Волкова_С_А_,_Боровков_Н_Н_Основы_клинической_гематологии

Глава 1. Анатомо-физиологические основы системы кроветворения и системы гемостаза

достигают к возрасту 4–8 лет. Этому периоду соответствует и абсолютный (физиологический) лимфоцитоз. Завершается формирование лимфатических узлов к 12–15 годам. Их возрастная инволюция начинается после 20–30 лет.

ЛУ соединены с лимфатической циркуляцией афферентными (приносящими), находящимися со стороны выпуклой поверхности (рис. 1.3), и эфферентными (выносящими) лимфатическими сосудами, находящимися со стороны вогнутой поверхности органа. Лимфоциты поступают в узел через афферентные, а выводятся из него через эфферентные лимфатические сосуды.

ЛУ окружен соединительнотканной капсулой. В нем выделяют корковый (наружный) слой, образованный лимфоидными фолликулами, и мозговой слой, представленный лимфоидными тяжами. Корковый слой в состоянии покоя занимает 1/3 органа, мозговой слой — 2/3.

Рис. 1.3. Морфологическая структура лимфатического узла

21

Часть 1. Введение в клиническую гематологию

Основой органа служит стромальная ткань, которая состоит из ретикулиновых волокон, фибробластов, ретикулярных, дендритных клеток. Эти специализированные нефагоцитирующие клетки костномозгового происхождения участвуют вместе с макрофагами в презентации антигенов на Т- и В-лимфоциты. В состав стромы также входят макрофаги и гистиоциты. Тканевые макрофаги, составляющие единую клеточную систему с циркулирующими моноцитами, в норме распределены равномерно по лимфатическому узлу. Вместе они создают необходимое для развития лимфоцитов микроокружение.

В сети ретикулиновых волокон коркового слоя располагаются плотные скопления клеток в виде овальных или округлых образований — узелков. Это лимфатические фолликулы с герминативными центрами — В-клеточные зоны лимфоузлов. Лимфатический фолликул является местом выработки специфических антител в ответ на антигенную стимуляцию. Число и размеры лимфатических фолликулов и зародышевых центров определяются функциональным состоянием лимфатического узла.

Межфолликулярная зона и зона мозгового слоя являются Т-клеточными. В лимфатическом узле примерно 80% Т-клеток относятся к Т-хелперам и примерно 20% — к Т-супрессорам/ цитотоксическим клеткам.

Лимфатические узлы составляют важнейший компонент иммунной защиты организма. Они служат биологическим фильтром, осуществляющим иммунную защиту с помощью фагоцитарной деятельности свободных и фиксированных макрофагов. Также ЛУ являются органом антителообразования и выработки специализированных Т-лимфоцитов.

Ге м о п о э з. Процесс кроветворения, или гемопоэз, осуществляется постоянно и исключительно интенсивно. В минуту в кроветворных органах образуется более 300 млн. клеток крови.

Главная особенность кроветворения — продукция огромного и в то же время оптимального количества клеток крови нужного вида, в нужное время и в нужном месте. Повышенная потребность организма в любой разновидности клеток крови

22

Глава 1. Анатомо-физиологические основы системы кроветворения и системы гемостаза

может заставлять костный мозг ускорить производство этой линии в 5–6 раз.

Основоположником современной унитарной теории кроветворения является отечественный гистолог А.А. Максимов (1874–1928) — начальник кафедры гистологии и эмбриологии Военно-медицинской академии с 1903 по 1922 г., член-коррес- пондент Российской академии наук, а с 1922 г. — профессор кафедры анатомии Чикагского университета.

Еще в 1907 г. А.А. Максимов утверждал, что все клетки крови развиваются из единой родоначальной клетки, имеющей морфологию малого лимфоцита. Он дал ей название «мультипотентная гемопоэтическая стволовая клетка» (ГСК). Все клетки периферической крови являются ее потомками. В процессе делений и дифференцировки мультипотентной ГСК образуется всягемопоэтическаяткань,объединяющаякакклетки-предшест- венники, так и созревающие, и зрелые клетки крови.

В последующем крупный вклад в изучение процессов кроветворения внес отечественный биолог И.Л. Чертков (1927– 2009).

Сегодня гемопоэз определяют как многостадийный процесс делений и дифференцировки мультипотентной ГСК, в результате которого в периферическую кровь поступают эритроциты, тромбоциты и лейкоциты (рис. 1.4). ГСК в неактивном состоянии имеют морфологию зрелых лимфоцитов, в активном — бластов. Иммунологическим маркером ГСК является мембранный рецептор CD34, определяемый с помощью одноименного моноклонального антитела.

Гемопоэз объединяет два больших отдела кроветворения: миелопоэз (процесс образования эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов и тромбоцитов) и лимфопоэз (процесс образования Т- и В-лимфоцитов). В процессе делений и дифференцировки мультипотентной ГСК образуются последующие генерации гемопоэтических клеток — эритроциты, тромбоциты и все разновидности лейкоцитов.

