9. Антигензависимая пролиферация и дифференцировка

1. Гемопэз.

Эмбриональный гемопоэз. В эмбриональном периоде кроветворение происходит в стенке желточного мешка, а затем в печени, селезенке и костном мозге.

У человека процесс кроветворения начинается в конце 2-й — начале 3-й недели развития эмбриона

Внутри кровяных островков клетки округляются и преобразуются в первичные кровяные клетки — первичные гемоцитобласты. Эти клетки митотически делятся, и большинство из них превращается в первичные эритробласты (предшественники эритроцитов) — мегалобласты. Лишившись ядра и постепенно накапливая гемоглобин, мегалобласты превращаются сперва в мегалоциты, а затем — в эритроциты.

2. Этапы гемоцитопоэза

Различают эмбриональный гемопоэз, который происходит в эмбриональный период и приводит к развитию крови как ткани, и постэмбриональный гемопоэз, который представляет собой процесс физиологической регенерации крови.

Эмбриональный гемопоэз.

В развитии крови как ткани в эмбриональный период можно выделить 3 основных этапа:

Мезобластический (желточный), когда начинается развитие клеток крови во внезародышевых органах и появляется первая регенерация стволовых клеток крови. (с 3-й по 9-ю неделю)
Печеночный (гепатотимусолиенальный), который начинается в печени с 5-6-й недели развития плода, когда печень становится основным органом гемопоэза, в ней образуется вторая регенерация СКК. Кроветворение в печени достигает максимума через 5 мес и завершается перед рождением.
Медуллярный (костномозговой) (медулло-тимусолимфоидный)– появление третьей генерации СКК в костном мозге, где гемопоэз начинается с 10-й недели и постепенно нарастает к рождению, а после рождения красный костный мозг становится центральным органом гемопоэза.

3. Постэмбринальный гемоцитопоэз.

Постэмбриональный период гемоцитопоэза осуществляется в красном костном мозге и лимфоидных органах (тимус, лимфоидные органы, лимфатические узлы, селезенка).

Сущность процесса кроветворения заключается в пролиферации и поэтапной дифференцировке стволовых клеток в зрелые форменные элементы крови.

Кроветворение в постнатальном периоде онтогенеза представлено прежде всего двумя видами кроветворения: миелоидным и лимфоидным. Каждый вид кроветворения подразделяется на разновидности или ряды кроветворения (диффероны).

В свою очередь миелоидное кроветворение подразделяется на:

1) эритроцитопоэз;

2) гранулоцитопоэз;

3) тромбоцитопоэз;

4) моноцитопоэз.

Лимфоидное кроветворение подразделяется на:

1) Т-лимфоцитопоэз;

Функции ККМ:

Гемопоэтическая - в красном костном мозге берут начало все ростки кроветворения на основе самоподдерживающейся популяции стволовой клетки крови

Селезенка (splen, lien) - периферический орган лимфопоэза и иммуногенеза, где происходит антигензависимая дифференцировка Т-лимфоцитов, а также элиминация отживших или поврежденных ФЭК (эритроцитов и тромбоцитов).

Функции:

Гемопоэтическая - процессы лимфопоэза с антигензависимой дифференцировкой Т-лимфоцитов и пролиферацией либо Т-, либо В-лимфоцитов, в зависимости от вида антигена, в условиях патологии. В эмбриогенезе является органом миелоидного кроветворения.

4. Различия постэмбрионального гемопоэза от эмбрионального

Эмбриональное кроветворение — это процесс образования крови как ткани. Оно начинается со второй недели эмбрионального развития зародыша в стенке желточного мешка, где из мезенхимы формируются кровяные островки, в центре которых образуются стволовые клетки крови. Периферические клетки вытягиваются, соединяются и формируют стенки сосудов. Вначале образуются первичные эритроциты (мегалобластическое кроветворение). На 5-й неделеэмбриогенеза у крупного рогатого скота кроветворение начинается в печени, где образуются эритроциты, зернистые лейкоциты и мегакариоциты. К концу эмбриогенеза кроветворение в печени прекращается. На 7... 8-й неделе кроветворение начинается в тимусе, селезенке и в лимфоузлах. Селезенка и лимфоузлы сначала являются универсальными органами кроветворения, позднее они начинают производить только лимфоциты. На 13... 14-й неделе появляются гемопоэтические очаги в костном мозге, в которых образуются все клетки крови. Кроме того, красный костный мозг обеспечивает стволовыми клетками тимус и другие гемопоэтические органы. У птиц В-лимфоциты образуются в фабрициевой сумке.

