Эритропоэз нормобластический

Эритропоэз нормобластический

Дата добавления: 2015-08-06 ; просмотров: 4936 ; Нарушение авторских прав

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Красной и белой КРОВИ

Эритропоэз

Характеристика клеток

нормобластического типа кроветворения

Процесс образования, дифференцировки и созревания форменных элементов крови из клеток-предшественниц в условиях специфического микроокружения называется гемопоэзом. Последовательность развития кроветворения в эмбриональном периоде характеризуется, прежде всего, сменой локализации гемопоэза: желточный мешок – печень – красный костный мозг. В связи с этим у эмбриона и плода последовательно и с частичным перекрыванием по времени возникновения и затухания различают мегалобластическую стадию (начинается на 3-й неделе в желточном мешке, заканчивается на 12 неделе), гепатоспленотимическую стадию (в печени кроветворение начинается на 5–6 неделе развития, а к концу 5‑го месяца интенсивность гемопоэза в печени уменьшается; гемопоэз в селезёнке наиболее выражен с 4 по 8 месяц внутриутробного развития; в вилочковой железе первые лимфоциты появляются на 7–8 неделе) и костномозговое кроветворение (кроветворение в костном мозге начинается в течение 5-го месяца развития, а к 7-му месяцу костный мозг становится главным органом гемопоэза).

В постнатальном онтогенезе кроветворение осуществляется главным образом в костном мозге губчатого вещества плоских костей (прежде всего, кости таза, грудина, тела позвонков, череп, ребра) и эпифизов длинных трубчатых костей (проксимальные отделы костей бедра, голени, плеча). Образование клеток происходит в костно-мозговых балках, вне сосудистых синусов (рисунок 1).

В норме в кровоток поступают только зрелые элементы, для чего они должны преодолеть барьер в виде промежутков между эндотелиальными клетками костномозговых синусов. Этот процесс регулируется селезенкой и нервной системой. Раздражение симпатической нервной системы стимулирует созревание и выход клеток в кровь, раздражение парасимпатической нервной системы, напротив, тормозит эти механизмы. Когда костный мозг не в состоянии удовлетворить повышенный и длительный запрос на образование клеток крови, гемопоэтическая активность печени, селезёнки и лимфатических узлов может восстановиться (экстрамедуллярный гемопоэз).

Помимо кроветворения в костном мозге, как в селезёнке и печени, происходит удаление из кровотока старых и дефектных клеток крови (гемодиерез).

Согласно современной схеме кроветворения, авторами которой являются И.Л.Чертков и А.И.Воробьев (1973 г.), все кроветворные клетки в зависимости от их зрелости и морфологических особенностей разделены на 6 классов

Родоначальными клетками всех ростков кроветворения являются клетки 1 класса — стволовые клетки (полипотентные).Термин «стволовая клетка» (СК) был введен российским гистологом А.А.Максимовым в 1909 г. на съезде гематологического общества в Берлине. Стволовой эти клетки были названы по аналогии с деревом, из которого растут и развиваются все его ветви. Стволовая клетка называется CFU-blast (CFU — Colony Forming Unit, колониеобразующая единица).

В середине 60-х годов ХХ века российские ученые А.Я.Фриденштейн и И.Л.Чертков заложили основы науки о СК красного костного мозга. В костном мозге имеются гемопоэтические (кроветворные) и стромальные (мезехимальные) СК. Гемопоэтические СК формируют все типы клеток крови, а также могут дифференцироваться в клетки головного мозга, печени, сосудов. Стромальные клетки способны дифференцироваться в клетки хрящевой, костной, мышечной, жировой тканей, ткани печени и кожи (рисунок 3). Причем способность к таким превращениям у них сохраняется и при выращивании колонии из одной единственной клетки. Стромальные СК костного мозга представляют собой более сложные и долгоживущие системы, которые, однако, обновляются достаточно редко. Стромальные клетки в небольшом количестве находятся в различных органах и тканях, постоянно циркулируют в кровотоке.

В ходе онтогенеза количество стромальных клеток уменьшается. Так, у новорожденных в костном мозге на 10000 СК приходится 1 стромальная клетка. В подростковом возрасте их уже в 10 раз меньше. К 50-ти годам на 500000 кроветворных СК — 1 стромальная, а в 70 лет 1 стромальная клетка приходится на 1000000 гемопоэтических клеток.

До сих пор не удалось создать метод прямого выявления СК. В настоящее время существует только один исключительно оперативный метод определения СК, основанный на ее способности восстанавливать и поддерживать всю жизнь кроветворение в смертельно облученном организме. Понятно, что такой метод осуществим только в эксперименте на животных. Для выявления СК человека приходится определять их как клетки, способные репопулировать кроветворную систему иммунодефицитных мышей (линия scid/nod). Именно в эксперименте на животных было установлено, что популяция СК состоит из двух подотделов. Первый составляют клетки, способные восстановить мультилинейное кроветворение, продолжающееся в течение всей жизни — длительно репопулирующие клетки. Собственно только эти клетки являются истинными СК. Во второй подотдел входят клетки, также способные к мультилинейной дифференцировке, однако продолжительность их жизни относительно невелика – коротко репопулирующие клетки.

Таким образом, отдел СК отличается значительной гетерогенностью, так как обнаружены клетки с различным пролиферативным потенциалом и полипотентностью (таблица 1).

