Кроветворение ( гемопоэз)

Наиболее общей чертой живой материи является свойство обновления (регенерации) ее структур – клеточных и неклеточных. У высших животных этот процесс многообразен и происходит во всех органах и тканях – правда с различной эффективностью. Кровь относится как раз к активно обновляющимся тканям.. Это обусловлено прежде всего, конечно, ее функциональными особенностями. У человека образование крови происходит на протяжении всей его жизни, начиная с 3-9 недель эмбрионального периода. У зародыша кроветворение происходит в таких органах, как печень, тимус, селезенка, лимфатические узлы, и конечно, в костном мозге. В постэмбриональный период (после рождения) у человек происходит физиологическая регенерация крови (клеточное обновление), компенсирующее постоянное разрушение дифференцированных клеток крови в процессе жизнедеятельности.

Образование клеток крови происходит в костном мозге человека из уникального типа клеток, которые называются стволовые кроветворные клетки (СКК). До настоящего времени никто еще не выделил из клеток костного мозга популяцию, которая с уверенностью может быть названа стволовыми кроветворными клетками. По морфологическим критериям этого сделать невозможно. Хотя история возникновения предположения о существовании такого типа клеток и исследования в этой области ведутся достаточно давно – с начала 20 века. Впервые представление о родоначальных клетках крови сформулировал талантливый русский исследователь А.А.Максимов, который считал, что СКК сходны по своей морфологии с лимфоцитами. Выявление и характеристика СКК стали возможны лишь в середине 20 века после изобретения метода колониеобразования. Экспериментально было показано, что внутривенное введение смертельно облученным мышам взвеси костномозговых клеток спасает этих животных от гибели. В селезенках таких мышей появляются колонии клеток, которые есть не что иное, как потомки этих самых СКК. Клетки в колониях активно размножаются и дифференцируются и дают начало всему спектру клеток крови. Подсчет колоний (видимых невооруженным глазом в виде светлых бляшек на поверхности селезенки) позволяет судить о количестве стволовых клеток, присутствующих во введенной мышам суспензии. Таким образом было установлено, что у мышей количество СКК составляет около 50 в пересчете на 10⁵ костномозговых клеток (общее число костномозговых клеток у мышей составляет 10¹⁰ -10¹¹, соответственно число СКК составляет приблизительно 5.10⁶ –5.10⁷); в селезенке содержится 3,5 CКК в пересчете на 10⁵ клеток. Последующие работы по клонированию клеточных популяций у человека показало сходность процессов гемопоэза с известным у мышей.

Изучение клеточного состава колоний привело к обнаружению двух линий дифференцировки СКК. Одна линия дает начало гранулоцитам (нейтрофилам, базофилам, эозинофилам), эритроцитам, моноцитам и мегакариоцитам (из них образуются впоследствии тромбоциты), другая линия является источником для образования лимфоцитов. Процесс созревания клеток крови многостадийный,происходит с участием регуляторных биологически активных молекул, называемых ростовыми факторами, куда входят также витамины с гормонами. Другим фактором, регулирующим созревание клеток крови в костном мозге, являются костномозговые клетки не-гемопоэтического происхождения, называемые “ клеточным микроокружением “. По своему происхождению это тоже клетки соединительной ткани – фибробласты и “стромальные механоциты” (Фриденштейн А.Я., Лурия, 1976). Завершается гемопоэз образованием зрелых клеток крови – эритроцитов, моноцитов, сегментоядерных лейкоцитов (нейтрофилов, базофилов и эозинофилов), тромбоцитов, Т и В-лимфоцитов.(фиг)

Предшественник лимфоцитов

Рис. Схема гемопоэза(дифференцировки клеток крови)

Стволовая клетка скелетной мышцы

естественный киллер

Т-лимфоциты

В-лимфоциты

Кроветворная стволовая клетка

Полипотентная стволовая клетка

Предшественник миелоцитов

нейтрофил

базофил

эозинофил

Моноциты/макрофаги

тромбоциты

эритроциты

Клетка микро- окружения

Стволовая кроветворная клетка