31. Кроветворение. Стволовая клетка – единый предшественник клеток крови.

Кроветворение, или гемопоэз, — процесс, состоящий из серии клеточных дифференцировок, которые приводят к образованию зрелых форменных элемен­тов крови. Это одна из наиболее рано возникающих функций организма, в которой в зависимости от вида клеток различают эритропоэз, лейкопоэз и тромбоцитопоэз. Существует эмбриональный гемопоэз, который происходит в заро­дышевый период и приводит к развитию крови как ткани, и постэмбриональный гемопоэз, представляющий собой систему физиологической регенерации крови. У плодов млекопитающих образование и развитие клеток крови происходит в печени. К концу эмбрионального периода процесс в печени прекращается и центральным органом, осуществляющим универсальный гемопоэз, становится красный костный мозг. Он обеспечивает стволовыми клетками тимус, лимфа­тические узлы и другие гемопоэтические органы. Эритропоэз Предшественниками эритроцитов являются клетки красного костного моз­га. В них осуществляется синтез гемоглобина. Для образования гема используется железо двух белков: ферритина и сидерофилина. Суточная потребность организма в железе составляет 20-25 мг. Большая часть его поступает из отживших и уже разрушившихся эритроцитов, остальное доставляется с пищей. Для образования эритроцитов необходимы фолиевая кисло­та и витамин B12. Всасывание витамина B_i2 пищи сопровождается его взаимодей­ствием с внутренним фактором Касла — гастромукопротеином, входящим в со­став желудочного сока. Образующийся комплекс попадает в костный мозг, где стимулирует образование эритроцитов, способствуя синтезу глобулинов. В эритропоэзе принимают также участие витамин С, активирующий синтез желе­зосодержащей части молекулы гемоглобина, витамин В_б, влияющий на синтез тема, и витамин B_i2, участвующий в образовании липидной стромы эритроцита. В своем развитии эритроциты проходят несколько стадий. Предшественни­ки зрелых форм — ретикулоциты — поступают в кровь и в течение несколь­ких часов превращаются в зрелые клетки. Ретикулоциты содержат хорошо выявляемые прижизненным окрашиванием гранулярные или нитевидные скоп­ления базофильного вещества, исчезающие у зрелых форм. В обычных услови­ях количество ретикулоцитов в крови составляет, по разным данным, 1-10% от общего числа эритроцитов, что служит показателем эритропоэза. Скорость эритропоэза может возрастать в несколько раз при обильных и быстрых кровопотерях, патологическом разрушении зрелых форм, несоответ­ствии между потребностью тканей в кислороде и его поступлением (гипоксемия в любых формах ее проявления). В плазме крови в этих условиях появляются в значительных концентрациях особые ускоряющие эритропоэз вещества — эритропоэтины. Эритропоэтины представляют собой гормоны гликопротеиновой природы, синтезируемый преимущественно почками, а также в небольших количествах печенью и подчелюстными слюнными железами. Эрит­ропоэтины в небольших концентрациях постоянно присутствуют в плазме чело­века и животных. Основной клеткой-мишенью для эритропоэтинов являются ядерные эритроидные предшественники в костном мозгу. Эритропоэтины уве­личивают скорость образования гемоглобина. Помимо эритропоэтинов на кро­ветворение оказывают влияние андрогены и ряд медиаторов. Значительное влияние на эритропоэз оказывают соединения, синтезируе­мые лимфоцитами, моноцитами, макрофагами и другими клетками. Эти соеди­нения получили название «интерлейкины». Они обозначаются арабскими циф­рами (ИЛ-1, ИЛ-2 и т. д.). Интерлейкины стимулируют фибробласты и эндотелиальные клетки, в результате чего усиленно продуцируется белковый фактор Стила, оказывающий непосредственное влияние на полипотентную ство­ловую клетку и способствующий ее дифференцировке. После того как родона­чальники нескольких линий кроветворных клеток дифференцируются в родона­чальники одной линии, в реакцию вступают позднедействующие гемопоэтические ростовые факторы и эритропоэтин. Эритроциты живут относительно недолго, в среднем около 120 сут. При этом