Таблица 1. Характеристика отдела стволовых мультипотентных клеток

Название клетки Общая характеристика
Примитивная стволовая кроветворная клетка (пСКК или pHSC) Способна восстанавливать нормальное кроветворение у облученных, поэтому их называют – клетки, репопулирующие (восстанавливающие) костный мозг – КРКМ или MRC (Marrow Repopularing Cell). Даже одна такая клетка способна поддерживать кроветворение у реципиента. Обнаружены в эмбриональной печени.
Клетка, обеспечивающая поддержание кроветво-рения в длительной культуре костного мозга – КИДК или LTC-IC (Long-term Culture Initiating Cell) Эти клетки способны поддерживать процессы кроветворения в культуре не менее 5-7 недель.
Клетки, образующие области булыжника – КООБ или CAFC (Cobblestone Area Forming Cell): КООБ 5 КООБ 2 или КОЕ-с12 или CFU-c12 (Colony Forming Unit Cell) КОЕ-с8 Более зрелые полипотентные предшественники. Такое наименование получили потому, что под микроскопом напоминают булыжную мостовую. Эти клетки в зависи-мости от степени зрелости и способности образовывать колонии делятся на КООБ 5, КОЕ-с12, КОЕ-с8. Наиболее ранние из этих предшественников требуют для образования областей «булыжников» от 5 до 8 недель. Содержание этих клеток в 10 раз выше, чем пСКК.
Эта клетка образует «булыжник» в культуре за 10-12 дней и идентична клетке, образующей колонии в селезенке через 12 дней после трансплантации костного мозга облученным мышам. Поэтому КООБ2 получила название КОЕ-с12 или CFU-c12.
Более зрелый предшественник, способный образовывать колонии в селезенке за 7-8 дней после трансплантации

Морфологические характеристики СК крайне невыразительны, что объясняется незрелостью клеток, а внешне выражается в высоком ядерно-цитоплазматическом отношении, гомогенности хроматина и отсутствии четких признаков дифференцировки. Морфологически эти клетки выглядят как недифференцированные бласты или малые лимфоциты с тонкой структурой хроматина

Наиболее надежный критерий идентификации СК – иммуноморфологический. Стволовая кроветворная клетка экспрессирует характерный комплекс маркёров, которые позволяют выделить её из пуповинной крови и плаценты, костного мозга, периферической крови. Такими маркёрами являются CD34, CD31, CD59, Sca-1, Thy1, Oct-4, Nanog, SOX2, FGF4.

Основные свойства СК:

ü длительное самоподдержание своей линии;

ü быстрая трансформация и пролиферация;

ü дифференциация во всех направлениях гемопоэза.

В отделе СК, число которых в кроветворной ткани менее 1%, осуществляется качественная регуляция кроветворения. Причем основная масса СК находится вне клеточного цикла, в стадии G0. Лишь 10-20 % СК пролиферирует. При выходе из состояния покоя СК вступает на путь дифференцировки, постепенно снижая свою способность к размножению и тем самым ограничивая набор дифференцировок. В большинстве случаев этот процесс непрерывен, однако некоторые СК после проделывания 1-3 делений вновь возвращаются в состояние покоя. Однако это состояние покоя менее глубоко, и при наличии запроса СК способны ответить на него значительно быстрее, приобретая маркеры дифференцировки в культуральной среде за 1-2 дня, тогда как исходные СК требуют для этого 10-14 дней.

Итак, относительный покой — определяющая характеристика СК, тогда как её потомки обладают высокой пролиферативной активностью. Из одной начинающей дифференцировку СК может образовываться около 1 млн. зрелых эритроидных клеток и 100 тыс. гранулоцитов и макрофагов.

Однако процесс дифференцировки СК в сторону того или иного ростка кроветворения окончательно не выяснен. Существуют две основные модели механизма комитирования СК. Согласно стохастической модели кроветворенияпроцесс комитирования происходит случайно, не зависит от внешних воздействий и не определяется потребностью организма в данный момент в клетках той или иной линии дифференцировки. Детерминистическая модель основана на том, что выбор направления дифференцировки осуществляется с внешним запросом на клетки соответствующего вида. Доказано, что на СКК в минимальных количествах экспрессированы рецепторы основных цитокинов. В зависимости от концентрации определенного цитокина происходит выбор дальнейшей судьбы СК.

Согласно концепции костномозговых ниш в кроветворной ткани существуют специализированные образования, в которых СК находятся в заторможенном состоянии и не реагируют на воздействия внешних стимулов. После покидания ниши СК попадают под влияние гемопоэтических факторов и начинают дифференцироваться. Согласно данной гипотезе выход СК из ниш случаен, а кроветворные клетки развиваются в постоянном взаимовлиянии с мезенхимальными (стромальными) клетками и остеобластами. Вступление СК в клеточный цикл регулируется молекулярным «переключателем» — ингибитором циклин-зависимой киназы p21 cip1/waf1 (p21). При делении СК дочерние клетки выбирают симметричное или асимметричное деление, т.е. или остаются СК, или дифференцируются в полипотентные потомки с их последующей дифференцировкой в клетки крови, или подвергаются апоптозу.

СК способны выходить из костного мозга в общий кровоток. На 4000 лимфоцитов в периферической крови приходится 1 СК. Не исключена возможность поступления СК в кровеносное русло из селезенки. В системном кровотоке процессы кроветворения осуществляться не могут, так как для этого необходимо специальное микроокружение, подобное тому, что есть в костном мозге. Гемопоэзиндуцирующее окружение играет решающее значение в регуляции кроветворения и выполняет роль локальной регуляторной системы. Представлено оно клетками стромы (фибробласты, жировые клетки, эндотелиальные клетки), Т-лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, выделяющими цитокины, которые влияют на процессы кроветворения и обеспечивают развитие клеток:

Читайте также:  Грудной ребенок и котенок

фактор стволовых клеток или белковый фактор стила (steel – стальной);

интерлейкины 1, 3, 6, 11, 12;

гранулоцитарный колониестимулирующий фактор.

Кроме цитокинов и ростовых факторов для развития и дифференцировки клеток-предшественников требуется их плотная адгезия с окружением с помощью особого белка — фибронектина. Фибронектин связывает клетки-предшественники с помощью особых рецепторов с поверхностью фибробластов и эндотелиальных клеток. Если такой адгезии нет, то пролиферация и дифференцировка клеток ингибируется.

