Komórki krwi i ich funkcje

Krew ludzka to płynna substancja składająca się z osocza i ciałek krwi lub krwinek, które są w niej zawieszone i stanowią około 40-45% całkowitej objętości. Są małe i można je oglądać tylko pod mikroskopem..

Wszystkie krwinki są podzielone na czerwoną i białą. Pierwsza to erytrocyty, które stanowią większość wszystkich komórek, druga to leukocyty.

Płytki krwi są również uważane za komórki krwi. Te małe płytki krwi nie są w rzeczywistości kompletnymi komórkami. Są to małe fragmenty oddzielone od dużych komórek - megakariocytów.

Erytrocyty

Czerwone krwinki nazywane są czerwonymi krwinkami. To największa grupa komórek. Przenoszą tlen z układu oddechowego do tkanek i biorą udział w transporcie dwutlenku węgla z tkanek do płuc.

Miejscem powstawania erytrocytów jest czerwony szpik kostny. Żyją 120 dni i są niszczone w śledzionie i wątrobie..

Powstają z komórek prekursorowych - erytroblastów, które przed przekształceniem się w erytrocyt przechodzą przez różne etapy rozwoju i kilkakrotnie dzielą się. Tak więc z erytroblastów powstaje do 64 czerwonych krwinek..

Erytrocyty są pozbawione jądra i kształtem przypominają obustronnie wklęsły dysk, którego średnia średnica wynosi około 7-7,5 mikrona, a grubość na krawędziach wynosi 2,5 mikrona. Ten kształt przyczynia się do zwiększenia ciągliwości wymaganej do przejścia przez małe naczynia i pola powierzchni dyfuzji gazów. Stare erytrocyty tracą plastyczność, dlatego są zatrzymywane w małych naczyniach śledziony i tam niszczone..

Większość erytrocytów (do 80%) ma dwuwklęsły kulisty kształt. Pozostałe 20% może mieć inny: owalny, miseczkowaty, kulisty prosty, sierpowaty itp. Zaburzenia kształtu są związane z różnymi chorobami (anemia, niedobór witaminy B12, kwas foliowy, żelazo itp.).

Większość cytoplazmy erytrocytów jest zajęta przez hemoglobinę, która składa się z białka i żelaza hemowego, co nadaje krwi czerwony kolor. Część niebiałkowa składa się z czterech cząsteczek hemu, z których każda zawiera atom Fe. To dzięki hemoglobinie erytrocyty są w stanie przenosić tlen i usuwać dwutlenek węgla. W płucach atom żelaza wiąże się z cząsteczką tlenu, hemoglobina zamienia się w oksyhemoglobinę, która nadaje krwi szkarłatny kolor. W tkankach hemoglobina oddaje tlen i wiąże dwutlenek węgla, zamieniając się w karbohemoglobinę, w wyniku czego krew ciemnieje. W płucach dwutlenek węgla jest oddzielany od hemoglobiny i wydalany przez płuca na zewnątrz, a wchodzący tlen jest ponownie wiązany z żelazem.

Oprócz hemoglobiny cytoplazma erytrocytów zawiera różne enzymy (fosfatazę, cholinoesterazę, anhydrazę węglanową itp.).

Błona erytrocytów ma dość prostą strukturę w porównaniu z błonami innych komórek. Jest to elastyczna cienka siatka zapewniająca szybką wymianę gazową.

We krwi zdrowej osoby niewielkie ilości mogą zawierać niedojrzałe czerwone krwinki zwane retikulocytami. Ich liczba wzrasta wraz ze znaczną utratą krwi, gdy konieczne jest zastąpienie krwinek czerwonych, a szpik kostny nie ma czasu na ich wytworzenie, dlatego uwalnia komórki niedojrzałe, które są jednak zdolne do pełnienia funkcji czerwonych krwinek do transportu tlenu.

Leukocyty

Leukocyty to białe krwinki, których głównym zadaniem jest ochrona organizmu przed wrogami wewnętrznymi i zewnętrznymi.

Zwykle dzieli się je na granulocyty i agranulocyty. Pierwsza grupa to komórki ziarniste: neutrofile, bazofile, eozynofile. Druga grupa nie ma ziarnistości w cytoplazmie, obejmuje limfocyty i monocyty.

Neutrofile

To największa grupa leukocytów - do 70% ogólnej liczby białych krwinek. Neutrofile otrzymały swoją nazwę dzięki temu, że ich granulki są barwione barwnikami o odczynie obojętnym. Jego ziarnistość jest drobna, granulki mają fioletowo-brązowawy odcień.

Głównym zadaniem neutrofili jest fagocytoza, która polega na wychwytywaniu patogennych drobnoustrojów i produktów degradacji tkanek i niszczeniu ich wewnątrz komórki za pomocą enzymów lizosomalnych w ziarnistościach. Te granulocyty zwalczają głównie bakterie i grzyby oraz w mniejszym stopniu wirusy. Ropa składa się z neutrofili i ich pozostałości. Enzymy lizosomalne są uwalniane podczas rozpadu neutrofili i zmiękczają pobliskie tkanki, tworząc w ten sposób ropne ognisko.

Neutrofil to okrągła komórka jądrowa, osiągająca średnicę 10 mikronów. Jądro może mieć postać pręta lub składać się z kilku segmentów (od trzech do pięciu) połączonych pasmami. Wzrost liczby segmentów (do 8-12 lub więcej) wskazuje na patologię. W ten sposób neutrofile można dźgać lub segmentować. Pierwsze to młode komórki, drugie są dojrzałe. Komórki z segmentowanym jądrem stanowią do 65% wszystkich leukocytów, pchają komórki krwi zdrowej osoby - nie więcej niż 5%.

W cytoplazmie znajduje się około 250 odmian granulek zawierających substancje, dzięki którym neutrofil spełnia swoje funkcje. Są to cząsteczki białek, które wpływają na procesy metaboliczne (enzymy), cząsteczki regulatorowe kontrolujące pracę neutrofili, substancje niszczące bakterie i inne szkodliwe czynniki.

Te granulocyty powstają w szpiku kostnym z mieloblastów neutrofilowych. Dojrzała komórka pozostaje w mózgu przez 5 dni, następnie trafia do krwiobiegu i żyje tu do 10 godzin. Z łożyska naczyniowego neutrofile dostają się do tkanek, gdzie pozostają przez dwa lub trzy dni, a następnie wchodzą do wątroby i śledziony, gdzie są niszczone.

Bazofile

We krwi jest bardzo mało tych komórek - nie więcej niż 1% całkowitej liczby leukocytów. Mają zaokrąglony kształt i segmentowe lub pręcikowe jądro. Ich średnica sięga 7-11 mikronów. W cytoplazmie ciemnofioletowe granulki o różnych rozmiarach. Nazwę nadano ze względu na to, że ich granulki są barwione barwnikami o odczynie zasadowym lub zasadowym. Granulki bazofili zawierają enzymy i inne substancje zaangażowane w rozwój zapalenia.

Ich główną funkcją jest uwalnianie histaminy i heparyny oraz udział w powstawaniu reakcji zapalnych i alergicznych, w tym typu natychmiastowego (wstrząs anafilaktyczny). Ponadto są w stanie zmniejszyć krzepliwość krwi..

Powstaje w szpiku kostnym z bazofilnych mieloblastów. Po dojrzewaniu dostają się do krwiobiegu, gdzie pozostają przez około dwa dni, następnie trafiają do tkanek. To, co dzieje się później, jest nadal nieznane.

Eozynofile

Te granulocyty stanowią około 2-5% całkowitej liczby białych krwinek. Ich granulki są barwione kwaśnym barwnikiem - eozyną..

Mają zaokrąglony kształt i słabo zabarwione jądro, składające się z segmentów o tej samej wielkości (zwykle dwa, rzadziej trzy). Eozynofile osiągają średnicę 10-11 mikronów. Ich cytoplazma zmienia kolor na bladoniebieski i jest prawie niewidoczny wśród dużej liczby dużych okrągłych, żółto-czerwonych granulek.

Komórki te powstają w szpiku kostnym, ich prekursorami są mieloblasty eozynofilowe. Ich granulki zawierają enzymy, białka i fosfolipidy. Dojrzały eozynofil żyje w szpiku kostnym przez kilka dni, po wejściu do krwi przebywa w nim do 8 godzin, następnie przenosi się do tkanek, które mają kontakt ze środowiskiem zewnętrznym (błony śluzowe).

Funkcja eozynofili, podobnie jak wszystkich leukocytów, ma charakter ochronny. Ta komórka jest zdolna do fagocytozy, chociaż nie jest to ich główna odpowiedzialność. Wychwytują patogenne drobnoustroje głównie na błonach śluzowych. Ziarna i jądra eozynofili zawierają toksyczne substancje, które uszkadzają błonę pasożyta. Ich głównym zadaniem jest ochrona przed infekcjami pasożytniczymi. Ponadto eozynofile biorą udział w powstawaniu reakcji alergicznych.

Limfocyty

Są to okrągłe komórki z dużym jądrem, które zajmuje większość cytoplazmy. Ich średnica wynosi od 7 do 10 mikronów. Jądro jest okrągłe, owalne lub w kształcie fasoli, ma szorstką strukturę. Składają się z grudek oksychromatyny i basiromatyny, przypominających grudki. Jądro może być ciemnofioletowe lub jasnofioletowe, czasami pojawiają się jasne plamy w postaci jąderek. Cytoplazma jest jasnoniebieska; wokół jądra jest jaśniejsza. W niektórych limfocytach cytoplazma ma ziarnistość azurofilową, która po zabarwieniu zmienia kolor na czerwony.

