<< Главная страница

ГЛАВА
          6

ТКАНИ ВНУТРЕННЕЙ
СРЕДЫ






Система тканей внутренней среды включает кровь, соединительные ткани и скелетные ткани (хрящевую и костную). Несмотря на разнообразие тканей и клеточных типов, в системе тканей внутренней среды имеются общие черты: мезенхимный генез, большое количество межклеточного вещества, множество разных клеточных типов.

КРОВЬ

Кровь – одна из тканей внутренней среды. Жидкое межклеточное вещество (плазма) и взвешенные в нём клетки – два основных компонента крови. Свернувшаяся кровь состоит из тромба (сгустка), включающего форменные элементы и некоторые белки плазмы, и сыворотки – прозрачной жидкости, сходной с плазмой, но лишённой фибриногена. У взрослого человека общий объём крови около 5 л; около 1 л находится в депо крови, преимущественно в селезёнке. Кровь циркулирует в замкнутой системе сосудов и переносит газы, питательные вещества, гормоны, белки, ионы, продукты метаболизма. Кровь поддерживает постоянство внутренней среды организма, регулирует температуру тела, осмотическое равновесие и кислотно-щелочной баланс. Клетки участвуют в уничтожении микроорганизмов, в воспалительных и иммунных реакциях. Кровь содержит тромбоциты и плазменные факторы свёртывания, при нарушении целостности сосудистой стенки образующие тромб, препятствующий потере крови.

Плазма

Плазма состоит из воды (90%), органических (9%) и неорганических (1%) веществ. Белки составляют 6% всех веществ плазмы. Среди сотен различных белков

102

плазмы выделяют три главных группы: белки системы свёртывания крови, участвующие в иммунных реакциях, транспортные.

Белки системы свёртывания крови. Различают коагулянты и антикоагулянты. Обе группы белков обеспечивают равновесие между процессами формирования и разрушения тромба. Коагулянты участвуют в формировании тромба. К коагулянтам, например, относят фибриноген (синтезируется в печени и при гемокоагуляции превращается в фибрин). Антикоагулянты– компоненты фибринолитической системы, препятствующие свёртыванию (например, антитромбин III).

Белки, участвующие в воспалительных и иммунных реакциях. К этой группе относят Ig, белки комплемента, α2-макроглобулины. Белки комплемента (С1– С9) участвуют в неспецифической защите (врождённый иммунитет) и инициируют реакции воспаления. α2-Макроглобулины плазмы – гликопротеины, сходные с белками комплемента по функциям и структуре. Эти антипротеазы нейтрализуют токсическое действие ферментов, выделяющихся при реакциях воспаления и повреждения, в частности, ингибируют протеазы, связывают цитокины (ИЛ1, ИЛ6) и факторы роста.

Транспортные белки – альбумины, аполипопротеины, трансферрин, гаптоглобин, церулоплазмин, транскортин, транскобаламины и др. Альбумины (Мr ≈ 60-65 кД) составляют основную часть белков плазмы, связывают и переносят мало- или нерастворимые метаболиты (например, жирные кислоты), многие гормоны, переносят билирубин в печень для последующей экскреции.

Клетки крови

Клетки крови (форменные элементы) – эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Обычно клетки крови изучают микроскопически на мазках (см. рис. 8 на вклейке), окрашенных гематологическими красителями (например, по Романовскому-Гимзе; методики окрашивания мазков крови см. "Окраска мазков крови" в "Справочнике терминов").

ЭРИТРОЦИТЫ

Эритроцит (см. рис. 8 на вклейке) – безъядерная клетка диаметром 7–8 мкм (нормоцит). Количество эритроцитов: у женщин – 3,9–4,9×1012/л, у мужчин – 4,0–5,2×1012/л. Более высокое содержание эритроцитов у мужчин обусловлено стимулирующим эритропоэз влиянием андрогенов. Продолжительность жизни (время циркуляции в крови) – 100–120дней. Форма эритроцита– двояковогнутый диск. Такая конфигурация создаёт наибольшую площадь поверхности по отношению к объёму, что обеспечивает максимальный газообмен.

Плазмолемма и примембранный цитоскелет

Клеточная мембрана эритроцита довольно пластична, что позволяет клетке деформироваться и легко проходить по узким капиллярам (диаметр 3–4 мкм). Главные трансмембранные белки эритроцита – белок полосы 3 и гликофорины. Белок полосы 3 (рис. 6-1) совместно с белками примембранного цитоскелета (спектрином, анкирином, актином, белком полосы 4.1) обеспечивают

103

Рис. 6-1. Примембранный цитоскелет эритроцита. Белок полосы 3 – главный трансмембранный белок. Спектрин-актиновый комплекс формирует сетеподобную структуру примембранного цитоскелета. С комплексом спектрин-актин, стабилизируя его, связан белок полосы 4.1. Анкирин через белок полосы 3 соединяет спектрин-актиновый комплекс с клеточной мембраной [45]. Рис. 6-1. Примембранный цитоскелет эритроцита. Белок полосы 3 – главный трансмембранный белок. Спектрин-актиновый комплекс формирует сетеподобную структуру примембранного цитоскелета. С комплексом спектрин-актин, стабилизируя его, связан белок полосы 4.1. Анкирин через белок полосы 3 соединяет спектрин-актиновый комплекс с клеточной мембраной [45].

поддержание формы эритроцита в виде двояковогнутого диска. Пойкилоцитоз– изменение формы эритроцита.

Группы крови и гликофорины

Гликофорины – мембранные гликопротеины, их полисахаридные цепи содержат антигенные детерминанты (агглютиногены А и В системы групп крови АВ0).

Гемоглобин

Практически весь объём полностью лишённой органелл цитоплазмы эритроцита заполнен Hb. Молекула Hb – тетрамер, состоящий из четырёх полипептидных цепей глобина, каждая из которых ковалентно связана с одной молекулой тема. Основная функция Hb – перенос О2. Существует несколько типов Hb, образующихся на разных сроках развития и различающихся строением цепей глобина. Эмбриональные Hb появляются у 19-дневного эмбриона, присутствуют в эритроидных клетках в первые 3–6 месяцев беременности. Фетальный Hb (HbF) появляется на 8–36-й неделе беременности и составляет 90–95% всего Hb плода. После рождения его количество постепенно снижается и к 8 месяцам составляет 1%. Дефинитивные Hb составляют основное количество Hb эритроцитов взрослого человека (96–98% – HbА, 1,5–3% – HbА2), при этом эритроциты содержат и 0,5–1% HbF.

  • Обмен железа. Основное количество железа в организме входит в состав тема. Часть железа запасается в виде ферритина (в гепатоцитах, макрофагах костного мозга и селезёнки) и гемосидерина (в клетках фон Купффера и макрофагах костного мозга). Некоторое количество находится в лабильном состоянии в плазме в связи с трансферрином. Большая часть железа, необходимого для синтеза тема, извлекается из разрушенных эритроцитов. Только 5% железа для эритропоэза поставляется извне с пищей. Железо, поступающее с пищей, накапливается в эпителиальных клетках слизистой оболочки тонкого кишечника. Отсюда трансферрин переносит железо в красный костный мозг и в печень. Железо отделяется от трансферрина и поступает в эритробласты, а свободный трансферрин возвращается в плазму. При разрушении эритроцитов в селезёнке, печени и костном мозге высвобождаемое из тема железо транспортируется трансферрином в костный мозг, а часть железа включается в состав ферритина и гемосидерина.

104

Гибель эритроцитов

Разрушение эритроцитов, закончивших жизненный цикл, происходит в основном в селезёнке, а также в печени и костном мозге. Поскольку синтез ферментов в эритроците невозможен, со временем в нём снижается обмен веществ, нарушается форма, происходит деградация белков, появляются новые Аг. Такие стареющие клетки распознаются макрофагами и фагоцитируются. В эритроцитах Аг старения появляется в результате деградации белка полосы 3. В сутки из кровотока удаляется 0,5–1,5% общей массы эритроцитов (40 000–50 000 клеток/мкл). При разрушении Hb образуются аминокислоты, ионы железа, вердоглобин, который переходит в биливердин, восстанавливающийся в билирубин. Билирубин в комплексе с альбумином транспортируется в печень, откуда в составе жёлчи поступает в кишечник.

  • Гемолиз – разрушение эритроцитов вследствие как внутренних дефектов клетки (например, при наследственном сфероцитозе), так и под влиянием разных факторов микроокружения. При этом содержимое клетки выходит в плазму; α- и β-димеры Hb связываются гаптоглобином и транспортируются в печень для разрушения. Гемолиз приводит к снижению общего количества циркулирующих эритроцитов (гемолитическая анемия).

