Współczesna doktryna hematopoezy. Nowoczesny schemat hematopoezy

KREMATOZA (HEMOPOJEZA)

Hematopoeza (hemopoeza) zwany rozwojem krwi. Wyróżnia się hematopoezę embrionalną, która zachodzi w okresie embrionalnym i prowadzi do rozwoju krwi jako tkanki, oraz hematopoezę postembrionalną, która jest procesem fizjologicznej regeneracji krwi.

Rozwój czerwonych krwinek nazywa się erytropoeza, rozwój granulocytów - granulocytopoeza, płytki krwi - trombocytopoeza, rozwój monocytów - monocytopoeza, rozwój limfocytów i immunocytów - limfocyto- i immunocytopoeza.

7.4.1. Hematopoeza embrionalna

W rozwoju krwi jako tkanki w okresie embrionalnym można wyróżnić trzy główne etapy, sukcesywnie zastępując się: 1) mezoblastyczny, kiedy rozpoczyna się rozwój krwinek w narządach pozazarodkowych - mezenchym ściany woreczka żółtkowego i kosmówki (od 3 do 9 tygodnia rozwoju zarodka ludzkiego) i pojawia się pierwsza generacja komórek macierzystych krwi; 2) wątrobiany, który rozpoczyna się w wątrobie od 5-6 tygodnia rozwoju embrionalnego, kiedy wątroba staje się głównym narządem hematopoezy, powstaje w niej HSC drugiej generacji. Hematopoeza w wątrobie osiąga maksimum po 5 miesiącach i kończy się przed urodzeniem. Populacja HSC wątroby grasica(tutaj, począwszy od 7-8 tygodnia, rozwijają się limfocyty T), śledziona (hematopoeza rozpoczyna się od 12 tygodnia) i węzły chłonne (hematopoezę odnotowuje się od 10 tygodnia); 3) rdzeniowy(szpik kostny) – pojawienie się trzeciej generacji HSC w szpiku kostnym, gdzie hematopoeza rozpoczyna się od 10 tygodnia i stopniowo wzrasta w kierunku porodu, a po urodzeniu szpik kostny staje się organ centralny hematopoeza.

Hematopoeza w ścianie woreczka żółtkowego. U ludzi rozpoczyna się pod koniec 2. – na początku 3. tygodnia rozwoju embrionalnego. W mezenchymie ściany woreczka żółtkowego oddzielają się podstawy krew naczyniowa, Lub

wyspy krwi. W nich komórki mezenchymalne tracą swoje procesy, stają się zaokrąglone i przekształcają się komórki macierzyste krwi. Komórki graniczące z wyspami krwi są spłaszczone, połączone ze sobą i tworzą śródbłonkową wyściółkę przyszłego naczynia. Niektóre HSC różnicują się w pierwotne komórki krwi (blasty), duże komórki z zasadochłonną cytoplazmą i jądro, w którym wyraźnie widoczne są duże jąderka (ryc. 7.14). Większość pierwotnych komórek krwi dzieli się mitotycznie i staje się pierwotne erytroblasty, charakteryzuje się duży rozmiar(megaloblasty). Transformacja ta następuje w wyniku akumulacji embrionalnej hemoglobiny w cytoplazmie blastów i po pierwsze polichromatofilne erytroblasty, i wtedy kwasochłonne erytroblasty z dużą zawartością hemoglobiny. W niektórych pierwotnych erytroblastach jądra ulegają karioreksji i są usuwane z komórek; w innych komórkach jądra pozostają. W rezultacie wolne od broni nuklearnej i zawierające broń nuklearną pierwotne czerwone krwinki, różnią się większymi rozmiarami od kwasochłonnych erytroblastów i dlatego nazywane są megalocyty. Ten typ hematopoezy nazywa się megaloblastyczny. Jest charakterystyczny dla okresu embrionalnego, ale może pojawić się w okresie poporodowym z niektórymi chorobami (niedokrwistość złośliwa).

Wraz z hematopoezą megaloblastyczną, w ścianie woreczka żółtkowego rozpoczyna się hematopoeza normoblastyczna, w której z blastów powstają wtórne erytroblasty; najpierw, gdy hemoglobina gromadzi się w ich cytoplazmie, zamieniają się w polichromatofilne erytroblasty, następnie w normoblasty, z których powstają wtórne erytrocyty (normocyty); wielkość tego ostatniego odpowiada erytrocytom (normocytom) osoby dorosłej (patrz ryc. 7.14, A). Rozwój czerwonych krwinek w ścianie woreczka żółtkowego następuje wewnątrz pierwotnych naczyń krwionośnych, tj. wewnątrznaczyniowo. Jednocześnie różnicuje się pozanaczyniowo od blastów zlokalizowanych wokół naczyń. duża liczba granulocyty - neutrofile i eozynofile. Niektóre z HSC pozostają w stanie niezróżnicowanym i są przenoszone wraz z krwią do różnych narządów zarodka, gdzie ulegają dalszemu różnicowaniu w komórki krwi lub tkankę łączną. Po zmniejszeniu pęcherzyka żółtkowego wątroba chwilowo staje się głównym narządem krwiotwórczym.

Hematopoeza w wątrobie. Wątroba powstaje mniej więcej w 3-4 tygodniu rozwoju embrionalnego, a od 5 tygodnia staje się ośrodkiem hematopoezy. Hematopoeza zachodzi w wątrobie pozanaczyniowy, wzdłuż naczyń włosowatych rosnących wraz z mezenchymem wewnątrz zrazików wątrobowych. Źródłem hematopoezy w wątrobie są komórki macierzyste krwi, z których powstają blasty, które różnicują się we wtórne erytrocyty. Proces ich powstawania powtarza opisane powyżej etapy tworzenia erytrocytów wtórnych. Równolegle z rozwojem czerwonych krwinek w wątrobie powstają ziarniste leukocyty, głównie neutrofilowe i kwasochłonne. W cytoplazmie blastu, która staje się jaśniejsza i mniej zasadochłonna, pojawia się specyficzna ziarnistość, po czym jądro nabiera nieregularnego kształtu. Oprócz granulocytów tworzy się wątroba

Ryż. 7.14. Hematopoeza zarodkowa (według A. A. Maksimowa):

A- hematopoeza w ścianie woreczka żółtkowego zarodka świnka morska: 1 - komórki mezenchymalne; 2 - śródbłonek ściany naczyń; 3 - blasty pierwotnych komórek krwi; 4 - mitotycznie dzielące się wybuchy; B- przekrój wyspy krwi zarodka królika w wieku 8,5 dnia: 1 - jama naczyniowa; 2 - śródbłonek; 3 - wewnątrznaczyniowe komórki krwi; 4 - dzieląca się komórka krwi; 5 - tworzenie pierwotnych komórek krwi; 6 - endoderma; 7 - trzewna warstwa mezodermy; V- rozwój wtórnych erytroblastów w naczyniu zarodka królika 13,5 dnia: 1 - śródbłonek; 2 - proerytroblasty; 3 - erytroblasty zasadochłonne; 4 - erytroblasty polichromatofilne; 5 - erytroblasty oksyfilne (kwasochłonne) (normoblasty); 6 - oksyfilny (kwasofilny) erytroblast z jądrem pyknotycznym; 7 - oddzielenie jądra od oksyfilowego (kwasofilnego) erytroblastu (nor-moblastu); 8 - wypchnięte jądro normoblastu; 9 - erytrocyt wtórny; G- hematopoeza w szpiku kostnym zarodka ludzkiego o długości ciała ogonowo-ciemieniowego 77 mm. Pozanaczyniowy rozwój komórek krwi: 1 - śródbłonek naczyniowy; 2 - wybuchy; 3 - granulocyty neutrofilowe; 4 - eozynofilowy mielocyt

Te olbrzymie komórki to megakariocyty. Pod koniec okresu prenatalnego hematopoeza w wątrobie ustaje.

Hematopoeza w grasicy. Grasica tworzy się pod koniec 1. miesiąca rozwoju wewnątrzmacicznego, a w 7-8 tygodniu w jej nabłonku zaczynają zasiedlać komórki macierzyste krwi, które różnicują się w limfocyty grasicy.

sa. Rosnąca liczba limfocytów grasicy powoduje powstanie limfocytów T, które zasiedlają strefy T obwodowych narządów immunopoezy.

Hematopoeza w śledzionie. Tworzenie śledziony następuje pod koniec pierwszego miesiąca rozwoju wewnątrzmacicznego. Z komórek macierzystych, które się do niej przemieszczają, następuje pozanaczyniowe tworzenie wszystkich typów komórek krwi, tj. śledziona w okresie embrionalnym jest uniwersalnym narządem krwiotwórczym. Tworzenie się erytrocytów i granulocytów w śledzionie osiąga maksimum w 5. miesiącu rozwoju wewnątrzmacicznego. Następnie zaczyna dominować limfocytopoeza.

Hematopoeza w węzłach chłonnych. Pierwsze zawiązki węzłów chłonnych u człowieka pojawiają się w 7-8 tygodniu rozwoju embrionalnego. Większość węzłów chłonnych rozwija się po 9-10 tygodniach. W tym samym okresie komórki macierzyste krwi zaczynają penetrować węzły chłonne, z których różnicują się erytrocyty, granulocyty i megakariocyty. Jednak powstawanie tych pierwiastków jest szybko tłumione przez tworzenie limfocytów, które stanowią większość komórek węzłów chłonnych. Pojawienie się pojedynczych limfocytów następuje już w 8-15 tygodniu rozwoju, jednak masowa „populacja” węzłów chłonnych przez prekursory limfocytów T i B rozpoczyna się od 16 tygodnia, kiedy tworzą się żyłki pokapilarne, przez ścianę której zachodzi proces migracji komórek. Z komórek prekursorowych różnicują się limfoblasty (duże limfocyty), a następnie średnie i małe limfocyty. Różnicowanie limfocytów T i B zachodzi w strefach zależnych od T i B węzłów chłonnych.

