2 курс / Нормальная физиология / Физиология_крови_Липунова_Е_А_,_Скоркина_М_Ю_

лежит рядом с клеткой (голое ядро). Процессы выталкивания ядер имеют место только у млекопитающих животных.

Поддержание постоянного уровня эритроцитов (и гемоглобина) в крови достигается за счет выработки в организме специфических веществ и гормонов, стимулирующих и угнетающих эритропоэз, что в значительной мере реализуется через регуляцию синтеза эритропоэтина. Общий, или суммарный, эритропоэз оценивается по количеству эритробластов в костном мозге, соотношению их по степени зрелости, пролиферативной активности на разных стадиях созревания, величине лейкоэритробластического соотношения (частное от деления числа клеточных элементов лейкопоэза на число клеток эритропоэза); берется во внимание также значение величин экскреции уробелина и стеркобелина.

Современная модель эритрона (совокупность клеточных элементов, развивающихся по пути эритроидного ряда, – от плюрипотентной стволовой клетки до зрелого эритроцита) предусматривает возможность генерации трех популяций эритроцитов: нормальный тип деления клеток (80–85%), терминальный (19–15%) и неэффективный (3–8%). У человека в норме в костном мозге преобладает так называемая «нормальная» популяция ядерных и безъядерных клеточных форм эритропоэза. Терминальный тип деления характеризуется тем, что клетка в процессе своего созревания в костном мозге проходит минимальное количество делений, обычно 1-2, минуя деление на стадии полихроматофильного или ортохромного (оксифильного) эритробласта, и выходит в кровяное русло в виде одного или двух эритроцитовмакроцитов, что приводит к сокращению объема продукции эритроцитов минимум в два раза. Неэффективный эритропоэз отражает деструкцию эритроидного ростка костного мозга. Такие деструктивные клетки разрушаются в костном мозге на разных стадиях созревания – от ранних коммитированных предшественников эритропоэза до нормобласта; основная причина их гибели

– нарушение внутриклеточного метаболизма. Состояние «неэффективного эритропоэза» объединяет кроме внутрикостномозгового разрушения ядросодержащих эритроидных предшественников также продукцию функционально неполноценных эритроцитов. Неэффективный эритропоэз в норме является одним из физиологически обусловленных механизмов регуляции равновесия в системе эритрона в условиях постоянно изменяющихся потреб-

261

ностей организма в продукции эритроцитов (Физиологическая (запрограммированная) гибель клеток при гемопоэзе, 1996; Исследование системы крови в клинической практике, 1997; Т.Г. Сарычева, Г.И. Козинец, 2001). Количество эритроидных клеток, созревающих до стадии полноценного эритроцита, характрирует величину эффективного эритропоэза.

Кинетика эритропоэза существенно изменяется под влиянием воздействий экстремальных, в том числе и экологических, факторов. При этом следует ожидать изменение скорости пролиферации и дифференцировки ядерных предшественников, а также соотношение эффективного и неэффективного эритропоэза. Выявляется определенная закономерность – чем интенсивнее воздействие на организм, тем большую долю занимает неэффективный эритропоэз (Н.А. Агаджанян и соавт., 1998).

Для тканей позвоночных характерны две формы гибели клеток: некроз и апоптоз. Предопределяют гибель клеток в организме заболевания (ишемия), стойкая гипертермия, химическая или физическая травмы. При некрозе клетка быстро теряет способность поддерживать гомеостаз; повреждается большая часть плазматической мембраны; клетка утрачивает способность регулировать осмотическое давление, разбухает и разрывается. Посредством некроза ткань быстро очищается от клеточных осколков и репарирует. Апоптоз – более мягкий процесс клеточной гибели. Морфологические признаки апоптоза появляются лишь при физиологической гибели клеток (гибель клеток с коротким жизненным циклом, удаление аутоиммунных Т-клеток, инволюция клеток, лишенных необходимых факторов роста, и т. д.). В пренатальном периоде реакции апоптоза контролируют переселение стволовых клеток из желточного мешка в печень и окончательно в костный мозг. В постнатальном периоде примером супрессии апоптоза является взаимодействие эритропоэтина и эритроидных предшественников на стадии, когда этот процесс становится зависимым от гормона (В.М. Погорелов, Г.И. Козинец, 1995; Исследование системы крови в клинической практике, 1997).