Постэмбриональное кроветворение совершается в миелоидной ткани костного мозга и лимфоидной ткани тимуса, селезенки и лимфатических узлов и является физиологической регенерацией крови, т. е. компенсирует естественную убыль клеток в результате их старения и разрушения. В миелоидной ткани образуются эритроциты, гранулоциты, моноциты, кровяные пластинки, в лимфоидной ткани —лимфоциты.

. 5. морфологические изменения клеток в постэмбриональном периоде

Эритропоэз — процесс образования красных кровяных телец — эритроцитов.

Эритропоэз состоит из нескольких этапов:

1. Появление новой крупной клетки, имеющей ядро и не содержащей

гемоглобина;

2. Появление в клетке гемоглобина;

3. Потеря клеткой ядра и попадание клетки в кровоток.

Эритроцитопоэз начинается со стволовой кроветворной клетки. Через стадию колониеобразующей мультипотентной клетки (КОЕТЭММ) формируются бурстобразующая (БОЭ-Э) и далее колониеобразующая единица эритроцитов (КОЕ-Э). Клетки этих колоний чувствительны к факторам регуляции пролиферации и дифференцировки. Например, эритропоэтин, вырабатываемый клетками почки, стимулирует пролиферацию и дифференцировку клеток в эритробласты. В IV-й класс включаются базофильный, полихроматофильный и оксифильный эритробласты. Проэритроциты, потом ретикулоциты составляют V-й класс и, наконец, формируются эритроциты (VI-й класс). В эритропоэзе на стадии оксифильного эритробласта происходит выталкивание ядра. В целом цикл развития эритроцита до выхода ретикулоцита в кровь продолжается до 12 суток. Общее направление эритропоэза характеризуется следующими основными структурно-функциональными изменениями: постепенным уменьшением размеров клетки, накоплением в цитоплазме гемоглобина, редукцией органелл, снижением базофилии и повышением оксифилии цитоплазмы, уплотнением ядра с последующим его выделением из состава клетки. В эритробластических островках эритробласты поглощают путем микропиноцитоза железо, поставляемое макрофагами, для синтеза гемоглобина. Развитие эритроцитов происходит в миелоидной ткани красного костного мозга. В периферическую кровь поступают только зрелые эритроциты и немного ретикулоцитов. Состояние, при котором содержание гемоглобина в крови значительно снижено, называется анемией. Оно бывает связано либо с уменьшением числа эритроцитов, либо с понижением содержания гемоглобина в них, и возникает в результате ряда причин: генетических (например, серповидноклеточная анемия, связанная с нарушением синтеза гемоглобина и распадом эритроцитов), кровопотери, воздействия гемолитических ядов, вызывающих распад эритроцитов, дефицита железа или витамина B12. В норме потребность в эритроцитах обеспечивается за счет размножения клеток IV-V-ro классов. Этот процесс называется гомопластическим гемопоэзом.

6. Гранулоциты

Образование гранулоцитов происходит в миелоидной ткани красного костного мозга. Исходная стволовая клетка превращается в мультипотентную клетку — предшественник миелопоэза (КОЕ-ГЭММ) и далее под воздействием колониестимулирующих факторов дифференцируется в общую родоначальную клетку для гранулоцитов и моноцитов (КОЕ-ГМн). В дальнейшем в результате дивергенции возникают родоначальные клетки для гранулоцитов (КОЕ-Гн), которые дифференцируются в идентифицируемые миелобласты (IV-й класс клеток). В ряду дальнейшей клеточной дифференцировки (V-й класс клеток) различают стадии: промиелоцита, миелоцита, метамиелоцита. Начиная со стадии промиелоцита, клетки подразделяются на 3 разновидности: нейтрофильные, эозинофильные, базофильные. Более отчетливо это подразделение можно провести на стадии миелоцитов, когда в клетках накапливается достаточное количество специфической зернистости. До стадии миелоцитов включительно клетки гранулоцитопоэза делятся митозом. Метамиелоциты митозом уже не делятся. В этих клетках ядро приобретает вначале палочковидную, а затем сегментированную форму. Общее направление дифференцировки клеток гранулопоэза характеризуется: постепенным уменьшением размеров клетки, снижением базофилии цитоплазмы, появлением в цитоплазме специфических гранул, уменьшением размеров ядра, появлением сегментированности ядра и его уплотнением, сдвигом ядерно-цитоплазменного отношения в сторону преобладания размеров цитоплазмы над размерами ядра. В периферическую кровь поступают зрелые гранулоциты (VI-й класс клеток) — нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, а также небольшое количество малодифференцированных (юных) гранулоцитов. Физиологическая регенерация обеспечивается делением преимущественно клеток V-ro класса — миелоцитов.