Ретикулоциты – незрелые эритроциты, поступающие в кровоток из костного мозга. Они содержат рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи. Окончательная дифференцировка в эритроциты происходит в течение 24–48 часов после выхода в кровоток. Количество поступающих в кровоток ретикулоцитов в норме равно количеству удаляемых эритроцитов. Ретикулоциты составляют около 1% всех циркулирующих красных клеток крови. При суправитальном окрашивании (краситель – бриллиантовый крезиловый синий) в клетке в результате взаимодействия красителя с остатками рибосомной РНК формируется базофильный ретикулярный преципитат ярко-синего цвета.

ЛЕЙКОЦИТЫ

В 1 л крови взрослого здорового человека содержится 3,8-9,8×109 лейкоцитов – клеток шаровидной формы. В цитоплазме лейкоцитов находятся гранулы – специфические (вторичные) и азурофильные (лизосомы). В зависимости от типа гранул лейкоциты делят на гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые). Гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) содержат специфические и азурофильные гранулы. Агранулоциты (моноциты, лимфоциты) содержат только азурофильные гранулы. Гранулоциты содержат дольчатое сегментированное ядро разнообразной формы, в связи с чем их называют полиморфноядерными лейкоцитами. Лимфоциты и моноциты имеют несегментированное ядро, их называют мононуклеарными лейкоцитами. Лейкоциты участвуют в защитных реакциях: уничтожают микроорганизмы, захватывают инородные частицы и продукты распада тканей, осуществляют реакции гуморального и клеточного иммунитета. Лейкоциты используют кровоток как средство пассивного транспорта. Они содержат сократительные белки (актин, миозин), что позволяет им выходить из кровеносных сосудов и активно перемещаться в тканях.

105

Рис. 6-2. Нейтрофил. Ядро состоит из 3-5 сегментов, соединённых тонкими перемычками. В цитоплазме – минимальное количество органелл, но много гранул гликогена. Нейтрофил содержит небольшое количество азурофильных гранул и многочисленные мелкие специфические гранулы [46].
Рис. 6-2. Нейтрофил. Ядро состоит из 3-5 сегментов, соединённых тонкими перемычками. В цитоплазме – минимальное количество органелл, но много гранул гликогена. Нейтрофил содержит небольшое количество азурофильных гранул и многочисленные мелкие специфические гранулы [46].

Количество лейкоцитов. Изменяющаяся потребность в отдельных типах лейкоцитов отражается в увеличении (-цитозы, иногда -филии) или уменьшении (-пении) их числа в циркулирующей крови Например, при острых бактериальных инфекциях в крови увеличивается число нейтрофилов (нейтрофильный лейкоцитоз). При вирусных и хронических инфекциях происходит увеличение числа лимфоцитов (лимфоцитоз), при паразитарных инфекциях – эозинофилия.

Нейтрофилы

Нейтрофилы – наиболее многочисленные из лейкоцитов (рис. 6-2, см. также рис. 8 на вклейке). Они составляют 40-75% общего количества лейкоцитов. Размеры нейтрофила: в мазке крови – 12 мкм; диаметр нейтрофила, мигрирующего в тканях, увеличивается почти до 20 мкм. Нейтрофилы образуются в костном мозге, выходят в кровоток и циркулируют 8–12 часов. Продолжительность жизни – около 8 суток. Старые клетки фагоцитируются макрофагами. Выделяют три пула нейтрофилов: циркулирующий, пограничный и резервный. Циркулирующий – это нейтрофилы, находящиеся в кровотоке. При инфицировании организма их количество возрастает в течение 24–48 часов в несколько (до 10) раз за счёт пограничного пула, а также за счёт ускоренного выхода резервных клеток из костного мозга. Пограничный пул состоит из нейтрофилов, связанных с эндотелиальными клетками мелких сосудов многих органов, особенно лёгких и селезёнки. Резервный пул составляют зрелые нейтрофилы костного мозга.

Морфология

Ядро зрелой клетки – сегментоядерного нейтрофила – состоит из 3–5 сегментов, соединённых тонкими перемычками, хроматин сильно конденсирован. В крови также содержатся палочкоядерные нейтрофилы – незрелые формы клеток с подковообразным ядром. В норме их количество составляет 3-6%. Нейтрофил содержит большое количество гликогена. Энергия, полученная путём гликолиза, позволяет клетке существовать в бедных кислородом повреждённых тканях. Количество митохондрий и органелл, необходимых для синтеза белка, минимально; поэтому нейтрофил не способен к продолжительному функционированию. В плазмолемму нейтрофилов встроены рецепторы молекул адгезии, цитокинов, колониестимулирующих факторов, опсонинов (Fc-фрагментов IgG и белков комплемента), медиаторов воспаления.

Азурофильные гранулы (красновато-пурпурного цвета на окрашенном мазке) нейтрофилов содержат различные белки, разрушающие компоненты внеклеточного матрикса и обладающие антибактериальной активностью. В

106

гранулах присутствуют катепсины, эластаза, протеиназа 3 (миелобластин), азуроцидин, дефензины, катионные белки, лизоцим, арилсульфатаза. Главный фермент азурофильных гранул – миелопероксидаза. Этот белок составляет 2-4% массы нейтрофила, катализирует образование хлорноватистой кислоты и других токсических агентов, значительно усиливающих бактерицидную активность нейтрофила.

Специфические гранулы (окрашиваемые в оранжево-розовый цвет) значительно мельче азурофильных, но вдвое многочисленнее. Гранулы содержат белки, обладающие бактериостатическими свойствами: лактоферрин, витамин В12-связывающие белки. Кроме того, в гранулах присутствуют лизоцим, коллагеназа, щелочная фосфатаза, катионные белки.

Функция

Нейтрофилы обладают выраженной фагоцитарной активностью и участвуют в острой воспалительной реакции. Главная функция – фагоцитоз тканевых обломков и уничтожение опсонизированных микроорганизмов. Фагоцитоз и последующее переваривание материала происходят параллельно с образованием метаболитов арахидоновой кислоты и респираторным взрывом. Фагоцитоз осуществляется в несколько этапов. После предварительного специфического распознавания подлежащего фагоцитозу материала происходит инвагинация мембраны нейтрофила вокруг частицы и образование фагосомы. Далее в результате слияния фагосомы с лизосомами образуется фаголизосома, после чего происходит уничтожение бактерии и разрушение захваченного материала. Для этого в фаголизосому поступают: лизоцим, катепсин, эластаза, лактоферрин, дефензины, катионные белки; миелопероксидаза; супероксид О-2 и гидроксильный радикал ОН-, образующиеся (наряду с Н2О2) при респираторном взрыве. После единственной вспышки активности нейтрофил погибает. Такие нейтрофилы составляют основной компонент гноя (гнойные клетки). В состав гноя также входят погибшие макрофаги, бактерии, тканевая жидкость.

Дефекты нейтрофилов

Различные генные дефекты, значительно ухудшающие функции нейтрофилов, зарегистрированы при синдромах Йова, Костманна, Шедьяка-Хигаши, синдроме ленивых лейкоцитов, недостаточности миелопероксидазы и катепсина G.

Эозинофилы

Эозинофилы (рис. 6-3, см. также рис. 8 на вклейке) составляют 1–5% лейкоцитов, циркулирующих в крови. Их количество изменяется в течение суток и максимально утром. Эозинофилы в течение нескольких дней после образования остаются в костном мозге, затем циркулируют в крови 3–8 часов, большинство из них выходит из кровотока. Эозинофилы мигрируют в ткани, контактирующие с внешней средой (слизистые оболочки дыхательных и мочеполовых путей, кишечника). Размер эозинофила в крови >12 мкм, увеличивается после выхода в соединительную ткань до 20 мкм. Продолжительность жизни– предположительно 8–14 дней.

107

Рис. 6-3. Эозинофил. Ядро эозинофила обычно образует два крупных сегмента, соединённых тонкой перемычкой. Содержит умеренное количество типичных органелл, гликоген. Крупные гранулы овоидной формы содержат электроноплотный материал – кристаллоид. Клетка образует цитоплазматические выросты, при помощи которых мигрирует в тканях [46].
Рис. 6-3. Эозинофил. Ядро эозинофила обычно образует два крупных сегмента, соединённых тонкой перемычкой. Содержит умеренное количество типичных органелл, гликоген. Крупные гранулы овоидной формы содержат электроноплотный материал – кристаллоид. Клетка образует цитоплазматические выросты, при помощи которых мигрирует в тканях [46].

Морфология

Ядро эозинофила состоит из двух крупных сегментов, соединённых тонкой перемычкой (сегментоядерный эозинофил). Цитоплазма содержит хорошо развитую гранулярную эндоплазматическую сеть, небольшое количество цистерн гладкой эндоплазматической сети, скопления рибосом, отдельные митохондрии и много гликогена. Эозинофилы имеют мембранные рецепторы Fc-фрагментов IgG, IgM и IgE, компонентов комплемента Cls, С3а, С3b, С4 и С5а, эотаксина, ИЛ5.

