ОРГАНЫ КРОВЕТВОРЕНИЯ И ИММУНОГЕНЕЗА 22.05.2014г.
Органы кроветворения делятся на А.центральные и В.периферические. В центральных органах происходит антигеннезависимое развитие клеток крови, а в периферических – антигензависимое. К центральным органам относятся красный костный мозг, тимус и сумка Фабрициуса. Сумка Фабрициуса есть у птиц, а у человека её аналогом, предположительно, являются лимфоидные образования пищеварительного тракта.
К периферическим органам кроветворения относятся селезёнка, лимфатические узлы и гемолимфатические узлы.
Гемоцитопоэз.
Это физиологическая регенерация форменных элементов крови, протекающая на клеточном уровне, начиная с эмбриогенеза и на протяжении всей жизни.
Эмбриональный гемоцитопоэз
Развитие крови как ткани неодинаково у эмбриона на разных стадиях. Выделяют 3 типа кроветворения: 1.желточный; 2.гепатолиенальный;
3. медуллярный.
Желточный. На 2-3 неделе в стенке желточного мешка из клеток мезенхимы образуются стволовые клетки крови (СК). В это время эритроциты развиваются внутри кровеносных сосудов (интраваскулярно), а гранулоциты – экстраваскулярно.
Гепатолиенальный. После редукции желточного мешка СК мигрируют на 2-ом месяце в печень, тимус, селезёнку и в лимфатические узлы, в которых образуются эритроциты, гранулоциты и лимфоциты, то есть кроветворение происходит по универсальному типу. Однако специализация органов наступает в разные сроки. В тимусе на 4-ом месяце лимфопоэз вытесняет миелопоэз, а в селезёнке и лимфоузлах на 5-ом месяце.
Медуллярный. Миелопоэз в красном костном мозге начинается на 4-ом месяце и сохраняет свои функции в постнатальном периоде.
ПОСТЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ГЕМОЦИТОПОЭЗ.
Источником образования всех форменных элементов крови являются полипотентные клетки – стволовые клетки (СК).
Это самоподдерживающаяся популяция в норме редко делящихся клеток. В красном костном мозге на 100 000 гемопоэтических клеток приходится около 50 СК, а в селезёнке – около 3 СК, а в периферической крови – 1-2 СК. Стволовые клетки имеют две линии дифференцировки, которые начинаются с полипотентных полустволовых клеток (ПСК). Одна линия ПСК образует гранулоцитарные, эритроцитарные, моноцитарные и мегакариоцитарные клетки. Это клетки миелоидной ткани. Другая линия ПСК образует в результате лимфопоэза лимфоидную ткань. Под воздействием специфических факторов, выделяемых стромальными клетками кроветворных органов (эритропоэтинов, гранулопоэтинов, лимфопоэтинов, тромбопоэтинов и др.) появляются генетически родственные клетки, совокупность которых образует дифферон. ПСК дифференцируются в унипотентные предшественники эритроцитов (КОЕ-Э), гранулоцитов эозинофилов (КОЕ-Эо), базофилов (КОЕ-В), нейтрофилов (КОЕ-Гн), мегекариоцитов (КОЕ-МГЦ).
Клетки с I-го по III-ий класс морфологически не распознаются и схожи с лимфоцитами и образуют камбиальную часть дифферона.
IУ класс – бластов, выделяют 8 типов. Они похожи на лимфоциты, но отличаются более крупными размерами. Они накапливают признаки зрелых клеток (органеллы необходимые данному виду клеток, белки). Пример. Эритробласт, обладает большим количеством рибосом и развитой ЭПС, что подготавливает клетку к синтезу гемоглобина.
У класс. Созреваюшие или дифференцирующиеся клетки. Морфологически распознаваемы. В клетках накапливаются специфические структуры и белки.
IУ и У классы образуют среднюю часть дифферона.
В эритроцитарном ряду вначале в клетках наблюдается усиление базофилии вследствие накопления рибосом (базофильный эритробласт). Затем с накоплением гемоглобина усиливается оксифилия клетки, что приводит к смешанной окраске цитоплазмы (полихроматофильный эритробласт), а в дальнейшем происходит редукция ядра и уменьшение размеров клетки. Процесс завершается формированием безъядерной постклеточной формы, лишённой органелл.
В гранулоцитарном ряду клетки проходят следующие стадии: промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерный и зрелый гранулоцит. Уровень дифференцировки зависит от стадии, от накопления специфической зернистости, изменения формы ядра от бобовидного до сегментированного. Деление клеток завершается на уровне метамиелоцита, в котором формируется аппарат фагоцитоза.
Мегакариоцитарный ряд. Размер клетки увеличивается за счёт редупликации ядра, которое становится полиплоидным. Хорошо развит вакуолярный аппарат. На поверхности образуются микровыросты, дающие начало тромбоцитам.