7. тромбоциты.

Тромбоциты являются важными компонентами крови. Это плоские пластинки размером 2 мкм, которые лишены ядер. Они чаще всего имеют округлую или овальную форму. Процесс образования тромбоцитов происходит в красном костном мозге. Клетками, из которых они формируются, являются мегакариоциты.

Предшественники тромбоцитов имеют относительно большие размеры. Данные клетки полностью заполнены цитоплазмой и имеют специальные длинные отростки. В процессе развития и созревания небольшие части мегакариоцитов отделяются от него и поступают в кровоток. Именно из их отростков формируются тромбоциты. Каждый мегакариоцит является источником для 2-8 тыс. данных клеток крови.

Процесс развития тромбоцитов контролируется специальным гормоном – тромбопоэтином. Он образуется в некоторых внутренних органах человека – печени, почках, мышцах скелета. Тромбопоэтин попадает в кровь, при помощи которой разносится по всему телу и проникает в красный костный мозг. Именно там данный гормон стимулирует выработку тромбоцитов. Когда количество этих клеток достигло оптимального уровня в крови, концентрация тромбопоэтина также снижается. Поэтому данные вещества в организме человека имеют обратную взаимосвязь.

8. Моноцитопоэз — образование моноцитов — происходит в красном костном мозге из стволовых клеток через стадии КОЕ-ГЭММ, далее — КОЕ-ГМо, затем КОЕ-Мо, монобласта, промоноцита и моноцита. Конечной стадией дифференцировки клеток моноцитарного ряда является не моноцит, а макрофаг (мононуклеарный фагоцит), который находится вне сосудистого русла. Дифференцировка клеток при моноцитопоэзе характеризуется: увеличением размеров клетки, приобретением ядра бобовидной формы, снижением базофилии цитоплазмы, превращением моноцита в макрофаг.

9. Антигензависимая пролиферация и дифференцировка

Антигенезависимая пролиферация и дифференцировка – образование клеток, способных давать специфический тип иммунного ответа, благодаря наличию рецепторов на плазмолемме. Происходит в тимусе, костном мозге под влиянием спец факторов.

Родоначальной клеткой Т-лимфоцитов, как и всех клеток крови, является полипотентная стволовая гемопоэтическая клетка. Её маркером является CD 34.

Ранние предшественники Т-лимфоцитов мигрируют из костного мозга в тимус, где происходит антигеннезависимая дифференцировка Т-клеток под влиянием «клеток нянек», эпителиальных клеток тимуса, а так же гормонов тимуса (α - и β -тимозины, тимулин /сывороточный фактор тимуса/, тимопоэтин, тимический гуморальный фактор). Самыми ранними маркерами тимоцитов являются CD7, CD2. В тимусе Т-лимфоциты дифференцируются в иммунокомпетентные клетки и приобретают важную способность к распознаванию антигена. На их наружной мембране появляется (экспрессируется) особый рецептор - Т-клеточный рецептор ( ТКР, англ. - TcR, T-cell receptor ) для антигена. Причем для каждого антигена (эпитопа) в организме предназначен отдельный лимфоцит или его клональные дочерние лимфоциты-потомки, которые имеют специфичный антигену TcR. Тимоциты одновременно с TcR в процессе дифференцировки приобретают CD3, который тесно связан с Т-клеточным рецептором. CD3 необходим для передачи сигнала от ТКР в цитоплазму.

10. Негемопоэтические клетки ККМ етикулярные клетки благодаря своей отростчатой форме выполняют механическую функцию, секретируют компоненты основного вещества — преколлаген, гликозаминогликаны, проэластин и микрофибриллярный белок и участвуют в создании кроветворного микроокружения, специфического для определенных направлений развивающихся гемопоэтических клеток, выделяя ростовые факторы.

