BOOK
Содержание темы
20.1. Локализация кроветворения
20.1.2.1. Центральные органы кроветворения
20.1.2.2. Периферические органы кроветворения
20.1.2.3. Кроветворная ткань
20.2. Постэмбриональный гемоцитопоэз
20.2.1. Общая схема
20.2.2. Гемопоэтические клетки классов I-III
20.2.2.1. Фрагмент общей схемы
20.2.2.2. Общие свойства клеток классов I-III
20.2.2.3. Особенности клеток разных классов
20.2.2.4. Итоговые замечания
20.2.4.1. Общая характеристика
20.2.4.2. Эритропоэз
20.2.4.3. Гранулоцитопоэз
20.2.4.4. Моноцитопоэз
20.2.4.5. Тромбоцитопоэз
20.2.5.1. Фрагмент общей схемы
20.2.5.2. Антигеннезависимая дифференцировка
20.2.5.3. Антигензависимая дифференцировка
20.2.5.4. NK- и К-клетки; четыре типа клеток-киллеров
20.3. Центральные органы кроветворения
20.3.1.1. Схема строения. Основные компоненты
20.3.1.2. Стромальный компонент
20.3.1.3. Клетки костного мозга с макрофагальной активностью
20.3.1.4. Срез костного мозга
20.3.1.5. Мазок костного мозга
20.3.2.1. Развитие
20.3.2.2. Общий план строения
20.3.2.3. Корковое вещество
20.3.2.4. Мозговое вещество
20.3.2.5. Сравнение коркового и мозгового вещества
Введение
Опреде- ление |
1. Кроветворение, или гемоцитопоэз, - это образование форменных
элементов крови - эритроцитов, лейкоцитов,
тромбоцитов (рассмотренных нами в теме 8). 2. а) Среди данных элементов - и лимфоциты - особый класс лейкоцитов, обеспечивающий иммунные реакции. б) Поэтому кроветворение тесно связано с таким сложным явлением, как иммуногенез. |
Содержание этой темы | В этой теме мы
рассмотрим следующие вопросы:
|
Содержание следующей темы | В следующей же теме
мы обсудим
|
20.1. Локализация кроветворения
20.1.1. Кроветворение у эмбриона
20.1.1.1. Схема
а) У
зародыша, по мере его развития, локализация
кроветворения последовательно меняется. б) Это отражается следующей схемой (см. тему 6): |
20.1.1.2. Описание схемы
а) В
соответствии с приведённой схемой, выделяют 3
этапа кроветворения:
б) При этом надо заметить, что данное подразделение несколько условно, поскольку
|
I. Мезобластический этап
Рисунки: А - связь сосудов желточного мешка и тела зародыша; Б - кровяной островок в стенке желточного мешка. |
|
Локализация 1. а) Впервые кроветворение начинается в стенке желточного мешка (1). б) Здесь появляются скопления мезенхимных клеток - кровяные островки. 2. Периферические клетки островков уплощаются и образуют стенку первичных сосудов (2). |
Внутрисосудистое
образование первичных эритроцитов 1. Центральные клетки (3) кровяных островков
2. Образующиеся первичные эритроциты
|
Другие события Позднее в желточном мешке
|
II. Печёночный этап
1. С 6-й
недели эмбрионального развития центром
кроветворения становится печень. 2. Отличительные черты таковы: а) процесс (в т.ч. эритропоэз) происходит экстраваскулярно - вокруг капилляров, врастающих в печёночные дольки; б) образуются все форменные элементы крови; в) при этом эритроциты
3. Наряду с клетками крови, из печени разносятся также стволовые кроветворные клетки 2-ой генерации. |
III. Медуллярный этап
Кроветворные органы
на медуллярном этапе. 1. Названные стволовые клетки (2-й генерации) оседают в зачатках
2. а) Все эти органы (а не только красный костный мозг, как следует из названия этапа) включаются в кроветворение на медуллярном этапе; причём,
б) Однако, как правило, суживается спектр образуемых в них клеток. |
Тимус. 1. а) Так, вскоре красный костный мозг начинают покидать предшественники Т-лимфоцитов. б) Своё антигеннезависимое созревание они заканчивают в тимусе. 2. В итоге, кроветворная роль тимуса быстро суживается до одной, но ключевой, функции - обеспечения антигеннезависимого созревания Т-лимфоцитов. |
Лимфоузлы и
селезёнка 1. а) Вначале в лимфоузлах и селезёнке образуются
б) Такая способность сохраняется
2. а) Затем эти органы (а также лимфоидная система слизистых оболочек) тоже концентрируются лишь на одной функции (если говорить о кроветворении) -
б) А именно:
|
Красный костный мозг 1. Вначале в красном костном мозгу тоже образуются все клетки крови,
2. Таким образом, у взрослого красный костный мозг сохраняет способность образовывать
3. Причём, на протяжении всего последующего онтогенеза в нём сохраняются стволовые кроветворные клетки 3-го поколения. |
20.1.1.3. Препарат
1. Препарат - срез зародыша курицы. Окраска гематоксилин-эозином. | |
1. а) Этот
препарат уже встречался нам в п. 6.3.2.2. б) В данном случае он иллюстрирует кроветворение в стенке желточного мешка. 2. Мы видим формирующуюся стенку желточного мешка (I) и
в ней - |
|
3. а) Между этими листками - первичные кровеносные
сосуды (3). б) В некоторых из них
видны первичные
клетки крови (4). |
20.1.2. Органы кроветворения у взрослых
Теперь уточним местоположение и основную функцию органов кроветворения у взрослого человека.