4.3.3. Гранулоцитопоэз

Образование и дифференцировка клеток гранулоцитарного ряда происходит в красном костном мозге. Исходная клетка развития всех гранулоцитов – СКК – дает начало КОЕ-ГЭММ. Из

262

КОЕ-ГЭММ происходят все три линии гранулоцитов – нейтрофилов, эозинофилов и базофилов. Эволюция клеток – единая до стадии промиэлоцита. Лишь после этого созревание протекает разными путями и клетки становятся различными с морфологической и функциональной точек зрения. По мере дифференцировки размеры клеток уменьшаются, хроматин конденсируется, изменяется форма ядра, в цитоплазме накапливаются гранулы.

К морфологически опознаваемым предшественникам гранулоцитарного ряда относят: миелобласт, промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерные и сегментоядерные гранулоциты (В.Г. Михайлов, Г.А. Алексеева, 1986). Специфические гранулы появляются на стадии миелоцита; с этого момента клетки обозначаются в соответствии с типом образующихся из низ зрелых гранулоцитов. Клеточные деления прекращаются на стадии метамиелоцита.

Миелобласт – родоначальная, «головная» клетка гранулоцитарного ряда, диаметром 15-20 мкм. Форма круглая, ядро округлой формы, занимает почти всю клетку. Цитоплазма в виде узкого пояска, иногда располагается по одну сторону ядра, синей (базофильной) окраски, гиалиновой или пористой структуры. Ядерный хроматин имеет мелкодисперсную структуру, в виде кружева или тонкой сеточки. Такая ядерная структура отличает миелобласт от проэритробласта и лимфобласта. Существующие от 2 до 5 ядрышек сине-голубого цвета со слабоуплотненным вокруг них ядром способствуют различению миелобласта от лимфобласта. Присутствие в цитоплазме (в незначительном количестве) азурофильных гранул воспринимается не всеми исследователями. Помимо слабодифференцированной структуры особенностью миелобласта служит также наличие многочисленных свободных рибосом, митохондрий, а также незначительное количество ретикуло-эндоплазматической ткани и слаборазвитого комплекса Гольджи.

Промиелоцит – предшественник гранулоцита, более зрелая, крупная клетка, диаметром 15-25 мкм. Ядро круглое или овальное, светло-фиолетового цвета. Хроматин тонкоструктурный, но плотнее, чем у миелобласта. Имеющиеся 2-3 ядрышка становятся менее четкими по мере созревания клетки. Цитоплазма широкая, голубого цвета, содержит красную, фиолетовую или коричневую зернистость, в зависимости от направленности миелоцита – ней-

263

трофильный, эозинофильный и базофильный. Комплекс Гольджи хорошо развит, имеет 4-9 цистерн, размещенных полукругом по отношению к центриоле. Промиелоцит содержит также специфическую зернистость, образование которой начинается в центральной зоне клетки. Азурофильные гранулы содержат ферменты, прежде всего пероксидазу, а также эстеразы, кислую фосфатазу, лизоцим и др.