На сегодняшний день экспериментально подтверждено отсутствие у ГСК неограниченной способности к самоподдержанию, т.е. «бессмертия». Мультипотентные ГСК закладываются

23

Часть 1. Введение в клиническую гематологию

в процессе эмбриогенеза в количестве, значительно превышающем в норме потребности человеческого организма на период всей жизни. ГСК вступают в жизненный цикл, т.е. в активный процесс делений и дифференцировки, по мере надобности для обеспечения оптимального количества зрелых клеток в периферической крови.

В норме кроветворение у человека поликлонально, т.е. представлено потомками не одной, а определенного количества ГСК, запущенных в процесс делений и дифференцировки. Как было показано в опытах на мышах с восстановленным после облучения кроветворением, большинство клонов восстановленного кроветворения являются небольшими, локально расположенными, занимающими малую часть кроветворной территории, хотя могут существовать гигантские клоны, заселяющие всю кроветворную систему. Интенсивность обмена кроветворными клетками между различными участками кроветворной системы невелика. Кроветворные клетки не находятся в состоянии «постоянной трансплантации», а функционируют локально и выходят в кровь главным образом в виде зрелых клеток. Пролиферативный потенциал ГСК не бесконечен, и, как правило, каждая из ГСК продуцирует клон, истощающийся в течение 1 месяца.

Гемопоэтическая ткань костного мозга представляет собой совокупность морфологически нераспознаваемых клетокпредшественников и морфологически распознаваемых клеток специфических линий дифференцировки.

Термин «морфологически нераспознаваемые клеткипредшественники» объединяет все ГСК, не различимые между собой по внешнему виду, имеющие морфологию зрелых лимфоцитов или лимфобластов. Выделяют несколько классов морфологически нераспознаваемых клеток-предшественников: класс мультипотентных ГСК (способны дифференцироваться во все линии гемопоэза), класс полипотентных ГСК (дифференцируются в несколько линий гемопоэза, например, клеткапредшественник миелопоэза или лимфопоэза) и унипотентных ГСК (клетки-предшественники каждого ряда дифференцировки — гранулоцитопоэза, эритропоэза, мегакариоцитопо-

26

Глава 1. Анатомо-физиологические основы системы кроветворения и системы гемостаза

эза, моноцитопоэза, Т- или В-лимфопоэза). Полипотентные

иунипотентные клетки-предшественники являются уже так называемыми коммитированными предшественниками. Установлено, что коммитированные клетки-предшественники способны к размножению и образованию клона только при наличии специальных стимулирующих факторов (цитокинов).

Морфологически распознаваемые клетки специфических рядов дифференцировки распределены между двумя большими отделами кроветворения — миелопоэзом и лимфопоэзом. Все морфологически распознаваемые клетки-предшественники образуются путем дифференцировки из более ранних предшественников и быстро подвергаются терминальной дифференцировке.

Миелопоэз объединяет как минимум 6 клеточных линий дифференцировки. К ним относят мегакариоцитарную линию (мегакариоцитопоэз), результатом которой являются тромбоциты; эритроцитарную (эритроцитопоэз) с образованием эритроцитов, моноцитарную (моноцитопоэз) с образованием моноцитов, а также три линии, объединенные в рамках гранулоцитарной дифференцировки (гранулоцитопоэз), продуцирующие нейтрофилы, базофилы и эозинофилы.

Лимфопоэз объединяет две линии дифференцировки: Т- и В-лимфопоэз. Каждая линия дифференцировки лимфоцитов реализует два этапа, заканчивающихся образованием зрелых лимфоцитов. Первый — антиген-независимый — этап дифференцировки завершается формированием морфологически зрелых, но иммунологически незрелых, или «наивных», Т- и В-лимфоцитов. Второй — антиген-зависимый — этап включает реакцию бласттрансформации, происходящую после встречи Т- и В-лимфоцитов с антигенами, и завершается образованием специализированных Т-лимфоцитов (хелперов, супрессоров, киллеров, клеток памяти и др.) и В-лимфоцитов — плазматических клеток, В-лимфоцитов, секретирующих иммуноглобулины,

иВ-лимфоцитов памяти.

Каждая линия дифференцировки морфологически распознаваемых клеток начинается со стадии, обозначаемой термином «бласт» (мегакариобласт, эритробласт, миелобласт, монобласт,

27

Часть 1. Введение в клиническую гематологию

Т-лимфобласт, В-лимфобласт). Бласт — это родоначальная клетка ряда дифференцировки, имеющая отличительные морфологические признаки ряда. Так, например, в миелобласте появляется неспецифическая азурофильная зернистость. Клетки промежуточных стадий дифференцировки обозначают приставкой «про» и суффиксом «цит»: промиелоцит, промоноцит, пролимфоцит, проэритрокариоцит (пронормоцит). Зрелые клетки крови имеют только суффикс «цит»: моноцит, лимфоцит, эритроцит, тромбоцит, гранулоцит. Конечными стадиями, на которых, кроме дифференцировки, еще происходит процесс деления, являются материнский миелоцит, базофильный эритрокариоцит, базофильный мегакариоцит.

Процесс дифференцировки клеток внутри специфических рядов включает вызревание ядра (сегментация его или выталкивание из клетки) и вызревание цитоплазмы (например, синтез гемоглобина, вызревание лизосомальных и других ферментов в гранулоцитах).