20.1.2.1. Центральные органы кроветворения
Как уже отмечалось, к центральным органам кроветворения относятся
красный костный мозг и
тимус.
Красный костный мозг
(1) 1. а) Локализация - губчатое вещество
б) У детей (до
12-18 лет) - также диафизы
трубчатых костей
б) Общая масса - 3 - 3,5 кг.
|
Схема - кроветворные органы у человека. |
б) Кроме того, здесь же образуются предшественники Т-лимфоцитов, которые далее мигрируют в тимус. | |
Тимус
(вилочковая, или зобная железа) (2) 1. Локализация - за грудиной. 2. Масса: максимальная величина - к 14-15 годам - 35-40г;
3. Функция: в тимусе
|
20.1.2.2. Периферические органы кроветворения
I. Компоненты
1. Периферические
органы кроветворения составляют т.н. периферическую лимфоидную
систему, которая
включает:
2. Общая масса лимфоидной ткани во всех этих образованиях сравнима с массой печени или головного мозга. 3. Очень многочисленны компоненты лимфоидной системы слизистых оболочек: |
|
а) глоточное лимфоидное кольцо (или кольцо Пирогова) –
б) в стенке тонкой кишки -
в) в стенке червеобразного отростка - лимфатические узелки (3.Г), г) в стенке воздухоносных путей - лимфатические узелки (бронхоассоциированная лимфоидная ткань - БАЛТ). |
II. Функция
а) В периферической
лимфоидной ткани, как уже отмечалось, оседают В- и
Т-лимфоциты из центральных органов
кроветворения, образуя лимфоидные узелки. б) Именно здесь происходит встреча лимфоцитов (В- и Т-клеток) с антигенами - чужеродными молекулами (которые могут находиться либо в растворённом состоянии, либо на поверхности клеток). в) Это вызывает соответствующие иммунные реакции, которые обычно включают и интенсивную пролиферацию антигенстимулированных клеток. |
20.1.2.3. Кроветворная ткань
I. Два типа кроветворения - миело- и лимфопоэз
1. Из приведённого
описания видно:
(хотя и то, и другое начинается в одном органе - красном костном мозгу). 2. Соответственно, выделяют два вида кроветворения: а) миелопоэз - образование всех форменных элементов крови, кроме лимфоцитов, т.е.
б) лимфопоэз - образование лимфоцитов (Т- и В-клеток). |
II. Два типа кроветворной ткани - миелоидная и
лимфоидная
1. а)
Ткань, в которой происходит миелопоэз,
называется миелоидной. б) Это - красный костный мозг. в) Но, как мы уже знаем, в миелоидной ткани, кроме миелопоэза, совершаются и важные события лимфопоэза:
2. а) Ткань, в которой происходит дозревание и функционирование лимфоцитов, называется лимфоидной. б) О её локализации только что (п. 20.1.2.2) говорилось. |
III. Два компонента кроветворной ткани -
стромальный и гемальный
И в миелоидной
ткани костного мозга, и в лимфоидной ткани
соответствующих органов содержатся два основных
компонента. 1. Первый - стромальный компонент. Он может быть представлен:
б) Они находятся в тесной связи с элементами стромального компонента, образующими микроокружение. |
IV. Происхождение кроветворной ткани
1. О мезенхимном
происхождении
кроветворных клеток нам уже известно (п. 20.1.1.1). 2. а) Клетки стромального компонента (будучи разновидностью соединительной ткани) тоже имеют такое же происхождение. б) Исключение, как уже отмечалось, составляет тимус:
|
20.2. Постэмбриональный гемоцитопоэз
а) Определив, где проходят процессы кроветворения, рассмотрим теперь сами эти процессы (в постэмбриональный период онтогенеза).