Миелоцит – более зрелая клетка, диаметром 10-16 мкм. Эксцентричное ядро круглой или овальной формы. Хроматин ядра более плотный, ядрышки мелкие или даже неразличимые. Цитоплазма окружает ядро широким поясом, содержит митохондрии и небольшое количество ретикуло-эндоплазматической ткани, слабобазофильная, имеет азурофильную зернистость, что позволяет различать три типа миелоцитов – нейтрофильные, с мелкой зернистостью сине-фиолетового цвета, эозинофильные –

скрупной зернистостью желто-красного цвета и базофильные –

скрупной зернистостью темно-синего цвета. Образование и накопление гранул продолжается в течение трех последующих клеточных делений. Ядро постепенно приобретает бобовидную форму, хроматин становится все более конденсированным. Нейтрофильная зернистось характеризуется наличием щелочной фосфатазы, аминопептидаз, лизоцима; эозинофильная зернистось отличается большим содержанием пероксидазы и незначительным – лизоцима; базофильная зернистость включает значительное количество гепарина и гистамина. Эозинофильные и базофильные миелоциты отличаются от нейтрофильных зернистостью, крупными размерами митохондриев и ярко выраженной ре- тикуло-эндоплазматической тканью. Эозинофилы и базофилы содержат лишь один специфический вид зернистости.

Образование зернистости – существенный структурный элемент для гранулоцита – завершается на стадии миелоцита. Дальнейшая эволюция предшественников гранулоцитов осуществляется сокращением клеточного диаметра, изменением формы и структуры ядра.

Метамиелоцит – клетка диаметром 10-12 мкм с бобовидным эксцентрично расположенным ядром бледно-фиолетового цвета, компактной структуры. В результате деления миелоцитов образуются нейтрофильные, эозинофильные и базофильные метамиелоциты. Содержание специфических гранул выше, чем на

264

предыдущей стадии. В ядре появляются глубокие вырезки, хроматин еще более конденсирован. Способность к митозу утрачивается. Эндоплазматическая сеть и полирибосомы присутствуют в меньшем количестве, что свидетельствует о завершении синтеза белков.

Палочкоядерный гранулоцит – клетка, непосредственно предшествующая зрелым формам. Образуется при дифференцировке метамиелоцита, диаметр – 10-12 мкм. Ядро изогнуто в виде подковы, фиолетового цвета, грубой структуры. Цитоплазма розовая, занимает большую часть клетки, содержит фиолетовую зернистость. Клетки могут выходить в кровоток и составляют 3-5% от общего количества циркулирующих лейкоцитов. У эозинофильного палочкоядерного гранулоцита цитоплазма не видна из-за обильной, часто расположенной крупной желто-красной зернистости. Палочкоядерная стадия базофильного гранулоцита в кровотоке обычно не встречается.

Сегментоядерный гранулоцит – зрелая клетка, образуется в результате дифференцировки палочкоядерных гранулоцитов. Диаметр – 10-12 мкм. Ядро разделено на сегменты, соединенные отдельными перемычками.

–Сегментоядерный нейтрофил завершает эволюцию кле-

ток гранулоцитарного ряда. Размеры клетки колеблются от 10 до 15 мкм, ядро дольчатое, хроматин плотный, однородный. Цитоплазма бледно-розового цвета, содержит большое количество зерен. Вторичная специфическая зернистость сегментоядерного нейтрофила окрашена в фиолетовый (коричневый) цвет. Митохондрии, рибосомы и ретикулоэндоплазматическая сеть немногочисленны. Комплекс Гольджи зачаточный, клеточная поверхность нерегулярная и образует многочисленные складки. Клетки способны к амебоидному движению посредством формирования цитоплазматических псевдоподиев, лишенных зернистости. Для клетки типичны две формы движения: у нестимулированной клетки движение произвольное, неорганизованное; целенаправленное движение формируется под воздействием хемотаксических веществ.

–Сегментоядерный эозинофил. Ядро состоит обычно из двух долек (сегментов), занимает меньшую часть клетки, большее пространство заполняет крупная желто-красная зернистость. В отличие от нейтрофильной клетки митохондрии, рибосомы, ретикулоэндо-

265

плазматическая ткань и аппарат Гольджи зрелых эозинофилов лучше развиты и создают впечатление активной с метаболической точки зрения клетки; как и нейтрофил, способен к амебоидному движению.

