохондриях эритробластов из глицина и сукцинилкофермента А при участии витамина В6. В синтезе гема принимают участие 8 ферментов. Последовательно образуются: порфобилиноген, гидроксиметилбилан, уропорфириноген III, копропорфириноген, протопорфириноген, протопорфирин. Последняя стадия биосинтеза гема сводится к включению иона двухвалентного железа (он и переносит кислород) в протопорфирин. Недостаточность ферментов вызывает заболевания — порфирии, о которых мы говорили при изучении нарушений обмена пигментов. Четыре молекулы гема обернуты полипептидными цепями, которые все вместе представляют собой белковую часть молекулы — глобин. Глобин состоит из двух цепей типа α и двух цепей другого типа (β, γ или δ). К нормальным типам гемоглобина относятся: HbA (α 2, β 2 — основной гемоглобин взрослого человека), HbF (α 2, γ 2 — фетальный гемоглобин), HbA2 (α 2, δ 2 — минорный гемоглобин взрослого человека). Смена гемоглобина F на гемоглобин А происходит во время рождения ребенка. К 4—6-му месяцу жизни уровень фетального гемоглобина в крови составляет менее 1%.

97

При патологии строение молекул гемоглобина может значительно изменяться, главным образом, за счет замены аминокислот. Известно множество типов аномального гемоглобина (НbН, НbI, HbS и др.).

Эритроцитоз. Продукция эритропоэтина с последующим повышением количества эритроцитов в периферической крови, т.е. эритроцитозом, стимулируется хронической гипоксией. Последняя возникает при хронической легочной или сердечной недостаточности, врожденных пороках сердца, а также при продолжительной жизни

вусловиях сниженного атмосферного давления. Такой эритроцитоз имеет компенсаторный характер. Изредка он возникает в результате избыточной продукции эритропоэтина при определенных поражениях почек или печени — карциномах, кистах или ишемических повреждениях.

Все перечисленные выше варианты эритроцитоза называют вторичной полицитемией, так как есть еще и первичная, или истинная, полицитемия — опухолевое поражение эритроцитарного ростка костного мозга.

Анемия (малокровие) — состояние, характеризующееся уменьшением концентрации гемоглобина в единице объема крови ниже нормы, часто, но не всегда, одновременно уменьшается общая масса эритроцитов в единице объема крови. Анемия развивается тогда, когда наряду с разрушением или потерей эритроцитов снижается темп их воспроизводства в костном мозге. Существуют две большие классификационные группы анемий, каждая из которых включает

всебя две подгруппы: 1) анемии после кровопотери или разрушения эритроцитов (постгеморрагические и гемолитические анемии); 2) анемии при недостаточном воспроизводстве эритроцитов (дисэритропоэтические и гипопластические), а также апластические анемии.

Главные клинические проявления анемии связаны со снижением способности крови к переносу кислорода, что приводит к гипоксии тканей. Больные становятся бледными, жалуются на утомляемость, головокружения, парестезии (спонтанно возникающие чувства онемения, покалывания в конечностях), одышку при физическом напряжении. Возникают изменения ногтей (койлонихия — ложкообразные ногти, признак дефицита железа), жировая дистрофия и липофусциноз печени, миокарда. Жировая дистрофия миокарда может привести к сердечной недостаточности и утяжелить течение ишемической болезни сердца у пациентов с атеросклерозом (анемия усиливает гипоксию миокарда, вызванную стенозом коронарной арте-

98

рии). Повышение сосудистой проницаемости, обусловленное гипоксией, приводит к отеку, склерозу стромы, диапедезным кровоизлияниям и местному гемосидерозу. Одновременно развиваются компенсаторные процессы: повышается минутный объем сердца (МОС), уменьшается время циркуляции и, соответственно, возрастает уровень перфузии тканей. Если болезнь прогрессирует, сердечная недостаточность с высоким МОС становится угрозой для жизни.

Анемии при кровопотерях и разрушении эритроцитов. Постгеморрагическая анемия может быть острой и хронической. При острой кровопотере угрозой для жизни становится постгеморрагический шок с развитием шоковой почки и других характерных для шока изменений. В первые часы после кровотечения такая анемия является нормохромной, нормоцитарной. Восстановление объема плазмы после острой кровопотери вызывает временное разжижение крови и снижение гематокрита. Первым признаком регенерации красных кровяных телец после кровоизлияния является ретикулоцитоз, уровень которого указывает на активность гемопоэза. Изредка в пунктатах костного мозга встречаются эритроциты с ядрами — результат активной пролиферации эритробластов в костном мозге. В течение нескольких часов после кровопотери вследствие мобилизации гранулоцитов и тромбоцитов из депо развиваются умеренные нейтрофилия и тромбоцитоз. Хроническая постгеморрагическая анемия возникает при хронической кровопотере и может быть симптомом гинекологических, онкологических заболеваний и болезней желудочно-кишечного тракта. Она возникает в тех случаях, когда потеря крови превышает регенераторные возможности костного мозга. Характерные признаки анемии: гипохромия, микроцитоз, фокусы регенерации в костном мозге трубчатых костей (красный костный мозг трубчатых костей), наличие очагов внекостномозгового кроветворения, а также изменения, обусловленные хронической гипоксией.