б) Иными словами, рассмотрим пути дифференцировки исходных стволовых клеток в различные виды форменных элементов крови.
20.2.1. Общая схема
Схема - постэмбриональный гемоцитопоэз. |
1. Прежде
всего, из схемы можно видеть следующее. – а) Все клетки крови происходят из единого источника - стволовых клеток крови. б) Соответственно числу разных видов форменных элементов крови, на схеме показаны
в) В каждом из этих путей дифференцировки различают 6 классов клеток:
2. Теперь мы последовательно остановимся на различных участках приведённой схемы. |
20.2.2. Гемопоэтические клетки классов I-III
20.2.2.1. Фрагмент общей схемы
20.2.2.2. Общие свойства клеток классов I-III
I. Четыре общих свойства
Приведённые на схеме гемопоэтические клетки первых трёх классов имеют следующие общие свойства.
Локали- зация |
а) Данные
клетки находятся, в
основном, в
красном костном мозгу. б) Но при этом способны
(Это явление называется репопуляцией). |
Морфо- логия |
а) Все
клетки похожи на малые
лимфоциты (п. 8.3.3.3), т.е.
б) Причина в том, что на данных стадиях дифференцировка идёт лишь на уровне генома. |
Самопод- держание |
Клетки классов I-III обладают способностью к самоподдержанию: при их делениях
|
Образование колоний | Благодаря
предыдущим свойствам (самоподдержанию и
дифференцировке),
почему для многих из них используется обозначение КоЕ (колониеобразующие единицы). |
II. Определение способности к образованию колоний
Рисунки - А - селезёнка облучённых мышей с колониями гемопоэтических клеток, Б - обычная селезёнка. |
|
Способность к
образованию колоний определяют следующим
образом. – 1. Мышей-реципиентов облучают такой дозой радиации, при которой погибают все их гемопоэтические клетки. 2. В кровь вводят клетки костного мозга от необлучённых мышей-доноров. |
|
3. а) Через две недели исследуют селезёнку облучённых мышей. - На её
поверхности видны узелки. б) Каждый из них - колония (клон) клеток, развившихся из одной гемопоэтической клетки класса I, II или III. Замечание: подобные колонии можно получить также в тканевой культуре. |
20.2.2.3. Особенности клеток классов I, II и III
I. Класс I: стволовые клетки крови
1. а) Эти клетки делятся редко; в основном же они находятся в Gо-периоде. б) Поэтому их доля (от общего числа гемопоэтических клеток) в кроветворных органах очень низкая (10-4 - 10-5). 2. При этом они являются полипотентными: могут давать начало всем форменным элементам крови. 3. На первом этапе их дифференцировки образуются полустволовые клетки двух видов:
|
II. Класс II: полустволовые клетки
Особенности Клетки класса II имеют три принципиальные особенности.-
|
||||||
Виды полустволовых клеток 1. а) Из вышеприведённых схем следует, что к полустволовым клеткам относятся
(хотя способность образовывать колонии присуща всем клеткам классов I-III, в т.ч. стволовым клеткам и предшественникам миело- и лимфопоэза). |
||||||
Потенции развития
полустволовых КоЕ 1. В обозначениях полустволовых КоЕ буквы после чёрточки показывают, в какие клетки крови способны дифференцироваться данные КоЕ:
2. Таким образом, два вида из
полустволовых КоЕ - бипотентны, |
||||||
Регуляторы
миелопоэза Превращение предшественников миелопоэза в тот или иной из трёх перечисленных видов КоЕ происходит под действием регуляторов:
|
III. Класс III: унипотентные клетки
1. В отличие от
предыдущих клеток, каждая клетка этого класса
может развиваться только по одному направлению. 2. Поэтому естественно, что (по числу разных видов форменных элементов крови) имеются 8 видов унипотентных клеток - предшественники
|
20.2.2.4. Дополнительные замечания
I. Гомобластический и гетеробластический типы кроветворения
Итак,
преобразование стволовых клеток крови в
унипотентные клетки включает следующие
процессы:
|