Специфические гранулы. В цитоплазме эозинофила присутствуют крупные и мелкие специфические гранулы с выраженной ацидофилией (красно-оранжевые). Крупные гранулы размером 0,5–1,5 мкм имеют овоидную форму и содержат удлинённый кристаллоид. Кристаллоид имеет структуру кубической решётки и состоит в основном из антипаразитарного агента – главного щелочного белка (МБР). Между мембраной гранулы и кристаллоидом находится аморфный матрикс. В гранулах также присутствуют нейротоксин (белок X), пероксидаза эозинофила ЕРО, гистаминаза, фосфолипаза D, гидролитические ферменты, кислая фосфатаза, коллагеназа, цинк, катепсин. Мелкие гранулы содержат арилсульфатазу, кислую фосфатазу, пероксидазу, катионный белок эозинофилов ЕСР.

Функции

Миграцию эозинофила стимулируют эотаксин, гистамин, фактор хемотаксиса эозинофилов ECF, ИЛ5 и др. Эозинофил участвует в уничтожении паразитов, в аллергических и воспалительных реакциях; при этом секретируется содержимое гранул и одновременно происходит респираторный взрыв. После дегрануляции эозинофилы подвергаются апоптозу.

Уничтожение паразитов. Эозинофилия возникает при многих паразитарных болезнях. Эозинофилы особенно активно уничтожают паразитов в местах их внедрения в организм. Активированный эозинофил выделяет содержимое гранул и липидные медиаторы, что оказывает повреждающее действие на паразитов. Особенно эффективен в этом отношении главный щелочной белок МБР специфических гранул. Секреция содержимого гранул запускается в течение нескольких минут и может продолжаться несколько часов.

Участие в аллергических реакциях. Содержимое гранул блокирует дегрануляцию тучных клеток, инактивирует гистамин и лейкотриен LTC4. Эозинофиль выделяют также ингибитор, блокирующий дегрануляцию тучных клеток. Медленно реагирующий фактор анафилаксии (SRS-A), секретируемый базофилам и тучными клетками, также ингибируется активированными эозинофилами.

108

Побочные эффекты эозинофилов. Секретируемые эозинофилом вещества могут повреждать нормальные ткани. Так, при постоянном высоком содержании эозинофилов в крови хроническая секреция содержимого гранул эозинофилов вызывает тромбоэмболические повреждения, некроз тканей (особенно эндокарда) и образование фиброзной ткани. IgE-стимуляция эозинофилов может вызывать обратимые изменения проницаемости сосудов. Продукты секреции эозинофилов повреждают бронхиальный эпителий, активируют комплемент и систему свёртывания крови.

Рис. 6-4. Базофил. Слабодольчатое ядро изогнуто в форме буквы S. В цитоплазме присутствуют все виды органелл, свободные рибосомы, гликоген. Специфические гранулы разнообразны по размерам и по форме. Содержимое гранул чаще неоднородно по плотности [46].
Рис. 6-4. Базофил. Слабодольчатое ядро изогнуто в форме буквы S. В цитоплазме присутствуют все виды органелл, свободные рибосомы, гликоген. Специфические гранулы разнообразны по размерам и по форме. Содержимое гранул чаще неоднородно по плотности [46].

Базофилы

Базофилы (рис. 6-4, см. также рис. 8 на вклейке) составляют 0–1% общего числа лейкоцитов циркулирующей крови. В крови базофилы находятся 1–2 суток. Как и другие лейкоциты, при стимуляции могут покидать кровоток, но их способность к амебоидному движению ограничена. Размер– 10–12мкм. Продолжительность жизни и судьба в тканях неизвестна. Уплотнённое ядро состоит из нечётко выраженных трёх долек, изогнуто в виде буквы S. В цитоплазме имеются все виды органелл, свободные рибосомы и гликоген.

Специфические гранулы довольно крупные (0,5–1,2 мкм), окрашиваются метахроматически (от красновато-фиолетовых до интенсивно-фиолетовых). Имеют разнообразную, чаще овальную или округлую форму с плотным содержимым. В гранулах содержатся различные ферменты и медиаторы. К наиболее значимым из них можно отнести гепаринсульфат (гепарин), гистамин, медиаторы воспаления (например, медленно реагирующий фактор анафилаксии SRS-A, фактор хемотаксиса эозинофилов ECF).

Функция. Активированные базофилы, покидая кровоток, мигрируют в очаги воспаления и участвуют в аллергических реакциях. Активация и дегрануляция базофилов происходит при попадании в организм аллергена и опосредована IgE. Базофилы имеют высокоаффинные поверхностные рецепторы к Fc-фрагментам IgE. IgE синтезируют плазматические клетки при попадании в организм Аг (аллергена). Молекулы IgE присоединяются к базофилу (формируется комплекс "IgE–базофил"). При повторном попадании Аг (аллергена) он связывается двумя и более молекулами IgE на поверхности базофила, что приводит к дегрануляции последнего – быстрому экзоцитозу содержимого гранул. Параллельно образуются метаболиты арахидоновой кислоты.

109

Рис. 6-5. Моноцит. Крупное бобовидное или подковообразное ядро расположено эксцентрично. Хроматин слабо конденсирован. В цитоплазме присутствуют типичные органеллы, много рибосом и полирибосом, пиноцитозные пузырьки, фагоцитарные вакуоли, многочисленные лизосомы [46].
Рис. 6-5. Моноцит. Крупное бобовидное или подковообразное ядро расположено эксцентрично. Хроматин слабо конденсирован. В цитоплазме присутствуют типичные органеллы, много рибосом и полирибосом, пиноцитозные пузырьки, фагоцитарные вакуоли, многочисленные лизосомы [46].

Моноциты

Моноциты (рис. 6-5, см. также рис. 8 на вклейке) – самые крупные лейкоциты (диаметр в мазке крови приблизительно 15 мкм), количество их составляет 2–9% от всех лейкоцитов циркулирующей крови. Образуются в костном мозге, выходят в кровоток и циркулируют около 2-4 суток. Крупное, эксцентрично расположенное подковообразное ядро имеет пятнистый вид из-за неравномерно конденсированного хроматина. Бледная голубовато-серая (на окрашенном мазке) цитоплазма содержит многочисленные лизосомы и вакуоли, большое количество рибосом и полирибосом, комплекс Гольджи, мелкие удлинённые митохондрии. Моноциты крови – фактически незрелые клетки, находящиеся на пути из костного мозга в ткани.

Активация моноцитов. Различные вещества, образующиеся в очагах воспаления и разрушения ткани, – агенты хемотаксиса и активации моноцитов. В результате активации увеличивается размер клетки, усиливается обмен веществ, моноциты выделяют биологически активные вещества (ИЛ1, M-CSF, GM-CSF, простагландины, ИФН, факторы хемотаксиса нейтрофилов).

Функция. В тканях моноциты дифференцируются в различные макрофаги, совокупность которых составляет систему мононуклеарных фагоцитов. Главная функция моноцитов и образующихся из них макрофагов – фагоцитоз. Моноциты фагоцитируют опсонизированные частицы. В их переваривании участвуют лизосомные ферменты моноцитов, а также формируемые внутриклеточно Н2О2, ОН-, О2-. Активированные моноциты/макрофаги продуцируют эндогенные пирогены.

Лимфоциты

Лимфоциты (рис. 6-6, см. также рис. 8 на вклейке) составляют 20–45% общего числа лейкоцитов, циркулирующих в крови. Они играют центральную роль во всех иммунологических реакциях. Большинство лимфоцитов крови находится в функционально и метаболически инактивированном состоянии. Кровь – среда, в которой лимфоциты циркулируют между органами лимфоидной системы и другими тканями. Лимфоциты выходят из сосудов в соединительную ткань в ответ на соответствующие сигналы. Лимфоциты могут мигрировать через базальную мембрану и внедряться в эпителий (например, в слизистой оболочке кишечника). Продолжительность жизни лимфоцитов

110

Рис. 6-6. Лимфоцит. Ядро округлое с небольшими выемками или бобовидное. Хроматин сильно конденсирован. Клетка имеет небольшой объем цитоплазмы, образующей узкий ободок вокруг ядра. В цитоплазме присутствует минимальное количество обычных органелл. Лимфоцит образует короткие цитоплазматические отростки [46].
Рис. 6-6. Лимфоцит. Ядро округлое с небольшими выемками или бобовидное. Хроматин сильно конденсирован. Клетка имеет небольшой объем цитоплазмы, образующей узкий ободок вокруг ядра. В цитоплазме присутствует минимальное количество обычных органелл. Лимфоцит образует короткие цитоплазматические отростки [46].