Гемолитические анемии. Гемолитические анемии — это многочисленная группа анемий, важным диагностическим признаком которых является укорочение жизни эритроцитов. В норме красные кровяные тельца живут в среднем 120 дней. Классификация гемолитических анемий основана на трех показателях: причине гемолиза (экзоэритроцитарные или эндоэритроцитарные, т.е. связанные с аномалиями самого эритроцита, факторы), внутриили внесосудистой локализации гемолиза, а также врожденном или приобретенном характере заболевания.

99

Анемии, обусловленные эндоэритроцитарными факторами

Н а с л е д с т в е н н ы е а н е м и и

Дефекты плазмолеммы эритроцитов (мембранопатии):

наследственный сфероцитоз наследственный эллиптоцитоз

Ферментные нарушения эритроцитов (ферментопатии):

недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (дефект гексозомонофосфатного шунта) недостаточность пируваткиназы

Нарушение синтеза гемоглобина (гемоглобинопатии):

нарушения глобиновых цепей (гемоглобиновые варианты) снижение синтеза глобиновых цепей (талассемии)

Пр и о б р е т е н н ы е а н е м и и пароксизмальная ночная гемоглобинурия

Анемии, обусловленные экзоэритроцитарными факторами

П р и о б р е т е н н ы е а н е м и и

Аутоиммунные гемолитические анемии:

обусловленная тепловыми антителами обусловленная холодовыми антителами анемия при аутоиммунных заболеваниях

Изоиммунные гемолитические анемии:

гемолитическая болезнь новорожденных трансфузионная гемолитическая реакция лекарственные иммунные гемолитические анемии гемолиз в ответ на воздействие токсинами и химикатами

Механическое повреждение эритроцитов:

микроангиопатические анемии (синдром фрагментации эритроцитов)

Анемии при инфекционных заболеваниях (малярия) Гиперспленизм

С м е ш а н н ы е в и д ы

Общие признаки гемолитических анемий. Гемолитические анемии характеризуются повышенной деструкцией и укороченной продолжительностью жизни эритроцитов, при этом интенсивность разрушения красных кровяных телец превосходит интенсивность эритропоэза. Отсутствие признаков анемии не исключает наличия гемолиза. При всех видах гемолиза независимо от причины повышается катаболизм гемоглобина и возрастает интенсивность эритропоэза.

У большинства лиц с гемолитическими заболеваниями эритроциты разрушаются с помощью макрофагов в селезенке, печени и костном мозге путем внесосудистого гемолиза. Те эритроциты, кото-

100

рые имеют умеренно выраженные повреждения, фагоцитируются

вселезенке, а эритроциты с более тяжелыми повреждениями подвергаются фагоцитозу в макрофагах печени, селезенки и костного мозга. Внутрисосудистый гемолиз сопровождается выделением гемоглобина в кровь и встречается при тяжелом повреждении плазмолеммы эритроцитов под действием антител, комплемента, токсичных химикатов или механических факторов.

Вслед за фагоцитозом эритроцитов молекула гемоглобина распадается на гем и глобин. Железо гема транспортируется в костный мозг, а остаточные порфириновые кольца разрушаются до билирубина. Пептидные цепи глобина гидролизуются до своих составных частей — аминокислот — и снова вступают в общий метаболический пул. В тех случаях, когда конверсия гемоглобина в билирубин (содержание билирубина > 50 мкмоль/л), превышает способность печени переводить билирубин в форму диглюкуронида (конъюгировать билирубин) и выделять его с желчью, развивается желтуха. Из-за наличия внутренних водородных связей билирубин не растворим в воде. Неконъюгированный (“непрямой”) билирубин транспортируется в плазме в виде соединения с альбумином и не может проходить чрез гломерулярную мембрану, этот билирубин не появляется в моче (ахолурическая желтуха). Конъюгированный (“прямой”) билирубин секретируется в желчные канальцы. Далее в толстой кишке образуются стеркобилиногены — продукты дальнейшего превращения билирубина. Стеркобилиногены выделяются с фекалиями, придавая стулу коричневый цвет, некоторое их количество абсорбируется и повторно экскретируется в желчь, часть выделяется с мочой

ввиде уробилиногена. Почки могут также экскретировать диглюкуронид билирубина, этим объясняется темный цвет мочи при печеночной или подпеченочной желтухе, в то время как при гемолитической желтухе желчь в моче отсутствует. Увеличение концентрации билирубина в желчи предрасполагает к формированию пигментных желчных камней. Чаще всего это происходит при врожденных гемолитических анемиях. Высокий уровень билирубина плазмы при гемолитической болезни новорожденных может обусловить токсическое повреждение головного мозга и билирубиновую энцефалопатию (токсическое повреждение желчными пигментами и кислотами клеток базальных ядер головного мозга).

При гемолитических состояниях в костном мозге может значительно, максимум в 6 раз, увеличиться воспроизводство эритроцитов (компенсаторный эритропоэз). Количество ретикулоцитов всегда повышено. Анемия, как правило, нормоцитарная, может быть

101