Запомните! 1. В красном костном мозге существует отдел стволовых полипотентных клеток-предшественников, которые закладываются только в эмбриогенезе и расходуются последовательно, образуя сменяющие друг друга клеточные клоны. СК способны дифференцироваться по всем направлениям миело- и лимфопоэза. 2. Стволовая клетка иммунокомпетентна и способна образовывать клетки иммунного ответа. 3. Основные характеристики стволовых клеток: · Тотипотентность — способность образовывать любую ткань организма. · Хоуминг — способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию. · Факторы, определяющие уникальность стволовых клеток, находятся в цитоплазме, а не в ядре. Это избыток мРНК 3 тысяч генов, которые отвечают за раннее развитие зародыша. · Теломеразная активность.

Клетки 2 класса – частично детерминированные полипотентные клетки – предшественницы. Это более зрелые клетки-предшественницы, которые могут тормозить пролиферацию СК и имеют более ограниченные возможности к самоподдержанию (3-4 недели). Этот класс представлен олигополипотентными коммитированными клетками, дающими начало полипотентным колониеобразующим единицам (КОЕ).

1. Клетка, образующая в культуре колонии бластных клеток– КОЕбл или CFUbl (Colony Forming Unit blasts). В культуре тканей продуцируют строго определенный клон клеток. За 3 — 4 недели образуют небольшие колонии, состоящие из 300 — 400 недифференцированных бластов. Обладают наибольшим пролиферативным потенциалом из клеток этого класса.

2. Колониеобразующая единица высокого пролиферативного потенциала — КОЕ-ВПП или HPP-CFC (High Proliferatife Potential Colony Forming Cell). Эта клетка дает до 1-2 мм в диаметре колонии макрофагов, полипотентна и способна к реклонированию.

3. Клетка, дающая смешанные колонии:

А). Полипотенциальные клетки-предшественники:

· КОЕ гранулоцитарно–эритроцитарно-макрофагально-мегакарио-цитарные (КОЕ-ГЭММ) клетка способна дифференцироваться по 6 направлениям миелопоэза. На КОЕ-ГЭММ оказывает влияние интерлейкин-3 и гранулоцитарный колониестимулирующий фактор;

Б). Бипотенциальные клетки-предшественники:

· КОЕ-ГМ (способны дифференцироваться в нейтрофилы и моноциты);

· ККЕ-ГЭ (способны дифференцироваться в нейтрофилы и эритроциты);

· КОЕ-МЭ (способны дифференцироваться в мегакариоциты и эритроциты);

· КОЕ-ТБ (способны дифференцироваться в базофилы и тучные клетки);

· КОЕ-ЭОЭ (способны дифференцироваться в эозинофилы и эритроциты)

Существование общей клетки предшественницы лимфопоэза Т- и В –лимфоцитов до сих пор не подтверждено.

Запомните! 1. В процессе созревания кроветворная клетка не обязательно последовательно проходит все возможные стадии созревания: она может сразу же превратиться в монопотентный предшественник, без стадии олигополипотентного. Более того, не исключено, что и примитивная стволовая клетка не проходит всех стадий дифференцировки и может в зависимости от запроса пропускать многие из них. 2. Пролиферация клеток 2 класса регулируется ростовыми факторами, секреция которых зависит от существующего запроса, т.е. представляет собой уже не стохастический, а детермининрованный процесс. 3. В отдел клеток 2 класса входят преимущественно клетки-предшественницы миелопоэза (CFU-GEMM) и лимфопоэза (CFU‑Ly), потомки которых остаются полипотентными или дифференцируются в один из нескольких типов коммитированных унипотентных клеток (колониеобразующих единиц), также активно пролиферирующих, но дифференцирующихся обычно только в одном направлении.

3 класс – унипотентные (монопотентные) коммитированные клетки-предшественницы. Эти клетки не способны к длительному самоподдержанию, однако доля пролиферирующих клеток в этом классе самая высокая: 60-100% клеток находятся в состоянии пролиферации. В данном отделе осуществляется основная количественная регуляция кроветворения, таким образом, клетки 3 класса обеспечивают организм необходимым количеством форменных элементов нужного вида в зависимости от его конкретных потребностей, запросов. Эти клетки способны дифференцироваться только в направлении одного ростка и дают начало морфологически распознаваемым клонам. К ним относятся:

1. КОЕ-Г (гранулоцитарная клетка-предшественница)

2. КОЕ-Эоз (клетка-предшественница эозинофила)

3. КОЕ-М (клетка-предшественница моноцитов)

4. КОЕ-МГЦ (клетка-предшественница мегакариоцитов)

5. Унипотентные клетки предшественницы красного ряда:

а) БОЕ-Э (бурстобразующая единица эритроцитов, взрывообразующая единица эритропоэза — BFU-E = Burst Forming Unit–E), происходящая из CFU-GEMM (полипотентной клетки–предшественницы миелопоэза), чувствительны к интерлейкину 3, мало чувствительны к эритропоэтину. Выделяют:

· БОЕ-Э незрелая (примитивная) обладает очень низкой чувствительностью к эритропоэтину, дает большие колонии в культуре (десятки тысяч клеток), продуцирует фетальный гемоглобин HB-F.

· БОЕ-Э зрелая – более чувствительна к эритропоэтину, чем БОЭ-незрелая, образует мелкие колонии (тысячи клеток), продуцирует HB-A и HB-F.

б) КОЕ-Э (колониеобразующая единица эритроцитов, CFU-E). Это более зрелая клетка- предшественница, чем бурстообразующие единицы, поэтому она чувствительна к эритропоэтину, образует мелкие колонии (50-100), продуцирует HB-A и только 1% HB-F.

На дальнейших стадиях эритропоэза из CFU-E дифференцируются эритробласты, пронормоциты, нормоциты, ретикулоциты и эритроциты.

Регуляция кроветворения на этом уровне осуществляется нервно-гуморальными факторами, которые могут оказывать как активирующее, так и тормозящее влияние на эритропоэз.