достаточно велика: от нескольких месяцев до нескольких лет. Популяция лимфоцитов неоднородна по размерам; их величина варьирует от 4,5 до 10 мкм. Принято выделять малые (4,5–6 мкм), средние (7–10 мкм) и большие лимфоциты (10-18 мкм). Более значима функциональная классификация лимфоцитов. Выделяют следующие типы: В-лимфоциты, Т-лимфоциты и NK-клетки. Т- и В-лимфоциты морфологически относят к малым (большинство лимфоцитов в кровотоке). Они имеют округлое с небольшими выемками ядро, содержащее конденсированный хроматин, цитоплазма образует узкое кольцо вокруг ядра. Большие, а также средние лимфоциты крови – активированные Аг В-лимфоциты, дифференцирующиеся в плазматические клетки; к большим лимфоцитам также относят NK-клетки. Большие лимфоциты составляют 3% общего количества циркулирующих в крови лимфоцитов. Ядро крупное и относительно плотное. В цитоплазме немного лизосом, небольшое количество митохондрий, рудиментарный комплекс Гольджи, минимум эндоплазматической сети и сравнительно большое количество свободных рибосом. Клетка образует короткие отростки (микроворсинки), более многочисленные у В-лимфоцитов.

В-лимфоциты составляют менее 10% лимфоцитов крови. Эти клетки (точнее, дифференцирующиеся из активированных В-лимфоцитов плазматические клетки) вырабатывают против конкретных Аг соответствующие AT.

Т-лимфоциты составляют большинство лимфоцитов крови (80% и более). Они, как и В-лимфоциты, реагируют на конкретные Аг. Главная функция Т-лимфоцитов – участие в клеточном и гуморальном иммунитете. Т-лимфоциты уничтожают аномальные клетки своего организма, участвуют в аллергических реакциях, отторжении чужеродного трансплантата. Среди Т-лимфоцитов различают CD4+- и СD8+-лимфоциты. СD4+-лимфоциты (Т-хелперы) поддерживают пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, стимулируют образование цитотоксических Т-лимфоцитов, способствуют пролиферации и дифференцировке супрессорных Т-лимфоцитов.

NK-клетки – лимфоциты, лишённые характерных для Т- и В-клеток поверхностных детерминант. Эти клетки составляют около 5–10% всех циркулирующих лимфоцитов, содержат цитолитические гранулы с перфорином, уничтожают трансформированные, инфицированные вирусами и чужеродные клетки.

111

ТРОМБОЦИТЫ

Тромбоциты (кровяные пластинки, рис. 6-7) – фрагменты цитоплазмы находящихся в красном костном мозге мегакариоцитов. Количество тромбоцитов в циркулирующей крови – 190–405×109/л. Размер – 3–5 мкм. Две трети кровяных пластинок циркулирует в крови, остальные депонируются в селезёнке. Продолжительность жизни – 8 дней. Старые и дефектные тромбоциты фагоцитируются в селезёнке, печени и костном мозге.

Морфология

Плазматическая мембрана. Тромбоцит окружён толстым слоем гликокаликса, богатым кислыми гликозаминогликанами. Гликокаликс образует фибриллярные мостики между мембранами соседних тромбоцитов при их агрегации. В составе гликокаликса присутствуют Са2+ и АДФ, усиливающие адгезию и агрегацию при образовании тромба. Плазматическая мембрана содержит

Рис. 6-7. Тромбоцит имеет форму овального или округлого диска. В цитоплазме присутствуют митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы, гликоген. В центральной части тромбоцита сосредоточены различные гранулы. Периферическая часть содержит циркулярные пучки микротрубочек, сократительные белки. Здесь же имеются связанные между собой мембранные каналы, открывающиеся во внеклеточную среду. В цитоплазме рассеяны мембранные трубочки плотной тубулярной системы [39].
Рис. 6-7. Тромбоцит имеет форму овального или округлого диска. В цитоплазме присутствуют митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы, гликоген. В центральной части тромбоцита сосредоточены различные гранулы. Периферическая часть содержит циркулярные пучки микротрубочек, сократительные белки. Здесь же имеются связанные между собой мембранные каналы, открывающиеся во внеклеточную среду. В цитоплазме рассеяны мембранные трубочки плотной тубулярной системы [39].

112

гликопротеины, выполняющие роль рецепторов адгезии и агрегации (рис. 6-8). Так, гликопротеин Ib (GP Ib, Ib-IX) важен для адгезии тромбоцитов в ходе начальных этапов тромбообразования, связывается с фактором фон Виллебранда и подэндотелиальной соединительной тканью. Гликопротеин IV (GP IIIb) – рецептор для тромбоспондина, участвует в адгезии тромбоцитов. Гликопротеин IIb-IIIa (GP IIb-IIIa) – рецептор фибриногена, фибронектина, тромбоспондина, витронектина, фактора фон Виллебранда; способствует адгезии и агрегации тромбоцитов, опосредуя формирование между ними "мостиков" из фибриногена.

Цитоплазма на окрашенном мазке – пурпурная и зернистая. Тромбоциты содержат в большом количестве митохондрии, элементы комплекса Гольджи и рибосомы, а также гранулы гликогена и ферменты для аэробного и анаэробного дыхания. Периферическая часть цитоплазмы содержит актин, миозин, гельзолин и другие контрактильные белки, участвующие в округлении тромбоцита и ретракции тромба. Имеются также пучки микротрубочек, циркулярно расположенные под плазмолеммой. Эти микротрубочки необходимы для сохранения овальной формы тромбоцита. В цитоплазме рассеяны узкие, неправильной формы мембранные трубочки, составляющие плотную тубулярную систему; трубочки содержат циклооксигеназу и пероксидазу. Циклооксигеназа необходима для окисления арахидоновой кислоты и образования тромбоксана ТХА2, способствующего агрегации тромбоцитов. По периферии

Рис. 6-8. Мембранные рецепторы тромбоцита. При повреждении стенки сосуда рецепторы тромбоцитов связываются с внешними факторами. В результате происходят адгезия и агрегация тромбоцитов. Так, гликопротеин Ib (GP Ib) в мембране тромбоцита связывает фактор фон Виллебранда (vWF) и опосредует прикрепление тромбоцита к коллагену базальной мембраны или подэндотелиальной соединительной ткани повреждённого сосуда. Гликопротеин Ilb-IIIa (GP Ilb-IIIa) связывает фибриноген и опосредует взаимодействия между тромбоцитами. Фактор Va в мембране тромбоцита связывает фактор Ха. Взаимодействие АДФ с соответствующим рецептором тромбоцита стимулирует циклооксигеназный путь окисления арахидоновой кислоты с выделением тромбоксана ТХА2, способствующего дальнейшей агрегации [63].
Рис. 6-8. Мембранные рецепторы тромбоцита. При повреждении стенки сосуда рецепторы тромбоцитов связываются с внешними факторами. В результате происходят адгезия и агрегация тромбоцитов. Так, гликопротеин Ib (GP Ib) в мембране тромбоцита связывает фактор фон Виллебранда (vWF) и опосредует прикрепление тромбоцита к коллагену базальной мембраны или подэндотелиальной соединительной ткани повреждённого сосуда. Гликопротеин Ilb-IIIa (GP Ilb-IIIa) связывает фибриноген и опосредует взаимодействия между тромбоцитами. Фактор Va в мембране тромбоцита связывает фактор Ха. Взаимодействие АДФ с соответствующим рецептором тромбоцита стимулирует циклооксигеназный путь окисления арахидоновой кислоты с выделением тромбоксана ТХА2, способствующего дальнейшей агрегации [63].

113

тромбоцита расположены анастомозирующие краевые мембранные канальцы, открывающиеся во внеклеточную среду; их мембраны связаны с элементами цитоскелета. Вероятно, система этих канальцев участвует в секреции содержимого α-гранул. Кроме α-гранул, тромбоциты содержат ещё 3 типа гранул – δ-, λ,-гранулы и микропероксисомы.

α-Гранулы (300–500 нм) наиболее значимы для осуществления функций тромбоцита и содержат разнообразные вещества. Так, фактор 4 тромбоцитов регулирует проницаемость стенки сосудов, мобилизацию Са2+ из кости, хемотаксис моноцитов и нейтрофилов, способен нейтрализовать антикоагуляционные свойства гепарина. Тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и трансформирующий фактор роста β (TGFβ), как и фактор 4, выступают в роли хемоаттрактантов для лейкоцитов и фибробластов. PDGF влияет на пролиферацию многих клеток и имеет большое значение при заживлении ран, поскольку стимулирует пролиферацию фибробластов, ускоряя заживление. Тромбоспондин, секретируемый активируемым тромбоцитом, связывается с GP IIIb плазмолеммы и внеклеточными компонентами (гепарином, фибриногеном, фибронектином, коллагеном типа V, ламинином, плазминогеном), способствуя адгезии и агрегации тромбоцитов. Фактор V необходим в качестве кофактора для опосредованной фактором Ха активации протромбина с последующим его конвертированием в тромбин. В активированных тромбоцитах фактор V встраивается в плазмолемму и в виде Va служит рецептором для фактора Ха (рис. 6-8). GMP-140 (селектин Р) – мембранный белок α-гранул, при активации и дегрануляции тромбоцита встраивается в плазмолемму и служит рецептором адгезии. α-Гранулы содержат различные гликопротеины: фибронектин, фибриноген, фактор фон Виллебранда.