Hematopoeza w szpiku kostnym. Zakładka w książce szpik kostny przeprowadzono w 2. miesiącu rozwoju wewnątrzmacicznego. Pierwsze elementy krwiotwórcze pojawiają się w 12. tygodniu rozwoju; w tym czasie ich większość składa się z erytroblastów i prekursorów granulocytów. Z HSC w szpiku kostnym powstają wszystkie utworzone elementy krwi, których rozwój następuje pozanaczyniowo (patrz ryc. 7.14, d). Niektóre HSC pozostają w szpiku kostnym w stanie niezróżnicowanym; mogą rozprzestrzeniać się do innych narządów i tkanek i służyć jako źródło rozwoju komórek krwi i tkanki łącznej. W ten sposób szpik kostny staje się centralnym narządem, który przeprowadza powszechną hematopoezę i pozostaje nim przez całe życie po urodzeniu. Dostarcza hematopoetyczne komórki macierzyste do grasicy i innych narządów krwiotwórczych.

7.4.2. Hematopoeza postembrionalna

Hematopoeza postembrionalna jest procesem fizjologiczna regeneracja krwi(odnowa komórkowa), która kompensuje fizjologiczne niszczenie zróżnicowanych komórek. Mielopoeza zachodzi w tkance szpikowej (tekstus mieloidalny), znajduje się w wielu nasadach rurowych i jamach gąbczaste kości(patrz rozdział 14). Tutaj rozwijają się powstałe elementy krwi: czerwone krwinki, granulocyty, monocyty, płytki krwi, prekursory limfocytów. W szpiku-

Tkanka ta zawiera komórki macierzyste krwi i tkanki łącznej. Prekursory limfocytów stopniowo migrują i zasiedlają narządy, takie jak grasica, śledziona, węzły chłonne itp.

Limfopoeza zachodzi w tkance limfatycznej (tekstus limfoidalny), który ma kilka odmian, występujących w grasicy, śledzionie i węzłach chłonnych. Pełni główne funkcje: tworzenie limfocytów T i B oraz immunocytów (plazmocytów itp.).

CCM są pluripotencjalny(pluripotencjalne) prekursory wszystkich komórek krwi i należą do nich samowystarczalny populacje komórek. Rzadko się dzielą. Idea komórek krwi przodków została po raz pierwszy sformułowana na początku XX wieku. A. A. Maksimov, który uważał, że w swojej strukturze są podobne do limfocytów. Obecnie pomysł ten został potwierdzony i dalszy rozwój w nowszych badaniach eksperymentalnych przeprowadzonych głównie na myszach. Dzięki tej metodzie możliwa stała się identyfikacja SCC tworzenie kolonii.

Wykazano eksperymentalnie (na myszach), że po wstrzyknięciu śmiertelnie napromieniowanemu zwierzęciu (które utraciło własne komórki krwiotwórcze) zawiesiny czerwonych komórek szpiku kostnego lub frakcji wzbogaconej w HSC, w śledzionie pojawiają się kolonie komórek – potomkowie jednego HSC. Aktywność proliferacyjną HSC modulują czynniki stymulujące kolonie (CSF), interleukiny (IL-3 itp.). Każdy HSC w śledzionie tworzy jedną kolonię i jest nazywany jednostka tworząca kolonie śledziony(COE-S). Liczenie kolonii pozwala ocenić liczbę komórek macierzystych obecnych w wprowadzonej zawiesinie komórek. Tym samym stwierdzono, że u myszy na 105 komórek szpiku kostnego przypada około 50 komórek macierzystych. Badanie oczyszczonej frakcji komórek macierzystych z wykorzystaniem mikroskop elektronowy pozwala stwierdzić, że pod względem ultrastruktury są one bardzo zbliżone do małych ciemnych limfocytów.

Badanie skład komórkowy kolonii ujawnia dwie linie różnicowania. Jedna linia daje początek komórce multipotencjalnej - przodkowi różnicowania hematopoezy w postaci granulocytów, erytrocytów, monocytów i megakariocytów (CFU-HEMM). Z drugiej linii powstaje komórka multipotencjalna - założyciel limfopoezy (CFU-L) (ryc. 7.15). Z komórek multipotencjalnych różnicowane są komórki oligopotencjalne (CFU-GM) i unipotencjalne komórki macierzyste (progenitorowe). Metodę tworzenia kolonii wykorzystano do określenia rodzicielskich komórek unipotencjalnych dla monocytów (CFU-M), neutrofili (CFU-Gn), eozynofili (CFU-Eo), bazofili (CFU-B), erytrocytów (BFU-E i CFU-E ), megakariocyty (CFU-MGC), z których powstają komórki progenitorowe (prekursor). W serii limfopoetycznej wyróżnia się komórki unipotencjalne - prekursory limfocytów B i odpowiednio limfocytów T. Komórki multipotencjalne (pluripotencjalne i multipotencjalne), oligopotencjalne i unipotencjalne nie są rozróżniane morfologicznie.

Wszystkie powyższe etapy rozwoju komórek tworzą cztery główne przedziały: I – komórki macierzyste krwi (pluripotencjalne, polipo-

Ryż. 7.15. Hematopoeza postembrionalna, barwienie lazurową II-eozyną (według N. A. Yuriny).

Etapy różnicowania krwi: I-IV - komórki morfologicznie niezidentyfikowane; V, VI - komórki identyfikowalne morfologicznie. B - bazofil;

BFU - jednostka pękająca; G - granulocyty; Gn - granulocyt neutrofilowy; CFU – jednostki tworzące kolonie; CFU-S - jednostka tworząca kolonie śledziony; L - limfocyt; Lsk - limfoidalny komórka macierzysta; M - monocyt; Meg - megakariocyt; Eo - eozynofil; E - erytrocyt. Retikulocyty wybarwione supravitalnie

namiot); II - zaangażowane komórki przodków (multipotencjalne); III - zaangażowane komórki oligopotencjalne i unipotencjalne przodków (progenitorów); IV - komórki progenitorowe (prekursor).

O różnicowaniu komórek pluripotencjalnych na unipotencjalne decyduje działanie szeregu specyficznych czynników - erytropoetyny (dla erytroblastów), granulopoetyny (dla mieloblastów), limfopoetyny (dla limfoblastów), trombopoetyny (dla megakarioblastów) itp.

Każda komórka progenitorowa wytwarza konkretny typ komórki. Komórki każdego gatunku przechodzą szereg etapów dojrzewania i wspólnie tworzą przedział dojrzewających komórek (V). Dojrzałe komórki reprezentują ostatni przedział (VI). Wszystkie komórki przedziałów V i VI można zidentyfikować morfologicznie (ryc. 7.15).

Erytrocytopoeza

Przodek ludzkich komórek erytroidalnych, podobnie jak innych krwinek, jest pluripotencjalną komórką macierzystą krwi, zdolną do tworzenia kolonii w hodowli szpiku kostnego. Multipotencjalny HSC w wyniku rozbieżnego różnicowania wytwarza dwa typy multipotencjalnych, częściowo zaangażowanych komórek krwiotwórczych: 1) zaangażowanych w różnicowanie typu limfoidalnego (Lsk, CFU-L); 2) CFU-GEMM – jednostki tworzące mieszane kolonie składające się z granulocytów, erytrocytów, monocytów i megakariocytów (analogicznie do CFU-C in vitro). Z drugiego typu multipotencjalnych komórek krwiotwórczych rozróżnia się jednostki unipotencjalne: komórki erytroidalne tworzące wybuchy (BFU-E) i tworzące kolonie (CFU-E), które są zaangażowanymi komórkami macierzystymi erytropoezy.

BOE-E - jednostka wybuchowa lub wybuchowa (pękać- eksplozja) jest mniej zróżnicowana w porównaniu do CFU-E. BFU-E może przy intensywnej reprodukcji szybko utworzyć dużą kolonię komórek. BFU-E przeprowadza 12 podziałów w ciągu 10 dni i tworzy kolonię złożoną z 5000 erytrocytów z niedojrzałą hemoglobiną płodową (HbF). BFU-E jest niewrażliwy na erytropoetynę i wchodzi w fazę namnażania pod wpływem interleukiny-3 (aktywność promotora wybuchu) wytwarzanej przez monocyty - makrofagi i limfocyty T. Interleukina-3 (IL-3) jest glikoproteiną o masie cząsteczkowej 20-30 kilodaltonów. Aktywuje wczesne pluripotencjalne HSC, zapewniając ich samoutrzymanie, a także wyzwala różnicowanie komórek pluripotencjalnych w komórki zaangażowane. IL-3 sprzyja tworzeniu się komórek (CFU-E) wrażliwych na erytropoetynę.

CFU-E jest komórką bardziej dojrzałą w porównaniu do BFU-E. Jest wrażliwy na erytropoetynę, pod wpływem której namnaża się (dokonuje 6 podziałów w ciągu 3 dni), tworzy mniejsze kolonie składające się z około 60 elementów erytrocytowych. Liczba komórek erytroidalnych powstałych dziennie z CFU-E jest 5 razy mniejsza niż podobnych komórek utworzonych z BFU-E.

Zatem BFU-E zawiera komórki progenitorowe erytrocytów, które są zdolne do wytwarzania tysięcy prekursorów erytrocytów

Ryż. 7.16. Kolejne etapy różnicowania proerytroblastu do erytrocytu: A - proerytroblast; B - zasadochłonny erytroblast; B - erytroblast polichromatofilny; G - kwasochłonny erytroblast (normoblast); D - wypychanie jądra z kwasochłonnego erytroblastu; E - retikulocyt; F - jądro pyknotyczne; Z - erytrocyt. 1 - rdzeń; 2 - rybosomy i polirybosomy; 3 - mitochondria; 4 - granulki hemoglobiny

(przodkowie). Zawarte są w małych ilościach w szpiku kostnym i krwi w wyniku częściowej samoutrzymania i migracji z przedziału multipotencjalnych komórek krwiotwórczych. CFU-E jest bardziej dojrzałą komórką utworzoną z proliferującego BFU-E.

Erytropoetyna- hormon glikoproteinowy powstający w aparacie okołokłębuszkowym (JGA) nerek (90%) i wątroby (10%) w odpowiedzi na spadek ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi (niedotlenienie) i wyzwala erytropoezę z CFU- MI. Pod jego wpływem CFU-E różnicują się w proerytroblasty, z których powstają erytroblasty (bazofilne, polichromatofilne, kwasochłonne), retikulocyty i erytrocyty. Komórki erytroidalne powstałe z CFU-E identyfikuje się morfologicznie (ryc. 7.16). Najpierw powstaje proerytroblast.