Istnieją dwa rodzaje dojrzałych limfocytów krążących we krwi:

  • Wąska plazma. Mają szorstkie, ciemnofioletowe jądro i cytoplazmę w postaci wąskiej niebieskiej obwódki..
  • Szeroka plazma. W tym przypadku jądro ma jaśniejszy kolor i kształt podobny do fasoli. Obrzeże cytoplazmy jest wystarczająco szerokie, szaro-niebieskie, z rzadkimi ziarnistościami auzurofilnymi.

Z nietypowych limfocytów we krwi można znaleźć:

  • Małe komórki z ledwo widoczną cytoplazmą i jądrem pyknotycznym.
  • Komórki z wakuolami w cytoplazmie lub jądrze.
  • Komórki z klapowanymi, nerkowatymi, postrzępionymi jądrami.
  • Gołe rdzenie.

Limfocyty powstają w szpiku kostnym z limfoblastów iw procesie dojrzewania przechodzą kilka etapów podziału. Pełne dojrzewanie następuje w grasicy, węzłach chłonnych i śledzionie. Limfocyty to komórki odpornościowe, które zapewniają odpowiedź immunologiczną. Istnieją limfocyty T (80% całości) i limfocyty B (20%). Pierwsza dojrzewała w grasicy, druga - w śledzionie i węzłach chłonnych. Limfocyty B są większe niż limfocyty T. Żywotność tych leukocytów wynosi do 90 dni. Krew jest dla nich medium transportowym, przez które dostają się do tkanek, gdzie potrzebna jest ich pomoc..

Działanie limfocytów T i limfocytów B jest różne, chociaż oba biorą udział w tworzeniu odpowiedzi immunologicznej.

Te pierwsze zajmują się niszczeniem szkodliwych czynników, zwykle wirusów, przez fagocytozę. Odpowiedzi immunologiczne, w których biorą udział, to niespecyficzna oporność, ponieważ działanie limfocytów T jest takie samo dla wszystkich szkodliwych czynników.

Zgodnie z wykonanymi czynnościami limfocyty T dzielą się na trzy typy:

  • Pomocnicy T. Ich głównym zadaniem jest pomoc limfocytom B, ale w niektórych przypadkach mogą działać jako zabójcy.
  • Zabójcy T. Zniszcz czynniki szkodliwe: obce, rakowe i zmutowane komórki, czynniki zakaźne.
  • T-tłumiki. Tłumienie lub blokowanie nadmiernie aktywnych odpowiedzi limfocytów B..

Limfocyty B działają inaczej: wytwarzają przeciwciała - immunoglobuliny przeciwko patogenom. Dzieje się to w następujący sposób: w odpowiedzi na działanie szkodliwych czynników oddziałują one z monocytami i limfocytami T i przekształcają się w komórki plazmatyczne, które wytwarzają przeciwciała, które rozpoznają odpowiednie antygeny i wiążą je. Dla każdego rodzaju drobnoustrojów białka te są specyficzne i są w stanie zniszczyć tylko określony gatunek, dlatego odporność, jaką tworzą te limfocyty, jest specyficzna i jest skierowana głównie przeciwko bakteriom.

Komórki te zapewniają organizmowi odporność na określone szkodliwe mikroorganizmy, którą powszechnie nazywa się odpornością. Oznacza to, że po napotkaniu szkodliwego czynnika limfocyty B tworzą komórki pamięci, które tworzą tę oporność. To samo - tworzenie komórek pamięci - osiąga się przez szczepienia przeciwko chorobom zakaźnym. W takim przypadku wprowadza się słaby drobnoustrój, aby osoba mogła łatwo znieść chorobę, w wyniku czego powstają komórki pamięci. Mogą pozostać do końca życia lub przez pewien okres, po którym wymagane jest powtórzenie szczepienia.

Monocyty

Monocyty to największe z białych krwinek. Ich liczba waha się od 2 do 9% wszystkich białych krwinek. Ich średnica sięga 20 mikronów. Jądro monocytów jest duże, zajmuje prawie całą cytoplazmę, może być okrągłe, w kształcie fasoli, mieć kształt grzyba lub motyla. Po zabarwieniu zmienia kolor na czerwono-fioletowy. Cytoplazma jest zadymiona, niebieskawo-dymna, rzadziej niebieska. Zwykle ma azurofilowe drobne ziarno. Może zawierać wakuole (puste przestrzenie), ziarna pigmentu, komórki fagocytozy.

Monocyty są produkowane w szpiku kostnym z monoblastów. Po dojrzewaniu od razu pojawiają się we krwi i pozostają tam do 4 dni. Niektóre z tych leukocytów obumierają, inne przenoszą się do tkanek, gdzie dojrzewają i zamieniają się w makrofagi. Są to największe komórki z dużym okrągłym lub owalnym jądrem, niebieską cytoplazmą i dużą liczbą wakuoli, co powoduje, że wydają się pieniste. Żywotność makrofagów wynosi kilka miesięcy. Mogą być stale w jednym miejscu (komórki rezydentne) lub poruszać się (wędrować).

Monocyty tworzą cząsteczki regulatorowe i enzymy. Są zdolne do wywoływania odpowiedzi zapalnej, ale mogą ją również hamować. Ponadto biorą udział w procesie gojenia się ran, pomagając w jego przyspieszeniu, a także przyczyniają się do odbudowy włókien nerwowych i tkanki kostnej. Ich główną funkcją jest fagocytoza. Monocyty niszczą szkodliwe bakterie i hamują namnażanie się wirusów. Są w stanie wykonywać polecenia, ale nie potrafią rozróżnić poszczególnych antygenów.

Płytki krwi

Te krwinki są małymi, pozbawionymi jądra płytkami i mogą mieć kształt okrągły lub owalny. Podczas aktywacji, gdy znajdują się na uszkodzonej ścianie naczynia, tworzą wyrostki, dzięki czemu wyglądają jak gwiazdy. W płytkach krwi znajdują się mikrotubule, mitochondria, rybosomy, specyficzne granulki zawierające substancje niezbędne do krzepnięcia krwi. Ogniwa te wyposażone są w trójwarstwową membranę.

Płytki krwi są produkowane w szpiku kostnym, ale w zupełnie inny sposób niż inne komórki. Płytki krwi powstają z największych komórek mózgowych - megakariocytów, które z kolei powstają z megakarioblastów. Megakariocyty mają bardzo dużą cytoplazmę. Po dojrzewaniu komórki pojawiają się w niej błony, dzieląc ją na fragmenty, które zaczynają się rozdzielać, a tym samym pojawiają się płytki krwi. Wychodzą ze szpiku kostnego do krwi, pozostają w nim przez 8-10 dni, następnie umierają w śledzionie, płucach, wątrobie.

Płytki krwi mogą mieć różne rozmiary:

  • najmniejsze to mikroformy, ich średnica nie przekracza 1,5 mikrona;
  • normoformy osiągają 2-4 mikrony;
  • makroformy - 5 mikronów;
  • megaloformy - 6-10 mikronów.

Płytki krwi pełnią bardzo ważną funkcję - uczestniczą w tworzeniu się skrzepu krwi, który zamyka uszkodzenie w naczyniu, zapobiegając w ten sposób wypływaniu krwi. Ponadto zachowują integralność ściany naczynia, przyczyniają się do jej najszybszego powrotu do zdrowia po uszkodzeniu. Kiedy zaczyna się krwawienie, płytki krwi przylegają do krawędzi zmiany, aż do całkowitego zamknięcia otworu. Przyklejone płytki zaczynają się rozkładać i wydzielać enzymy, które wpływają na osocze krwi. W rezultacie powstają nierozpuszczalne pasma fibryny, szczelnie pokrywające miejsce urazu..

Wniosek

Komórki krwi mają złożoną strukturę, a każdy gatunek wykonuje określoną pracę: od transportu gazów i substancji po wytwarzanie przeciwciał przeciwko obcym mikroorganizmom. Ich właściwości i funkcje nie są obecnie w pełni poznane. Do normalnej aktywności człowieka wymagana jest określona ilość komórek każdego typu. Zgodnie z ich ilościowymi i jakościowymi zmianami, lekarze mają szansę podejrzewać rozwój patologii. Skład krwi jest pierwszą rzeczą, którą lekarz bada, gdy pacjent aplikuje.

TWORZENIE KOMÓREK KRWI

Proces powstawania krwinek, ich różnicowania i dojrzewania nazywamy hematopoezą lub hemocytopoezą; występuje w sposób ciągły, głównie w czerwonym szpiku kostnym niektórych kości, w mniejszym stopniu w kości ramiennej i węzłach chłonnych. Proces jest ciągły, ponieważ wszystkie elementy komórkowe nie żyją długo, dlatego konieczne jest ich ciągłe wytwarzanie. Hematopoeza zachodzi w szpiku kostnym, gdzie znajdują się prokelles, które mogą rozwinąć się w dowolny typ krwinek: uniwersalne komórki macierzyste są w stanie rozmnażać się przez podział, z którego powstają możliwe komórki macierzyste, z których może rozwinąć się tylko określony typ komórek krwi.