Обычные условия: гомобластический тип кроветворения. 1. Однако
в обычных условиях начальные стадии
гемопоэза протекают с небольшой интенсивностью, 2. Преобладают же (и значительно) клетки последующих стадий развития - обычно
3. Такой тип кроветворения называют гомобластическим - в силу преобладания в костном мозгу клеток одной стадии. |
Экстремальные
ситуации: гетеробластический тип кроветворения. 1. Напротив, в экстремальных ситуациях (например, после острой кровопотери)
2. Это приводит к перераспределению соотношения клеточных форм в костном мозгу:
3. В таком случае говорят о гетеробластическом типе кроветворения:
|
Замечание. Вместе с тем, надо понимать, что принципиальной разницы между этими "типами" кроветворения нет:
|
II. Особенности
лимфопоэза
Дифференциация
клеток по антигенной специфичности. 1. а) Что касается лимфопоэза, то на одной из его ранних стадий происходит уникальный процесс ( п. 21.2.2.2) -
2. В итоге, каждая клетка приобретает способность синтезировать и нести на поверхности
3. В силу случайности процесса геномной перестройки,
|
Образование клонов с
разной антигенной специфичностью. 1. а) Последующие
деления клеток приводят к образованию клонов лимфоцитов с разной антигеной
специфичностью. 2. а) Прежде полагали, что дифференциация на клоны происходит только в эмбриональный период. б) По альтернативным представлениям, это совершается постоянно -
|
20.2.3. Гемопоэтические клетки класса IV
20.2.3.1. Фрагмент общей схемы
20.2.3.2. Свойства клеток
1. Деления и
созревание 8 видов клеток класса III приводят к
образованию бластов - клеток класса IV. 2,а. Здесь впервые изменяется морфология клеток (за счёт начала
специфических синтезов):
б) Несмотря на последнее обстоятельство, между собой (т.е. "по горизонтали" ) бластные клетки морфологическически практически неразличимы. 3. а) В отличие от предыдущих клеток, бласты не способны к самоподдержанию. б) Это означает, что
|
20.2.4. Завершающие стадии миелопоэза
20.2.4.1. Общая характеристика
Множест- венность промежуточ- ных форм |
а) Класс V
гемопоэтических клеток почти в каждом из 6
направлений миелопоэза представлен не одной
клеточной формой,
б) Потому-то он и обозначается как класс созревающих клеток (п. 20.2.1). |
Морфология | а) Причём, здесь уже
имеются чёткие
морфологические отличия:
б) Таким образом, каждая из многочисленных
гемопоэтических клеток класса V, в принципе,
может быть морфологически идентифицирована. |
Результат созревания | В конечном счёте, дифференцировка клеток V приводит к
образованию дифференцированных
клеток, т.е. клеток класса VI, или
|
20.2.4.2. Эритропоэз
I. Клетки класса V (созревающие клетки)
Фрагмент общей схемы |
Х а
р а к т е р и с т и к а к л е т о к |
(Эритробласт, IV) а) Проэритробласт |
1. На стадии
проэритробласта в ядре клетки интенсивно
синтезируются глобиновые
мРНК. 2. В цитоплазме начинают накапливаться рибосомы, что обуславливает её некоторую базофилию. |
б) Базофильный эритробласт |
1. а) На следующей
стадии количество рибосом в цитоплазме
становится очень значительным. б) Отсюда - резкая базофилия цитоплазмы. 2. На рибосомах происходит интенсивный синтез гемоглобина. |
в)
Полихромато-
|
1. а) Затем создаётся
ситуация, когда в цитоплазме присутствуют
одновременно
б) Поэтому цитоплазма становится полихроматофильной - приобретает серовато-розовый цвет. 2. а) Полихроматофильные эритробласты - последние из делящихся клеток эритроидного ряда. б) В норме именно они преобладают среди клеток данного ряда. |
г) Оксифильный эритробласт
|
1. а) Далее
б) Потому
цитоплазма оказывается оксифильной, 2. а) Размер клетки и объём
ядра уменьшаются. 3. Способность к делениям, как сказано, утрачивается. |
II. Клетки класса VI (зрелые клетки)
а) Ретикулоциты
(окраска крезиловой синькой) |
1. На стадии