Остеогенными клетками называют стволовые клетки опорных тканей, остеобласты и их предшественники. Остеогенные клетки входят в состав эндоста и могут быть в костномозговых полостях. Остеогенные клетки также способны вырабатывать ростовые факторы, индуцировать родоначальные гемопоэтические клетки в местах своего расположения к пролиферации и дифференцировке. Наиболее интенсивно кроветворение происходит вблизи эндоста, где концентрация стволовых клеток примерно в 3 раза больше, чем в центре костномозговой полости.

Адипоциты (жировые клетки) являются постоянными элементами костного мозга.

Адвентициальные клетки сопровождают кровеносные сосуды и покрывают более 50% наружной поверхности синусоидных капилляров. Под влиянием гемопоэтинов (эритропоэтин) и других факторов они способны сокращаться, что способствует миграции клеток в кровоток.

Эндотелиальные клетки сосудов костного мозга принимают участие в организации стромы и процессов кроветворения, синтезируют коллаген IV типа, гемопоэтины. Эндотелиоциты, образующие стенки синусоидных капилляров, непосредственно контактируют с гемопоэтическими и стромальными клетками благодаря прерывистой базальной мембране. Эндотелиоциты способны к сократительным движениям, которые способствуют выталкиванию клеток крови в синусоидные капилляры. После прохождения клеток в кровоток поры в эндотелии закрываются. Эндотелиоциты выделяют колониестимулирующие факторы (КСФ) и белок фибронектин, обеспечивающий прилипание клеток друг к другу и субстрату.

Макрофаги в костном мозге представлены неоднородными по структуре и функциональным свойствам клетками, но всегда богатыми лизосомами и фагосомами. Некоторые из популяций макрофагов секретируют ряд биологически активных веществ (эритропоэтин, колониестимулирующие факторы, интерлейкины, простагландины, интерферон и др. ). Макрофаги при помощи своих отростков, проникающих через стенки синусов, улавливают из кровотока железосодержащее соединение (трансферрин) и далее передают его развивающимся эритроидным клеткам для построения геминовой части гемоглобина.

11.

В 1969 г Я. Лашене и Е. Сталиорайтите был предложен термин “акцидентальная трансформация“ тимуса, который является более удачным и используется в отечественной медицине. Этот термин отражает способность тимуса к регенерации.

Такое явление акцидентальной инволюции может происходить при указанных выше причинах, а также при облучении, приеме гормонов и цитостатиков; при детских инфекциях; гемобластозах и онкологии.

Акцидентальная инволюция тимуса отличается от физиологической возрастной; дольки тимуса при ней уменьшаются, а значит, и уменьшается объем железы.

Количество лимфоцитов в коре железы падает настолько, что наступает коллапс органа. Но такие явления носят временный характер – это также отличие от возрастной инволюции. Условно весь этот процесс в железе укладывается в 5 фаз:

Фаза 1 — состояние покоя органа здорового малыша.
Фаза 2 — начинается убывание корковых лимфоцитов в гнездах (строение железы). Они налипают на макрофаги и поглощаются ими. Часть лимфоцитов выходит в кровоток. В коре нарастает число макрофагов, которые под микроскопом напоминают картину “звездного неба”. Продукция гормона интерлейкина I также возрастает.
Третья фаза – число лимфоцитов продолжает уменьшаться и продолжается, что становится началом коллабирования (сдавление) ретикулярной дольковой сети. В мозговом слое число лимфоцитов начинает преобладать; это называется инверсией слоев. Под микроскопом поэтому этот мозговой слой после окраски кажется более темным. Ретикулоэпителий как бы просыпается и начинает срочно активизироваться. Образуется огромное число телец Гассаля (мелкие тимические тельца), они не только заполняют мозговое вещество, но и переходят в кору. Нередко они содержат распадающиеся частицы лимфоцитов.
В период 4 фазы – происходит коллапс железы, т. е. ее полное спадение продолжает нарастать; стирается разница обоих слоев – коркового и мозгового. Тельца виду своего количества начинают просто сливаться и образуют кистозные образования. Они довольно крупные и могут выливать свое содержимое в капилляры лимфатической системы в каждой дольке, о которых уже говорилось, и оттуда уже переходят в более крупные по калибру сосуды — крупные лимфатические сосуды.
На последней, 5 стадии — наступает атрофия тимуса, которая имеет приобретенный характер. Сами тимические дольки оказываются сдавленными и превращенными в узкие тяжи. Фиброзные перемычки наоборот, расширяются и отекают. Лимфоцитов остается мало. Тимические тельца также становятся мелкими и гомогенными по содержанию. Затем они кальцинируются. Это объясняется тем, что они теряют свою свойство опорожняться в лимфокапилляры тимуса. Их содержимое из-за этого сгущается, в нем выпадают в осадок соли кальция. Такая приобретенная атрофия и инволюция равнозначна состоянию иммунодефицита.

