2 курс / Гистология / Кроветворение

Кроветворение (гемопоэз).

Гемопоэз – развитие крови, которое включает миелопоэз (образование клеток миелоидного ряда: эритроцитопоэз, гранулоцитопоэз, тромбоцитопоэз, моноцитопоэз) и лимфоцитопоэз (Т – лимфоцитопоэз и В – лимфоцитопоэз).

В онтогенезе гемопоэз подразделяется на 2 периода:

1. Эмбриональный – образование крови как ткани.

2. Постэмбриональный – физиологическая регенерация крови.

Эмбриональный гемопоэз включает 3 периода:

1. Мезобластический (внезародышевый)

2. Гепатолиенальный (hepar – печень, lien - селезёнка)

3. Медуллярный (тимо-медулло-лимфоидный).

Мезобластический период осуществляется во внезародышевых органах: желточном мешке, хорионе. Там образуются кровяные островки из мезенхимальных клеток. Клетки этих островков дифференцируются в двух направлениях:

1. из периферических клеток образуются эндотелиоциты (клетки, выстилающие кровеносные сосуды);

2. из центральных клеток образуются стволовые клетки крови (СКК).

эндотелиоциты

с тволовые клетки крови

мегалоциты нормоциты

Часть СКК дифференцируется в ядросодержащие и безъядерные мегалоциты – это первичные эритроциты с большим диаметром. Процесс их образования – мегалобластический тип эритропоэза (характерен только для эмбрионального периода). При недостатке витамина В₁₂ и при злокачественных анемиях этот тип эритропоэза может возникать и после рождения.

Другая часть СКК дифференцируется в нормоциты – это обычные эритроциты. Процесс их образования – нормобластический тип кроветворения.

Экстраваскулярно, в стенке желточного мешка, образуются гранулоциты.

Часть СКК остаётся в недифференцированном состоянии, и по мере образования кровеносных сосудов они начинают мигрировать:

печень

С КК селезёнка

т имус

лимфатические узлы

желточного мешка красный костный мозг

Начинается гепатолиенальный период – с 5 недели – в печени, а с 3 месяца – в селезёнке. Там образуются все форменные элементы крови, но в печени, по мере развития красного костного мозга, гемопоэз угасает и прекращается вовсе в первые две недели после рождения.

В селезёнке во второй половине беременности начинает преобладать лимфоцитопоэз. Там он происходит и после рождения.

При патологических состояниях после рождения в печени и селезёнке могут возникать экстрамедуллярные очаги кроветворения.

Медуллярный период начинается тогда, когда на втором месяце СКК заселяют лимфатические узлы, тимус и красный костный мозг. В лимфатических узлах осуществляется миелопоэз, который замещается на лимфоцитопоэз. В тимусе происходит образование Т-лимфоцитов. Красный костный мозг является универсальным дефинитивным (окончательным) очагом кроветворения. Он вытесняет очаги миелопоэза в других органах.

После рождения красный костный мозг – универсальный орган кроветворения. В нём – СКК, которые могут, попав в кровяное русло, мигрировать в другие органы и там являться источником образования клеток крови и соединительной ткани. Однако согласно другой гипотезе, красный костный мозг является только органом миелопоэза.

Постэмбриональный гемопоэз – процесс физиологической регенерации крови, который компенсируется процессом физиологического разрушения форменных элементов крови.

Осуществляется постэмбриональный гемопоэз в органах миелоидного и лимфоидного гемопоэза, из которых основным является красный костный мозг.

Современная теория кроветворения сформулирована А.А.Максимовым и включает 2 принципа:

1. принцип унитарности – все форменные элементы крови развиваются из единого предшественника – СКК.

2. принцип колониальной селекции – СКК и ближайшие её потомки живут в особых семействах, колониях или клонах.

Колония – совокупность малодифференцированных клеток, обладающих сходным строением, степенью дифференцировки и постоянной строго запрограммированной численностью. Число клеток – около 50.

Свойства колоний:

1. особое микроокружение;

2. постоянство численности;

3. однотипность;

4. самоподдержание численности.

Условия развития клеток:

1. генетическая программа;

2. влияние микроокружения.

Микроокружение – особая сложная среда, совокупность структур, определяющих уровень детерминации, дифференцировки и пролиферации развивающихся клеток. Само микроокружение регулируется местными и центральными факторами.