непрерывно образуются новые клетки и отмирают старые. Разрушение отживших эритроцитов происходит разными путями: одни гибнут от механи­ческого травмирования во время движения по сосудам; часть клеток фагоцити­руется мононуклеарной фагоцитарной системой печени и селезенки; старые эритроциты гемолизируются непосредственно в кровяном русле. При разрушении эритроцитов гемоглобин распадается на гем и глобин. От гема отделяется железо. Оно сразу же используется для создания новых молекул гемоглобина. Возникающий его избыток запасается впрок в печени, селезенке, слизистой оболочке тонкой кишки. Железо вступает в соединение со специфи­ческими белками, итогом чего является образование ферритина и гемосидерина. Лейкопоэз. Тромбоцитопоэз. Лейкопоэз находится в прямой зависимости от распада лейкоцитов: чем больше их распада­ется, тем больше образуется. Считается, что все лейкоциты образуются в крас­ном костном мозгу из единой стволовой клетки, между тем родоначальницей миелопоэза (образование гранулоцитов, тромбоцитов и эритроцитов) является клетка-предшественница, или гранулоцитарно-моноцитарная бипотенциальная колониеобразующая единица. Для ее роста и дифференцировки необходим особый колониестимулирующий фактор (КСФ). Вырабатывается он моноцитарно-макрофагальными клетками, лимфоцитами и костным мозгом. Фактор является гликопротеидом и состоит из двух частей — стимулятора продукции эозинофилов и стимулятора продукции нейтрофилов и моноцитов. Оба они относятся к ранним гемопоэтическим ростовым факторам. Содержание их сти­мулируется Т-хелперами и подавляется Т-супрессорами. В регуляции лейкопоэза важную роль играют интерлейкины. Они не только стимулируют гемопоэз, но, например, ИЛ-3 является фактором роста и развития базофилов, а ИЛ-5 необходим для роста и развития эозинофилов, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-7, кроме того, еще и для дифференцировки Т- и В-лимфоцитов. Известны два типа гранулоцитарных резервов лейкоцитов — сосудистый и костномозговой. Первый представляет собой большое количество гранулоцитов, расположенных вдоль стенок сосудистого русла, откуда они мобилизуются при повышении тонуса симпатической нервной системы. Число клеток второ­го, т. е. костномозгового гранулоцитарного резерва примерно в 50 раз превы­шает их количество в кровотоке. Как известно, лейкоциты являются наиболее «подвижной» частью крови, быстро реагирующей на различные изменения в окружающей среде и организме развитием лейкоцитоза, что и обеспечивается благодаря существованию двух типов клеточного резерва. Стимулирующее влия­ние на лейкопоэз оказывают нуклеиновые кислоты, гормоны гипофиза. Лейко­поэз возрастает также под влиянием продуктов распада тканей, микроорганиз­мов и их токсинов. Полагают, что эти вещества оказывают действие не прямо, а путем стимуляции лейкопоэтинов, которые «вмешиваются» в про­цесс дифференциации клеток костного мозга. Разрушение и появление новых лейкоцитов происходит непрерывно. Жизненный срок их различен. Они живут часы, дни, недели, часть лейкоцитов не исчезает на протяжении всей жизни человека или животного. Местом разрушения лейкоцитов является слизистая оболочка пищеварительного тракта, а также ретикулярная ткань. Физиологическим регулятором процесса тромбоцитопоэза являются тромбоцитопоэтины. Химически они связаны с высокомолекуляр­ной белковой фракцией, относящейся к γ-глобулинам. В зависимости от места образования и механизма действия различают тромбоцитопоэтины короткого и длительного действия. Первые образуются в селезенке, усиливают отшнуровку кровяных пластинок от мегакариоцитов и ускоряют их поступление в кровь. Они способствуют переходу предшественников гигантских клеток костного мозга в зрелые мегакариоциты. На активность тромбоцитопоэтинов непосред­ственное влияние оказывают ИЛ-6, ИЛ-11. Вторые содержатся в плазме крови и стимулируют образование тромбоцитов в костном мозгу. Особенно интенсив­но тромбоциты вырабатываются после кровопотерь. Спустя несколько часов число их может удвоиться.