– Сегментоядерный базофил содержит ядро, состоящее из трех сегментов (долек); светло-фиолетовая цитоплазма включает крупную синюю или темно-фиолетовую зернистость, которая налагается на ядро. Митохондрии многочисленны и значительны по размерам.

4.3.4. Лимфоцитопоэз

Протекает в красном костном мозге и лимфоидных органах, характеризуется поэтапной миграцией лимфоцитов. Костный мозг содержит плюрипотентные СКК, которые дают начало частично детерминированным КОЕ-Л. КОЕ-Л служит источником развития трех видов лимфоцитов: В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов

инатуральных киллеров (NK-клетки). Последующее развитие лимфоидных клеток связано с их пролиферацией и дифференцировкой и разделяется на две фазы: антигеннезависимую и антигензависимую (В.Л. Быков, 2003).

Антигеннезависимая фаза развития Т- и В-лимфоцитов протекает в центральных органах кроветворения и иммуногенеза – тимусе и красном костном мозге. Ее этапы: миграция коммитированных предшественников из красного костного мозга в органы иммуногенеза; приобретение клетками набора антигенспецифических и добавочных рецепторов на плазмолемме; процесс отбора (селекции) клеток с необходимым набором рецепторов и гибель по механизму апоптоза лимфоцитов, не прошедших селекцию; выселение лимфоцитов в просвет сосудов и их миграция в периферические лимфоидные органы с заселением Т- и В-зависимых зон.

Антигензависимая фаза протекает в лимфатических узлах, селезенке, миндалинах, пейеровых бляшках. Она индуцируется антигенными стимулами, сопровождается активацией и пролиферацией лимфоцитов, завершается формированием эффекторных и регуляторных Т-лимфоцитов, плазматических клеток, а также Т- и В-клеток памяти.

Кморфологически опознаваемым предшественникам лимфоидного ряда относят: лимфобласт и плазмобласт, пролимфоцит

ипроплазмоцит, лимфоцит и плазмоцит (В.Г. Михайлов, Г.А. Алексеева, 1986).

266

Лимфобласт – родоначальная клетка лимфатического ряда диаметром 15-20 мкм. Ядро округлое с нежно-сетчатой структурой хроматина, бледно-фиолетовое, расположенное в центре. В нем выделяются 1-2 ядрышка. Цитоплазма светло-синяя, окружает ядро узким пояском, зернистости не содержит. Участок около ядра имеет более светлую окраску.

Пролимфоцит – небольшая клетка диаметром 11-12 мкм. Ядро круглое, бледно-фиолетового цвета, с нежной хроматиновой сетью. Иногда содержит остатки ядрышек. Цитоплазма голубая, окружает ядро в виде узкого, иногда в виде широкого ободка, изредка содержит азурофильную зернистость.

Лимфоцит – зрелая клетка диаметром от 7-9 до 12-13 мкм в зависимости от величины цитоплазмы. Ядро округлое (иногда имеет вдавливания) темно-фиолетового цвета, компактное. Ядрышек не содержит. Встречаются малые лимфоциты с узким ободком голубой цитоплазмы (образуют популяцию Т- и В-лимфоцитов, большинство лимфоцитов в кровотоке), средние и большие, цитоплазма которых занимает большую часть клетки, менее интенсивно окрашена и содержит азурофильную зернистость. Вокруг ядра всегда выражена перинуклеарная зона. Большие лимфоциты составляют 3% от общего количества циркулирующих в крови лимфоцитов, цитоплазма содержит лизосомы, небольшое количество митохондрий, рудиментарный комплекс Гольджи, незначительное количество эндоплазматической сети и большое – свободных рибосом. Мембрана имеет многочисленные короткие микроворсинки. Большие и средние лимфоциты крови – активированные антигеном В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки.