Эритропоэз (от греч. «erythro — «красный», и греч. poiesis — «делать») — это одна из разновидностей процесса гемопоэза (кроветворения), в ходе которой образуются красные кровяные клетки (эритроциты). Эритропоэз стимулируется уменьшением доставки кислорода к тканям, которое детектируется почками. Почки в ответ на тканевую гипоксию или ишемию выделяют гормон эритропоэтин, который стимулирует эритропоэз [2] . Этот гормон стимулирует пролиферацию и дифференциацию клеток-предшественников красного кровяного ростка, приводя тем самым к ускоренному эритропоэзу в кроветворных тканях и к увеличению выхода эритроцитов в кровь [2] . У птиц и млекопитающих (включая человека) после рождения гемопоэз — и в том числе эритропоэз — осуществляется в костном мозге, который и является единственной кроветворной тканью в норме после рождения [2] . У ранних эмбрионов и плодов гемопоэз происходит в мезодермальных клетках желточного мешка. Начиная с третьего месяца беременности, у человека гемопоэз (и в частности эритропоэз) начинает происходить в фетальной печени и фетальной селезёнке [3] . После 7-го месяца беременности гемопоэз у плода происходит преимущественно в костном мозге. Повышение физической активности (то есть повышение потребности тканей в кислороде), а также кровопотеря, курение (то есть пониженная доставка кислорода тканям из-за хронического воздействия угарного газа), пребывание в горах (то есть в местности с пониженным парциальным давлением кислорода), некоторые сердечно-сосудистые заболевания (например, сердечная недостаточность) и лёгочные заболевания (например, хроническая бронхообструктивная болезнь), приводящие к нарушению доставки кислорода тканям, могут способствовать усилению эритропоэза. Напротив, при почечной недостаточности с нарушением выработки эритропоэтина, при дефиците белков, витамина B12 или фолиевой кислоты, железа и других нутриентов, при хронических инфекциях, при злокачественных опухолях, при ряде интоксикаций, при ряде заболеваний костного мозга (например, таких, как миелодиспластический синдром или лейкоз) — наблюдается нарушение или угнетение эритропоэза, приводящее к снижению уровня гемоглобина и эритроцитов — к развитию анемии [4] . У людей с некоторыми заболеваниями и у некоторых видов животных при некоторых обстоятельствах гемопоэз, и в том числе эритропоэз, может также происходить и вне пределов костного мозга, в печени и/или селезёнке. Это называется «экстрамедуллярный (внекостномозговой) гемопоэз».

Костный мозг практически всех костей тела человека участвует в выработке клеток крови (гемопоэзе) приблизительно до 5 лет. Кости бедёр и голеней прекращают вносить существенный вклад в гемопоэз приблизительно к 25 годам. Костный мозг, расположенный в костях позвонков, грудины, таза и рёбер, а также кости черепа продолжают вносить вклад в гемопоэз в течение всей жизни человека.

Содержание

Дифференциация эритроцитов [ править | править код ]

В процессе созревания эритроцитов клетка кровяного ростка в костном мозгу проходит несколько последовательных стадий деления и созревания (дифференциации), а именно:

  1. Гемангиобласт, первичная стволовая клетка — общий прародитель клеток эндотелия сосудов и кроветворных клеток, превращается в
  2. Гемоцитобласт, или плюрипотентную гемопоэтическую стволовую клетку, превращается в
  3. CFU-GEMM, или общего миелоидного предшественника — мультипотентную гемопоэтическую клетку, а затем в
  4. CFU-E, унипотентную гемопоэтическую клетку, полностью коммиттированную в эритроидную линию, а затем в
  5. пронормобласт, также называемый проэритробластом или рубрибластом, а затем в
  6. Базофильный или ранний нормобласт, называемый также базофильным или ранним эритробластом или прорубрицитом, а затем в
  7. Полихроматофильный или промежуточный нормобласт/эритробласт, или рубрицит, а затем в
  8. Ортохроматический или поздний нормобласт/эритробласт, или метарубрицит. В конце этой стадии клетка избавляется от ядра, прежде чем стать
  9. Ретикулоцитом, или «юным» эритроцитом.

После завершения 8-й стадии получившиеся клетки — то есть ретикулоциты — выходят из костного мозга в общее кровеносное русло. Таким образом, среди циркулирующих красных кровяных клеток около 1 % составляют ретикулоциты. После 1—2 дней пребывания в системном кровотоке ретикулоциты заканчивают созревание и становятся, наконец, зрелыми эритроцитами.

Все эти стадии развития сопровождаются соответствующими морфологическими изменениями внешнего вида клетки при окраске по Райту и рассмотрении в световой микроскоп, а также определёнными биохимическими и иммунофенотипическими изменениями.

В частности, в процессе созревания базофильный пронормобласт, крупная клетка с огромным ядром, имеющая объём в среднем 900 фемтолитров, превращается в безъядерный диск объёмом в 10 раз меньше — в среднем приблизительно 95 фемтолитров. На стадии ретикулоцита клетка уже избавилась от ядра, но всё ещё способна накапливать и производить дополнительный гемоглобин, поскольку имеет «оборудование» для производства белка — рибосомы. Зрелые же эритроциты лишены не только ядра, но и рибосом, и поэтому нового гемоглобина не накапливают, а лишь транспортируют и используют уже имеющийся в течение отведённого им срока жизни. По этой же причине зрелые эритроциты, в отличие от ретикулоцитов, лишены поверхностных рецепторов к трансферрину (то есть не способны более захватывать и усваивать дополнительное железо).