В моноцитарном ряду клетки накапливают лизосомы. Ядро приближается к бобовидной форме. Деление завершается на стадии промоноцита.
Лимфоцитарный ряд. Т- и В-лимфоциты проходят стадию Т- и В-пролимфоцитов. Созревание лимфоцитов незаконченное, так как УI класс не является конечным, поскольку лимфоциты попадая в периферические лимфоидные органы подвергаются бласттрансформации, пролиферируют и переходят в активную форму. При этом они дифференцируются на Т-киллеры, Т-супрессоры, Т-хелперы и Т-памяти (живут десятилетиями). Т-хелперы стимулируют В-лимфоциты с помощью лимфокинов и распознают антиген, а Т-супрессоры тормозят выработку антител.
А. Центральные органы кроветворения
КОСТНЫЙ МОЗГ – центральный орган кроветворения, содержащий самоподдерживающуюся популяцию стволовых клеток, из которых образуются эритроциты, гранулоциты, тромбоциты, В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. (все элементы крови – универсальный крвоветворный орган)
Развитие. Костный мозг у человека появляется в ключице на 2-ом месяце внутриутробного развития. На 4-ом месяце развивается в диафизах трубчатых костей и в плоских костях. К 20-28-ой неделе костный мозг начинает функционировать как основной кроветворный орган. К 36 неделе появляются очаги кроветворения в эпифизах трубчатых костей.
У взрослого человека различают 2 типа костного мозга: красный и жёлтый.
Красный костный мозг - кроветворная часть костного мозга. После 12-18 лет заполняет губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей. Структурной основой костного мозга является ретикулярная ткань. Строма пронизана многочисленными кровеносными сосудами. Сосуды проникают в костный мозг из надкостницы и через систему костных каналов гаверсовой системы. В костномозговой полости артерия разветвляется на восходящую и нисходящую ветви, от которых радиально отходят артериолы, переходящие в узкие капилляры (2-4 мкм), а затем в области эндоста продолжаются в синусы (диаметром 10-14 мкм) имеющие щелевидные поры. Основу костного мозга составляют гемопоэтические клетки: стволовые, полустволовые, различные стадии созревания эритроцитов, гранулоцитов, мегакариоцитов, лимфоцитов, макрофагов и зрелые форменные элементы крови. Гемопоэтические клетки располагаются в виде клонов, в центре которых находятся стволовые клетки.
Наиболее интенсивно кроветворение происходит вблизи эндоста, где концентрация стволовых клеток примерно в 3 раза больше, чем в центре костномозговой полости.
Эритробластические клетки. В процессе созревания эритробласты (созревают в эритробластических островках) окружают макрофаги, содержащие железо фагоцитированных эритроцитов и получают от него молекулу железа для построения геминовой части гемоглобина. По мере накопления гемоглобина появляются полихроматофильные, оксихроматофильные эритробласты, а затем ретикулоциты и зрелые эритроциты. При созревании клеток теряется гликопротеиновая оболочка, повышается их активность, и зрелые эритроциты выходят через щелевидные поры синусов в периферическую кровь.
Гранулоцитопоэтические клетки также располагаются в виде клонов, но не имеют связи с макрофагами. Морфологически они распознаются, начиная с миелоцита, который превращается в метамиелоцит, а затем в палочкоядерный и зрелый гранулоцит. Эти клетки по мере созревания депонируются в красном костном мозге. По сравнению с периферической кровью здесь их в 20 раз больше и в 3 раза больше чем эритроцитов.
Мегакариобластические клетки и мегакариоциты в основном располагаются в тесном контакте с синусами. Периферическая часть цитоплазмы мегакариоцитов проникает через поры в просвет синусов. Из фрагментов цитоплазмы в кровяном русле образуются кровяные пластинки (тромбоциты). Впервые это показал амер ученый К.Райт (Wrigth) (1906). Остатки мегакариоцита после тромбоцитопоэза фагоцитируются макрофагами.
Кроме клеток миелоидного ряда встречаются небольшие скопления лимфоцитов (нулевые лимфоциты, В-лимфоциты) и моноциты, окружающие кровеносные сосуды. При дифференцировке В-лимфоцитов внутри клетки синтезируются иммуноглобулины, которые появляются на мембране В-лимфоцитов в виде антигенраспознающих рецепторов. В дальнейшем предшественники лимфоцитов (нулевые лимфоциты) и зрелые В-лимфоциты мигрируют в тимусзависимые зоны селезёнки, где они клонируются на клетки иммунологической памяти и клетки, дифференцирующиеся в плазмоциты при первичном иммунном ответе.
Желтый костный мозг в отличие от красного костного мозга не осуществляет кроветворную функцию, но при кровопотерях и токсических отравлениях в нём появляются стволовые клетки из периферической крови. На их основе возникают очаги гемопоэза. Желтый костный мозг располагается в диафизах трубчатых костей и представлен перерождённой ретикулярной тканью, клетки которой содержат липидные включения.