Другие гранулы. δ-Гранулы (250-300 нм) накапливают Pi, АДФ, АТФ, Са2+, серотонин и гистамин (серотонин и гистамин не синтезируются в тромбоцитах, а поступают из плазмы). λ-Гранулы (200–250 нм) содержат лизосомные ферменты. Могут участвовать в растворении тромба. Микропероксисомы – немногочисленные гранулы, обладающие пероксидазной активностью.

Функции

Тромбоциты участвуют в аллергических реакциях, а также в свёртывании крови и восстановлении целостности стенки сосуда, секретируя ангиогенные факторы. При активации рецепторов к Fc-фрагменту IgE тромбоциты секретируют факторы, обладающие высокой дегрануляционной активностью, – фактор тромбоцитов PF4 и фактор высвобождения гистамина HRF, стимулирующие выделение содержимого гранул тучных клеток. В физиологических условиях тромбоциты не прикрепляются к эндотелию сосуда. Частично это связано с тем, что эндотелиальные клетки вырабатывают простациклин PGI2, препятствующий адгезии тромбоцитов к стенке сосуда. При нарушении целостности сосудистой стенки формируется тромб (рис. 6-9). Практически немедленно после повреждения происходит сужение просвета сосудов, и запускается каскад биохимических реакций тромбообразования. Тромбоциты способствуют образованию тромба, создавая поверхность для сборки комплекса белков коагуляции. В повреждённом участке сосуда происходят адгезия и агрегация тромбоцитов. Ранние события агрегации – изменение формы и

114

Рис. 6-9. Образование тромба. А – образование тромба начинается с прикрепления тромбоцитов к макромолекулам базальной мембраны или подэндотелиальной соединительной ткани. Свойства интактного эндотелия совместно с секретируемым эндотелиальными клетками простациклином PGI2 препятствуют адгезии тромбоцитов. Однако тромбоциты прикрепляются к коллагену подэндотелиальной соединительной ткани в местах повреждения стенки сосуда. Эта адгезия вызывает активацию и агрегацию тромбоцитов с последующим освобождением АДФ и образованием тромбоксана ТХА2. Б – образование тромбоксана ТХА2 и дальнейшее выделение АДФ стимулируют дополнительную агрегацию тромбоцитов в месте повреждения до тех пор, пока не образуется тромбоцитарная пробка. Освобождение тканевого фактора и контактная активация также запускают процессы внешней и внутренней коагуляции, в результате которых образуется тромбин. В – формирующиеся нити фибрина вплетаются в тромб и стабилизируют его [63].
Рис. 6-9. Образование тромба. А – образование тромба начинается с прикрепления тромбоцитов к макромолекулам базальной мембраны или подэндотелиальной соединительной ткани. Свойства интактного эндотелия совместно с секретируемым эндотелиальными клетками простациклином PGI2 препятствуют адгезии тромбоцитов. Однако тромбоциты прикрепляются к коллагену подэндотелиальной соединительной ткани в местах повреждения стенки сосуда. Эта адгезия вызывает активацию и агрегацию тромбоцитов с последующим освобождением АДФ и образованием тромбоксана ТХА2. Б – образование тромбоксана ТХА2 и дальнейшее выделение АДФ стимулируют дополнительную агрегацию тромбоцитов в месте повреждения до тех пор, пока не образуется тромбоцитарная пробка. Освобождение тканевого фактора и контактная активация также запускают процессы внешней и внутренней коагуляции, в результате которых образуется тромбин. В – формирующиеся нити фибрина вплетаются в тромб и стабилизируют его [63].

первичная агрегация – обратимы, так что слабо агрегированные тромбоциты могут отделяться от гемостатических пробок и возвращаться в кровоток.

Адгезия. В адгезии тромбоцитов участвуют коллаген, гликопротеин Ib, фактор фон Виллебранда, Са2+ и другие факторы (например, тромбоспондин, фибронектин). Коллаген базальной мембраны эндотелия и подэндотелиальной соединительной ткани служит субстратом для адгезии тромбоцитов и стимулирует их последующую агрегацию. Гликопротеин Ib тромбоцита взаимодействует с фактором фон Виллебранда – комплексом белков, содержащихся в основном в α-гранулах тромбоцитов, частично в эндотелии и его базальной мембране.

115

Первичная агрегация. Вслед за адгезией начинается агрегация тромбоцитов. При этом Са2+-зависимый трансмембранный гликопротеин IIb-IIIa связывается с фибриногеном. Фибриноген опосредует связывание тромбоцитов, обеспечивая их агрегацию (рис. 6-9). Агрегацию запускают различные вещества: адреналин (через α-адренорецепторы в плазматической мембране тромбоцитов), АДФ (из δ-гранул), тромбин.

Вторичная агрегация. По мере прикрепления всё большего количества тромбоцитов к подэндотелиальной соединительной ткани они активируются. Активированные тромбоциты приобретают шаровидную форму, образуют метаболиты арахидоновой кислоты и секретируют содержимое α- и δ-гранул. При этом в сыворотке увеличивается содержание серотонина. Серотонин ограничивает поток крови в повреждённой области.

Свёртывание крови. Тромбоциты высвобождают фибриноген в дополнение к уже присутствующему в плазме в норме. Фибриноген с помощью факторов свёртывания конвертируется в фибрин, образующий плотную фиброзную прокладку, к которой прикрепляется всё больше тромбоцитов и других клеток крови.

Судьба тромба. Тромб первоначально выступает в просвет сосуда, но позже он сокращается и уплотняется. По мере заживления стенки сосуда тромб удаляется при помощи плазмина. Плазмин образуется из плазминогена, синтезируемого в печени. Дополнительно из λ-гранул тромбоцитов выделяются ферменты, разрушающие тромб. Стенка сосуда восстанавливается благодаря пролиферации ГМК и фибробластов, накоплению нового соединительнотканного матрикса, восстановлению эндотелия.

Дефицит и/или дефекты тромбоцитов приводят к удлинению времени кровотечения и геморрагическому диатезу. Тромбоцитопения (пониженное содержание тромбоцитов в периферической крови) – наиболее частая причина патологической кровоточивости. Тромбоцитопатия – состояние, характеризующееся нормальным количеством тромбоцитов, но не способных адекватно участвовать в гемостазе. Вызванная лекарственными препаратами дисфункция тромбоцитов – наиболее частая причина тромбоцитопатий. Например, аспирин ингибирует синтез тромбоксана ТХА2, что приводит к появлению в крови тромбоцитов с нарушенными адгезионными свойствами. При большом количестве дефектных тромбоцитов удлиняется время кровотечения, образуются геморрагии, усиливаются кровотечения при травмах. Эффект препарата сохраняется до полной замены дефектных клеток новой популяцией (обычно в течение 3– 7 суток). Врождённые формы тромбоцитопатий – тромбастения Глянцманна, синдром Бернара–Сулье. Расстройства системы коагуляции (коагулопатии) можно разделить на наследственные и приобретённые. Наследственные заболевания обычно обусловлены дефектом одного из факторов коагуляции.

ГЕМОПОЭЗ

Гемопоэз– образование клеток крови (кроветворение), происходящее в кроветворных органах. В пренатальном периоде гемопоэз, начинаясь на 3-й неделе развития, последовательно происходит в различных органах. У взрослого человека гемопоэз происходит в костном мозге костей черепа, рёбер

116

грудины, позвонков, костей таза, эпифизов длинных костей, в лимфоидной ткани. Согласно унитарной теории кроветворения родоначальница всех форменных элементов крови – плюрипотентная стволовая кроветворная клетка. Она медленно и регулярно размножается; её потомки (полипотентные стволовые клетки) также пролиферируют и дают начало нескольким различным типам унипотентных коммитированных клеток. Коммитированные клетки интенсивно делятся, в результате чего образуются клетки-предшественницы зрелых клеточных типов (см. рис. 6-13). Пролиферативную активность стволовых клеток модулируют колониестимулирующие факторы и интерлейкины.

Кроветворение у эмбриона и плода

У эмбриона и плода последовательно и с частичным перекрыванием по времени возникновения и затухания различают мегалобластическую, гепатоспленотимическую стадии и костномозговое кроветворение.

Мегалобластическая стадия

Во внезародышевой мезодерме желточного мешка в течение 3-й недели формируются скопления мезенхимных клеток – кровяные островки (рис. 6-10). Клетки, расположенные по периферии островка, дифференцируются в эндотелиальные клетки первичных кровеносных сосудов. В центральной части островка образуются первые клетки крови – первичные эритробласты (рис. 6-11) – крупные клетки, содержащие ядро и эмбриональные Hb. Лейкоцитов и тромбоцитов на этой стадии нет. На 12-й неделе кроветворение в желточном мешке заканчивается.