Читайте также:  Gps навигаторы для охотничьих собак

Критически необходимым для созревания красных кровяных клеток (эритроцитов) является достаточное поступление витамина B12 (кобаламина) и фолиевой кислоты, а также витамина B6 (пиридоксина) и витамина B2 (рибофлавина), особенно первых двух. Дефицит любого из них вызывает нарушение процессов созревания эритроцитов, что клинически проявляется анемией (снижением содержания в крови эритроцитов и гемоглобина), макроцитозом (аномально крупными размерами эритроцитов), мегалобластозом костного мозга или, иначе говоря, мегалобластным типом кроветворения (аномально крупными размерами проэритробластов и эритробластов, называемых в этом случае соответственно промегалобластами и мегалобластами) и ретикулоцитопенией (аномально низким количеством ретикулоцитов в крови). При этом каждый отдельный эритроцит не только крупнее обычного, но и — компенсаторно — обычно содержит гемоглобина больше, чем в норме. Цветной показатель крови при этом может быть больше единицы («гиперхромная анемия») или нормален («нормохромная анемия»), но самих эритроцитов образуется меньше, чем нужно, поскольку витамин B12 и фолиевая кислота критически необходимы для деления клеток-предшественников эритроцитарного ростка. Это называется мегалобластной анемией.

Для синтеза гемоглобина клеткам-предшественникам эритроцитов необходимо железо. Дефицит железа вызывает снижение как общего содержания гемоглобина в крови, так и его содержания в каждом отдельном эритроците (то есть, в противоположность предыдущему случаю, гемоглобина в каждом отдельном эритроците не больше, а меньше нормы), а также может вызывать уменьшение размеров эритроцитов («микроцитоз», «микроцитарная анемия»). Либо же размеры эритроцитов не изменяются, но количество гемоглобина в них ниже нормы («нормоцитарная» гипохромная анемия, то есть с обычных размеров, но более бледными эритроцитами). Может также наблюдаться некоторое (меньшее, чем при дефиците витамина B12 или фолиевой кислоты) уменьшение количества эритроцитов. Цветной показатель крови при этом либо нормален и не изменен («нормохромная анемия»), либо снижен («гипохромная анемия»). И опять-таки отмечается аномально низкое количество ретикулоцитов в крови — ретикулоцитопения.

После кровопотери или при гипоксии (например, при подъёме в горы или переезде в горную местность или развитии легочного либо сердечно-сосудистого заболевания с гипоксией), или при стимулировании эритроцитарного ростка костного мозга экзогенно введённым эритропоэтином, или в фазе восстановления после химиотерапии, или при назначении больному с дефицитом B12, фолиевой кислоты или железа препаратов, компенсирующих эти дефициты, напротив, количество ретикулоцитов в крови временно возрастает — развивается ретикулоцитоз, который служит признаком усиления эритропоэза. Ретикулоцитоз при этом сохраняется до компенсации анемии (восстановления нормального уровня гемоглобина и эритроцитов) и устранения причины анемии.

Изменения характеристик клеток-предшественников эритроцитов в процессе эритропоэза [ править | править код ]

В процессе созревания клеток эритроцитарного ростка изменяется их ряд морфологических характеристик. В частности:

  1. Уменьшаются размеры клетки;
  2. Цитоплазматический матрикс увеличивается в количестве;
  3. Окраска клетки меняется с голубой (базофильной) на розоватую, розовую и затем красную вследствие уменьшения содержания в клетке РНК и ДНК и накопления гемоглобина;
  4. Уменьшаются размеры ядра клетки, причём в конце созревания оно не только уменьшается в размерах, но и становится характерно «сморщенным», а затем выталкивается из клетки, которая лишается ядра на стадии ретикулоцита;
  5. У незрелых клеток эритроидного ряда ядро содержит открытый, рыхло упакованный хроматин, в процессе созревания хроматин становится всё более плотно упакованным, конденсированным [5] .

Регуляция эритропоэза [ править | править код ]

Продукция эритроцитов, то есть интенсивность процессов эритропоэза, регулируется петлёй отрицательной обратной связи при участии гормона эритропоэтина. Эта система саморегулируется таким образом, чтобы в нормальном, здоровом состоянии организма скорость производства костным мозгом новых эритроцитов приблизительно соответствовала скорости разрушения «пожилых» (уже деформировавшихся от старости и потому захваченных и разрушенных клетками ретикулоэндотелиальной системы и в частности макрофагами селезёнки), то есть чтобы уровень гемоглобина и эритроцитов в крови оставался приблизительно постоянным. А уровень этот поддерживается таким, чтобы количество гемоглобина и эритроцитов было достаточным для обеспечения адекватного снабжения тканей (и в частности печени и почек) кислородом, но при этом чтобы это количество эритроцитов также не было чрезмерным, вызывающим чрезмерное «сгущение крови», повышение её вязкости, агглютинацию («склеивание») эритроцитов в кровяном русле, чрезмерное увеличение объёма крови и повышение артериального давления, развитие тромбозов, инфарктов или инсультов. Эритропоэтин выделяется в печени и почках в ответ на пониженное содержание в их тканях кислорода (то есть на ухудшение кислородного снабжения ткани печени или почек, чем бы оно ни было вызвано — анемией, спазмом сосудов почек или печени, недостаточным содержанием кислорода в воздухе, заболеванием лёгких или сердца, сосудов — не суть важно, механизм сработает). Кроме того, циркулирующий в крови эритропоэтин связывается циркулирующими эритроцитами, поэтому низкое содержание эритроцитов в крови приводит к повышению количества свободного (не связанного с эритроцитами) эритропоэтина, что приводит к стимуляции производства эритроцитов костным мозгом и к повышению их содержания в крови. Вследствие этого кислородное снабжение печени и почек улучшается (так как эритроцитов и гемоглобина в крови стало больше), снижается продукция ими эритропоэтина, а уровень свободного (несвязанного) эритропоэтина снижается из-за связывания увеличившимся количеством эритроцитов. Таким образом система предотвращает чрезмерное нарастание количества эритроцитов в ответ на стимуляцию и негативные последствия этого чрезмерного нарастания, и самобалансируется.