Każda krwinka przechodzi długi etap dojrzewania i na różnych etapach nazywana jest inaczej, w ostatnim etapie rozwoju krwinki zamieniają się w czerwone krwinki, białe krwinki lub płytki krwi.

Codziennie produkowane są:
• 100 000-250 000 milionów czerwonych krwinek;
• 30 000 milionów białych krwinek;
• 70 000-150 000 milionów płytek krwi;

Hemocytopoeza nie jest w pełni poznana, istnieją różne wersje i teorie na temat pochodzenia krwinek oraz komórki prekursorowej hematopoezy.

Rysunek po prawej stronie jest schematem hematopoezy i ilustruje jedną z najpowszechniejszych teorii tworzenia się krwinek. Obecnie istnieje silne przekonanie, że wszystkie utworzone elementy krwi pochodzą tylko z jednego typu pluripotencjalnych hematopoetycznych komórek macierzystych (HSC), które z kolei pochodzą z pierwotnych komórek siatkowatych (PK). Te ostatnie pochodzą z pochodnych mezenchymu we wczesnych stadiach embriogenezy. Niestety, próby wizualnego wykrycia komórek macierzystych zakończyły się niepowodzeniem..

Obecnie komórki macierzyste są określane jako jednostki tworzące kolonie śledziony (KOE-C), ponieważ ich istnienie jako elementów pluripotencjalnych zostało po raz pierwszy jasno wykazane w oparciu o tworzenie kolonii krwiotwórczych w śledzionach myszy poddanych śmiertelnemu napromieniowaniu. Od tego czasu uważane są za komórki prekursorowe w procesach granulocytopoezy, erytrocytopoezy, monocytopoezy i megakariocytopoezy..

CFU-S są podzielone na dwa typy komórek: jeden typ tworzy samoodnawiającą się pulę CFU-S, a drugi różnicuje się we wszystkie inne elementy krwi.

1. Erytrocytopoeza - tworzenie i dojrzewanie czerwonych krwinek - erytrocytów. Z CFU-S jako pierwsze różnicują się komórki, które ulegają przemianie do erytrocytopoezy - powstają jednostki wybuchowej erytrocytopoezy (BOE-E), a z nich jednostki erytrocytopoezy tworzące kolonie (CFU-E). Istnieją tylko pośrednie dowody na istnienie BOE-E i CFU-E. Pierwszą rozpoznaną linią komórek erytroidalnych jest proerytroblast (PAB), który dzieli się i daje początek dwóm generacjom erytroblastów zasadochłonnych (EB), a następnie dwóm generacjom erytroblastów polichromatofilnych (PE). Spośród tych ostatnich wyróżnia się erytroblasty ortochromatyczne (OE). Na tym etapie jądra (I) są wypychane z komórek, a następnie niszczone przez makrofagi. Niejądrowa część komórki - retikulocyt (R) wchodzi do zatoki krwi, gdzie staje się dojrzałym erytrocytem (E).

2. Trombocytopoeza to tworzenie się płytek krwi lub płytek krwi. Z CFU-S powstaje megakarioblast (MCB), który następnie staje się promegakariocytem (PMC), a na ostatnim etapie megakariocytem (MCB). Jego cytoplazma ulega fragmentacji do krwiobiegu, dając początek płytkom krwi (CP).

3. Monocytopoeza to tworzenie i dojrzewanie monocytów. Z CFU-S powstaje jednostka tworząca kolonię CFU-GM, która jest częstym prekursorem fanulocytopoezy i monocytopoezy. Promonoblasty (PMB) rozwijają się z CFU-GM, a następnie przekształcają się w monoblasty (MBL), a te ostatnie w monocyty (MC). Opuszczają szpik kostny i dostają się do krwiobiegu, a następnie migrują do tkanki łącznej. Tutaj monocyty są przekształcane w makrofagi tkankowe lub histiocyty (Hz).

4. Granulocytopoeza to proces powstawania i dojrzewania granulocytów. Niektóre z CFU-GM różnicują się w promieloblasty (niepokazane) i mieloblasty (Mibs). Mieloblasty rozwijają się, tworząc azurofilne lub pierwotne granulki w promielocyty (IM), które dzielą się mitotycznie i dają początek innym promielocytom. Te ostatnie różnicują się w mielocyty (Mits). Na tym etapie pojawiają się specyficzne lub wtórne granulki, które umożliwiają rozróżnienie mielocytów neutrofilowych (n), zasadofilnych (b) i eozynofilowych (e). Kolejne mitozy prowadzą do powstania metamielocytów (Met), które ostatecznie różnicują się w odpowiednie granulocyty (Gy), które są uwalniane do krwiobiegu. W normalnych warunkach granulocyty eozynofilowe (Gy / e) mogą opuścić naczynia włosowate i przedostać się do tkanki łącznej.

5. Limfocytopoeza to proces powstawania i dojrzewania limfocytów. Z pluripotencjalnych hematopoetycznych komórek macierzystych (HSCC) pochodzi wspólna komórka progenitorowa limfopoezy (LPL). Ta komórka dzieli się na dwa typy limfoidalnych komórek macierzystych. Te, które mają zostać limfocytami T, migrują do kory grasicy, gdzie ulegają proliferacji (nowotworom) i różnicowaniu, tworząc limfocyty T i ich podklasy.

Inne, które mają stać się limfocytami B, pozostają w szpiku kostnym w celu trwałego utrzymania linii limfocytów B. Inne komórki macierzyste limfocytopoezy B migrują do węzłów chłonnych, śledziony i analogów kaletki maziowej, gdzie osiadają i kończą dojrzewanie. Te limfocyty B są prekursorami przyszłych generacji immunokompetentnych limfocytów B..

W obu liniach różnicowania limfocytów B proces rozpoczyna się od limfoblastów (Lb), które dzielą się kilkakrotnie, dając początek limfocytom B (B-L). Limfocyty B krążą we krwi i migrują do tkanek, gdzie przy odpowiedniej stymulacji antygenami mogą różnicować się poprzez plazmablasty (Pb) do komórek plazmatycznych (PC). Kontrolę jakości i ilości powstałych elementów korpuskularnych sprawuje grupa glikoprotein, zwanych czynnikami stymulującymi kolonie, do których należą erytropoetyna, interleukina-3 itp..

Zakłada się, że elementy zrębu, czyli komórki siateczkowate (Pet) i inne komórki z nich pochodzące, takie jak komórki dziąsłowe (AK), komórki tłuszczowe (FA) i ewentualnie makrofagi (M), rozwijają się ze wyspecjalizowanych komórki zwane jednostkami fibroblastycznymi tworzącymi kolonie (CFU-F). które mogą również pochodzić z pierwotnych komórek siatkowatych (PK).

Hemopoeza

Hematopoiesis (syn. Hematopoiesis) to proces polegający na serii różnicowania komórek, które prowadzą do powstania dojrzałych komórek krwi obwodowej. W dużej mierze proces ten był badany na zarodkach, w organizmie osoby dorosłej można go prześledzić podczas przywracania hematopoezy po silnych efektach cytostatycznych..

W badaniu hematopoezy ważną rolę odegrały prace A. A. Maksimova, A. N. Kryukova, A. D. Timofeevsky'ego, N. G. Khlopina, A. A. Zavarzina, A. Pappenheima. Duże znaczenie w badaniu procesów różnicowania komórek miało zastosowanie specjalnych metod barwienia komórek w rozmazach opracowanych przez P. Ehrlicha i D.L. Romanovsky'ego w latach 70. 19 w.

Najbardziej rozpowszechniony w ZSRR był schemat hematopoezy I.A. Kassirsky'ego i G.A. Alekseeva (1967), krawędzie podsumowały morfologiczny etap badań tego procesu. Odzwierciedlała hipotezę A. A. Maksimova o jednolitym pochodzeniu wszystkich krwinek - z jednego rodzaju komórek (hemocytoblastów). Założono, że bliskie sąsiedztwo elementów zrębowych (fibroblastów), tworzących komórki szpiku kostnego, a także samych komórek krwiotwórczych jest odzwierciedleniem ich pokrewieństwa histogenetycznego. To założenie okazało się błędne. Wraz z jednolitą koncepcją hematopoezy istniała również hipoteza dualistyczna, która dopuszczała odrębne pochodzenie limfocytów i wszystkich innych elementów krwi. Teoria polifiletyczna hematopoezy, która reprezentowała pochodzenie wielu rzędów komórek hematopoetycznych niezależnie od siebie, ma jedynie znaczenie historyczne.

Długotrwałe współistnienie różnych hipotez na temat pochodzenia krwinek tłumaczy się tym, że niemożliwe było wizualne prześledzenie początkowych stadiów K. ze względu na morfologiczne podobieństwo komórek macierzystych wszystkich zarodków K., a metody funkcjonalne nie istniały..

W 1961 roku Till i McCulloch (J. E. Till, E. A. McCulloch) zaproponowali metodę opartą na fakcie, że po podaniu szpiku kostnego dawcy śmiertelnie napromieniowanym myszom, w ich śledzionach rozwijają się widoczne makroskopowo ogniska (kolonie) komórek krwiotwórczych. Wykorzystując metodę markerów chromosomalnych (stabilnie zmienianych po napromieniowaniu chromosomów) Becker (A. j. Becker, 1963) wykazał, że każda taka kolonia jest klonem - potomkiem jednej komórki, zwanej jednostką tworzącą kolonię w śledzionie (CFU). Kiedy tworzy się kolonia, jeden CFU wytwarza kilka milionów zróżnicowanych komórek potomnych, zachowując jednocześnie własną linię komórek tworzących kolonie, które po ponownym przeszczepieniu następnej napromieniowanej myszy, ponownie dają kolonie krwiotwórcze w śledzionie. W ten sposób wykazano istnienie w dorosłym organizmie specjalnych komórek, które mają zdolność do długotrwałego utrzymywania się i różnicowania w dojrzałe krwinki. Nowe metody badań klonalnych umożliwiły badanie potomstwa pojedynczej komórki tworzącej kolonie oraz bezpośrednią identyfikację komórek krwiotwórczych - prekursorów różnych klas, w celu oceny ich zdolności do różnicowania i proliferacji (patrz Hodowle komórkowe i tkankowe).