Proerytroblast- komórka o średnicy 14-18 mikronów, posiadająca duże okrągłe jądro z drobnoziarnistą chromatyną, jedno lub dwa jąderka, słabo zasadochłonną cytoplazmę, która zawiera wolne rybosomy i polisomy, słabo rozwinięty kompleks Golgiego i ziarnistą siateczkę endoplazmatyczną. Bazofilny erytroblast- mniejsze ogniwo (13-16 mikronów). Jego jądro zawiera więcej heterochromatyny. Cytoplazma komórki ma wyraźną bazofilowość ze względu na akumulację w niej rybosomów, w których rozpoczyna się synteza Hb. Erytroblast polichromatofilny- wielkość komórki 10-12 mikronów. Jego jądro zawiera dużo heterochromatyny. Hb syntetyzowana na rybosomach gromadzi się w cytoplazmie komórki i jest barwiona eozyną, dzięki czemu nabiera szarawo-fioletowego koloru. Proerytroblasty, erytroblasty zasadochłonne i polichromatofilne są zdolne do rozmnażania się przez mitozę, dlatego często widoczne są w nich figury podziału.

Kolejnym etapem różnicowania jest edukacja kwasochłonny (oksyfilia) erytroblast(normoblast). Jest to mała komórka (8-10 mikronów) z małym jądrem pyknotycznym. W cytoplazmie erytro-

Blast zawiera dużo Hb, co zapewnia jego kwasofilię (oksyfilię) - zabarwienie eozyną na jasnoróżowy kolor. Jądro pyknotyczne zostaje wypchnięte z komórki, w cytoplazmie pozostaje tylko kilka organelli (rybosomy, mitochondria). Komórka traci zdolność do podziału.

Retikulocyt- struktura postkomórkowa (komórka bezjądrowa) z niewielką zawartością rybosomów, które decydują o obecności obszarów bazofilii i przewagą Hb, która na ogół nadaje wielobarwną (polichromowaną) barwę (dlatego komórka ta nazywana jest „erytrocytem polichromatofilnym” ”). Po uwolnieniu do krwi retikulocyt dojrzewa do erytrocytu w ciągu 1-2 dni. Erytrocyt to komórka powstająca w końcowym etapie różnicowania komórek szeregu erytroidalnego. Okres powstawania erytrocytu, począwszy od fazy proerytroblastycznej, trwa 7 dni.

Zatem w procesie erytropoezy wielkość komórki zmniejsza się 2-krotnie (patrz ryc. 7.16); zmniejszenie rozmiaru i zagęszczenia jądra oraz jego uwolnienie z komórki; spadek zawartości RNA, akumulacja Hb, której towarzyszy zmiana koloru cytoplazmy - z zasadochłonnej na polichromatofilową i kwasochłonną; utrata zdolności podziału komórek. Z jednego HSC w wyniku 12 podziałów w ciągu 7-10 dni powstaje około 2000 dojrzałych erytrocytów.

Erytropoeza u ssaków i ludzi zachodzi w szpiku kostnym w specjalnych zespołach morfofunkcjonalnych zwanych wyspami erytroblastycznymi, opisanych po raz pierwszy przez francuskiego hematologa M. Bessy'ego (1958). Wysepka erytroblastyczna składa się z makrofaga otoczonego jedną lub większą liczbą warstw komórek erytroidalnych, które rozwijają się z jednosilnych CFU-E, które weszły w kontakt z makrofagiem CFU-E. Powstałe z niego komórki (od proerytroblastu do retikulocytu) utrzymują kontakt z makrofagiem za pośrednictwem jego receptorów (sialoadhezyn itp.) (ryc. 7.17, 7.18).

W organizmie dorosłym zapotrzebowanie na erytrocyty jest zwykle zaspokajane poprzez zwiększoną proliferację polichromatofilnych erytroblastów (hematopoeza homoplastyczna). Kiedy jednak zapotrzebowanie organizmu na czerwone krwinki wzrasta (np. w wyniku utraty krwi), z prekursorów zaczynają rozwijać się erytroblasty, a te ostatnie z komórek macierzystych (erytropoeza heteroplastyczna).

Zwykle do krwi ze szpiku kostnego dostają się jedynie czerwone krwinki i retikulocyty.

Granulocytopoeza

Źródłami granulocytopoezy są także HSC i multipotencjalne CFU-GEMM (patrz ryc. 7.15). W wyniku rozbieżnego różnicowania poprzez szereg etapów pośrednich w trzech różnych kierunkach powstają granulocyty trzech typów: neutrofile, eozynofile i bazofile. Przedstawiono różnice komórkowe dla granulocytów w następujących formach: HSC → CFU-GEMM → CFU-GM → unipotencjalne prekursory (CFU-B, CFU-Eo, CFU-Gn) → mieloblast → promielocyt → mielocyt →

Ryż. 7.17. Dynamika rozwoju wyspy erytroblastycznej (wg M. Bessi i wsp., z modyfikacjami):

A- schemat: 1 - cytoplazma makrofagów; 2 - procesy makrofagowe; 3 - erytroblasty zasadochłonne; 4 - polichromatofilne erytroblasty; 5 - kwasolubny erytroblast; 6 - retikulocyt; B- odcinek wysepki erytroidalnej: 1 - makrofag; 2 - czerwone krwinki; 3 - mitotycznie dzielący się erytroblast. Mikrofotografia elektronowa według Yu. M. Zakharova. Powiększenie 8000

Ryż. 7.18. Rozwój czerwonych krwinek w wątrobie płodu ludzkiego:

A, B- 15-tygodniowy płód (wzrost 6000); V- 20-tygodniowy płód (wzrost o 15 000). 1 - mimośrodowo położone jądro erytroblastu; 2 - oddzielenie jądra pyknotycznego kwasochłonnego erytroblastu; 3 - oddzielenie jądra pyknotycznego wąskim obrzeżem cytoplazmy od kwasochłonnego erytroblastu; 4 - retikulocyt z pojedynczymi organellami (zaznaczone strzałkami). Mikrofotografia elektronowa (Zamboni)

Ryż. 7.19. Różnicowanie granulocytów neutrofilowych w szpiku kostnym (wg D. Bayntona, M. Farquhara, J. Eliota, z modyfikacjami):

A - mieloblast; B - promielocyt; B - mielocyt; G - metamielocyt; D - granulocyt neutrofili pręcikowo-jądrowych (neutrofil); E - segmentowany granulocyt neutrofilowy. 1 - rdzeń; 2 - granulki pierwotne (azurofilowe); 3 - kompleks Golgiego; 4 - wtórne - specyficzne granulaty

metamielocyt → granulocyt pasmowy → granulocyt segmentowany.

W miarę dojrzewania granulocytów zmniejszają się rozmiary komórek, kształt ich jąder zmienia się z okrągłego na segmentowy, a w cytoplazmie gromadzi się specyficzna ziarnistość (ryc. 7.19).

Mieloblasty (mieloblastus), różnicując się w kierunku jednego lub drugiego granulocytu, powodują promielocyty (promielocyty)(Patrz rys. 7.15). Są to duże komórki zawierające owalne lub okrągłe lekkie jądro, w którym znajduje się kilka jąder. W pobliżu jądra znajduje się wyraźnie określony centrosom, kompleks Golgiego i lizosomy są dobrze rozwinięte. Cytoplazma jest lekko zasadochłonna. Gromadzą się w nim pierwotne (azurofilowe) granulki, które charakteryzują się wysoka aktywność mieloperoksydaza, jak również kwaśna fosfataza, czyli należą do lizosomów. Promielocyty dzielą się mitotycznie. Nie ma określonej wielkości ziaren.

Mielocyty neutrofili (mielocytus neuthrofilicus) mają wielkość od 12 do 18 mikronów. Komórki te rozmnażają się poprzez mitozę. Ich cytoplazma staje się rozproszonie kwasochłonna; wraz z pierwotnymi pojawiają się w nich ziarnistości wtórne (specyficzne), charakteryzujące się niższą gęstością elektronową. Wszystkie organelle znajdują się w mielocytach. Liczba mitochondriów jest niewielka. Siateczka śródplazmatyczna składa się z pęcherzyków. Rybosomy znajdują się na powierzchni pęcherzyków błonowych, a także rozproszonie w cytoplazmie. W miarę namnażania się mielocytów neutrofili okrągłe lub owalne jądro przybiera kształt fasoli, zaczyna ciemnieje, grudki chromatyny stają się szorstkie, a jąderka znikają.

Takie komórki już się nie dzielą. Ten metamielocyty (metamyelocyty)(patrz ryc. 7.19). Zwiększa się liczba specyficznych granulek w cytoplazmie. Jeśli we krwi obwodowej znajdują się metamielocyty, nazywa się je młodzieńcze formy. W miarę dalszego dojrzewania ich rdzeń przyjmuje wygląd zakrzywionego patyka. Takie formy nazywane są dźgnąć granulocyty. Następnie jądro dzieli się na segmenty i powstaje komórka segmentowany granulocyt neutrofilowy. Pełny okres rozwoju granulocytów obojętnochłonnych trwa około 14 dni, okres proliferacji około 7,5 dnia, a okres różnicowania postmitotycznego około 6,5 dnia.

Eozynofilowe (kwasofilne) mielocyty(patrz ryc. 7.15) to okrągłe komórki o średnicy (na rozmazie) około 14-16 mikronów. Zgodnie z naturą struktury jądra niewiele różnią się one od mielocytów neutrofilowych. Ich cytoplazma jest wypełniona charakterystyczną ziarnistością eozynofilową. W procesie dojrzewania mielocyty dzielą się mitotycznie, a jądro przybiera kształt podkowy. Takie komórki nazywane są kwasochłonne metamielocyty. Stopniowo w środkowej części jądro staje się cieńsze i dwupłatkowe, a liczba określonych ziarnistości w cytoplazmie wzrasta. Komórka traci zdolność do podziału.

Wśród form dojrzałych są zasztyletować I segmentowane granulocyty eozynofilowe z jądrem dwupłatkowym.

Mielocyty zasadochłonne(patrz ryc. 7.15) występują w mniejszej liczbie niż mielocyty neutrofilowe i eozynofilowe. Ich rozmiary są w przybliżeniu takie same jak rozmiary eozynofilowych mielocytów; jądro ma kształt okrągły, bez jąderek, z luźnym ułożeniem chromatyny. Cytoplazma mielocytów zasadochłonnych zawiera w bardzo zróżnicowanych ilościach specyficzne ziarna zasadochłonne o różnej wielkości, które po zabarwieniu lazurem wykazują metachromazję i łatwo rozpuszczają się w wodzie. W miarę dojrzewania bazofilowego mielocytu zamienia się w zasadochłonny metamielocyt, a potem w dojrzałość granulocyt zasadochłonny.