Клетка может выйти из колонии. Тогда её судьба определится микроокружением. Её ждёт гибель, если условия неблагоприятны (селекционный отбор), либо дальнейшая дифференцировка, если условия благоприятны.

Современная схема гемопоэза представляет собой гематогенный дифферон – гистогенетический ряд клеток, представляющий собой всю последовательность их развития, начиная от стволовой клетки и заканчивая зрелыми клетками. В этой схеме 6 классов клеток. Первые три – клетки предшественники, имеющие общие сходные черты:

1. дают потомство таких же клеток, или клеток, переходящих в следующую стадию развития;

2. все они КОЕ – колониеобразующие единицы;

3. они морфологически не распознаваемы при стандартных методах исследования, внешне похожи на лимфоциты.

Клетки 1 класса – полипотентные клетки-предшественники – СКК.

Локализация:

1. красный костный мозг (1 на 2000 клеток);

2. циркулирующая кровь (1 на 1 млн. клеток);

3. плацентарная и пуповинная кровь (0,16%).

Свойства СКК:

1. способность к неограниченному самоподдержанию;

2. редко делятся (10%);

3. способны к неограниченной дифференцировке;

4. устойчивы к действию повреждающих факторов;

5. являются КОЕ;

6. циркулируют в крови, мигрируют в другие органы кроветворения.

Клетки 2 класса – полустволовые клетки (ПСК).

Свойства:

1. являются КОЕ;

2. ограниченная способность к самоподдержанию;

3. более высокая способность к пролиферации;

4. полупотентные;

5. частично детерминированы:

   1. КОЕ – предшественница миелопоэза;

   2. КОЕ – предшественница лимфоцитопоэза.

Клетки 3 класса – унипотентные клетки (УПК).

Свойства:

1. являются КОЕ;

2. более низкая способность к самоподдержанию;

3. могут дифференцироваться в одном направлении с образованием конкретного форменного элемента крови;

4. более высокая способность к пролиферации (45-60% клеток).

Виды:

• КОЕ – эритроциты

• КОЕ – моноциты

• КОЕ – эозинофилы

• КОЕ – базофилы

• КОЕ – нейтрофилы

• КОЕ – мегакариоцитов

• КОЕ – Т-лимфоцитов

• КОЕ – В-лимфоцитов

Клетки 4 класса – пролиферирующие бласты.

Свойства:

1. высокая пролиферативная активность (до 90%);

2. отсутствует способность к самоподдержанию;

3. клетки морфологически распознаваемы;

4. крупные клетки (до 18-20 мкм);

5. высокое ядерно-цитоплазматическое соотношение;

6. малокомпактное ядро с 1-2 ядрышками;

7. слабобазофильная однородная цитоплазма;

8. малоустойчивы к действию излучения;

9. бласты переходят в класс созревающих клеток при дифференцировке.

Виды бласт:

• эритробласты

• миелобласты (Нейтрофильные / Базофильные / Эозинофильные)

• мегакариобласты

• монобласты, Т и В-лимфобласты.

Клетки 5 класса – созревающие, дифференцирующиеся клетки – самый многочисленный класс.

Свойства:

1. снижение и утрата пролиферативной активности;

2. уменьшение размеров клеток, кроме клеток моно- и тромбоцитарного рядов;

3. повышение уровня дифференцировки, приводящее к образованию конкретных форменных элементов крови;

4. изменение ядерно-цитоплазматического соотношения;

5. изменение компактности и конфигурации ядра;

6. изменение структурной организации цитоплазмы в зависимости от типа гемопоэза: накопление зернистости, гемоглобина, лизосом.

Клетки 6 класса – дифференцированные зрелые форменные элементы крови.

Свойства:

1. неспособны к делению;

2. наиболее высокая степень дифференцировки;

3. циркулируют в кровяном русле.

Эритроцитопоэз:

СК → ПСК (КОЕ-ГЭММ → КОЕ-ГнЭ, КОЕ-МГцЭ) → КОЕ-Э → эритробласты → проэритроциты (базофильный / полихроматофильный / оксифильный) → ретикулоцит → эритроцит.

Изменения:

• уменьшение размеров клетки

• уменьшение, уплотнение, исчезновения ядра

• ослабление базофилии цитоплазмы (уменьшение содержания РНК)

• накопление гемоглобина, появление оксифилии цитоплазмы.