Рис. 6-10. Эмбриональный гемопоэз (19-дневный эмбрион). В конце 3-й недели кровяные островки присутствуют в стенке желточного мешка, а также во внезародышевой мезодерме ворсинок хориона и ножке тела. Островки дают начало первичным клеткам крови и кровеносным сосудам. В дальнейшем (благодаря объединению сосудов эмбриона и внеэмбриональных сосудов) устанавливается связь зародыша с плацентой [78].
Рис. 6-10. Эмбриональный гемопоэз (19-дневный эмбрион). В конце 3-й недели кровяные островки присутствуют в стенке желточного мешка, а также во внезародышевой мезодерме ворсинок хориона и ножке тела. Островки дают начало первичным клеткам крови и кровеносным сосудам. В дальнейшем (благодаря объединению сосудов эмбриона и внеэмбриональных сосудов) устанавливается связь зародыша с плацентой [78].

117

Рис. 6-11. Дифференцировка клеток кровяного островка. Кровяной островок– скопление недифференцированных мезенхимных клеток. Центральные клетки островка дифференцируются в первичные эритробласты. Клетки, расположенные по периферии, дают начало эндотелию первичных кровеносных сосудов. Эндотелиальные клетки пролиферируют и образуют отростки, в результате чего отдельные островки объединяются, и формируются первые мелкие сосуды [78].
Рис. 6-11. Дифференцировка клеток кровяного островка. Кровяной островок– скопление недифференцированных мезенхимных клеток. Центральные клетки островка дифференцируются в первичные эритробласты. Клетки, расположенные по периферии, дают начало эндотелию первичных кровеносных сосудов. Эндотелиальные клетки пролиферируют и образуют отростки, в результате чего отдельные островки объединяются, и формируются первые мелкие сосуды [78].

Гепатоспленотимическая стадия

Гепатоспленотимическая стадия начинается на втором месяце развития, когда стволовые кроветворные клетки заселяют печень, селезёнку и тимус.

Печень. В печени кроветворение начинается на 5–6-й неделе развития. Здесь образуются эритроциты, гранулоциты и тромбоциты. К концу 5-го месяца интенсивность гемопоэза в печени уменьшается, но в небольшой степени продолжается ещё несколько недель после рождения.

Селезёнка. Гемопоэз в селезёнке наиболее выражен с 4-го по 8-й месяц внутриутробного развития. Здесь образуются эритроциты и небольшое количество гранулоцитов и тромбоцитов. Непосредственно перед рождением важнейшей функцией селезёнки становится образование лимфоцитов.

Тимус. В вилочковой железе первые лимфоциты появляются на 7–8-й неделе.

Костномозговое кроветворение

В течение 5-го месяца развития гемопоэз начинается в костном мозге, а к 7-му месяцу костный мозг становится главным органом гемопоэза. После рождения и до полового созревания количество очагов кроветворения в костное мозге уменьшается, хотя костный мозг полностью сохраняет гемопоэтический потенциал. У взрослого кроветворение ограничивается костным мозгом и лимфоидной тканью. Когда костный мозг не в состоянии удовлетворить повышенный и длительный запрос на образование клеток крови, гемопоэтическая активность печени, селезёнки и лимфатических узлов может восстановиться (экстрамедуллярный гемопоэз).

Постнатальный гемопоэз

Красный костный мозг (рис. 6-12, см. также рис. 9 на вклейке) содержит в большом количестве созревающие эритроциты, что придаёт костномозговым очагам гемопоэза красный цвет. Строма состоит из ретикулярных клеток с длинными отростками, ретикулиновых волокон, синусоидных капилляров и

118

Рис. 6-12. Красный костный мозг. Основу составляют ретикулярные клетки с длинными отростками и ретикулиновые волокна. В пространствах между ними располагаются островки гемопоэтических клеток. Костный мозг пронизан синусоидными капиллярами. К эндотелию капилляров примыкают макрофаги, образующие длинные отростки. В большом количестве присутствуют жировые клетки [39]. Рис. 6-12. Красный костный мозг. Основу составляют ретикулярные клетки с длинными отростками и ретикулиновые волокна. В пространствах между ними располагаются островки гемопоэтических клеток. Костный мозг пронизан синусоидными капиллярами. К эндотелию капилляров примыкают макрофаги, образующие длинные отростки. В большом количестве присутствуют жировые клетки [39].

адипоцитов, составляющих почти половину объёма костного мозга. Ретикулиновые волокна вместе с отростками ретикулярных клеток формируют трёхмерную сеть и образуют полости, заполненные островками гемопоэтических клеток. Зрелые клетки крови выходят в кровоток через щели в стенке синусоидных капилляров. Костный мозг содержит большое количество макрофагов, расположенных рядом с синусоидами. Матрикс костного мозга состоит из коллагена, ламинина, фибронектина и протеогликанов. Ламинин и фибронектин связывают гемопоэтические клетки с элементами стромы. Протеогликаны могут связывать факторы роста и другие модуляторы гемопоэза. Помимо

Рис. 6-13. Схема гемопоэза. CFU-blast– стволовая кроветворная клетка; CFU-GEMM – полипотентная клетка-предшественница миелопоэза; CFU-Ly– полипотентная клетка-предшественница лимфоцитопоэза; CFU-GM – полипотентная клетка-предшественница гранулоцитов и моноцитов; CFU-G – полипотентная клетка-предшественница нейтрофилов и базофилов. Унипотентные предшественники: BFU-E и CFU-E – эритроцитов; CFU-Eo – эозинофилов; CFU-M – моноцитов; CFU-Meg – мегакариоцитов.
Рис. 6-13. Схема гемопоэза. CFU-blast– стволовая кроветворная клетка; CFU-GEMM – полипотентная клетка-предшественница миелопоэза; CFU-Ly– полипотентная клетка-предшественница лимфоцитопоэза; CFU-GM – полипотентная клетка-предшественница гранулоцитов и моноцитов; CFU-G – полипотентная клетка-предшественница нейтрофилов и базофилов. Унипотентные предшественники: BFU-E и CFU-E – эритроцитов; CFU-Eo – эозинофилов; CFU-M – моноцитов; CFU-Meg – мегакариоцитов.

119

кроветворения, в костном мозге, как в селезёнке и печени, происходит удаление из кровотока старых и дефектных клеток крови. Костный мозг играет центральную роль в иммунной защите, т.к. в нём образуются В-лимфоциты, а также присутствует большое количество плазматических клеток, синтезирующих AT.

Жёлтый костный мозг. У взрослых большая часть костного мозга становится неактивной; в нём преобладают жировые клетки. Жёлтый костный мозг, однако, может восстановить свою активность, если необходимо усилить гемопоэз (например, при хронической гипоксии или выраженных кровотечениях).

Терминология

Стволовая кроветворная клетка, морфологически сходная с малым лимфоцитом, способная к дифференцировке во все клетки крови. Такая клетка была названа CFU-blast. Стволовая кроветворная клетка может выходить в кровоток; постоянно, но редко делится, причём с относительно неизменной частотой (т.е. нечувствительна к запросу). Образующиеся при делении клетки дифференцируются в пролиферирующие полипотентные клетки-предшественницы (колониеобразующие единицы) лимфоцитопоэза (CFU-Ly) и миелопоэза (CFU-GEMM). В результате деления CFU-Ly и CFU-GEMM их потомки остаются полипотентными или дифференцируются в один из нескольких типов коммитированных унипотентных клеток (колониеобразующих единиц), также активно пролиферирующих, но дифференцирующихся только в одном направлении.

Унипотентные коммитированные клетки (колониеобразующие единицы) способны к дифференцировке в один клеточный тип, пролиферируют и в присутствии факторов роста дифференцируются в клетки-предшественницы. Унипотентные клетки морфологически не отличаются от стволовых клеток. Программирование клетки на определённый путь дифференцировки (коммитирование), по-видимому, происходит случайным образом.

Клетки-предшественницы – клетки одной линии, различающиеся морфологически и образующиеся последовательно в каждой линии, начинающейся с коммитированной унипотентной клетки и завершающейся формированием зрелой клетки крови.

Эритропоэз

Начало эритроидного ряда – взрывообразующая единица эритропоэза (BFU-E), происходящая из CFU-GEMM. Из BFU-E формируется унипотентная колониеобразующая единица эритропоэза (CFU-E). На дальнейших стадиях эритропоэза дифференцируются проэритробласты, эритробласты, ретикулоциты и эритроциты (рис. 6-14). Длительность эритропоэза (от стволовой клетки до эритроцита) – 2 недели. Интенсивность эритропоэза контролирует эритропоэтин. Основной стимул для выработки эритропоэтина – гипоксия (снижение рО2 в тканях, в т.ч. зависящее от числа циркулирующих эритроцитов). Уменьшение рО2 в почке (ренальная гипоксия) стимулирует её интерстициальные клетки к увеличению синтеза и секреции эритропоэтина. Эритропоэтин усиливает пролиферацию CFU-E в костном мозге, что приводит к увеличению количества образующихся эритроцитов и, соответственно, рост рО2 в тканях. При хронической почечной недостаточности снижается

120

Рис. 6-14. Эритропоэз. Из взрывообразующей единицы эритропоэза BFU-E дифференцируется унипотентная колониеобразующая единица эритропоэза CFU-E, которая даёт начало проэритробласту. Дальнейшая дифференцировка приводит к уменьшению размеров клеток и количества органелл, но к увеличению содержания Hb и потере ядра. При этом из проэритробласта последовательно дифференцируются базофильный, полихроматофильный, оксифильный (нормобласт) эритробласт, ретикулоцит, эритроцит [64]. Рис. 6-14. Эритропоэз. Из взрывообразующей единицы эритропоэза BFU-E дифференцируется унипотентная колониеобразующая единица эритропоэза CFU-E, которая даёт начало проэритробласту. Дальнейшая дифференцировка приводит к уменьшению размеров клеток и количества органелл, но к увеличению содержания Hb и потере ядра. При этом из проэритробласта последовательно дифференцируются базофильный, полихроматофильный, оксифильный (нормобласт) эритробласт, ретикулоцит, эритроцит [64].