Wszystkie mielocyty, zwłaszcza neutrofile, mają zdolność fagocytozy i począwszy od metamielocytów uzyskują mobilność.

W organizmie dorosłym zapotrzebowanie na leukocyty jest zaspokajane poprzez proliferację mielocytów. Na przykład podczas utraty krwi z mieloblastów zaczynają rozwijać się mielocyty, a te ostatnie z jednosilnych i polipotencjalnych HSC.

Megakariocytopoeza. Trombocytopoeza

Płytki krwi powstają w szpiku kostnym z megakariocytów – komórek olbrzymich, które różnicują się od HSC i przechodzą przez wiele etapów. Kolejne etapy rozwoju można przedstawić za pomocą następującego zróżnicowania komórkowego: HSC → CFU-GEMM → CFU-MGC → megakarioblast → promegakaryocyt → megakariocyt → płytki krwi (płytki krwi). Cały okres tworzenia się płytek wynosi około 10 dni (patrz ryc. 7.15).

Megakarioblastus- komórka o średnicy 15-25 mikronów, ma jądro z wgłębieniami i stosunkowo małym obrzeżem bazofilnej cytoplazmy. Komórka może dzielić się na drodze mitozy i czasami zawiera dwa jądra. W miarę dalszego różnicowania traci zdolność do ulegania mitozie i dzieli się przez endomitozę, przy czym zwiększa się ploidia i wielkość jądra.

Promegakaryocyt (promegakaryocyt)- komórka o średnicy 30-40 mikronów, zawiera jądra poliploidalne - tetraploidalne, oktaploidalne (4 n, 8 n), kilka par centrioli. Objętość cytoplazmy wzrasta i zaczynają się w niej gromadzić granulki azurofilowe. Komórka jest również zdolna do endomitozy i dalszego wzrostu ploidii jądrowej.

Megakariocyt (megakariocyt)- zróżnicowana forma. Wśród megakariocytów znajdują się komórki rezerwowe, które nie tworzą płytek, oraz dojrzałe, aktywowane komórki, które tworzą płytki krwi. Rezerwowe megakariocyty o średnicy 50-70 mikronów, mają bardzo duże, zrazikowe jądro z zestawem chromosomów 16-32 n; w ich cytoplazmie znajdują się dwie strefy - okołojądrowa, zawierająca organelle i małe granulki azurofilne oraz zewnętrzna (ektoplazma) - słabo zasadochłonna, w której dobrze rozwinięte są elementy cytoszkieletu. Dojrzały, aktywowany megakariocyt- duża komórka o średnicy 50-70 mikronów (czasami nawet do 100 mikronów). Zawiera bardzo duże, silnie płatowane jądro poliploidalne (do 64 n). W cytoplazmie gromadzi się wiele granulek azurofilowych, które łączą się w grupy. Przezroczysta strefa ektoplazmy jest również wypełniona granulkami i wraz z plazmalemmą tworzy pseudopodia w postaci cienkich wyrostków skierowanych w stronę ścian naczyń. W cytoplazmie megakariocytu gromadzi się liniowo rozmieszczone pęcherzyki, które oddzielają granulkami strefy cytoplazmy. Z pęcherzyków powstają błony demarkacyjne, dzielące cytoplazmę megakariocytu na sekcje o średnicy 1-3 mikronów, zawierające 1-3 granulki (przyszłe płytki krwi). W cytoplazmie można wyróżnić trzy strefy - okołojądrową, pośrednią i zewnętrzną. W zewnętrznej strefie cytoplazmy najbardziej aktywne procesy rozgraniczenia, tworzenie pseudopodiów propłytkowych, przenikających przez ścianę zatok do ich światła, gdzie następuje separacja płytek krwi (ryc. 7.20). Po rozdzieleniu płytek pozostaje komórka zawierająca zrazikowe jądro otoczone wąskim obrzeżem cytoplazmy – resztkowy megakariocyt, który następnie ulega zniszczeniu. Kiedy liczba płytek krwi we krwi spada (trombocytopenia), na przykład po utracie krwi, następuje wzrost megakariocytopoezy, co prowadzi do

Ryż. 7.20. Ultramikroskopowa struktura megakariocytu (według N. A. Yuriny, L. S. Rumyantsevy):

1 - rdzeń; 2 - ziarnista siateczka śródplazmatyczna; 3 - granulki; 4 - kompleks Golgiego; 5 - mitochondria; 6 - gładka siateczka śródplazmatyczna; 7 - granulki alfa; 7a- lizosomy; 8 - inwazja plazmalemy; 9 - membrany demarkacyjne; 10 - rozwój płytek krwi

prowadząc do 3-4-krotnego wzrostu liczby megakariocytów, a następnie normalizacji liczby płytek krwi.

Monocytopoeza

Tworzenie monocytów następuje z komórek macierzystych szpiku kostnego według schematu: HSC → CFU-GEMM → CFU-GM → unipotencjalny prekursor monocytów (CFU-M) → monoblast (monoblastus)→ promonocyt → monocyt (monocyt). Monocyty z krwi przedostają się do tkanek, gdzie są źródłem rozwoju różnego typu makrofagów.

Limfocytopoeza i immunocytopoeza

Limfocytopoeza przechodzi kolejne etapy: HSC → CFU-L (multipotencjalna komórka progenitorowa limfoidalna) → unipotencjalne prekursory limfocytów (komórki pre-T i komórki pre-B) → limfoblast (limfoblast)→ prolimfocyt → limfocyt. Cechą limfocytopoezy jest zdolność zróżnicowanych komórek (limfocytów) do odróżnicowania się do postaci blastycznych.

Proces różnicowania limfocytów T w grasicy prowadzi do powstania blastów T z prekursorów unipotencjalnych, z których powstają limfocyty efektorowe - zabójcy, pomocnicy, tłumiący.

Różnicowanie unipotencjalnych prekursorów limfocytów B w tkance limfatycznej prowadzi do ich powstania plazmablasty (plazmoblastus), Następnie proplazmocyty, plazmocyty (plazmocytus). Procesy powstawania komórek immunokompetentnych opisano szerzej w rozdziale 14.

Regulacja hematopoezy

Hematopoeza jest regulowana przez czynniki wzrostu zapewniające proliferację i różnicowanie HSC oraz kolejne etapy ich rozwoju, czynniki transkrypcyjne wpływające na ekspresję genów determinujących kierunek różnicowania komórek krwiotwórczych, a także witaminy i hormony.

Czynniki wzrostu obejmują czynniki stymulujące tworzenie kolonii, interleukiny i czynniki hamujące. Są to glikoproteiny o masie cząsteczkowej około 20 kilodaltonów. Glikoproteiny działają zarówno jako krążące hormony, jak i lokalne mediatory regulujące hematopoezę i rozwój różnic komórkowych. Prawie wszystkie działają na HSC, CFU, zaangażowane i dojrzałe komórki. Jednakże istnieją cechy indywidualne działanie tych czynników na komórki docelowe.

Na przykład czynnik wzrostu komórek macierzystych wpływa na proliferację i migrację HSC podczas embriogenezy. W okresie poporodowym na hematopoezę wpływa kilka CSF, wśród których najlepiej zbadanymi czynnikami są te, które stymulują rozwój granulocytów i makrofagów (GM-CSF, G-CSF, M-CSF), a także interleukiny.

Jak widać z tabeli. 7.1, multi-CSF i interleukina-3 działają na pluripotencjalne komórki macierzyste i większość CFU. Niektóre płyny CSF mogą oddziaływać na jeden lub więcej etapów hematopoezy, stymulując podział, różnicowanie lub funkcjonowanie komórek. Większość z tych czynników została wyizolowana i zastosowana w leczeniu różnych chorób. Aby je uzyskać, stosuje się metody biotechnologiczne.

Większość erytropoetyny powstaje w nerkach (komórkach śródmiąższowych), mniejsza część - w wątrobie. Jego powstawanie regulowane jest zawartością O2 we krwi, która zależy od liczby czerwonych krwinek krążących we krwi. Zmniejszenie liczby czerwonych krwinek, a co za tym idzie, ciśnienia parcjalnego tlenu (Po2) jest sygnałem wzrostu produkcji erytropoetyny. Erytropoetyna działa na wrażliwe na nią CFU-E, stymulując ich proliferację i różnicowanie, co ostatecznie prowadzi do wzrostu zawartości czerwonych krwinek we krwi. Czynniki wzrostu komórek erytroidalnych, oprócz erytropoetyny, obejmują czynnik aktywności promotora wybuchu (BPA), który wpływa na BFU-E. BPA powstaje w komórkach układu siateczkowo-śródbłonkowego. Obecnie uważa się, że jest to interleukina-3.

Trombopoetyna jest syntetyzowana w wątrobie i stymuluje proliferację CFU-MGC, ich różnicowanie i tworzenie płytek krwi.

Czynniki hamujące działają odwrotnie, czyli hamują hematopoezę. Należą do nich lipoproteiny blokujące działanie płynu mózgowo-rdzeniowego (laktoferyna, prostaglandyny, interferon, kelony). Hormony wpływają również na hematopoezę. Na przykład hormon wzrostu stymuluje erytropoezę, podczas gdy glukokortykoidy, wręcz przeciwnie, hamują rozwój komórek progenitorowych.

Tabela 7.1. Hematopoetyczne czynniki wzrostu (stymulanty)

1 Neutrofile, eozynofile, bazofile.

Witaminy są niezbędne do stymulacji proliferacji i różnicowania komórek krwiotwórczych. Witamina B12 jest spożywana w pożywieniu i poprzez krew dociera do szpiku kostnego, gdzie wpływa na hematopoezę. Naruszenie procesu wchłaniania, gdy różne choroby może powodować niedobór witaminy B12 i zaburzenia hematopoezy. Kwas foliowy bierze udział w syntezie zasad purynowych i pirymidynowych.