Эритробласты:

• крупное, округлое или овальное ядро с мелко распылённым хроматином и хорошо выраженными ядрышками;

• слегка базофильная цитоплазма, узким ободком окружающая ядро;

• размер 15 мкм;

• расположены поодиночке или группами по 2-4;

• способны к интенсивной пролиферации (делятся каждые 8-12 часов).

Базофильные проэритроциты:

• округлые клетки, размером 10-12 мкм

• базофильная гомогенная цитоплазма с множеством РНК

• округлое, интенсивно окрашенное ядро

• немного митохондрий, рибосом, ЭПС

• энергично размножаются

Полихроматофильные проэритроциты:

• размер 8-10 мкм

• накопление гемоглобина, цитоплазма окрашивается как основными, так и кислыми красителями

• ядрышки исчезают, хроматин в виде глыбок заполняет всё ядро

Оксифильный проэритроцит (нормобласт):

• много гемоглобина, цитоплазма оксифильна

• теряют способность к делению

• ядро неправильной формы, пигнотизировано.

Ретикулоцит – не имеет ядра.

Гомопластический гемопоэз – восполнение эритроцитов за счёт деления полихроматофильных эритробластов.

Гетеропластический гемопоэз – восполнение эритроцитов за счёт СКК при экстренных ситуациях (потеря крови).

Гранулоцитопоэз.

СК → ПСК (КОЕ-ГЭММ → КОЕ-ГМ, КОЕ-ГнЭ) → КОЕ-Б, КОЕ-Эо, КОЕ-Гн → миелобласт → промиелоцит → миелоцит → метамиелоцит → палочкоядерный гранулоцит → сегментоядерный гранулоцит.

Изменения:

• уменьшение размеров клеток

• ядро изменяет форму от округлой до сегментированной

• в цитоплазме накапливается специфическая зернистость

Промиелоцит:

• крупная клетка

• овальное / округлое светлое ядро с несколькими ядрышками

• около ядра – центросома и пластинчатый комплекс

• цитоплазма слегка базофильна с первичными азурофильными гранулами с кислой фосфатазой, специфической зернистости нет

• делятся митотически.

Нейтрофильные миелоциты (14 суток = митоз 7,5 + постмитот 6,5):

• 12-18 мкм

• энергично митотически размножаются

• цитоплазма диффузно ацидофильна, 1ая и 2ая зернистость

• есть все органеллы: митохондрии, ЭПС (пузырьки), рибосомы (на ЭПС)

• ядро округлое или овальное

• п ри размножении:

  • ядро – бобовидное

  • хроматиновые глыбки – грубые метамиелоциты

  • ядрышек нет

  • палочкоядерный

  • сегментоядерный

Эозинофильные миелоциты:

• 14 – 16 мкм

• делятся митозом

• в цитоплазме – эозинофильная зернистость

• подковообразное ядро

• метамиелоциты / палочкоядерные / сегментоядерные

Базофильные миелоциты:

• 12-18 мкм

• ядро округлое, без ядрышек с рыхлым хроматином

• в цитоплазме – специфическая базофильная зернистость

• метамиелоцит → зрелый лейкоцит.

Миелоциты способны к фагоцитозу, а с метамиелоциты – подвижны.

Гомопластический (миелоциты) и гетеропластический (СКК) гемопоэз.

Тромбоцитопоэз.

СК → ПСК (КОЕ-МГЦЭ) → КОЕ-МГЦ → мегакариобласт → промегакариоцит → мегакариоцит → тромбоцит.

М егакариобласт:

• диаметр 16 мкм

• лапчатое ядро с диффузным хроматином мегакариобласт

• б азофильная цитоплазма

  • увеличение и сегментация ядра

  • обогащение цитоплазмой мегакариоцит

  • много центриолей, зернистость (баз/окс), аЭПС.

Моноцитопоэз.

СК → ПСК (КОЕ-ГЭММ → КОЕ-ГМ) → КОЕ-М → монобласт → промоноцит → моноцит.

Лимфоцитопоэз.

СК → ПСК → предшественник лимфоцита → лимфобласт → пролимфоцит → лимфоцит. Возможна дедифференцировка.

Т-лимфобласт – большой Т-лимфоцит – средний Т-лимфоцит – малый Т-лимфоцит – Т-лимфобласт – Т-иммунобласт – активированный т-лимфоцит.

В-лимфобласт – большой В-лимфоцит – средний В-лимфоцит – малый В-лимфоцит – В-лимфобласт – В-иммунобласт – плазмоцит.