Kolonie limfocytów w śledzionach napromienianych myszy nie tworzą się po wstrzyknięciu szpiku kostnego, dlatego kwestia pochodzenia limfocytów ze wspólnej komórki pluripotencjalnej - prekursora zarówno komórek krwiotwórczych, jak i limfoidalnych - jest od dawna przedmiotem dyskusji. Metodą kolonii śledzionowych w połączeniu z metodą markerów radiacyjnych udało się wykazać, że limfocyty niosą te same markery, co komórki krwiotwórcze kolonii śledziony. W ten sposób potwierdzono eksperymentalnie obecność pluripotencjalnej komórki wspólnej dla wszystkich zarazków K., w tym dla limfocytów. Okazało się, że komórki te, zwane komórkami macierzystymi, są zdolne zarówno do samoobsługi, jak i do różnicowania we wszystkich wierszach K..

Stężenie komórek macierzystych w narządach krwiotwórczych (patrz) jest stosunkowo niskie - w szpiku kostnym myszy jest ich ok. 0,5%. Są morfologicznie nie do odróżnienia od limfocytów. Różnicowanie pierwotnej pluripotencjalnej komórki macierzystej w pierwsze morfologicznie rozpoznawalne komórki jednego lub drugiego rzędu jest procesem wieloetapowym prowadzącym do znacznego zwiększenia liczby każdego rzędu. Wzdłuż tej ścieżki następuje stopniowe ograniczanie zdolności komórek progenitorowych (terminem tym określa się cały zestaw morfologicznie podobnych komórek trzech górnych rzędów schematu K.) do różnych zróżnicowań oraz stopniowe zmniejszanie ich zdolności do samopodtrzymywania się. Pluripotencjalne komórki macierzyste mają bardzo wysoką zdolność do samopodtrzymywania się - liczba mitoz wykonywanych przez każdą komórkę może sięgać 100; większość z nich jest w stanie spoczynku, w tym samym czasie w cyklu jest ok. 20% komórek.

Po udowodnieniu istnienia komórek macierzystych metodą hodowli szpiku kostnego dla linii granulocytów-monocytów, a następnie dla linii erytrocytów i megakariocytów, stwierdzono komórki progenitorowe wrażliwe na poetynę. Opracowanie metod uprawy tych kiełków umożliwiło ocenę zarówno morfolu, jak i funktów, cech odpowiednich komórek wrażliwych na poetynę. Zdecydowana większość z nich znajduje się na etapie aktywnej proliferacji. Pod względem morfologicznym komórki wrażliwe na poetynę, a także komórki macierzyste są nie do odróżnienia od limfocytów. Podstawową cechą serii komórek wrażliwych na poetynę jest ich zdolność do reagowania na humoralne wpływy regulacyjne. To właśnie na poziomie tych komórek realizowane są mechanizmy ilościowej regulacji K., cięcie odpowiada specyficznym potrzebom organizmu w komórkach określonej serii. W agarowej hodowli szpiku kostnego następuje sekwencyjny rozwój granulocytów, które są następnie zastępowane przez monocyty przekształcające się w makrofagi. Monocyty wydają się zastępować granulocyty, wymagające, podobnie jak te ostatnie, w tzw. czynnik stymulujący tworzenie kolonii - domniemany specyficzny regulator hormonalny.

Kolonie fibroblastów nigdy nie powodują wzrostu komórek hematopoetycznych, a transformacja komórek hematopoetycznych w fibroblasty nigdy nie zachodzi.

Istotnym uzupełnieniem koncepcji limfocytopoezy było odkrycie dwóch typów limfocytów - limfocytów B i T, z których pierwsze odpowiadają za odporność humoralną, czyli produkcję przeciwciał, a drugie ćwiczą odporność komórkową, uczestniczą w reakcji odrzucenia obcej tkanki (patrz Immunocompetent komórki). Okazało się, że limfocyty B w wyniku stymulacji antygenowej mogą przekształcić się z komórki dojrzałej morfologicznie w postać blastyczną i dalej różnicować się w komórki serii osocza. Pod wpływem stymulacji antygenowej limfocyty T również ulegają przemianie w postać blastyczną. Zatem linia, która wcześniej wydawała się być pojedynczą kończyną, jest reprezentowana przez trzy rzędy komórek: limfocyty B, T i komórki plazmatyczne ściśle związane z limfocytami B. Ponadto zwykła idea komórki blastycznej (blast to komórka, która zwykle ma wąską cytoplazmę, niestrukturalne jądro, nacięcie wyróżnia się jednolitością kalibru i koloru włókien chromatyny, często zawiera jąderko), ponieważ prekursor szeregu okazał się nie do końca dokładny dla limfocytów: po wystawieniu na działanie określonych antygenów są one ponownie zdolne do przekształcenia się w komórki blastyczne. Zjawisko to nazywa się reakcją blastotransformacji limfocytów (patrz). Limfocyty transformowane pod wpływem antygenów nazywane są immunoblastami. Do schematu K. należało wprowadzić strzałki wskazujące na możliwość przejścia dojrzałych morfologicznie limfocytów do odpowiednich form blastycznych..

Pomiędzy komórkami macierzystymi a wrażliwymi na poetynę znajdują się komórki progenitorowe mielopoezy i limfocytopoezy. Istnienie tych komórek nie zostało do końca udowodnione, jednak szereg białaczek, przede wszystkim białaczka hron, białaczka szpikowa, a także mieloza subleukemiczna, erytromieloza, w których jedynym źródłem proliferacji guza mogą być komórki młodsze (mniej zróżnicowane) niż wrażliwe poetycko, ale bardziej dojrzałe niż trzon. Wykazano również istnienie limf, białaczki, reprezentowanej jednocześnie przez limfocyty B i T, tj. Wywodzącej się z ich wspólnego prekursora..

W schemacie hematopoezy komórki macierzyste i komórki drugiego i trzeciego rzędu są obramowane i podane w dwóch morfologicznie różnych wariantach, w których mogą być: podobne do limfocytów i podobne do blastów..

Na poziomie komórek wrażliwych na poetynę istnieje dalsze ograniczenie zdolności różnicowania komórek. Na tym i następnych morfologicznie uznanych etapach różnicowania zdecydowana większość komórek jest w stanie proliferacji.

Ostatnimi komórkami zdolnymi do podziału między granulocyty są mielocyty, a wśród erytrokariocytów - normocyty polichromatofilne. W procesie różnicowania rozpoznawalne morfologicznie komórki serii erytrocytów przechodzą 5-6 mitoz; komórki granulocytowe - 4 mitozy; w monocytopoezy 7-8 mitoz przechodzi z monoblastu do makrofagów. W megakariocytopoezie wyróżnia się kilka morfologicznie rozróżnialnych prekursorów, które począwszy od megakarioblastu ulegają endomitozom 4-5 (podział jądra bez podziału cytoplazmy).

Metodą klonowania i analizy markerów chromosomalnych wykazano, że komórki fagocytarne, w szczególności komórki Kupffera wątroby oraz wszystkie inne makrofagi tkankowe, zjednoczone w układzie fagocytarnych komórek jednojądrzastych, należą do pochodnych komórek krwiotwórczych i są potomstwem monocytów, a nie komórek siateczkowatych i nie śródbłonka. Komórki tego układu nie mają zbiorowości histogenetycznej z komórkami siatkowatymi ani komórkami śródbłonka. Głównymi cechami funkcjonalnymi właściwymi dla komórek wchodzących w skład tego systemu są zdolność do fagocytozy, pinocytozy, silna adhezja do szkła. W miarę różnicowania się komórek tej serii pojawiają się receptory dla immunoglobulin i dopełniacza, dzięki czemu komórki nabywają zdolność do aktywnej fagocytozy (patrz).

W erytrocytopoezy (erytropoezie) najmłodszą komórką jest erytroblast (zwany także proerytroblastem), który ma strukturę blastyczną i zwykle okrągłe jądro. Cytoplazma jest zabarwiona na ciemnoniebiesko, znajduje się w wąskim obrzeżu, często daje pewien rodzaj wyrostka. Nie ma jednej nomenklatury dla komórek erytrokariocytów. Niektórzy nazywają je normoblastami, inni erytroblastami. Ponieważ w przypadku innych serii termin „zaraza” jest używany tylko w odniesieniu do komórek, które są przodkami określonego zarodka (stąd nazwa „zarazka” - kiełek), wszystkie komórki będące potomstwem erytroblastu muszą mieć w nazwie końcówkę „cit”. Dlatego termin „normoblasty” zastąpiono terminem „normocyty”.