Во время акцидентальной инволюции происходит развивающееся падение массы, объемов тимуса; активность ее также падает даже до полного истощения

12.

Клетки красного костного мозга Кроветворная ткань содержит массу стволовых клеток, по составу и строению близких к эмбриональным, зародышевым. Это очень важные элементы, ведь все остальные клетки организма (а их миллиарды) являются узкоспециализированными и никогда не смогут заменить другие клетки в тканях или переспециализироваться. А вот стволовые это могут. Поэтому именно они являются той базой, которая дает начало всем форменным элементам крови и части структур лимфатической системы Клетки костного мозга образуют пять ростков гемопоэза, каждый из которых дает начало тому или иному элементу. Эритроцитарный росток формирует эритроциты - красные клетки крови, выполняющие основную функцию транспорта кислорода по органам и тканям. Гранулоцитарный росток образует клетки эозинофилы, нейтрофилы и базофилы, которые являются важными структурами иммунитета организма, а также составляют лейкоциты крови. Лимфоцитарный росток дает начало лимфоцитам - основе лимфатической системы. Моноцитарный росток образует моноциты - иммунные форменные элементы. Мегакариоцитарный росток дает начало жизни тромбоцитов - одних из главных кровяных клеток, отвечающих за свертываемость

13. КАКОЙ ГЕМОГЛАБИН СОДЕРЖАТ КЛЕТКИ ККМ

До рождения фетальный гем.

После рождения А ГЕМ ИЛИ ВЗРОСЛЫЙ

14. КЛЕТКИ ККМ СПОСОНЫЕ К ДЕЛЕНИЮ

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

Частично детерминированные, полипотентные клетки-предшественники, образующиеся при делении СКК. Их два типа:

клетки - предшественники для эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов и тромбоцитов (КОЕ-ГЭММ)

клетки предшественники для лимфоцитов (КОЕ-Л)

Унипотентные (коммитированные) клетки - могут развиваться только в напрвлении определенного (одного) вида форменных элементов (за исключением КОЕ-ГМ, которая дает два вида клеток). Эти клетки в отличии от клеток 1 и 2 классов являются поэтинчувствительными. Существуют следующие виды унипотентных клеток - предшественниц:

клетки, образующие гранулоциты (нейтрофилы - КОЕ-Г) и моноциты (КОЕ - Мо).

клетки-предшественники для эритроцитов (КОЕ-Э).

для кровяных пластинок (КОЕ-Мег)

клетки - предшественники базофилов (КОЕ-Баз)

клетки - предшественники эозинофилов (КОЕ-Эо)

клетки - предшественники Т - и В - лимфоцитов (про В - лимфоциты, протимоциты)

Следующие гемопоэтические классы клеток (4, 5, 6) объединяют в группу морфологически распознаваемых клеток - предшественников.

Бластные формы (бласты). Эти клетки обладают высокой митотической активностью, но не являются самоподдерживающейся популяцией. Бласты разных гемопоэтических рядов обладают минимальными различиями, но их можно идентифицировать при помощи гистологической окраски. Как правило, это крупные клетки с базофильной цитоплазмой, с крупным светлым ядром, содержащим 1-2 ядрышка.

15. УЧАСТИЕ ТИМУСА В КРОВЕТВОРЕНИИв тимусе происходит антигеннезависимая дифференцировка Т-лимфоцитов, то есть он является центральным органом иммуногенеза;
в тимусе вырабатываются гормоны тимозин, тимопоэтин, тимусный сывороточный фактор.

Наибольшего развития тимус достигает в детском возрасте. Особенно важно функционирование тимуса в раннем детском периоде. После полового созревания тимус претерпевает возрастную инволюцию и замещается жировой тканью, однако полностью не теряет своих функций даже с старческом возрасте.

12 Следующая ⇒