Кроме того, как продукция эритропоэтина почками и печенью, так и продукция красных кровяных клеток костным мозгом находятся под контролем и ряда других гормонов. В частности, стрессовый гормон кортизол также способен как увеличивать продукцию эритропоэтина почками и печенью, так и непосредственно стимулировать эритроцитарный росток костного мозга. Физиологическое значение этого заключается в том, что для реализации стрессовых реакций по типу «бей или беги» повышенная продукция эритроцитов и улучшение кислородного снабжения тканей (особенно мышц, мозга, миокарда) предоставляет преимущество. Значение при патологии — в том, что при недостаточности коры надпочечников (болезни Аддисона) нередко отмечается анемия, а при гиперкортицизме (болезни Кушинга) — нередко чрезмерный эритроцитоз.

Также на продукцию эритроцитов положительно влияют половые гормоны, особенно мужские (поэтому содержание гемоглобина и эритроцитов у мужчин выше, чем у женщин), гормоны щитовидной железы, соматотропин, инсулин. Физиологическое значение этого заключается в том, что в период роста и созревания организма ребёнка или подростка, параллельно общему росту, увеличивается и интенсивность процессов эритропоэза. Значение при патологии — в том, что при ряде эндокринных недостаточностей, например, сахарном диабете, гипотиреозе, нередко наблюдается умеренно выраженная анемия, а при состояниях, сопровождающихся гиперпродукцией гормонов (например, тиреотоксикозе), иногда бывает умеренный эритроцитоз.

Последние исследования показывают также, что пептидный гормон гепсидин может играть важную роль в регуляции продукции гемоглобина и тем самым в регуляции эритропоэза. Гепсидин производится печенью и регулирует все аспекты обмена железа — скорость абсорбции железа в желудочно-кишечном тракте, скорость высвобождения железа из клеток ретикулоэндотелиальной системы, в частности макрофагов костного мозга, скорость продукции железосвязывающих белков печенью, экскрецию железа почками. А поскольку для того, чтобы эритроциты были способны производить гемоглобин, макрофаги костного мозга должны их снабдить высвобождаемым из них железом, то гепсидин, тем самым, регулирует и скорость образования гемоглобина. Регулятором для уровня гепсидина является содержание железа в печени и в крови.

Утрата функции эритропоэтинового рецептора или белка JAK2 в мышиных клетках вызывает нарушение эритропоэза, поэтому продукция красных кровяных клеток у эмбриона мыши нарушается и вместе с этим нарушается нормальный рост и развитие эмбриона. И напротив, если отключить механизм отрицательной обратной связи (супрессоры цитокиновых сигналов) и позволить неограниченную продукцию эритропоэтина, это вызывает у мышей гигантизм (развитие необычно крупных мышек). Нарушения в экспрессии гепсидина в ту или другую сторону приводят к мышкам с врождённой тяжёлой железодефицитной анемией или, наоборот, с гемосидерозом (болезнью накопления железа) [6] [7] .

Система эритроцитов (эритрон) и ее нарушения

Вся масса эритроидных клеток организма, включая ядерные костно-мозговые формы, ретикулоциты и зрелые эритроциты, объединяются понятием эритрон. Таким образом, эритрон включает клетки родоначальные, пролиферирующие, созревающие, зрелые, специфически функционирующие и разрушающиеся. Он представляет собой функциональную систему выполняющую высоко специализированную газотранспортную функцию, которая обусловливает производство и поддержание на достаточном уровне общей массы эритроцитов, содержащих гемоглобин и обеспечивающих ткани кислородом.

Эритропоэз – процесс структурной, метаболической и функциональной дифференцировки, начиная от образования полипотентной стволовой клетки и заканчивая формированием зрелого эритроцита.

Различают мегало- и эритробластический типы кроветворения.

Мегалобластический эритропоэз сводится к следующему. В процессе созревания клеток в их цитоплазме постепенно накапливается гемоглобин ( Н b ), происходит конденсация ядерного хроматина, а также инволюция ядра. Характерной особенностью этого типа кроветворения является ранняя гемоглобинизация при сохранении еще нежной структуры ядра. В зависимости от степени гемоглобинизации различают базофильные, полихроматофильные и оксифильные (ортохромные) клетки. Исчезновение ядра происходит обычно путем кариорексиса и последующего лизиса его остатков.

В начале образуется промегалобласт – первая морфологически распознаваемая клетка этого ряда. Она округлая или неправильной формы (25-30 мкм). Цитоплазма базофильная ( Н b не содержит). Ядро занимает большую часть клетки, круглое или овальное с нежной сеточкой хроматина, окрашивается в красно-фиолетовый цвет, имеет 2-5 ядрышек.

Затем формируется мегалобласт базофильный (20-30 мкм). Его цитоплазма имеет перинуклеарную зону просветления. Ядро занимает 2/3 клетки, располагается чаще эксцентрично, имеет нежную сеточку хроматина, окрашивается в фиолетовый или красно-фиолетовый цвет.

Далее появляется мегалобласт полихроматофильный (16 – 25 мкм). Цитоплазма окрашивается в серо-сиреневый (серо-розовый) цвет. Ядро такое же как у мегалобласта базофильного или более компактное.

Потом образуется мегалобласт оксифильный – овальной формы. Цитоплазма интенсивно-розовая. Ядро компактное, пикнотичное, темно-фиолетовое, эксцентрично расположенное.

На последнем этапе формируется мегалоцит (12 – 15 мкм) – безядерная клетка овальной или неправильной формы, без просветления в центре, содержит много гемоглобина ( HbF ) и потому окрашивается в интенсивно-розовый цвет. Длительность жизни мегалоцита 2 – 3 недели; эта клетка легко подвергается гемолизу.

Читайте также:  Ветклиника камышин

Мегалобласты не способны превращаться в нормальный эритроцит. Лишь незначительная их часть преобразуется в мегалоциты, поступающие в циркулирующую кровь. Большинство мегалобластов с завершённой гемоглобинизацией не лишается ядра, не поступая в циркулирующую кровь, разрушается в органах кроветворения.