Za erytroblastem pojawia się pronormocyt, który różni się od erytroblastu grubszą strukturą jądra, chociaż zachowuje prawidłową strukturę włókien chromatyny. Średnica jądra jest mniejsza niż erytroblastów, brzeg cytoplazmy jest szerszy, a strefa okołojądrowa staje się widoczna. Podczas badania mielogramu (patrz), pronormocyt można łatwo pomylić z erytroblastem. Ze względu na trudność oddzielenia tych komórek, niektórzy autorzy sugerują, że nie należy ich w ogóle różnicować w praktycznej hematologii..

Następnie znajduje się bazofilny normocyt, w którym gruboziarniste jądro ma strukturę podobną do koła, cytoplazma jest pomalowana na ciemnoniebiesko.

Kolejny - polichromatofilny - normocyt ma jeszcze gęstszą strukturę jądra; cytoplazma zajmuje większość komórki i ma kolor bazofilowy ze względu na struktury zawierające RNA i oksyfilny ze względu na pojawienie się wystarczającej ilości hemoglobiny.

Ortochromiczny lub oksyfilny normocyt ma małe, gęste jądro (jak pestka wiśni), oksyfilową lub zasadofilną cytoplazmę. Zwykle normocytów oksyfilowych jest stosunkowo niewiele, ponieważ wypychając jądro na tym etapie, komórka zamienia się w erytrocyt, ale „nowonarodzony” erytrocyt zawsze zachowuje pozostałości bazofilii ze względu na niewielką ilość RNA, która znika w ciągu pierwszego dnia. Taki erytrocyt z pozostałościami bazofilii nazywany jest erytrocytem polichromatofilnym. Podczas stosowania specjalnego zabarwienia na całe życie substancja zasadofilna ujawnia się w postaci siatki; wtedy ta komórka nazywana jest retikulocytem.

Dojrzały erytrocyt ma kształt dwuwklęsłego krążka, dlatego w rozmazie krwi ma centralny prześwit. Wraz z wiekiem kształt erytrocytów stopniowo zbliża się do kulistego (patrz. Erytrocyty).

Najmłodszą komórką trombocytopoezy (trombopoezy) jest megakarioblast - jednojądrzasta mała komórka z dużym jądrem blastycznym, której włókna chromatyny są grubsze i grubsze niż erytroblast; W jądrze można zobaczyć 1-2 ciemnoniebieskie jąderka. Cytoplazma jest bezziarnista, ciemnoniebieska, procesowa i otacza jądro wąskim brzegiem. Promegakaryocyte jest wynikiem kilku endomitoz. Jądro jest polimorficzne z grubą strukturą chromatyny; cytoplazma jest ciemnoniebieska, bezziarnista.

Dojrzały megakariocyt różni się od promegakariocytu dużym jądrem. Cytoplazma ma niebiesko-różowy kolor, zawiera azurofilową czerwonawą ziarnistość. Trombocyty powstają wewnątrz megakariocytów (patrz). W rozmazie widać rozkładające się megakariocyty otoczone stosami płytek krwi. W stanach trombocytolitycznych do wiązania płytek krwi może dojść również na etapie promegakariocytów, podczas gdy płytki są pozbawione substancji azurofilnej, ale aktywnie uczestniczą w hemostazie.

Leukocytopoiesis (leukopoiesis) obejmuje granulocytopoiesis (granulopoiesis), lymphocytopoiesis (lymphopoiesis) i monocytopoiesis (monopoiesis).

W serii granulocytów mieloblast jest pierwszą komórką rozróżnialną morfologicznie. Ma niestrukturalny rdzeń, pojedyncze jąderka. Kształt jądra jest okrągły, rozmiar jest nieco mniejszy niż erytroblast. Mieloblast różni się od niezróżnicowanych blastów z klasy komórek progenitorowych obecnością ziarnistości w cytoplazmie; kształt komórki jest często okrągły, a nawet równy.

Kolejnym etapem dojrzewania granulocytów jest promielocyt - neutrofilny, eozynofilowy i zasadofilny. Okrągłe lub w kształcie fasoli jądro promielocytów jest prawie dwa razy większe niż jądro mieloblastu, chociaż ta komórka nie jest poliploidalna; często znajduje się ekscentrycznie i można w nim zobaczyć pozostałości jąderek. Struktura chromatyny już traci delikatną nitkowatą strukturę komórek blastycznych, chociaż nie ma gruboziarnistej struktury. Obszar cytoplazmy jest w przybliżeniu równy obszarowi jądra; cytoplazma jest obficie nasycona ziarnistością, która ma cechy charakterystyczne dla każdego rzędu. W przypadku serii neutrofilów promielocyt to sama komórka ziarnista. Jego ziarnistość jest polimorficzna - duża i mała, zabarwiona barwnikami kwasowymi i zasadowymi. W promielocytach ziarnistość jest często zlokalizowana w jądrze. Ziarnistość eozynofilowego promielocytu, posiadającego jednorodność ziaren charakterystyczną dla eozynofili (typu „keto kawior”), jest jednocześnie barwiona zarówno kwasowymi, jak i zasadowymi barwnikami. Basofilny promielocyt ma dużą ziarnistość polimorficzną zasadofilną.

Ponieważ przejście od promielocytów do kolejnego etapu dojrzewania komórki - mielocytów - nie jest nagłe, pojawiła się forma pośrednia zwana „matczynym mielocytem”, która pod każdym względem odpowiada opisanemu promielocytowi, ale różni się od niego grubszym jądrem. W praktyce ten formularz nie jest brany pod uwagę, nie wszedł do mielogramu.

Mielocyt to komórka z okrągłym lub owalnym, często ekscentrycznie położonym jądrem, która utraciła jakiekolwiek oznaki wybuchu. Cytoplazma jest zabarwiona na szaro-niebieskawo, jej ziarnistość w mielocytach neutrofilowych jest mniejsza niż w promielocytach. Względny obszar cytoplazmy wzrasta. Mielocyt eozynofilowy ma charakterystyczną jednorodną pomarańczowo-czerwoną ziarnistość, mielocyt zasadochłonny - polimorficzna duża ziarnistość zasadofilna.

Metamyelocyte charakteryzuje się dużym, grudkowatym jądrem w kształcie fasoli, zwykle zlokalizowanym ekscentrycznie. Obszar jego cytoplazmy jest większy niż obszar jądra, a cytoplazma zawiera taką samą ziarnistość jak mielocyt, ale jest mniej w neutrofilnych metamielocytach niż w mielocytach.

Serię monocytów reprezentują raczej proste etapy przejściowe. Zwykle monoblast jest trudny do odróżnienia od mieloblastu lub niezróżnicowanego blastu, ale w przypadku ostrej monoblastycznej lub monocytarnej białaczki komórki te można łatwo zidentyfikować za pomocą barwienia histochemicznego. Promonocyt ma jądro promielocytów, ale jest pozbawiony ziarnistości (patrz Leukocyty).

W rzędzie limfocytów limfoblast (duży limfocyt) ma wszystkie cechy niezróżnicowanego blastu, ale czasami charakteryzuje go pojedyncze duże jąderko. Wykrycie wybuchu bez ziarnistości w rozmazie z chłonki, węzła lub śledziony pozwala na przypisanie go limfoblastom. Próba rozróżnienia limfoblastów, monoblastów i niezróżnicowalnych blastów na podstawie wielkości i kształtu jądra, szerokości obrzeża cytoplazmatycznego nie powiodła się, gdyż limfoblast pod wpływem stymulacji antygenowej może podlegać różnym zmianom.

Prolimfocyt ma stosunkowo jednorodną strukturę jądra, często pozostałości jąderek, ale nie zawiera dużej grudkowatej chromatyny charakterystycznej dla dojrzałego limfocytu (patrz Limfocyty).

Plasmablast ma jądro blastyczne, bezziarnistą fioletowo-niebieską cytoplazmę. Proplazmacyt, w porównaniu z plazmacytem, ​​ma gęstsze jądro, zwykle położone ekscentrycznie, ze stosunkowo większą cytoplazmą koloru niebiesko-fioletowego. Plazmacyt charakteryzuje się ekscentrycznie leżącym, gęstym jądrem w kształcie koła; cytoplazma jest niebiesko-fioletowa, czasem z kilkoma azurofilowymi czerwonawymi ziarnkami. Zarówno w normalnych, jak i patologicznych warunkach może być wielojądrowy (patrz komórki plazmatyczne).

Będąc ujednoliconym histogenetycznie, układ krwiotwórczy w swoim funkcjonowaniu charakteryzuje się pewną niezależnością zachowania poszczególnych pędów.

Hemopoeza przedporodowa

Hemopoezę w okresie przedporodowym wykrywa się po raz pierwszy u 19-dniowego zarodka w wyspach krwi woreczka żółtkowego, w łodydze i kosmówce. Do 22 dnia pierwsze krwinki wnikają do tkanki mezodermy zarodka, serca, aorty i tętnic. W szóstym tygodniu. zmniejsza się aktywność K. w woreczku żółtkowym. Całkowicie pierwszy (mezoblastyczny) okres hematopoezy, głównie erytrocytopoezy, kończy się na początku 4 miesiąca. życie zarodka. Prymitywne komórki krwiotwórcze woreczka żółtkowego gromadzą hemoglobinę i przekształcają się w prymitywne erytroblasty, zwane przez P.Ehrlicha megaloblastami.