Процесс дифференцировки от бласта до зрелого форменного элемента крови сопровождается достаточно выраженными отличительными морфологическими изменениями. В связи с этим, кроме стадий «бласт», «про-цит» и «цит», в отдельных рядах дифференцировки, например в гранулоцитарном и эритроцитарном, выделяют несколько промежуточных стадий. Например, в гранулоцитопоэзе вслед за миелобластом различают такие промежуточные стадии дифференцировки, как промиелоцит, миелоцит (материнский и дочерний), метамиелоцит, и уже потом зрелые клетки — палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы, базофилы, эозинофилы. При этом «палочки» и «сегменты» — это не последовательные, а параллельные формы дифференцировки. Такая организация гранулоцитопоэза — своеобразный адаптационный механизм, обеспечивающий более быстрый выпуск палочкоядерных клеток из костного мозга в условиях тяжелых воспалительных процессов, требующих образования большого количества нейтрофилов.

Особенностями эритропоэза и мегакарицитопоэза является разделение и обозначение клеток промежуточных стадий дифференцировки по характеру окраски их цитоплазмы

28

Глава 1. Анатомо-физиологические основы системы кроветворения и системы гемостаза

кислыми красителями: базофильная, полихроматофильная и оксифильная. При этом следует помнить, что основная масса безъядерных эритроцитов образуется не из оксифильных эритрокариоцитов (нормобластов), а из полихроматофильных. Оксифилы представляют собой рудиментарную форму клеток.

Р е г у л я ц и я п р о ц е с с а к р о в е т в о р е н и я осуществляется гуморальными активирующими или подавляющими клеточную активность факторами (факторы роста, или цитокины), секретируемыми клетками микроокружения, а также через непосредственное влияние клеток микроокружения, прежде всего стромальных элементов. Термином «цитокины» называют гуморальные факторы, влияющие на клеточную активность. Цитокиновая сеть (набор стимулирующих или ингибирующих цитокинов) обеспечивает точный и адекватный ответ гемопоэтической системы на возникающие потребности в клетках крови. Основными разновидностями цитокинов являются интерлейкины (ИЛ) и колониестимулирующие факторы (КСФ).

Число клеток в периферической крови в единицу времени регулируется по принципу обратной связи. Например, количество эритроцитов в обращении и содержание гемоглобина в них зависят от потребностей тканей в кислороде. Начальный ответ организма на увеличение потребности в кислороде осуществляется через учащение дыхания (одышку) и кардиоваскулярную компенсаторную реакцию (повышение частоты сердечных сокращений). Если возросшая потребность в кислороде сохраняется дольше нескольких часов, эритропоэз стимулируется через увеличенный выпуск эритропоэтина (ЭПО) — молекулярного стимулятора эритропоэза. Эритропоэтин производится почками, гепатоцитами и эндотелиальными клетками венозных сосудов.

Кроме ЭПО, действующего начиная с уровня коммитированных клеток-предшественников, выявлены цитокины, активирующие в первую очередь верхние этажи иерархии кроветворения: ФСК (фактор стволовых клеток), FL-лиганд (фактор, обнаруженный в эмбриональной печени), ИЛ-1 и др. Они необходимы не только для пролиферации, но и для выжи-

29

Часть 1. Введение в клиническую гематологию

вания «ранних» клеток, которые в отсутствие соответствующих факторов подвергаются апоптозу.

Унипотентными регуляторами дифференцировки являются гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ) — для гранулоцитов, макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ) — для моноцитов-макрофагов, ИЛ-5 — для эозинофилов, ИЛ-3 — для тромбоцитов, ИЛ-3/ИЛ-4 — для базофилов, ЭПО — для эритроцитов.

Наряду с цитокинами, стимулирующими клеточную активность, обнаружены цитокины, ингибирующие клеточную пролиферацию. В их число входят интерферон-гамма, семейство ФНО (фактор некроза опухолей), ЛИФ (лейкоз-ингибирующий фактор) и др. При этом эффект торможения роста одних клеток может сопровождаться усиленным размножением других.

Одним из примеров практической реализации результатов фундаментальных исследований системы кроветворения стало появление в качестве лекарственных средств рекомбинантных стимуляторов гемопоэза. К их числу относят рекомбинантный эритропоэтин (рЭПО), макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ), эндогенный лиганд для рецептора тромбопоэтина и др.

1.3. Метаболиты эритропоэза и его регуляция

Для адекватного потребностям организма образования клеток, прежде всего эритроцитов, требуется большое разнообразие факторов, которые поступают в организм человека с пищей. Их принято назвать «пищевыми факторами». Они включают в себя белки, аминокислоты, витамины и микроэлементы. Ни один из них не уникален, т.е. необходим не только для эритропоэза, но и для других процессов жизнедеятельности.

При дефиците большинства пищевых факторов анемия является наиболее поздним симптомом. В число таких факторов входят микроэлементы (медь и кобальт), витамины (пиридоксин — витамин В6, рибофлавин — витамин В2, никотиновая

30