Эритробластический (нормобластический) эритропоэз

Родоначальником исключительно эритроцитов является унипотентная бурст-образующая единица костного мозга (БОЕ). Она дает в культуре большую колонию эритроидных предшественников, реагирует на регуляторные воздействия эритропоэтина в высоких дозах (см. далее). Более зрелой формой является единица, образующая меньшую по численности эритроидную колонию – КОЕ. Последняя высоко чувствительна к эритропоэтину, реагирует даже на небольшие его дозы. Под влиянием эритропоэтина, действующего на рецепторы поверхности эритроидных клеток, последние превращаются в эритробласты.

По степени гемоглобинизации различают базофильные, полихроматофильные и оксифильные элементы. Н b , первоначально появляясь в перинуклеарной зоне, затем распространяется по всей цитоплазме, и она в результате приобретает смешанную окраску (полихромазия), которая постепенно уступает место розовому (оксифильному) тону. Параллельно идет конденсация ядерного хроматина, вследствие чего ядро становится колесовидным, а затем грубо пикнотичным и вскоре исчезает путём прямого выталкивания из клетки (энуклеация).

В начале образуется эритробласт (15 – 25 мкм) – первая морфологически распознаваемая клетка нормобластического ряда. Цитоплазма темно-синяя с перинуклеарной зоной просветления. Ядро с нежной сеточкой хроматина, содержит 1 – 3 ядрышка, занимает большую часть клетки, окрашивается в красно-фиолетовый цвет.

Следующая стадия развития – пронормобласт (пронормоцит) – 12 – 18 мкм, цитоплазма базофильная, ядро красно-фиолетового цвета, меньше по размерам, с грубой структурой, ядрышек не содержит.

Эта клетка постепенно превращается в нормобласт (нормоцит) базофильный (10 – 18 мкм), ядро еще меньше, с грубой, радиальной (колесовидной) структурой.

Далее формируется нормобласт (нормоцит) полихроматофильный (9 – 12 мкм). Цитоплазма окрашивается в серо-сиреневый (серо-розовый) цвет (воспринимает и кислые и основные красители). Ядро с колесовидной структурой и признаками пикноза.

На следующем этапе появляется нормобласт (нормоцит) оксифильный (ортохромный) – 7– 10 мкм, ядро плотное, грубопикнотичное («вишневая косточка», «чернильная клякса»), окрашивается в темно-фиолетовый цвет.

В норме оксифильных нормобластов сравнительно мало. Выталкивая на этой стадии ядро, клетка превращается в эритроцит , в котором всегда сохраняются остатки базофилии за счет небольшого количества РНК, исчезающей в течение первых суток. Такой молодой эритроцит с остатками базофилии называется полихроматофилом (серо-сиреневый эритроцит размером 9 – 11 мкм). При применении специальной прижизненной окраски (бриллиантовым крезиловым синим) клетка приобретает голубовато-синеватый цвет и выявляется базофильная субстанция в виде сеточки, нитей, зерен (substantia granulo-reticulo-filamentosa). Тогда эту клетку называют ретикулоцитом.

Зрелый эритроцит (7 – 8 мкм, в 1,5 – 2 раза меньше мегалоцита) представляяет собой безъядерную, двояковогнутую, дисковидную клетку, окрашивается в розовый цвет с просветлением в центре, содержит HbA . Длительность жизни эритроцита – 100 – 120 дней.

Структурно-функциональная характеристика эритрона в норме

и при патологии

Эритропоэтическая ткань организма человека занимает 20 – 30% костного мозга. В нормальных условиях клетки крови первых VI классов находятся в кроветворных органах, а клетки VII класса – в периферической крови. Они могут быть недепонированными – (находятся в циркулирующей периферической крови) и депонированными (располагаются в кровяных депо).

У здорового человека соотношения объемов отдельных частей эритрона стабильны, что обеспечивается постоянным пополнением истощающегося пула клеток, причем общее число циркулирующих эритроцитов составляет (25 – 30)10 12 . При продолжительности жизни эритроцита 120 дней костный мозг должен продуцировать в течение часа 10 10 эритроцитов. Для поддержания постоянного количества эритроцитов, циркулирующих в крови, такое же их количество должно выводится из кровотока или разрушаться.

При изменении условий жизнедеятельности общий эритропоэз увеличивается или уменьшается в зависимости от потребностей организма в эритроцитах в данный момент. Количество эритроидных клеток, созревающих до стадии эритроцита, характеризует величину эффективного эритропоэза.

А продуцирование функционально неполноценных эритроцитов и процесс внутримозгового разрушения эритроидных ядросодержащих клеток обозначается неэффективным эритропоэзом. Последний в нормальных условиях представляет собой один из физиологических механизмов регуляции равновесия процессов, происходящих в системе эритрона в условиях меняющихся потребностей организма в эритроцитах. У здоровых людей в костном мозге разрушается 5 – 20% эритроидных предшественников; при анемиях различного происхождения интенсивность неэффективного эритропоэза достигает до 50% и более. При этом разрушаются как старые, функционально неполноценные эритроциты, так и ядросодержащие клетки костного мозга.

Эритроцит – специализированная клетка периферической крови, содержащая важнейший дыхательный пигмент Н b и обеспечивающая доставку кислорода от легочных альвеол ко всем клеткам тела и углекислоты от клеток к легким. Благодаря форме эритроцитов для них характерно высокое соотношение поверхности и объема, в связи с чем в них любая молекула Н b находится близко к поверхности, что обеспечивает максимально ускоренный газообмен.