Drugi (wątrobowy) okres Do. Rozpoczyna się po 6 tygodniach. i osiąga maksimum do 5 miesiąca. To. Z tego okresu jest głównie erytroidalny, chociaż w 9 tygodniu. pierwsze neutrofile już dojrzewają w wątrobie. Okres wątrobowy erytrocytopoezy charakteryzuje się zanikiem megaloblastów; podczas gdy erytrokariocyty mają normalną wielkość. Od trzeciego miesiąca. życia embrionalnego śledziona jest objęta erytrocytopoezą, ale u ludzi jej rola w prenatalnym K. jest ograniczona.

Przez 4-5 miesięcy. rozpoczyna się trzeci okres (szpik kostny) K. Płodowa erytrocytopoeza szpikowa jest erytroblastyczna i podobnie jak leukocytopoeza niewiele różni się od erytrocytopoezy dorosłych.

Ogólny wzór erytrocytopoezy embrionalnej to stopniowe zmniejszanie się wielkości erytrocytów i zwiększanie ich liczby. W zależności od różnych okresów K. (mezoblastyczny, wątrobowy i szpik kostny) istnieją trzy różne typy hemoglobiny: hemoglobina embrionalna, płodowa i hemoglobina dorosłych. Zasadniczo przejście od hemoglobiny płodowej do hemoglobiny dorosłej rozpoczyna się w 3 tygodniu. życie płodu i kończy się po 6 miesiącach. po urodzeniu.

W pierwszych dniach noworodki mają poliglobulię i leukocytozę neutrofilową. Wówczas aktywność erytrocytopoezy spada. Normalizuje się w wieku 2-3 miesięcy. Neutrofilię w pierwszych dniach życia zastępuje limfocytoza; dopiero w wieku 5 lat neutrofile zaczynają dominować we wzorze leukocytów.

Regulacja hematopoezy

Regulacja hematopoezy jest prowadzona przez hl. arr. humorystyczny sposób. Co więcej, dla każdego z rang K. najwyraźniej ta ścieżka jest niezależna. W odniesieniu do erytrocytopoezy wiadomo, że różnicowanie komórek wrażliwych na poetynę w erytroblasty (z ich późniejszym różnicowaniem do dojrzałych erytrocytów) jest niemożliwe bez erytropoetyny (patrz). Stymulantem do produkcji erytropoetyny jest spadek prężności tlenu w tkankach. Do różnicowania granulocytów w hodowli niezbędna jest obecność czynnika stymulującego tworzenie kolonii, który podobnie jak erytropoetyna należy do alfa-2-globulin.

Oprócz określonych hormonów, takich jak erytropoetyna, na K. działają inne hormony, na przykład androgeny. Stymulują erytrocytopoezę poprzez mobilizację endogennej erytropoetyny. Mediatory (adrenalina, acetylocholina) oddziałują na układ krwiotwórczy, powodując nie tylko redystrybucję elementów ciałka krwi, ale także poprzez bezpośrednie działanie na komórki macierzyste (znajdują się w nich receptory adrenergiczne i cholinergiczne).

Kwestia nerwowej regulacji K. jest słabo rozwinięta, chociaż obfite unerwienie tkanek krwiotwórczych może mieć tylko biol, znaczenie. Napięcie nerwowe, przeciążenia emocjonalne prowadzą do rozwoju krótkotrwałej leukocytozy neutrofilowej bez znaczącego odmłodzenia składu leukocytów. Spożycie pokarmu nieznacznie zwiększa poziom leukocytów we krwi. Podobny efekt wywołuje podanie adrenaliny. Reakcja ta polega głównie na mobilizacji naczyniowej rezerwy granulocytów. W tym przypadku leukocytoza rozwija się w ciągu kilkudziesięciu minut. Leukocytoza z przesunięciem pchnięcia jest spowodowana wprowadzeniem pirogennych i glukokortykoidowych hormonów steroidowych, osiągając maksimum po 2 do 6 godzinach i jest spowodowana uwolnieniem granulocytów z rezerwy szpiku kostnego. Zawartość granulocytów w rezerwie szpiku kostnego przekracza ich liczbę we krwi o 30-50 razy.

Humoralna regulacja hematopoezy odbywa się głównie na poziomie komórek wrażliwych na poetynę. W doświadczeniach z nierównomiernym napromienianiem wykazano, że odbudowa komórek krwiotwórczych w napromienianej kończynie następuje niezależnie od składu krwi i stanu nienapromieniowanych obszarów szpiku kostnego. Przeszczep szpiku kostnego pod torebką nerkową myszy wykazał, że objętość szpiku kostnego rozwijającego się z przeszczepu zależy od liczby przeszczepionych komórek zrębu. Dlatego określają granice proliferacji komórek macierzystych, z których następnie rozwija się szpik kostny w nerce myszy biorcy. Prace A.Ya. Friedensteina i wsp. (1968, 1970) ukazują specyfikę komórek zrębowych różnych narządów krwiotwórczych: komórki zrębu śledziony determinują różnicowanie komórek macierzystych w kierunku limfocytopoezy, komórki zrębowe szpiku kostnego - w kierunku mielopoezy. Jednocześnie najwyraźniej istnieją silne stymulanty, których włączenie występuje w nietypowych warunkach (na przykład ciężkiej anemii), co prowadzi do rozwoju w śledzionie niezwykłych dla niej ognisk K. z dominującą reprodukcją erytrokariocytów. Najczęściej obserwuje się to w dzieciństwie. Takie ogniska K., zwane pozaszpikowymi, zawierają wraz z erytrokariocytami niewielki procent innych elementów szpiku kostnego - mielocytów, promielocytów, megakariocytów. W przypadku ostrej masy lub długotrwałej zwiększonej utraty komórek K. może przejść dodatkowymi ścieżkami w każdym z rzędów. Najwyraźniej istnieją możliwości pojawienia się specjalnych komórek progenitorowych trzeciego rzędu schematu K., które dają początek takim szlakom przeciekowym K., zapewniając szybką produkcję dużej liczby komórek. Jest to dobrze widoczne w erytrocytopoezy, ale prawdopodobnie występuje również w innych seriach..

Włączenie komórek macierzystych do różnicowania jest najprawdopodobniej procesem losowym, którego prawdopodobieństwo przy stabilnym K. wynosi około 50%. Regulacja liczby komórek macierzystych nie ma charakteru ogólnego, ale ma charakter lokalny i jest zapewniona przez mechanizmy funkcjonujące w każdym określonym obszarze mikrośrodowiska krwiotwórczego. Znacznie mniej jest jasne, czy reguluje się kierunek różnicowania krwiotwórczych komórek macierzystych. Na podstawie szeregu danych eksperymentalnych zasugerowano, że prawdopodobieństwo różnicowania się komórek macierzystych w kierunku erytrocytopoezy, granulocytopoezy itp. Jest zawsze stałe i nie zależy od warunków zewnętrznych..

Brak jest faktów wskazujących na istnienie wyspecjalizowanego systemu regulującego K. Utrzymanie pewnej liczby dojrzałych komórek we krwi odbywa się poprzez wielostopniowe przekazywanie sygnałów neurohumoralnych. Sygnał trafia do rezerwuaru komórkowego lub magazynu komórkowego, z którego erytrocyty są bardzo szybko mobilizowane w przypadku ostrej utraty krwi. Następnie stymulowana jest produkcja odpowiednich komórek na poziomie elementów wrażliwych na poetynę poprzez zwiększanie ich liczby, najpierw bez różnicowania („mitozy poziome”), a następnie z różnicowaniem. Rezultatem jest kategoria dojrzałych komórek.

Patologia hematopoezy

Patologia hematopoezy może objawiać się naruszeniem dojrzewania komórek, uwolnieniem niedojrzałych elementów komórkowych do krwi, pojawieniem się we krwi obwodowej elementów komórkowych nietypowych dla tej kategorii wiekowej. Infekcji bakteryjnej, rozległemu rozpadowi tkanek (rozpadające się guzy, ropowica itp.), Endotoksynemii towarzyszy wyraźna leukocytoza neutrofilowa ze wzrostem odsetka neutrofili kłutych, częstym pojawieniem się metamielocytów, mielocytów, promielocytów we krwi. Nie ma wyraźnej zależności stopnia leukocytozy od ciężkości uszkodzenia organizmu. Leukocytoza zależy z jednej strony od objętości szpiku kostnego i rezerw granulocytów naczyniowych oraz od aktywności produkcji szpiku kostnego, z drugiej zaś od intensywności zużycia granulocytów w ognisku zapalnym. Stan odwrotny do leukocytozy (patrz) - leukopenia (patrz), spowodowana przede wszystkim granulocytopenią, może być związana z zahamowaniem produkcji granulocytów w wyniku ekspozycji na przeciwciała antygranulocytowe, aplazję szpiku kostnego o charakterze immunologicznym, na przykład charakteryzującą się jednoczesnym zahamowaniem wzrostu granulocytów, erytrocytów i megakarykow, lub aplazja nieznanego pochodzenia (właściwie niedokrwistość aplastyczna); w innych przypadkach granulocytopenia i leukopenia mogą być spowodowane zwiększonym rozpadem granulocytów w powiększonej śledzionie (np. z hronem, zapaleniem wątroby, marskością wątroby). Ze względu na istnienie rezerwy szpiku rzadko dochodzi do spadku liczby granulocytów we krwi w wyniku ich zwiększonego wykorzystania (np. Przy rozległym zlewnym zapaleniu płuc). Leukopenia jest częstym objawem wymiany szpiku kostnego w nowotworach w przerzutach prosówkowych, w ostrej białaczce i rzadko obserwuje się ją na początku roku, białaczkę limfocytową. W przypadku białaczki (patrz) liczba leukocytów we krwi może wzrosnąć; zdarza się to stale przy przewlekłej białaczce. W ostrej białaczce zawartość leukocytów we krwi może być różna: na początku procesu częściej obserwuje się leukopenię, a gdy komórki guza blastycznego dostają się do krwi, może wystąpić leukocytoza.