К большим лимфоцитам относятся NK-клетки, лишенные характерных для В- и Т-клеток поверхностных детерминант. Составляют до 10% всех циркулирующих лимфоцитов, содержат цитолитические гранулы с перфорином, уничтожают трансформированные, инфицированные вирусами и чужеродные клетки. Идентификация клеток-мишеней не связана с узнаванием белков МНС (как это происходит в случае Т-киллеров); при активации NK-клетки (например, ИЛ-2) приступают к пролиферации.

В-лимфоциты составляют менее 10% лимфоцитов крови, формируют клоны плазматических клеток, способных вырабатывать против конкретных Аг соответствующие АТ. В-лимфоциты дифференцируются в Ig-продуцирующие клетки.

267

Т-лимфоциты крови, преимущественно Т-клетки (80% и более), как и В-лимфоциты, узнают, размножаются и дифференцируются на конкретные Аг. Клетки способны узнавать в мембране других клеток белки МНС. Дозревание и дифференцировка клеток происходят в тимусе; покидая его, клетки заселяют периферическую кровь и лимфоидные органы. Каждый клон Т-лимфоцитов содержит рецептор строго одной специфичности, представленный Ig-подобным интегральным мембранным гликопротеином. Главная функция Т-лимфоцитов – участие в клеточном иммунитете: уничтожают собственные клетки, участвуют в реакциях гиперчувствительности замедленного типа, отторгают чужеродный трансплантат.

Плазмобласт – крупная клетка, диаметром 16-20 мкм с округлым центрально или эксцентрично расположенным большим нежной структуры ядром, имеющим несколько ядрышек. Цитоплазма ярко-синего цвета широким поясом окружает ядро, вокруг которого видна перинуклеарная зона.

Проплазмоцит – клетка диаметром 20-25 мкм. Ядро расположено эксцентрично, имеет более компактную структуру, фиолетового цвета, содержит небольшое ядрышко. Цитоплазма базофильная, часто включает вакуоли.

Плазмоцит имеет размеры от 10 до 20 мкм. Ядро круглое, компактное, расположено эксцентрично. В нем чередуются темно- и светло-фиолетовые участки, расположенные радиально от центра к периферии, что напоминает спицы (колесовидная структура ядра). Ядрышек не содержит. Цитоплазма интенсивносинего цвета, широкая, вакуолизированная, с отчетливой перинуклеарной зоной.

4.3.5. Моноцитопоэз

Процесс развития моноцитов протекает в красном костном мозге и включает ряд последовательных стадий развития:

ГСККОЕ-ГЭММ КОЕ-ГМКОЕ-Ммонобласт промоноцитмоноцит

До достижения стадии зрелого моноцита клетки проходят три деления. Постепенно уменьшается размер клеток и появляется углубление в ядре. Все зрелые моноциты покидают костный

268

мозг вскоре после формирования. В кровотоке моноциты циркулируют около двух суток, затем мигрируют в ткани.

Монобласт – родоначальная клетка моноцитарного ряда диаметром 12-20 мкм. Ядро округлое, иногда дольчатое, нежной структуры, светло-фиолетового цвета, содержит от 2 до 5 ядрышек. Цитоплазма нежно-голубая, занимает меньшую часть клетки.

Промоноцит – клетка диаметром 12-20 мкм. Ядро крупное, рыхлое, бледно-фиолетовое, с остатками нуклеол. Цитоплазма широкая, серо-фиолетового цвета.