количество продуцируемого интерстициальными клетками почки эритропоэтина, что вызывает развитие анемии.

BFU-E и CFU-E. Отличия взрывообразующей единицы эритропоэза (BFU-E) от унипотентной колониеобразующей единицы эритропоэза (CFU-E) состоят в том, что первые реагируют на ИЛЗ, но не чувствительны к эритропоэтину, тогда как пролиферация и дифференцировка CFU-E зависят от эритропоэтина. От клеток в состоянии терминальной дифференцировки BFU-E отделена 12 клеточными делениями, а от стадии CFU-E до зрелых клеток проходит шесть или меньше делений.

Проэритробласты (рис. 6-14 )– первые морфологически опознаваемые предшественники эритроцитов– крупные клетки (диаметр 14–19мкм) с многочисленными органеллами, но без Hb. Бледное ядро расположено центрально. Объём цитоплазмы невелик и составляет около 20% общего объёма клетки; в ней присутствует довольно много полирибосом, чем обусловлена базофилия клетки. Проэритробласты подвергаются многократным митозам.

Эритробласты. На дальнейших стадиях дифференцировки происходят уменьшение размера клетки, конденсация хроматина и уменьшение диаметра ядра, прогрессирующая потеря органелл и РНК, постепенное увеличение содержания Hb, элиминация ядра. Последовательно различают эритробласты базофильные, полихроматофильные и оксифильные (нормобласты).

Базофильный эритробласт несколько меньше (диаметр 13-16 мкм) проэритробласта, содержит ядро с более плотным хроматином. Цитоплазма более базофильна; около ядра часто виден клеточный центр. Клетка сохраняет

121

Рис. 6-15. Эритробластный островок в костном мозге. Островок образован макрофагом и контактирующими с ним дифференцирующимися эритроидными клетками. Последние располагаются между отростками макрофага [9].
Рис. 6-15. Эритробластный островок в костном мозге. Островок образован макрофагом и контактирующими с ним дифференцирующимися эритроидными клетками. Последние располагаются между отростками макрофага [9].

способность к митозу и активно синтезирует Hb, содержит хорошо развитый белок-синтезирующий аппарат, осуществляющий синтез глобинов для построения Hb. При этом происходит опосредуемый рецепторами эндоцитоз связанного с железом трансферрина. Железо поступает в эритробласт, а свободный трансферрин возвращается в плазму.

Полихроматофильный эритробласт – клетка диаметром 12–15 мкм, содержит значительное количество Hb. Серый тон цитоплазмы обусловлен базофильным окрашиванием рибосом и оксифильным окрашиванием Hb. Размеры ядра уменьшаются. Клетки продолжают синтезировать Hb и могут делиться.

Нормобласт (оксифильный эритробласт) имеет небольшие размеры (диаметр 8–10 мкм) и ацидофильную цитоплазму со следами базофилии. Ядро небольшое, содержит конденсированный хроматин. Ранние нормобласты, по-видимому, ещё могут делиться; на этой стадии эритроидные клетки постепенно утрачивают способность к делению и выталкивают пикнотическое (дегенерирующее) ядро. Белоксинтезирующий аппарат почти полностью разрушается.

Эритробластный островок (рис. 6-15). В костном мозге выделяют отдельные структурные единицы эритропоэза – т.н. эритробластные островки. Островок состоит чаще всего из одного макрофага, окружённого клетками-предшественницами эритроцитов. Макрофаг образует отростки, на поверхности которых расположены делящиеся эритроидные клетки. По мере дифференцировки эритроидная клетка мигрирует к концу отростка макрофага, а следом за ней перемещаются менее дифференцированные клетки. Ядро при этом выталкивается и фагоцитируется макрофагами; безъядерная клетка – ретикулоцит – вступает в контакт с эндотелием ближайшего синуса, проходит через его стенку и попадает в общий кровоток.

Ретикулоциты содержат остатки рибосом и РНК, формирующие сетеподобные структуры голубого цвета при суправитальном окрашивании. Ретикулоциты выходят в кровоток и составляют до 1% общего числа циркулирующих эритроцитов. После выхода в кровоток в течение первых 24–48 часов ретикулоцит завершает созревание и становится эритроцитом. При этом клетка приобретает форму двояковогнутого диска, а последние сохранившиеся органеллы разрушаются ферментами.

Гранулоцитопоэз

Гранулоциты образуются в костном мозге. Нейтрофилы и базофилы происходят из полипотентной колониеобразующей единицы нейтрофилов и базофилов (CFU-G), а эозинофилы – из унипотентной колониеобразующей

122

единицы эозинофилов (CFU-Eo). CFU-G и CFU-Eo – потомки полипотентной колониеобразующей единицы гранулоцитов и моноцитов (CFU-GM). По мере дифференцировки размеры клеток уменьшаются, хроматин конденсируется, изменяется форма ядра, в цитоплазме накапливаются гранулы (рис. 6-16). При развитии гранулоцита можно выделить 6 морфологически различимых стадий: миелобласт, промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерный и сегментоядерный гранулоциты. Специфические гранулы появляются на стадии миелоцитов; с этого момента клетки называют в соответствии с типом образующихся из них зрелых гранулоцитов. Клеточные деления прекращаются на стадии метамиелоцита.

Миелобласт– малодифференцированная клетка диаметром около 15мкм. Крупное округлое или овальное ядро расположено эксцентрично, содержит 1–3 ядрышка. Цитоплазма слегка базофильна (бледно-голубая), лишена гранул.

Промиелоцит. Миелобласты дают начало промиелоцитам – крупным клеткам (15–24 мкм), содержащим более конденсированный хроматин. Округлое ядро расположено эксцентрично. Цитоплазма базофильнее и содержит азурофильные гранулы. По мере деления и созревания клеток количество азурофильных гранул уменьшается.

Миелоцит. Размеры клетки меньше (12–16 мкм), появляется значительное количество специфических гранул, что позволяет различить 3 типа миелоцитов: нейтрофильный, эозинофильный и базофильный. Образование и

Рис. 6-16. Гранулоцитопоэз. В ходе дифференцировки предшественников гранулоцитов выделяют: миелобласт, промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерный и сегментоядерный гранулоцит. По мере дифференцировки уменьшаются размеры клетки, появляются гранулы в цитоплазме, уплотняется ядро и изменяется его форма (от округлой к сегментированной) [45].
Рис. 6-16. Гранулоцитопоэз. В ходе дифференцировки предшественников гранулоцитов выделяют: миелобласт, промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерный и сегментоядерный гранулоцит. По мере дифференцировки уменьшаются размеры клетки, появляются гранулы в цитоплазме, уплотняется ядро и изменяется его форма (от округлой к сегментированной) [45].

123

накопление гранул продолжается в течение последующих трёх клеточных делений. Ядро постепенно приобретает бобовидную форму, хроматин становится конденсированнее.

Метамиелоцит. В результате делений миелоцитов образуются нейтрофильный, эозинофильный и базофильный метамиелоциты. Размеры этих клеток ещё меньше (12–14 мкм); содержание специфических гранул значительно больше, чем на предыдущей стадии. В ядре появляются глубокие вырезки, хроматин ещё более конденсирован. Способность к митозу утрачивается.

Палочкоядерный гранулоцит. Метамиелоциты дифференцируются в палочкоядерные гранулоциты – клетки, непосредственно предшествующие зрелым формам. Их размер составляет 10-12 мкм, ядро имеет подковообразную форму. Эти клетки уже могут выходить в кровоток и составляют 3–5% общего количества циркулирующих лейкоцитов.

Сегментоядерный гранулоцит. Палочкоядерные гранулоциты дифференцируются в зрелые формы– сегментоядерные. Сегментированное ядро содержит плотный хроматин.

  • Сдвиг влево – увеличение относительного содержания палочкоядерных форм – возникает при выбросе в кровь незрелых форм нейтрофилов, что свидетельствует об усилении кроветворения вследствие потери крови или наличия очага острого воспаления.