Infekcja wirusowa, działanie antygenowe prowadzi do zwiększonej produkcji określonych klonów limfocytów, wzrostu poziomu limfocytów we krwi. Spadek liczby płytek krwi (patrz Małopłytkowość) obserwuje się wraz z pojawieniem się autoprzeciwciał przeciwko płytkom krwi (rzadziej megakariocytom), z ich zwiększonym zniszczeniem przez powiększoną śledzionę. Zmniejszenie liczby płytek krwi jest możliwe w wyniku utraty krwi, w przypadku rozległych krwiaków, wewnątrznaczyniowego rozsianego krzepnięcia (trombocytopenia konsumpcyjna). Wzrost zawartości płytek krwi (patrz. Trombocythemia) obserwuje się z niektórymi hronami, białaczkami (hron, białaczka szpikowa, mieloza subleukemiczna, erythremia), często z rakiem. Czasami w raku nerki komórki rakowe wytwarzają erytropoetynę i być może trombocytopoetynę (patrz), czemu towarzyszy gwałtowny wzrost liczby czerwonych krwinek i płytek krwi.

Zawartość erytrocytów we krwi zależy od stosunku ich rozpadu i produkcji, utraty krwi, zaopatrzenia organizmu w żelazo. Niedobór żelaza prowadzi do obniżenia poziomu hemoglobiny w erytrocytach z prawidłową liczbą we krwi - niski wskaźnik koloru. W przeciwieństwie do niedoboru witaminy B.12 towarzyszy temu naruszenie podziału komórek w wyniku naruszenia syntezy DNA; w tym samym czasie erytrocyty są brzydkie, jest ich niewiele, ale jest w nich więcej hemoglobiny niż normalnie, - zwiększony wskaźnik koloru (patrz Hiperchromazja, hipochromazja).

W niektórych przypadkach możliwe są również reakcje kilku pędów na niespecyficzne efekty stymulujące. Na przykład rozwój guza nowotworowego w organizmie może prowadzić do wzrostu zawartości krwi zarówno w granulocytach, jak i w płytkach krwi. Podobny obraz jest rzadko obserwowany w przypadku posocznicy..

K. ulega głębokim zmianom pod wpływem ostrego promieniowania. Te zmiany w ich głównych objawach odpowiadają zmianom, które często pojawiają się podczas chemioterapii nowotworów. Pod wpływem promieniowania jonizującego obumierają dzielące się komórki szpiku kostnego i węzłów chłonnych. Dojrzałe granulocyty, erytrocyty zachowują swoją żywotność nawet przy śmiertelnych dawkach promieniowania. Z drugiej strony dojrzałe limfocyty są komórkami wrażliwymi na promieniowanie. Wyjaśnia to szybki spadek ich liczby we krwi obwodowej w pierwszych godzinach po napromienianiu. Ponieważ krwinki czerwone żyją ok. 120 dni, niedokrwistość rozwija się w ciągu 1-1,5 miesiąca. po naświetlaniu. W tym czasie w ciężkich przypadkach zaczyna się aktywny K., obserwuje się wzrost zawartości retikulocytów, a niedokrwistość nie osiąga wysokiego stopnia.

W łagodnych przypadkach regeneracyjna retikulocytoza rozwija się po 1,5 miesiąca. po naświetlaniu, ale niedokrwistość też nie jest głęboka.

Jedną z konsekwencji promieniowania jest śmierć komórek szpiku kostnego i wynikający z tego spadek liczby komórek we krwi obwodowej. Dla przejawów ostrego uszkodzenia popromiennego specyficzny jest wzór „dawka - efekt”, który charakteryzuje ścisłą zależność zmian pierwotnych od pochłoniętej dawki promieniowania jonizującego. Urazy szpiku kostnego są zmianami pierwotnymi, a infekcje wynikające z supresji szpiku kostnego i krwotoków są wtórne; ich nasilenie i sam wygląd uszkodzenia nie są ściśle określone przez dawkę. Tradycyjnie uważa się, że całkowite napromieniowanie w dawce większej niż 100 zadowolonych prowadzi do rozwoju ostrej choroby popromiennej (patrz). Mniejsze dawki, choć prowadzą do znacznej śmierci komórek szpiku kostnego, nie stanowią bezpośredniego zagrożenia (uszkodzenie popromienne bez klina, objawy). Przy napromienianiu w dawce powyżej 200 radów rozwija się limfopenia, agranulocytoza i głęboka trombocytopenia; anemia zwykle nie występuje. Przy mniejszych dawkach obserwuje się te same zaburzenia, ale w mniejszym stopniu. Całkowite lub bliskie napromienianie organizmu w dawkach powyżej 200 radów prowadzi do maksymalnego spadku liczby leukocytów, płytek krwi i retikulocytów. Czas wystąpienia leukopenii jest również ściśle zależny od dawki promieniowania. Pokazuje nie tylko wzór dawka-efekt, ale także wzór dawka-efekt czasowy, tj. Okres klinicznie wykrywalnego uszkodzenia w ostrej chorobie popromiennej jest określony przez dawkę promieniowania..

Schemat zmian liczby leukocytów we krwi obwodowej zależy od dawki promieniowania. Zmiany te składają się z okresu początkowego wzrostu w ciągu pierwszego dnia, okresu początkowego spadku (5-14 dni), okresu przejściowego wzrostu, który obserwuje się przy dawkach mniejszych niż 500-600 rad i nie występuje przy wyższych dawkach promieniowania; okresy głównego upadku i końcowej regeneracji, które obserwuje się przy dawkach mniejszych niż 600 rad (ryc.). Ten sam wzór obserwuje się w płytkach krwi i retikulocytach..

Mechanizm fluktuacji liczby leukocytów można przedstawić w następujący sposób. Początkowy wzrost ma najwyraźniej charakter redystrybucyjny i zwykle trwa nie dłużej niż jeden dzień; jego wysokość nie jest związana z dawką promieniowania; we krwi podnosi się jedynie poziom granulocytów i nie następuje odmłodzenie ich składu, co wynika z mobilizacji naczyniowej rezerwy granulocytów.

Po okresie początkowego wzrostu rozpoczyna się stopniowy spadek liczby leukocytów, osiągając minimalną wartość w różnym czasie, w zależności od dawki. Im wyższa dawka, tym wcześniej nadejdzie moment maksymalnej redukcji. Przy dawkach napromieniowania powyżej 600-1000 rad okres ten nie ulega dalszemu skróceniu, chociaż wraz ze spadkiem dawki wydłuża się nawet przy dawce ok. 80-100 zadowolonych wypada około 14 dnia. Spadek liczby leukocytów podczas początkowego spadku zależy od dawki. Okres początkowego spadku liczby leukocytów należy tłumaczyć wydatkiem rezerwy granulocytów szpiku kostnego (do 5-6 dni) oraz tylko częściowo dojrzewaniem i różnicowaniem komórek zachowanych po napromienianiu (od momentu napromieniania do końca początkowego spadku). Wniosek ten jest możliwy dzięki zachowaniu granulocytów we krwi do 5-6 dni. nawet przy tak wysokich dawkach (ponad 600-1000 radów), gdy szpik kostny nie zawiera komórek zdolnych do jakiegokolwiek różnicowania i pozostają tylko dojrzałe, niedzielące się granulocyty silnie promieniowrażliwe. Przy dawkach napromieniania szpiku kostnego powyżej 600 radów praktycznie wszystkie komórki mają poważne uszkodzenie aparatu chromosomalnego i umierają natychmiast po pierwszej mitozie w ciągu kilku dni po napromieniowaniu. W niższych dawkach niektóre komórki szpiku kostnego zachowują zdolność do podziału i różnicowania. Im jest ich więcej, tym później następuje koniec okresu początkowego spadku liczby leukocytów..

Fakt, że do 5-6 dnia. rezerwa została wyczerpana, o czym świadczy również fakt, że we krwi zaczynają pojawiać się obecnie olbrzymie neutrofile - produkcja komórek z puli proliferacyjnej, najwyraźniej napromieniowana w mitozie. Gigantyczne neutrofile są wykrywane od 5 do 9 dnia. po ekspozycji na promieniowanie we krwi osób całkowicie napromieniowanych w dowolnej dawce (komórki te znajdują się we krwi i po działaniu cytostatyków). Po napromieniowaniu w dawce większej niż 600 radów, uwolnienie gigantycznych neutrofili natychmiast poprzedza wystąpienie agranulocytozy.