ретикулоцита клетка у млекопитающих уже не имеет ядра. 2. В цитоплазме появляется зернисто-сетчатая субстанция (п. 8.2), включающая органеллы,
участвующие в синтезе белка митохондрии. 3. Часть ретикулоцитов выходит из красного костного мозга в кровь. |
б) Эритроциты |
Теряя
зернисто-сетчатую субстанцию, т.е. освобождаясь от всех органелл,
|
20.2.4.3. Гранулоцитопоэз
I. Фрагмент общей схемы
II,а. Промиелоциты - первые клетки класса V
1. Промиелоциты (нейтрофильные, эозинофильные и базофильные) ещё друг от друга практически не отличаются: |
||
нейтрофильные | эозинофильные | базофильные |
2. Все они имеют следующие признаки:
3. По наличию последних промиелоциты отличаются от прочих гемопоэтических клеток. |
II,б. Миелоциты - первые клетки, содержащие
специфические гранулы
Специфические
гранулы 1. На стадии миелоцитов в цитоплазме, кроме первичных, появляются и вторичные гранулы (п. 8.3.2.1), специфические для каждого из трёх типов клеток: |
||
в нейтрофильных нейтрофильные: мелкие, |
в эозинофильных миелоцитах - эозинофильные: содержат ферменты инактивации ряда веществ; |
в базофильных миелоцитах - базофильные: содержат гепарин, гистамин и пр. |
2. а) Таким
образом, на данной стадии клетки уже отличаются друг от друга (по типу вторичных гранул). б) Эти гранулы сохраняются и на последующих стадиях развития - вплоть до зрелых клеток, - что позволяет различать три типа гранулоцитов. |
||
Ядра, их
последующие изменения и способность к делениям. 1. а) Ядра у миелоцитов по-прежнему округлые. б) Дальнейшее же созревание клеток проявляется, главным образом, в изменении структуры и формы ядра. 2. а) В результате этих изменений
ядра клеток потеряют способность к делениям.
3. Как полихроматофильные эритробласты, в норме они являются
|
II,в-д. Клетки завершающих стадий развития
в) Мета- |
|||
нейтрофильные |
эозинофильные |
базофильные |
|
г) Палочко- |
(обычно |
||
нейтрофильные |
эозинофильные |
базофильные |
|
д) Сегменто- |
|||
нейтрофильные |
эозинофильные |
базофильные |
1. Все эти клетки
имеют ряд общих свойств:
2. При этом обнаруживаемые в крови метамиелоциты называются юными гранулоцитами. 3. А форма ядра закономерно меняется -
|
20.2.4.4. Моноцитопоэз
Фрагмент |
Х а р а
к т е р и с т и к а |
|
V. Созревающие клетки |
(Монобласты, IV) Промоноциты |
1. В
моноцитопоэтическом ряду в классе V различают только один вид
клеток - промоноцит. 2. У последнего
|
VI. Зрелые клетки |
Моноциты |
В отличие от
промоноцита, в зрелом моноците ядро - бобовидное, |
20.2.4.5. Тромбоцитопоэз
I. Созревающие клетки класса V
Фрагмент общей схемы | Характеристика клеток |
(Мегакариобласты, IV) а)Промегакариоцит
б) Мегакариоцит |
1. При переходе от
мегакариобласта к промегакариоциту ядро становится полиплоидным (п. 4.2.2.4). 2. а) Поэтому объём ядра и клетки в целом значительно увеличивается. б) Это позволяет легко обнаружить данные клетки (и зрелые мегакариоциты) среди гемопоэтических клеток. 3. В ядре появляются относительно глубокие вырезки (incisurae). |
1. В мегакариоците сегментация ядра
выражена ещё сильней, так что ядро как будто разбивается на несколько глобул неравного размера (отчего клетку часто называют многоядерной). 2. А в цитоплазме появляется демаркационная мембранная система (видимая под электронным микроскопом): она разделяет цитоплазму на фрагменты - будущие "тромбоциты". (В связи с этим, последние правильней называть тромбопластинками). |
II. Зрелые форменные элементы класса VI
Тромбоциты |
1. а) Мегакариоцит "проталкивает" часть своей
цитоплазмы (в виде
отростков) в щели капилляров красного костного
мозга. б) После этого фрагменты
цитоплазмы отделяются в
виде тромбопластинок ("тромбоцитов"). 2. Остающаяся ядросодержащая часть мегакариоцита может восстанавливать
объём цитоплазмы и |