Моноцитопоэз

Моноциты и гранулоциты имеют общую клетку-предшественницу– колониеобразующую единицу гранулоцитов и моноцитов (CFU-GM), образующуюся из полипотентной колониеобразующей единицы миелопоэза (CFU-GEMM). При развитии моноцитов выделяют две стадии – монобласт и промоноцит. До достижения стадии зрелого моноцита клетки проходят три деления. Постепенно уменьшается размер клеток, и появляется углубление в ядре. Все зрелые моноциты покидают костный мозг вскоре после формирования. В течение 2–4 суток моноциты находятся в кровотоке, а затем мигрируют в ткани.

Тромбоцитопоэз

Тромбоцитам дают начало самые крупные (30–100 мкм) клетки костного мозга– мегакариоциты (см. рис.9 на вклейке). Тромбоциты формируются путём фрагментации цитоплазмы мегакариоцита. Клетка образует протромбоцитарную псевдоподию, проникающую через стенку синуса в его просвет, от которой происходит отделение тромбоцитов.

Мегакариобласт – предшественник мегакариоцита. Эта клетка– потомок унипотентной клетки-предшественницы мегакариоцитов (CFU-Meg), берущей начало от полипотентной колониеобразующей единицы миелопоэза (CFU-GEMM).

Мегакариоцит (рис. 6-17). Из мегакариобласта образуется очень крупная (десятки мкм) клетка– мегакариоцит. Для него характерно полиплоидное и дольчатое ядро с диффузно распределённым хроматином. Цитоплазма слабо базофильна и содержит мелкую зернистость, обусловленную появлением в клетке мелких базофильных гранул. В дальнейшем формируются везикулы и

124

Рис. 6-17 Дифференцировка мегакариоцита По мере созревания мегакариоцит увеличивается в размерах, ядро становится дольчатым Образуется развитая система демаркационных мембран, по которым происходит отделение тромбоцитов [64]
Рис. 6-17 Дифференцировка мегакариоцита По мере созревания мегакариоцит увеличивается в размерах, ядро становится дольчатым Образуется развитая система демаркационных мембран, по которым происходит отделение тромбоцитов [64]

демаркационные мембраны; количество свободных рибосом и выраженность гранулярной эндоплазматической сети уменьшаются. В цитоплазме зрелого мегакариоцита различают три зоны: перинуклеарную, промежуточную и наружную. Перинуклеарная зона содержит комплекс Гольджи, гладкую и гранулярную эндоплазматическую сеть, гранулы, центриоли и трубочки. Эта зона остаётся связанной с ядром после отделения тромбоцитов. Промежуточная зона содержит развитую систему взаимосвязанных пузырьков и трубочек (демаркационная мембранная система), переходящую в клеточную мембрану и выполняющую разграничительную функцию при формировании тромбоцитарных полей. Наружная (краевая) зона содержит элементы цитоскелета и пересекается мембранами, связанными с системой демаркационных мембран.

Лимфоцитопоэз

Из стволовой кроветворной клетки (CFU-blast) происходит полипотентная колониеобразующая единица лимфоцитопоэза (CFU-Ly). В-лимфоциты образуются в костном мозге, созревание Т-лимфоцитов происходит в тимусе. При образовании лимфоцитов выделяют две стадии – лимфобласт и пролимфоцит. Лимфобласт намного крупнее зрелого лимфоцита. Главная особенность лимфоцитопоэза – постепенное и значительное уменьшение клеточного объёма. Однако многие циркулирующие лимфоциты реагируют на антигенную стимуляцию увеличением объёма клетки, приобретая морфологию лимфобласта. В отличие от других клеток крови лимфоциты могут пролиферировать и вне костного мозга. Это происходит в тканях иммунной системы в ответ на антигенную стимуляцию.

Дифференцировка В-лимфоцитов. Принято выделять шесть стадий созревания В-клеток: про-В-клетка; пре-В-клетка; В-клетка, экспрессирующая мембранные Ig; активированная В-клетка; В-лимфобласт; плазматическая клетка, секретирующая Ig.

Дифференцировка Т-лимфоцитов происходит в тимусе из клеток-предшественниц, поступающих в вилочковую железу из костного мозга. Зрелые Т-лимфоциты покидают тимус, их обнаруживают в периферической крови и лимфоидных органах.

Факторы гемопоэза

Образование клеток крови стимулируют гемопоэтические факторы роста – фактор стволовых клеток (SCF), колониестимулирующие факторы (CSF),

125

интерлейкины, эритропоэтин, лептин, тромбопоэтин (табл. 6-1). На кроветворение влияют фолиевая кислота и витамин В12, участвующие в синтезе ДНК в ходе массового образования новых клеток крови. Дифференцировку кроветворных клеток контролируют факторы транскрипции.

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КРОВИ

Эритроциты

При рождении и в первые часы жизни количество эритроцитов в крови повышено и составляет 6,0-7,0×1012/л. У новорождённых наблюдают анизоцитоз с преобладанием макроцитов, а также повышенное содержание ретикулоцитов. В течение первых суток постнатального периода количество эритроцитов снижается, к 10–14-м суткам достигает уровня взрослого и продолжает снижаться. Минимальный показатель наблюдается на 3–6-м месяце жизни

Таблица 6-1. Факторы гемопоэза

Фактор Источник, эффекты
Фактор стволовых клеток SCF Способствует выживанию, пролиферации и миграции ранних потомков стволовой кроветворной клетки
Колониестимулирующий фактор гранулоцитов и моноцитов/макрофагов GM-CSF Продуцирует моноциты, Т-лимфоциты, фибробласты, клетки эндотелия. Стимулирует пролиферацию практически всех классов ранних клеток-предшественниц гранулоцитов и макрофагов
Колониестимулирующий фактор гранулоцитов G-CSF Продуцирует макрофаги и фибробласты. Стимулирует дифференцировку CFU-G в унипотентные клетки-предшественницы нейтрофилов и базофилов
Колониестимулирующий фактор макрофагов M-CSF Продуцирует макрофаги и фибробласты. Стимулирует CFU-GM и CFU-M к дифференцировке в моноциты/ макрофаги. Оказывает противоопухолевое действие
Лептин Стимулирует пролиферацию стволовых кроветворных клеток
Интерлейкин-1 Стимулирует клетки эндотелия, Т-лимфоциты, макрофаги, фибробласты к синтезу и секреции факторов роста
Интерлейкин-3 Вырабатывается Т-лимфоцитами и клетками стромы костного мозга. Действует на CFU-blast и CFU-GEMM. Поддерживает размножение практически всех классов ранних клеток-предшественниц
Интерлейкин-5 Наряду с ИЛЗ и GM-CSF стимулирует образование эозинофилов
Интерлейкин-7 Продуцируется клетками стромы костного мозга. Способствует образованию Т- и В-лимфоцитов
Эритропоэтин Синтезируется в почке. Регулирует эритропоэз, стимулируя пролиферацию и дифференцировку CFU-E
Тромбопоэтин Синтезируется в печени. Способствует пролиферации предшественников мегакариоцитов, их созреванию и увеличению количества тромбоцитов, а также выживанию и пролиферации стволовых кроветворных клеток

126

(физиологическая анемия), когда снижен уровень эритропоэтина. Это связано с уменьшением синтеза эритропоэтина в печени и началом его выработки в почке. На 3–4-м году жизни количество эритроцитов снижено (ниже, чем у взрослого), т.е. в 1 л их содержится менее 4,5×1012. Содержание эритроцитов достигает нормы взрослого в период полового созревания.

Лейкоциты

Количество лейкоцитов у новорождённых повышено и составляет 10–30×109/л. Число нейтрофилов составляет 60,5%, эозинофилов– 2%, базофилов– 0,2%, моноцитов– 1,8%, лимфоцитов– 24%. В течение первых двух недель количество лейкоцитов снижается до 9-15×109/л, к 4 годам уменьшается до 7-13×109/л, а к 14 годам достигает уровня, характерного для взрослого. Соотношение нейтрофилов и лимфоцитов меняется, что обусловливает возникновение так называемых физиологических перекрестов.

Первый перекрест. У новорождённого соотношение содержания этих клеток такое же, как у взрослого. В последующем содержание нейтрофилов падает, а лимфоцитов возрастает, так что на 3-й–4-е сутки их количество уравнивается. В дальнейшем количество нейтрофилов продолжает снижаться и к 1–2 годам достигает 25%. В этом же возрасте количество лимфоцитов составляет 65%.

Второй перекрест. В течение следующих лет число нейтрофилов постепенно повышается, а лимфоцитов – понижается, так что у четырёхлетних детей эти показатели снова уравниваются и составляют по 35% общего количества лейкоцитов. Количество нейтрофилов продолжает повышаться, а лимфоцитов – снижаться, и к 14 годам эти показатели соответствуют таковым у взрослого.

127


На главную
Комментарии
Войти
Регистрация
Status: 408 Request Timeout