Zatem rozwój różnicowania komórek krwiotwórczych zachodzi w nierozerwalnym związku z mikrośrodowiskiem. Tkanka szpikowa i limfatyczna są rodzajami tkanki łącznej, czyli należą do tkanek środowisko wewnętrzne. Retikulocyty, adipocyty, komórki tuczne i różnice osteoblastyczne wraz z substancją międzykomórkową (macierzą) tworzą mikrośrodowisko dla różnic krwiotwórczych. Elementy histologiczne mikrośrodowiska i komórki krwiotwórcze funkcjonują w nierozerwalnym związku. Mikrośrodowisko wpływa na różnicowanie komórek krwi (poprzez kontakt z ich receptorami lub poprzez uwalnianie określonych czynników). W tkankach szpikowych i limfatycznych elementy siatkowate i krwiotwórcze zrębu tworzą jedną funkcjonalną całość. Grasica ma złożony zręb, reprezentowany zarówno przez tkankę łączną, jak i komórki siatkowo-nabłonkowe. Komórki nabłonkowe wydzielają specjalne substancje – tymozyny, które wpływają na różnicowanie limfocytów T z HSC. W węzłach chłonnych i śledzionie wyspecjalizowane komórki siatkowate tworzą mikrośrodowisko niezbędne do proliferacji i różnicowania limfocytów T i B oraz komórek plazmatycznych w wyspecjalizowane strefy T i B.

Pytania bezpieczeństwa

1. Hemogram, formuła leukocytów: definicja, cechy ilościowe i jakościowe u człowieka zdrowego.

2. Podstawowe postanowienia jednolitej teorii hematopoezy A. A. Maksimowej. Wymień właściwości krwiotwórczych komórek macierzystych.

3. Erytropoeza, etapy, rola mikrośrodowiska komórkowego w różnicowaniu komórek różnicowych erytroblastów.

4. Agranulocyty: charakterystyka morfologiczna i funkcjonalna.

Synteza czerwonych krwinek- jeden z najpotężniejszych procesów powstawania komórek w organizmie. Co sekundę produkowane jest zwykle około 2 milionów czerwonych krwinek, 173 miliardy dziennie, 63 biliony rocznie. Jeśli przeliczymy te wartości na masę, to dziennie powstaje około 140 g czerwonych krwinek, 51 kg rocznie, a masa czerwonych krwinek powstałych w organizmie na przestrzeni 70 lat wynosi około 3,5 tony.

U osoby dorosłej erytropoeza występuje w szpiku kostnym kości płaskich, natomiast u płodu wyspy hematopoezy zlokalizowane są w wątrobie i śledzionie (hematopoeza zewnątrzszpikowa). Dla niektórych stany patologiczne(talasemia, białaczka itp.) ogniska hematopoezy pozaszpikowej można również wykryć u osoby dorosłej.

Jeden z ważne elementy podział komórek jest witamina B₁₂ niezbędny do syntezy DNA, będąc w istocie katalizatorem tej reakcji. W procesie syntezy DNA witamina B₁₂ nie jest zużywana, ale reaguje cyklicznie jako substancja czynna; w wyniku tego cyklu z monofosforanu urydyny powstaje monofosforan tymidyny. Kiedy poziom witaminy B₁₂ spada, urydyna jest słabo włączana do cząsteczki DNA, co prowadzi do licznych zaburzeń, w szczególności zaburzenia dojrzewania krwinek.

Kolejnym czynnikiem wpływającym na podziały komórek jest kwas foliowy . Jako koenzym bierze udział zwłaszcza w syntezie nukleotydów purynowych i pirymidynowych.

Ogólny schemat hematopoezy postembrionalnej

Hematopoeza(hematopoeza) jest systemem bardzo dynamicznym, wyraźnie zrównoważonym i stale aktualizowanym. Jedynym przodkiem hematopoezy jest komórka macierzysta. Przez nowoczesne pomysły, jest to cała klasa komórek powstających w ontogenezie, której główną właściwością jest zdolność do wytwarzania wszystkich zarodków hematopoezy - erytrocytów, megakariocytów, granulocytów (eozynofile, bazofile, neutrofile), monocytów-makrofagów, limfocytów T , Limfocyt B.

W wyniku kilku podziałów komórki tracą zdolność bycia uniwersalnymi przodkami i przekształcają się w komórki pluripotencjalne. Jest to na przykład komórka prekursorowa mielopoezy (erytrocyty, megakariocyty, granulocyty). Po kilku kolejnych podziałach, po powszechności, zanika także pluripotencja, komórki stają się unipotencjalne (ˮuniˮ – liczba pojedyncza), czyli zdolne do różnicowania się tylko w jednym kierunku.

Najbardziej dzielącymi się komórkami w szpiku kostnym są komórki prekursorowe mielopoezy (patrz ryc. ⭡). W miarę postępu różnicowania liczba pozostałych podziałów maleje, a morfologicznie odrębne krwinki czerwone stopniowo przestają się dzielić.

Różnicowanie komórek erytroidalnych

Rzeczywista seria komórek erytroidalnych (erytron) zaczyna się od unipotencjalnych komórek tworzących wybuch, które są potomkami komórek prekursorowych mielopoezy. Komórki tworzące wybuchy w hodowli tkankowej rosną w małych koloniach przypominających eksplozję (wybuch). Do ich dojrzewania potrzebny jest specjalny mediator - aktywność promotora wybuchu. Jest to czynnik wpływający na wpływ mikrośrodowiska na dojrzewające komórki, czynnik interakcji międzykomórkowych.

Istnieją dwie populacje komórek tworzących wybuch: pierwsza jest regulowana wyłącznie przez aktywność promotora wybuchu, druga staje się wrażliwa na działanie erytropoetyny. W drugiej populacji zaczyna się synteza hemoglobiny, kontynuowany w komórkach wrażliwych na erytropoetynę i w kolejnych dojrzewających komórkach.

Na etapie pękania komórek następuje zasadnicza zmiana aktywności komórkowej - od podziału do syntezy hemoglobiny. W kolejnych komórkach zatrzymuje się podział (ostatnia komórka w tym szeregu zdolna do podziału to polichromatofilny erytroblast), jądro zmniejsza się w wielkości bezwzględnej i w stosunku do objętości cytoplazmy, w której zachodzi synteza substancji. NA ostatni etap jądro jest usuwane z komórki, następnie pozostały RNA znika; nadal można je wykryć za pomocą specjalnego barwienia w młodych erytrocytach - retikulocytach, ale nie można ich znaleźć w dojrzałych erytrocytach.

Schemat głównych etapów różnicowania komórek erytroidalnych jest następujący:
pluripotencjalna komórka macierzysta ⭢ jednostka tworząca pęknięcie erytroidalne (BFU-E) ⭢ jednostka tworząca kolonie erytroidalne (CFU-E) ⭢ erytroblast ⭢ pronormocyt ⭢ normocyt zasadochłonny ⭢ normocyt polichromatyczny ⭢ normocyt ortochromatyczny (oksyfilny) ⭢ retikulocyt ⭢ krwinka czerwona.

Regulacja erytropoezy

Procesy regulacji hematopoezy są nadal niedostatecznie poznane. Konieczność ciągłego utrzymywania hematopoezy, odpowiedniego zaspokajania potrzeb organizmu w różnych wyspecjalizowanych komórkach, zapewnienia stałości i równowagi środowiska wewnętrznego (homeostazy) – wszystko to zakłada istnienie złożonych mechanizmów regulacyjnych działających na zasadzie sprzężenia zwrotnego.

Najbardziej znanym czynnikiem humoralnym regulującym erytropoezę jest hormon erytropoetyna. Jest to czynnik stresowy syntetyzowany w różnych komórkach i różnych narządach. Większa jej ilość powstaje w nerkach, ale nawet przy ich braku erytropoetyna wytwarzana jest przez śródbłonek naczyń i wątrobę. Poziom erytropoetyny jest stabilny i gwałtownie wzrasta ciężka utrata krwi, ostra hemoliza, podczas wspinaczki górskiej, z ostrym niedokrwieniem nerek. To paradoksalne, że kiedy przewlekła anemia Stężenie erytropoetyny jest zwykle prawidłowe, z wyjątkiem niedokrwistości aplastycznej, gdzie poziom jest stale bardzo wysoki.

Oprócz erytropoetyny we krwi obecne są również inhibitory erytropoezy. Ten duża liczba różne substancje, z których część można zaliczyć do toksyn średniocząsteczkowych, które kumulują się w wyniku procesy patologiczne związane z ich zwiększonym powstawaniem lub upośledzoną eliminacją.

Na wczesnych etapach różnicowania regulacja w erytronie odbywa się głównie pod wpływem czynników mikrośrodowiska komórkowego, a później - przy równowadze aktywności erytropoetyny i inhibitorów erytropoezy. W ostrych sytuacjach, gdy konieczne jest szybkie utworzenie dużej liczby nowych czerwonych krwinek, aktywowany jest mechanizm stresu erytropoetynowego - wyraźna przewaga aktywności erytropoetyny nad aktywnością inhibitorów erytropoezy. Natomiast w sytuacjach patologicznych działanie hamujące może przeważać nad działaniem erytropoetyny, co prowadzi do hamowania erytropoezy.

Synteza hemoglobiny

Hemoglobina zawiera żelazo. Niedostateczna ilość tego pierwiastka w organizmie może prowadzić do rozwoju anemii (patrz Niedokrwistość z niedoboru żelaza). Istnieje związek między zdolnością do syntezy określonej ilości hemoglobiny (co wynika z rezerw żelaza) a erytropoezą - najprawdopodobniej istnieje wartość progowa stężenia hemoglobiny, bez której erytropoeza zatrzymuje się.

Synteza hemoglobiny rozpoczyna się w prekursorach erytroidów na etapie tworzenia komórek wrażliwych na erytropoetynę. U płodu, a następnie na początku okres poporodowy dziecko wytwarza hemoglobinę F, a następnie głównie hemoglobinę A. W przypadku stresu erytropoezy (hemoliza, krwawienie) we krwi osoby dorosłej może pojawić się pewna ilość hemoglobiny F.

Hemoglobina składa się z dwóch wariantów łańcuchów globiny, a i p, otaczających hem zawierający żelazo. W zależności od zmiany sekwencji reszt aminokwasowych w łańcuchach globiny zmieniają się właściwości chemiczne i fizyczne hemoglobiny; w pewnych warunkach może ona krystalizować i stać się nierozpuszczalna (na przykład hemoglobina S w anemii sierpowatokrwinkowej).