Моноцит – зрелая клетка, самый крупный лейкоцит диаметром 12-20 мкм. Они составляют 2–9% от числа лейкоцитов, циркулирующих в крови. Ядро рыхлое, светло-фиолетового цвета, бобовидной формы, выемка по мере взросления клетки увеличивается и ядро приобретает подковообразную или даже двудольчатую форму. Цитоплазма серо-фиолетовая, светлая, широкая, иногда содержит мелкую обильную азурофильную зернистость. Характерная особенность – обилие лизосом и вакуолей, присутствие в большом количестве рибосом, полирибосом и в незначительном – цистерн гранулярной эндоплазматической сети. Комплекс Гольджи хорошо развит, имеются мелкие митохондрии. Моноциты образуются в костном мозге в течение 2-3-х суток и выходят в кровоток; пока это фактически незрелые клетки, находящиеся на пути из костного мозга в ткани, где они дифференцируются в подвижные макрофаги – их совокупность формируюет систему мононуклеарных фагоцитов. Основная функция моноцитов и образующихся из них макрофагов – фагоцитоз. Фагоцитозу подвергаются опсонизированные частицы, в их гидролизе участвуют лизосомные ферменты, а также внутриклеточные H2O2, OH-, O2-.

Моноциты несут на плазматической мембране различные рецепторы – комплемента (С3), CD4 и др., их активация осуществляется различными веществами, которые образуются в очагах воспаления и разрушения тканей – агентами хемотаксиса и активации моноцитов. В результате активации увеличивается объем моноцита, усиливаются метаболизм и синтез биологически активных веществ – ИЛ-1, GM-CSF, простагландины, ИФН, фактор хемотаксиса нейтрофилов.

Моноциты / макрофаги продуцируют пирогены – эндогенные (ИЛ-1,ИЛ-6, ИЛ-8, фактор некроза опухолей) и экзогенные (эндотоксины), выполняющие специфические функции в иммунитете.

269

Морфологические особенности, кинетика, жизненный цикл и функции клеток гранулоцитарного, моноцито-макрофагового, лимфо-плазмоцитарного ряда, а также методы исследования, особенности регулирования и патологические вариации широко обсуждаются в руководствах, монографиях, обзорных статьях (Я. Карр, 1978; В.Е. Пигоревский, 1978; Физиология лейкоцитов человека, 1979; Лимфоциты, 1980; Лимфоциты, 1990; А.И. Струков и соавт., 1982; С.Д. Дуглас, П.Г. Куи, 1983; Клиническая гематология, 1985; А.Н. Маянский, Д.Н. Маянский, 1989; Острый разлитой перитонит, 1987; А.А. Пальцын, 1988; Н.И. Бахов и соавт., 1988; Д.Н. Маянский, 1991; А.Н. Маянский, О.И. Пикуза, 1993; Р.М. Хаитов, Б.В. Пинегин, 1995; А.А. Галкин, 1997; В.С. Репин, Г.Т. Сухих, 1998; Н.А. Агаджанян, 1999;Ф.Дж. Шиффман, 2000 и др.).

4.3.6. Тромбоцитопоэз

Процесс образования и созревания тромбоцитов протекает в красном костном мозге. Тромбоциты поступают в русло в результате частичной фрагментации мегакариоцитов. Ход развития тромбоцитов описывается схемой (В.Л. Быков, 2004):

СКККОЕ-ГЭММКОЕ-МГЦ мегакариобласт мегакариоцит

Мегакариобласт – предшественник мегакариоцита, родоначальный морфологически распознаваемый предшественник тромбоцитарного ряда, диаметром 20-25 мкм. Ядро округлой формы, нежной структуры, красно-фиолетового цвета, имеет ядрышки. Цитоплазма интенсивно базофильная, зернистости не содержит, вокруг ядра – зона просветления.

Промегакариоцит – более крупная клетка, чем мегакариобласт, ядро грубое, ядрышек не содержит, цитоплазма базофильная, занимает бóльшую часть клетки, зернистость отсутствует.

Мегакариоцит – гигантская клетка костного мозга диаметром 60-120 мкм. Ядро грубое, принимает различные формы. Цитоплазма отличается большими размерами, содержит зернистость розово-фиолетового цвета. Дифференцировка цитоплазмы мегакариоцитов начинается после завершения репликации ДНК. Основные процессы:

1)разделение цитоплазмы на три зоны – околоядерную, промежуточную и краевую;

2)образование и накопление гранул, характерных для тромбоцитов, содержащих специфические белки;

270