Kolejny etap ma charakter tymczasowy, tzw. nieudany wzrost liczby leukocytów - obserwowany przy dawkach mniejszych niż 500-600 rad, a przy wyższych dawkach okres początkowego spadku jest bezpośrednio zastępowany okresem głównego spadku liczby leukocytów. Pochodzenie nieudanego wzrostu nie jest w pełni poznane. Jego czas trwania zależy od dawki promieniowania: im wyższa dawka, tym krótsza; jednak liczba leukocytów nie jest wyraźnie zależna od dawki. Ten sam nieudany wzrost jest charakterystyczny dla płytek krwi i retikulocytów. Przy stosunkowo małych dawkach - ok. 100-200 zadowolonych - nieudany wzrost trwa do 20-30 dni. i jest zastępowany okresem upadku głównego, a przy dawkach powyżej 200 rad - agranulocytozą, bardzo niskim poziomem płytek krwi i prawie całkowitym zanikiem retikulocytów. Ostateczne przywrócenie hematopoezy (po okresie głównej kropli) następuje tym później, im mniejsza jest dawka. Czas trwania głównego spadku przy dawkach od 200 do 600 radów jest w przybliżeniu taki sam. Nieudany wzrost jest spowodowany aktywacją tymczasowego K., prawdopodobnie emanującego z komórki prekursorowej mielopoezy, przecięcia przed jej wyczerpaniem, blokuje różnicowanie komórek macierzystych odpowiedzialnych za ostateczną odbudowę K. w szpiku kostnym. Po okresie głównego spadku krwi poziom komórek ulega normalizacji. W niektórych przypadkach powrót do zdrowia nie jest całkowity, a poziom leukocytów i płytek krwi jest nieco obniżony..

Wykrywanie okresu przejściowego wzrostu liczby granulocytów, płytek krwi i retikulocytów (ale nie limfocytów) z paradoksalnym zjawiskiem wcześniejszego ostatecznego przywrócenia składu krwi przy wysokich dawkach promieniowania (do 500 radów) pozwoliło przypuszczać hamujący wpływ komórek progenitorowych mielopoezy na proliferację komórek macierzystych.

Zmiany w składzie szpiku kostnego w ostrej chorobie popromiennej zbadano gorzej niż zmiany we krwi obwodowej. Na szpik kostny działa napromienianie nawet w małych dawkach, które nie powodują ostrej choroby popromiennej, chociaż nie zawsze jest możliwe wykrycie spadku liczby komórek bezpośrednio po napromienianiu. Ważnych informacji o ciężkości uszkodzenia szpiku kostnego dostarcza jego charakterystyka cytologiczna. Już w pierwszym dniu po napromienianiu komórki czerwonego rzędu, procent mieloblastów i promielocytów, znacznie się zmniejszają. Im wyższa dawka promieniowania, tym głębsze są te zmiany. W następnych tygodniach szpik kostny był opróżniany stopniowo. Zmniejsza się głównie zawartość granulocytów. Ubytek szpiku kostnego w pierwszych dniach przewyższa wystąpienie agranulocytozy we krwi obwodowej. Zgodnie z punkcikiem szpiku kostnego można ocenić zanik ognisk hematopoezy; komórki krwiotwórcze (o umiarkowanym nasileniu uszkodzenia) są prawie nieobecne. W wyniku zastosowania analizy chromosomów ujawniono istotne zmiany w składzie komórkowym szpiku kostnego i krwi obwodowej. Pod koniec pierwszego dnia pojawiają się mitozy ze strukturalnymi aberracjami chromosomowymi - aberracjami chromosomowymi (patrz Mutacja), których liczba jest ściśle proporcjonalna do dawki promieniowania: przy dawce 100 rad liczba nieprawidłowych mitoz wynosi 20%, przy dawce 500 rad - ok. sto%. Metoda określania liczby leukocytów w okresie pierwotnego upadku (7-8 dnia), czas początku okresu głównego upadku leukocytów stanowiła podstawę biol, systemu dozymetrycznego dla ostrej ekspozycji na promieniowanie.

Znaczące zmiany zachodzą również w limfocytopoezy. Od pierwszego dnia liczba limfocytów we krwi spada i wyraźnie zależy od dawki promieniowania. Po 2 miesiącach. po napromieniowaniu ich poziom we krwi osiąga normalny poziom. Badanie in vitro chromosomów limfocytów krwi obwodowej stymulowanych do mitozy przez fitohemaglutyninę (patrz) ujawnia zależność od dawki. Limfocyty we krwi obwodowej znajdują się w okresie międzymitotycznym przez wiele lat; dlatego nawet kilka lat po naświetlaniu można na podstawie liczby nieprawidłowych mitoz w nich ustalić fakt wzmożonego napromieniowania w przeszłości oraz w przybliżeniu określić dawkę napromieniowania. W szpiku kostnym komórki z aberracjami chromosomowymi znikają w ciągu 5-6 dni, ponieważ w wyniku utraty fragmentów chromosomów podczas mitozy stają się niezdolne do życia. Kiedy komórki szpiku kostnego są stymulowane fitohemaglutyniną (PHA), dochodzi do uszkodzeń chromosomów wiele lat po naświetlaniu. Komórki te pozostawały w spoczynku przez wszystkie lata po napromieniowaniu, a odpowiedź na PHA wskazuje na ich charakter limfocytarny. Rutynową analizę aberracji chromosomowych w komórkach szpiku kostnego przeprowadza się bez stymulacji PHA.

Obserwacje przywrócenia składu krwi po ostrym napromienianiu wykazały, że szybkość powrotu do zdrowia jest związana nie tylko z dawką promieniowania, ale także z wtórnymi objawami choroby (na przykład z procesami zapalnymi w skórze, w jelitach itp.). Dlatego przy tej samej dawce promieniowania czas wystąpienia agranulocytozy u różnych pacjentów jest taki sam, a eliminacja agranulocytozy zależy od stopnia uszkodzenia innych narządów..

W hronie, chorobie popromiennej, krawędziach powstaje w wyniku wielokrotnego powtarzającego się naświetlania organizmu przez miesiące lub lata w łącznej dawce ponad 200-300 zadowolonych, powrót K. nie ma takiej naturalnej dynamiki; śmierć komórek jest rozciągnięta na długi czas, podczas którego zachodzą również procesy przywracania To., a także procesy jej dalszego uszkodzenia. W takim przypadku cytopenia może się nie rozwinąć. U niektórych pacjentów mogą pojawić się objawy zespołu astenicznego, charakterystyczne dla choroby popromiennej Hrona, a przy napromienianiu w łącznej dawce ok. 100 zadowolony. W szpiku kostnym z hronem, chorobą popromienną, znajdują się oddzielne małe skupiska niezróżnicowanych komórek, zmniejszenie liczby komórek. Albo nie ma zmian we krwi, albo występuje umiarkowana nie postępująca cytopenia - granulocytopenia, trombocytopenia,

Bibliografia: N. P. Bochkov i E. N. Pyatkin. Czynniki wywołujące aberracje chromosomalne u ludzi, w książce: Fundamentals of human cytogenetics, wyd. AA Prokofieva-Belgovskaya, s. 176, M., 1969; Genialny MD i Vorobiev AI Zmiany niektórych wskaźników krwi obwodowej w całkowitym napromieniowaniu człowieka, Probl, hematol i transfuzja, krew, t. 17, nr 1, s. 27, 1972, bibliogr.; Zavarzin A. A. Eseje o ewolucyjnej histologii krwi i tkanki łącznej, V. 2, M. - L., 1947, bibliogr.; Kasjer I. A. i Alekseev G. A. Kliniczna hematologia, M., 1970; Maksimov AA Fundamentals of histology, h. 1-2, L., 1925; Normalna hematopoeza i jej regulacja, wyd. N.A. Fedorova, M., 1976; Wytyczne dotyczące medycznych zagadnień ochrony przed promieniowaniem, wyd. A.I. Burnazyan, s. 101 M., 1975; Friedenstein A. Ya. And Lalykina KS Indukcja tkanki kostnej i osteogennych komórek prekursorowych, M., 1973, bibliogr.; Khlopin NG Ogólne biologiczne i eksperymentalne podstawy histologii, L., 1946; Chertkov I. L. i Vorobiev A. I. Współczesny schemat hematopoezy, Probl, hematol. and transfusion, blood, t. 18, no. 10, s. 3, 1973, bibliogr.; Chertkov IL i Friedenstein A. Ya. Cellular bases of hematopoiesis, M., 1977, bibliogr.; Abramson S., Miller R. G. a. Phillips R. A. Identyfikacja w szpiku kostnym dorosłych pluripotencjalnych i ograniczonych komórek macierzystych szpikowych i limfoidalnych svstems, J. exp. Med., V. 145, s. 1565,1977; Becker A. J., M wraz z Culloch E. A. a. Do J. E. Cytologiczna demonstracja klonalnego charakteru kolonii śledziony pochodzących z przeszczepionych komórek szpiku myszy, Nature (Lond.), V. 197, s. 452,1963; Becker A. J. a. o. Wpływ różnych wymagań dotyczących produkcji krwinek na syntezę DNA przez komórki krwiotwórcze myszy tworzące kolonie, Blood, v. 26, s. 296, 1965; Byron J. W. Manipulation of the cell cycle of the hemopoietic stem cell, Exp. Hematol., V. 3, s. 44, 1975; Ebbe S. Megakaryocytopoiesis i obrót płytek krwi, Ser. Haematol., V. 1, str. 65, 1968; Metcalf D. Kolonie hemopoetyczne, klonowanie in vitro komórek prawidłowych i białaczkowych, B. - N. Y. 1977; Metcalf D. a. Moore M. A. S. Haemopoietic cells, Amsterdam, 1971; Do J. E. a. McCul-loch E. A. Bezpośredni pomiar wrażliwości na promieniowanie normalnych mysich komórek szpiku kostnego, Radiat. Res., V. 14, s. 213, 1961.