Właściwości czerwonych krwinek

Czerwone krwinki mają kilka właściwości. Najbardziej znany jest transport tlenu (O₂) i dwutlenek węgla(CO₂). Dokonuje tego hemoglobina, która wiąże się na przemian z jednym i drugim gazem, w zależności od napięcia odpowiedniego gazu środowisko: w płucach – tlen, w tkankach – dwutlenek węgla. Chemia reakcji polega na wyparciu i zastąpieniu jednego gazu innym, powstałym w wyniku połączenia z hemoglobiną. Ponadto czerwone krwinki są nośnikami tlenku azotu (NO), który jest odpowiedzialny za napięcie naczyń, a także bierze udział w sygnalizacji komórkowej i wielu innych procesach fizjologicznych.

Czerwone krwinki mają właściwość zmiany kształtu podczas przechodzenia przez naczynia włosowate o małej średnicy. Komórki rozprzestrzeniają się i skręcają w spiralę. Plastyczność erytrocytów zależy od różnych czynników, w tym od struktury błony erytrocytów, rodzaju zawartej w nich hemoglobiny i cytoszkieletu. Ponadto błona erytrocytów jest otoczona rodzajem „chmury” różnych białek, które mogą zmieniać odkształcalność. Należą do nich kompleksy immunologiczne i fibrynogen. Substancje te zmieniają ładunek błony erytrocytów, przyłączają się do receptorów i przyspieszają sedymentację erytrocytów w szklanej kapilarze.

W przypadku zakrzepicy erytrocyty są ośrodkami powstawania pasm fibrynowych, co może nie tylko zmienić odkształcalność, spowodować ich agregację, sklejanie się w kolumny monet, ale także rozerwać erytrocyty na fragmenty, oderwać od nich kawałki błon.

Reakcja sedymentacji erytrocytów (ESR) odzwierciedla obecność ładunku na ich powierzchni, który odpycha czerwone krwinki od siebie. Pojawia się podczas reakcji zapalnych, podczas aktywacji krzepnięcia itp. wokół czerwonych krwinek chmura dielektryczna prowadzi do zmniejszenia sił odpychania, w wyniku czego czerwone krwinki zaczynają szybciej osadzać się w pionowo umieszczonej kapilarze. Jeżeli kapilara jest nachylona o 45°, wówczas siły odpychające działają tylko tak długo, jak czerwone krwinki przechodzą przez średnicę światła kapilary. Kiedy komórki dotrą do ściany, staczają się po niej, nie napotykając oporu. W rezultacie szybkość sedymentacji erytrocytów w nachylonej kapilarze wzrasta dziesięciokrotnie.

Źródła:
1. Zespół anemiczny w praktyce klinicznej / P.A. Worobiow, - M., 2001;
2. Hematologia: Najnowszy katalog/ wyd. K.M. Abdulkadyrowa. - M., 2004.

Hematopoeza, czyli proces hematopoezy, zachodzi w organizmie w sposób intensywny i ciągły. Komórki krwi powstają stale w dość dużej objętości. Główna cecha normalna hematopoeza - produkcja optymalnej ilości elementy komórkowe w danym momencie. Zwiększona potrzeba ludzkie ciało w każdym typie komórek prowadzi do kilkukrotnego przyspieszenia pracy szpiku kostnego, co prowadzi do wzrostu ich poziomu we krwi. Przez całe życie układ krwiotwórczy wytwarza około 5 ton komórek krwi.

Podstawa fizjologiczna

Wszystkie komórki krwi rozwijają się z pojedynczej hematopoetycznej komórki macierzystej.

Hematopoeza to wieloetapowy proces podziału i różnicowania komórek krwiotwórczych, wynik końcowy czyli wejście do krwioobiegu wszystkich powstałych elementów krwi.

Te komórki macierzyste powstają w organizmie człowieka w trakcie rozwoju embrionalnego w dużych ilościach, przekraczających jego zapotrzebowanie przez całe życie. Są aktywowane i wchodzą w swój cykl życia w miarę potrzeb, aby zapewnić wystarczająca ilość elementy komórkowe krwi obwodowej.

W procesie hematopoezy można wyróżnić dwie główne gałęzie:

mielopoeza (tworzenie płytek krwi, granulocytów, monocytów, erytrocytów);
limfopoeza (dojrzewanie limfocytów).

Cechy różnicowania komórek krwiotwórczych

Tkanka krwiotwórcza szpik kostny zawiera kombinację morfologicznie nierozpoznawalnych hematopoetycznych komórek progenitorowych i komórek o określonych liniach różnicowania. Wszystkie komórki krwiotwórcze, które nie są rozpoznawalne z morfologicznego punktu widzenia, są krwiotwórczymi komórkami macierzystymi, którymi mogą być:

multipotencjalny (zróżnicowany we wszystkich kierunkach);
pluripotentny (rozwijają się tylko według niektórych z nich);
unipotentny (podążaj tylko określoną ścieżką rozwoju).

Kolejna część komórek, którą można rozpoznać morfologicznie, powstaje w wyniku różnicowania od młodszych prekursorów, które szybko się rozwijają.

Mielopoeza może przebiegać w kilku kierunkach:

megakariocytowy;
erytrocyt;
monocytowy;
granulocytowy.

Limfopoeza obejmuje dwie główne linie różnicowania - tworzenie limfocytów T i B. Każdy z nich przebiega w dwóch etapach. Pierwszy z nich jest niezależny od antygenu i powoduje wytwarzanie strukturalnie dojrzałych, ale nieaktywnych immunologicznie limfocytów. Kolejny etap rozpoczyna się po kontakcie z potencjalnym antygenem, a kończy się produkcją wyspecjalizowanych komórek odpornościowych (zabójców T, komórek pomocniczych T, supresorów T, komórek plazmatycznych, komórek pamięci).

Każda linia różnicowania komórek krwiotwórczych debiutuje na etapie tzw. „blastów” (np. mieloblastów). Aby oznaczyć komórki etapu pośredniego, stosuje się przedrostek „pro” i przyrostek „cyt” (na przykład proerytrokariocyt). Dojrzałe elementy komórkowe mają jedynie przyrostek „cyt” (na przykład płytki krwi).

Należy zauważyć, że proces różnicowania różnych typów elementów komórkowych ma swoją własną charakterystykę. Zatem w serii granulocytów nie ma jednego, ale kilka etapów pośrednich. W tym przypadku po mieloblaście powstaje promielocyt, następnie mielocyt, metamielocyt, a dopiero potem dojrzałe komórki - eozynofile, bazofile, neutrofile.

Regulacja hematopoezy

Odpowiednią i szybką reakcję układu krwiotwórczego na nowo pojawiające się zapotrzebowanie organizmu na komórki krwi zapewniają cytokiny.

Zwykle regulacja hematopoezy odbywa się poprzez bezpośredni wpływ mikrośrodowiska i czynników humoralnych, które mają działanie aktywujące lub hamujące. Czynniki te nazywane są cytokinami. Pozwalają zapewnić odpowiednią i szybką reakcję układu krwiotwórczego na nowo pojawiające się zapotrzebowanie organizmu na komórki krwi. Do cytokin typu aktywującego zalicza się:

czynniki wzrostu (stymulujące kolonie);
erytropoetyny;
czynnik komórek macierzystych;
interleukiny itp.

Następujące substancje hamują aktywność komórkową i hematopoezę:

czynnik martwicy nowotworu;
interferon-gamma;
czynnik hamujący białaczkę itp.

W tym przypadku zahamowanie wzrostu jednego typu komórek może prowadzić do zwiększonego różnicowania innego.

Liczba komórek krwi obwodowej jest regulowana na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Zatem zawartość czerwonych krwinek we krwi i ich nasycenie hemoglobiną zależy od zapotrzebowania tkanek na tlen. Jeśli wzrośnie, to nie tylko mechanizmy kompensacyjne(zwiększona częstość oddechów i tętno), ale także pobudza erytropoezę.

Wniosek

Hematopoeza – złożony proces, co pozwala na utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu, którego prawidłowe funkcjonowanie zapewnia duża liczba mechanizmów fizjologicznych.

1 slajd

2 slajd

3 slajd

4 slajd

Współczesna teoria hematopoezy Normalna hematopoeza jest poliklonalna, to znaczy jest prowadzona jednocześnie przez wiele klonów. Wielkość pojedynczego klonu wynosi 0,5-1 miliona dojrzałych komórek. Długość życia klonu nie przekracza 1 miesiąca; około 10% klonów istnieje do sześciu miesięcy. Skład klonalny tkanki krwiotwórczej zmienia się całkowicie w ciągu 1-4 miesięcy. Ciągłą wymianę klonów tłumaczy się wyczerpywaniem potencjału proliferacyjnego hematopoetycznych komórek macierzystych, w związku z czym znikające klony nigdy więcej się nie pojawiają. Różne narządy krwiotwórcze zamieszkują różne klony i tylko niektóre z nich osiągają takie rozmiary, że zajmują więcej niż jedno terytorium krwiotwórcze.

5 slajdów

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Komórki krwiotwórcze dzieli się umownie na 5-6 przekrojów, których granice są bardzo niewyraźne, a pomiędzy przekrojami występuje wiele form przejściowych, pośrednich. W procesie różnicowania stopniowy spadek aktywność proliferacyjna komórek i zdolność do rozwoju najpierw we wszystkie linie krwiotwórcze, a następnie w coraz więcej ograniczona ilość kwestia.

6 slajdów

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Sekcja I – totipotencjalne embrionalne komórki macierzyste (ESC), znajdujące się na samym szczycie drabiny hierarchicznej Sekcja II – Pula poli- lub multipotencjalnych hematopoetycznych komórek macierzystych (HSC) HSC posiadają wyjątkowa nieruchomość- pluripotencja, tj. zdolność do różnicowania się na wszystkie bez wyjątku linie hematopoezy. W hodowli komórkowej możliwe jest stworzenie warunków, w których kolonia powstająca z jednej komórki zawiera do 6 różnych linie komórkowe rozróżnianie.

7 slajdów

Hematopoetyczne komórki macierzyste HSC powstają podczas embriogenezy i są zużywane sekwencyjnie, tworząc kolejne klony bardziej dojrzałych komórek krwiotwórczych. 90% klonów żyje krótko, 10% klonów może funkcjonować długo. HSC mają wysoki, ale ograniczony potencjał proliferacyjny i są zdolne do ograniczonego samowystarczalności, tj. nie są nieśmiertelne. JCC mogą wykonać około 50 podział komórek, wspierają produkcję komórek krwiotwórczych przez całe życie człowieka.