Важным свойством эритроцитов является их способность к деформации: циркулируя с кровью они взаимодействуют друг с другом, со стенками сосуда и без потери нативности могут удлиняться, перегибаться, закручиваться. Форма эритроцитов и их высокая деформируемость играют важную роль в выполняемых ими функциях и имеют непосредственное отношение к газообмену. Объем эритроцита, соответствующий диску, может умеренно изменяться без растяжения клеточной мембраны, что и обусловливает его высокую деформируемость. Поэтому от формы эритроцитов частично зависит их стойкость к осмотическому гемолизу, к аутогемолизу, в меньшей степени – к механической травме. Белки цитоскелета и плазматической мембраны эритроцита (спектрин, анкерит, аддуцин, гликоферин) обеспечивают механические свойства и поддерживают форму его. При дефектах этих белков возникают аномалии формы эритроцитов и укорачивается срок их жизни.

Старение эритроцитов связано со снижением активности их ферментных систем. Начиная с 60-го дня после выхода эритроцитов в периферическую кровь в них прогрессирующе снижается активность глюкозо-6-фосфаткиназы и других ферментов, что приводит к уменьшению энергетического потенциала клетки. Кроме того, нарушается способность эритроцитов поддерживать градиент натрия и калия, существующий в норме на их мембране, в последней накапливается кальций. Увеличивается содержание метгемоглобина и окисленного глутатиона. По мере старения эритроцит принимает сферическую форму. В конце своего жизненного цикла эритроциты характеризуются меньшими размерами, большей концентрацией гемоглобина, сниженным содержанием сиаловой кислоты, липидов в плазматической мембране, экспрессией особого гликопротеина-антигена, не характерного для молодых и зрелых клеток, неспецифического антигена стареющих клеток (АСК). Способность сфероцитарного эритроцита к деформации, стойкость к внешним воздействиям снижаются. Стареющие сфероцитарные эритроциты, как и сфероциты в условиях патологии не способны проникать через внутриэндотелиальные синусы селезенки. Появление АСК служит «сигналом» для онтогенетически запрограммированного устранения состарившихся элементов крови в результате чего возникает иммунный ответ (физиологические антитела к АСК постоянно присутствуют в сыворотке крови в небольших титрах). Состарившиеся эритроциты подвергаются иммунно опосредованному гемолизу и фагоцитозу. Ежедневно в норме разрушается около 200,010 9 /л (0,8 %) эритроцитов и столько же выходит в периферическую кровь.

Разрушению (эритродиерезу) подвергается, кроме стареющих эритроцитов, часть ядросодержащих клеток костного мозга (внутрикостно-мозговой неэффективный эритропоэз), функционально неполноценные эритроциты, вышедшие в периферическую кровь (периферический компонент неэффективного эритропоэза). В нормальных условиях эритродиерез происходит внутри мононуклеарных фагоцитов. Дефектные эритроциты подвергаются диерезу в селезёнке.

Выделяют три основных механизма разрушения эритроцитов.

Фагоцитоз (внутриклеточный, внесосудистый гемолиз), который характерен для физиологического гемолиза. Существует порог интенсивности внутриклеточного гемолиза, при котором последний не уравновешивается эритропоэзом – он соответствует сроку жизни эритроцитов менее 18 дней. Таким образом, очень ранняя экспрессия АСК на эритроцитах, совершающаяся при их повреждении, наследственных дефектах, при мегалобластическом кроветворении способствует развитию гемолитических анемий.

Фрагментация как способ гибели эритроцитов возникает при механическом воздействии на них в процессе их микроциркуляции; при этом появляются обломки клеток.

Внутрисосудистый (внеклеточный) гемолиз связан с воздействием гемолитических ядов, химических и физических факторов, паразитов и т.п. В норме представлен минимально. Для гемолизированных эритроцитов характерны снижение соотношения их поверхности и объема, нарушение целостности мембраны, экспрессирование неоантигенов, возрастание вязкости цитоплазмы, обусловленное агрегацией гемоглобина, дегидратацией клеток.

Гемоглобин составляет около 95% белка эритроцитов. Он относится к сложным белкам-хромопротеидам. В его состав входит железосодержащая простатическая группа – гем (4 %) и простой белок типа альбумина – глобин (96 %). Синтез Hb происходит на ранних стадиях развития эритробластов. Гем – активная группа гемоглобина, начинает активно синтезироваться позднее. Синтез глобина и гема протекают в эритроидных клетках независимо друг от друга. У всех видов животных гем одинаков; различия свойств Н b обусловлеваются особенностями строения белковой части его молекулы, т.е. глобина. У взрослого человека в норме в крови содержится три типа гемоглобина: Н b А (96 – 98 %); Н b А 2 (2 – 3 %) и Н bF (1 – 2 %). Глобин человека состоит из 574 остатков различных аминокислот, образующих четыре попарно одинаковые полипептидные цепи: две  -цепи – по 141 аминокислотному остатку и две  -цепи – по 146 остатков аминокислот. Общая формула молекулы гемоглобина человека – Н b А-  2  2 , В состав Н b А 2 входят две  и две  -цепи (  2  2 ), а Н bF -две  — и две  цепи (  2  2 ) . Синтез цепей гемоглобина обусловливается структурными генами, ответственными за каждую цепь, и генами-регуляторами, осуществляющими переключение синтеза одной цепи на синтез другой.

На ранних стадиях эмбриогенеза (с 19-го дня по 6-ю неделю) синтезируются в основном эмбриональные гемоглобины (табл. 1): Гоуэр1 (  2  2 ) , Гоуэр2 (  2  2 ) и Портлад (  2  2 ) .

Ссылка на основную публикацию
Щенок дога цена
Характеристики породы Похожие породы по размеру - большие собаки в Москве цена от 5000 руб. цена от 5000 руб. цена...
Шампунь низорал для собак отзывы
Признаки заболевания Не все виды грибка опасны для собаки, многие из них относятся к категории полезной микрофлоры. Однако при ослабленном...
Шампунь от блох в квартире
Там, где есть животные, проблема избавления от паразитов всегда актуальна. Мелкие кровососы проникают вместе с одеждой, заносимые с улицы. Могут...
Щенок йоркширского терьера уход и воспитание
В настоящее время йоркширский терьер — одна из самых модных пород собак — их любят во всём мире, в том...
Adblock detector