8 slajdów

Hematopoetyczne komórki macierzyste Dział HSC jest heterogenny, reprezentowany przez 2 kategorie prekursorów o różnym potencjale proliferacyjnym. Większość HSC znajduje się w fazie spoczynku G0 cyklu komórkowego i ma ogromny potencjał proliferacyjny. Opuszczając stan uśpienia, HSC wchodzi na ścieżkę różnicowania, zmniejszając potencjał proliferacyjny i ograniczając zestaw programów różnicowania. Po kilku cyklach podziału (1-5) HSC mogą ponownie powrócić do stanu uśpienia, podczas gdy ich stan spoczynku jest mniej głęboki i, jeśli pojawi się żądanie, reagują szybciej, pozyskując markery pewnych linii różnicowania w hodowli komórkowej w 1 -2 dni, podczas gdy w oryginalnych HSC zajmuje to 10-14 dni. Długotrwałe utrzymanie hematopoezy zapewniają rezerwowe SSC. Konieczność pilnej reakcji na żądanie zaspokajają CCM, które uległy zróżnicowaniu i znajdują się w stanie szybko zmobilizowanej rezerwy.

Slajd 9

Hematopoetyczne komórki macierzyste Niejednorodność puli HSC i stopień ich zróżnicowania ustala się na podstawie ekspresji szeregu różnicujących antygenów błonowych. Wśród CSC wyróżnia się: prymitywne prekursory multipotencjalne (CD34+Thyl+) oraz prekursory bardziej zróżnicowane charakteryzujące się ekspresją antygenu zgodności tkankowej klasy II (HLA-DR), CD38. Prawdziwe HSC nie wyrażają markerów specyficznych dla linii i dają początek wszystkim liniom komórek krwiotwórczych. Ilość HSC w szpiku kostnym wynosi około 0,01%, a łącznie z komórkami progenitorowymi – 0,05%.

10 slajdów

Hematopoetyczne komórki macierzyste Jedną z głównych metod badania HSC jest metoda tworzenia kolonii in vivo lub in vitro, dlatego też HSC nazywane są inaczej „jednostkami tworzącymi kolonie” (CFU). Prawdziwe HSC są zdolne do tworzenia kolonii komórek blastycznych (blastów CFU). Dotyczy to również komórek tworzących kolonie śledziony (CFU). Komórki te są zdolne do całkowitego przywrócenia hematopoezy.

11 slajdów

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Oddział III – w miarę zmniejszania się potencjału proliferacyjnego HSC, różnicują się one w polioligopotencjalne zaangażowane komórki progenitorowe, które mają ograniczoną siłę, ponieważ są zaangażowane w różnicowanie w kierunku 2-5 linii komórek krwiotwórczych. Polioligopotencjalne prekursory CFU-GEMM (granulocyt-erytrocyt-makrofag-megakariocyt) dają początek 4 pędom hematopoezy, CFU-GM - dwóm pędom. CFU-GEMM są powszechnym prekursorem mielopoezy. Mają marker CD34, marker linii mieloidalnej CD33, determinanty zgodności tkankowej HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR.

12 slajdów

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Komórki sekcji IV - monopotencjalne zaangażowane prekursory są przodkami jednego zarodka hematopoetycznego: CFU-G dla granulocytów, CFU-M - dla monocytów-makrofagów, CFU-E i BFU-E (jednostka tworząca pęknięcie ) - prekursory komórek erytroidalnych, CFU- Mgcc - prekursory megakariocytów Wszystkie zaangażowane komórki prekursorowe mają ograniczony cykl życiowy i nie są w stanie powrócić do stanu spoczynku komórkowego. Monopotencjalne zaangażowane progenitory wyrażają markery odpowiedniej linii komórkowej.

Slajd 13

HSC i komórki progenitorowe mają zdolność migracji – wyjścia do krwi i powrotu do szpiku kostnego, co nazywa się „efektem naprowadzania” (instynkt domowy). To właśnie ta właściwość zapewnia wymianę komórek krwiotwórczych pomiędzy oddzielnymi terytoriami krwiotwórczymi i pozwala na ich wykorzystanie do przeszczepiania w klinice.

Slajd 14

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Dział V komórek rozpoznawalnych morfologicznie obejmuje: różnicowanie, dojrzewanie dojrzałych komórek wszystkich 8 linii komórkowych, począwszy od blastów, z których większość ma charakterystyczne cechy morfocytochemiczne.

15 slajdów

Regulacja hematopoezy Tkanka krwiotwórcza jest dynamicznym, stale odnawiającym się układem komórkowym organizmu. W narządach krwiotwórczych powstaje ponad 30 milionów komórek na minutę. W ciągu życia człowieka - około 7 ton. W miarę dojrzewania komórki utworzone w szpiku kostnym równomiernie przedostają się do krwioobiegu. Czerwone krwinki krążą we krwi przez 110-130 dni, płytki krwi przez około 10 dni, neutrofile przez mniej niż 10 godzin. Każdego dnia traci się 1x10¹¹ krwinek, które są uzupełniane przez „fabrykę komórek” – szpik kostny. Kiedy wzrasta zapotrzebowanie na dojrzałe komórki (utrata krwi, ostra hemoliza, zapalenie), produkcja może wzrosnąć 10-12 razy w ciągu kilku godzin. Zwiększoną produkcję komórek zapewniają hematopoetyczne czynniki wzrostu

16 slajdów

Regulacja hematopoezy Hematopoeza jest inicjowana przez czynniki wzrostu, cytokiny i jest stale utrzymywana dzięki puli HSC. Hematopoetyczne komórki macierzyste są zależne od zrębu i odbierają bodźce na małą odległość, które otrzymują podczas kontaktu międzykomórkowego z komórkami mikrośrodowiska zrębu. W miarę różnicowania się komórka zaczyna reagować na czynniki humoralne dalekiego zasięgu. Endogenna regulacja wszystkich etapów hematopoezy odbywa się za pośrednictwem cytokin za pośrednictwem receptorów błona komórkowa, przez który sygnał przekazywany jest do jądra komórkowego, gdzie aktywowane są odpowiednie geny. Głównymi producentami cytokin są monocyty, makrofagi, aktywowane limfocyty T, elementy zrębu - fibroblasty, komórki śródbłonka itp.

Slajd 17

20 slajdów

Czynniki regulujące hematopoezę Czynniki regulujące hematopoezę dzielimy na krótkozasięgowe (dla HSC) i dalekiego zasięgu dla zaangażowanych prekursorów i dojrzewających komórek. W zależności od stopnia zróżnicowania komórek czynniki regulacyjne dzieli się na 3 główne klasy: 1. Czynniki wpływające na wczesne HSC: czynnik komórek macierzystych (SCF), czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów (G-CSF), interleukiny (IL-6, IL- 11, IL-12), inhibitory, które hamują wyjście HSC do cyklu komórkowego ze stanu uśpienia (MIP-1α, TGF-β, TNF-α, kwaśne izoferrytyny itp.). Ta faza regulacji SCM nie zależy od żądań organu.

22 slajd

Regulacja hematopoezy Aktywacja i funkcjonowanie komórek zależy od wielu cytokin. Komórka rozpoczyna różnicowanie dopiero po interakcji z czynnikami wzrostu, ale nie biorą one udziału w wyborze kierunku różnicowania. Zawartość cytokin determinuje liczbę wytworzonych komórek i liczbę mitoz przeprowadzanych przez komórkę. Zatem po utracie krwi spadek pO2 w nerkach prowadzi do zwiększonej produkcji erytropoetyny, pod wpływem której wrażliwe na erytropoetynę komórki erytroidalne – prekursory szpiku kostnego (BFU-E), zwiększają liczbę mitoz o 3-5, co zwiększa tworzenie czerwonych krwinek 10-30 razy. Liczba płytek krwi reguluje produkcję czynnika wzrostu i rozwój komórkowych elementów megakariocytopoezy. Kolejnym regulatorem hematopoezy jest apoptoza – programowana śmierć komórki

Nowoczesna teoria hematopoezy Współczesna teoria hematopoezy opiera się na jednolitej teorii A.A. Maksimov (1918), według którego wszystkie komórki krwi pochodzą z pojedynczej komórki macierzystej, morfologicznie przypominającej limfocyt. Potwierdzenie tej hipotezy uzyskano dopiero w latach 60. XX wieku, kiedy śmiertelnie napromieniowanym myszom wstrzyknięto szpik kostny dawcy. Komórki zdolne do przywrócenia hematopoezy po napromienianiu lub działaniu toksycznym nazywane są „komórkami macierzystymi”. Potwierdzenie tej hipotezy uzyskano dopiero w latach 60. XX wieku, kiedy śmiertelnie napromieniowanym myszom wstrzyknięto szpik kostny dawcy. Komórki zdolne do przywrócenia hematopoezy po napromienianiu lub działaniu toksycznym nazywane są „komórkami macierzystymi”

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Komórki krwiotwórcze dzieli się umownie na 5-6 przekrojów, których granice są bardzo niewyraźne, a pomiędzy przekrojami występuje wiele form przejściowych, pośrednich. W procesie różnicowania następuje stopniowy spadek aktywności proliferacyjnej komórek i ich zdolności do rozwoju, najpierw we wszystkie linie krwiotwórcze, a następnie w coraz bardziej ograniczoną liczbę linii.

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Oddział I – totipotencjalna embrionalna komórka macierzysta (ESC), zlokalizowana na samym szczycie drabiny hierarchicznej Oddział I – totipotencjalna embrionalna komórka macierzysta (ESC), zlokalizowana na samym szczycie drabiny hierarchicznej Oddział II – pula poli - czyli multipotencjalne hematopoetyczne komórki macierzyste (HSC) ) II dział - pula poli- lub multipotencjalnych hematopoetycznych komórek macierzystych (HSC) HSC posiadają unikalną właściwość - pluripotencję, czyli zdolność do różnicowania się we wszystkie bez wyjątku linie hematopoezy. W hodowli komórkowej możliwe jest stworzenie warunków, w których kolonia powstająca z jednej komórki zawiera do 6 różnych linii komórkowych różnicujących.

Hematopoetyczne komórki macierzyste HSC powstają podczas embriogenezy i są zużywane sekwencyjnie, tworząc kolejne klony bardziej dojrzałych komórek krwiotwórczych. 90% klonów żyje krótko, 10% klonów może funkcjonować długo. HSC mają wysoki, ale ograniczony potencjał proliferacyjny i są zdolne do ograniczonego samowystarczalności, tj. nie są nieśmiertelne. HSC mogą ulegać około 50 podziałom komórkowym i wspomagać produkcję komórek krwiotwórczych przez całe życie człowieka. HSC mogą przejść około 50 podziałów komórkowych i utrzymać produkcję komórek krwiotwórczych przez całe życie człowieka.

Hematopoetyczne komórki macierzyste Dział HSC jest heterogenny, reprezentowany przez 2 kategorie prekursorów o różnym potencjale proliferacyjnym. Większość HSC znajduje się w fazie spoczynku G0 cyklu komórkowego i ma ogromny potencjał proliferacyjny. Opuszczając stan spoczynku, HSC wchodzi na ścieżkę różnicowania, zmniejszając potencjał proliferacyjny i ograniczając zestaw programów różnicowania. Po kilku cyklach podziału (1-5) HSC mogą ponownie powrócić do stanu uśpienia, podczas gdy ich stan spoczynku jest mniej głęboki i, jeśli pojawi się żądanie, reagują szybciej, pozyskując markery pewnych linii różnicowania w hodowli komórkowej w 1 -2 dni, podczas gdy w przypadku oryginalnych HSC zajmuje to kilka dni. Długotrwałe utrzymanie hematopoezy zapewniają rezerwowe SSC. Konieczność pilnej reakcji na żądanie zaspokajają CCM, które uległy zróżnicowaniu i znajdują się w stanie szybko zmobilizowanej rezerwy.

Hematopoetyczne komórki macierzyste Niejednorodność puli HSC i stopień ich zróżnicowania ustala się na podstawie ekspresji szeregu różnicujących antygenów błonowych. Wśród CSC wyróżnia się: prymitywne prekursory multipotencjalne (CD34+Thyl+), prymitywne prekursory multipotencjalne (CD34+Thyl+), bardziej zróżnicowane prekursory, charakteryzujące się ekspresją antygenu zgodności tkankowej klasy II (HLA-DR), CD38. bardziej zróżnicowane prekursory charakteryzujące się ekspresją antygenu zgodności tkankowej klasy II (HLA-DR), CD38. Prawdziwe HSC nie wyrażają markerów specyficznych dla linii i dają początek wszystkim liniom komórek krwiotwórczych. Ilość HSC w szpiku kostnym wynosi około 0,01%, a łącznie z komórkami progenitorowymi – 0,05%.

Hematopoetyczne komórki macierzyste Jedną z głównych metod badania HSC jest metoda tworzenia kolonii in vivo lub in vitro, dlatego HSC nazywane są także jednostkami tworzącymi kolonie (CFU). Prawdziwe HSC są zdolne do tworzenia kolonii komórek blastycznych (blastów CFU). Dotyczy to również komórek tworzących kolonie śledziony (CFU). Komórki te są zdolne do całkowitego przywrócenia hematopoezy.

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Komórki sekcji IV - monopotencjalne zaangażowane prekursory są przodkami jednego zarodka hematopoetycznego: CFU-G dla granulocytów, CFU-G dla granulocytów, CFU-M - dla monocytów-makrofagów, CFU-M - dla monocytów -makrofagi, CFU-E i BFU-E (jednostka tworząca pęknięcie) - prekursory komórek erytroidalnych, CFU-E i BFU-E (jednostka tworząca pęknięcie) - prekursory komórek erytroidalnych, CFU-Mgc - prekursory megakariocytów CFU- Mgc – prekursory megakariocytów Wszystkie zaangażowane komórki progenitorowe mają ograniczony cykl życia i nie są zdolne do powrotu do stanu spoczynku komórkowego. Wszystkie zaangażowane komórki progenitorowe mają ograniczony cykl życia i nie są w stanie powrócić do stanu spoczynku komórkowego. Monopotencjalne zaangażowane progenitory wyrażają markery odpowiedniej linii komórkowej.

HSC i komórki progenitorowe mają zdolność migracji – wyjścia do krwi i powrotu do szpiku kostnego, co nazywa się efektem naprowadzania (instynktem domowym). To właśnie ta właściwość zapewnia wymianę komórek krwiotwórczych pomiędzy oddzielnymi terytoriami krwiotwórczymi i pozwala na ich wykorzystanie do przeszczepiania w klinice. HSC i komórki progenitorowe mają zdolność migracji – wyjścia do krwi i powrotu do szpiku kostnego, co nazywa się efektem naprowadzania (instynktem domowym). To właśnie ta właściwość zapewnia wymianę komórek krwiotwórczych pomiędzy oddzielnymi terytoriami krwiotwórczymi i pozwala na ich wykorzystanie do przeszczepiania w klinice.

Różnicowanie komórek krwiotwórczych Piąty podział komórek rozpoznawalnych morfologicznie obejmuje: różnicowanie, różnicowanie, dojrzewanie, dojrzewanie dojrzałych komórek wszystkich 8 linii komórkowych, począwszy od blastów, z których większość ma charakterystyczne cechy morfocytochemiczne. dojrzałe komórki wszystkich 8 linii komórkowych, począwszy od blastów, z których większość ma charakterystyczne cechy morfocytochemiczne.

Regulacja hematopoezy Tkanka krwiotwórcza jest dynamicznym, stale odnawiającym się układem komórkowym organizmu. W narządach krwiotwórczych powstaje ponad 30 milionów komórek na minutę. W ciągu życia człowieka - około 7 ton. W narządach krwiotwórczych powstaje ponad 30 milionów komórek na minutę. W ciągu życia człowieka - około 7 ton. W miarę dojrzewania komórki utworzone w szpiku kostnym równomiernie przedostają się do krwioobiegu. Czerwone krwinki krążą we krwi przez 24 godziny, płytki krwi - około 10 dni, neutrofile - mniej niż 10 godzin. Każdego dnia traci się 1x10¹¹ krwinek, które są uzupełniane przez „fabrykę komórek” – szpik kostny. Kiedy wzrasta zapotrzebowanie na dojrzałe komórki (utrata krwi, ostra hemoliza, zapalenie), produkcja może wzrosnąć kilkukrotnie w ciągu kilku godzin. Zwiększoną produkcję komórek zapewniają hematopoetyczne czynniki wzrostu

Regulacja hematopoezy Hematopoeza jest inicjowana przez czynniki wzrostu, cytokiny i jest stale utrzymywana dzięki puli HSC. Hematopoetyczne komórki macierzyste są zależne od zrębu i odbierają bodźce na małą odległość, które otrzymują podczas kontaktu międzykomórkowego z komórkami mikrośrodowiska zrębu. W miarę różnicowania się komórka zaczyna reagować na czynniki humoralne dalekiego zasięgu. Endogenna regulacja wszystkich etapów hematopoezy odbywa się za pomocą cytokin poprzez receptory na błonie komórkowej, przez które sygnał przekazywany jest do jądra komórkowego, gdzie aktywowane są odpowiednie geny. Głównymi producentami cytokin są monocyty, makrofagi, aktywowane limfocyty T, elementy zrębu - fibroblasty, komórki śródbłonka itp. Głównymi producentami cytokin są monocyty, makrofagi, aktywowane limfocyty T, elementy zrębu - fibroblasty, komórki śródbłonka itp.

Regulacja hematopoezy Odnowa HSC zachodzi powoli i gdy są gotowe do różnicowania (proces zaangażowania), opuszczają stan uśpienia (faza Go cyklu komórkowego) i zostają zaangażowane. Oznacza to, że proces ten stał się nieodwracalny i takie komórki, kontrolowane przez cytokiny, przejdą wszystkie etapy rozwoju, aż do końcowych dojrzałych elementów krwi. Regulatory hematopoezy Istnieją pozytywne i negatywne regulatory hematopoezy. Pozytywne regulatory są niezbędne: do przetrwania HSC i ich proliferacji, do przetrwania HSC i ich proliferacji, do różnicowania i dojrzewania większej liczby późne etapy

komórki krwiotwórcze. do różnicowania i dojrzewania późniejszych stadiów komórek krwiotwórczych. Do inhibitorów (negatywnych regulatorów) aktywności proliferacyjnej HSC i wszystkich typów wczesnych prekursorów krwiotwórczych zalicza się: transformujący czynnik wzrostu β (TGF-β), transformujący czynnik wzrostu β (TGF-β), białko zapalne makrofagów (MIP-1α), makrofagi białko zapalne (MIP-1α), czynnik martwicy nowotworu a (TNF-α), czynnik martwicy nowotworu a (TNF-α), interferon-a interferon-a interferon-y, interferon-y, izoferytyny kwaśne, izoferytyny kwaśne, laktoferyna laktoferyna inne czynniki. inne czynniki.

Czynniki regulujące hematopoezę 2. Czynniki liniowo-niespecyficzne: IL-3, IL-3, IL-4, IL-4, GM-CSF (dla granulocytomonopoezy). GM-CSF (dla granulocytomonopoezy). 3. Późno działające czynniki specyficzne dla linii, które wspierają proliferację i dojrzewanie zaangażowanych prekursorów i ich potomków: erytropoetyna, erytropoetyna, trombopoetyna, trombopoetyna, czynniki stymulujące kolonię (G-CSF, M-CSF, GM-CSF), kolonia- czynniki stymulujące (G-CSF, M-CSF, GM-CSF), IL-5. Ił-5. Ten sam czynnik wzrostu może działać na różne komórki docelowe różne etapy różnicowanie, które zapewnia wymienność cząsteczek regulujących hematopoezę.

Regulacja hematopoezy Aktywacja i funkcjonowanie komórek zależy od wielu cytokin. Komórka rozpoczyna różnicowanie dopiero po interakcji z czynnikami wzrostu, ale nie biorą one udziału w wyborze kierunku różnicowania. Zawartość cytokin determinuje liczbę wytworzonych komórek i liczbę mitoz przeprowadzanych przez komórkę. Zatem po utracie krwi spadek pO2 w nerkach prowadzi do zwiększonej produkcji erytropoetyny, pod wpływem której wrażliwe na erytropoetynę komórki erytroidalne – prekursory szpiku kostnego (BFU-E), zwiększają liczbę mitoz o 3-5, co powoduje kilkukrotne zwiększenie tworzenia czerwonych krwinek. Liczba płytek krwi reguluje produkcję czynnika wzrostu i rozwój komórkowych elementów megakariocytopoezy. Kolejnym regulatorem hematopoezy jest apoptoza – programowana śmierć komórki. Kolejnym regulatorem hematopoezy jest apoptoza – programowana śmierć komórki.