Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
23
III. КРОВЬ И ЛИМФА
Кровь и лимфа развиваются в эмбриональном периоде из мезенхимы и далее – из полипотентных стволовых клеток крови (СКК). Первые клетки крови развиваются у человека вместе с сосудами в стенке желточного мешка, а затем в различных участках тела зародыша (печень, красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы).
Кровь циркулирует по кровеносным сосудам, поставляя всем органам кислород (из легких), питательные вещества (из кишечника), гормоны и др. и перенося от них к легким углекислый газ (СО2) и к органам выделения метаболиты, подлежащие обезвреживанию и выведению. Таким образом, важнейшими функциями крови являются:
дыхательная (перенос кислорода из легких во все органы и углекислоты из органов в легкие);
трофическая (доставка органам питательных веществ);
защитная (обеспечение гуморального и клеточного иммунитета, свертывание крови при травмах);
выделительная (удаление и транспортировка в почки в почки продуктов обмена веществ);
гомеостатическая (поддержание постоянства внутренней среды организма, в том числе иммунного гомеостаза);
регуляторная (перенос гормонов, факторов роста и других биологически активных веществ, осуществляющих регуляцию разнообразных функций).
Лимфа находится в лимфатических сосудах и обеспечивает отток тканевой жидкости от всех органов, а также постоянное перемещение лимфоцитов – основных клеток обеспечивающих иммунные реакции. Вместе с кровью и рыхлой соединительной тканью лимфа составляет внутреннюю среду организма, участвует в защитных реакциях и поддержании иммунного гомеостаза.
Плазма крови
Плазма крови представляет собой межклеточное вещество жидкой консистенции. Она состоит из воды (90-93%) и сухого вещества (7-10%), в котором 6,6-8,5% белков и 1,5-3,5% других органических и минеральных соединений. К основным белкам плазмы крови относятся альбумины, глобулины, фибриноген и компоненты комплемента. Выработка белков плазмы осуществляется клетками печени (за исключением γ-глобулинов, которые продуцируются плазматическими клетками).
Сыворотка крови – жидкость, оставшаяся после свертывания крови. По своему составу она сходна с плазмой крови, однако в ней отсутствуют фибриноген и факторы свертывания.
Форменные элементы крови
К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки(тромбоциты). Из них только лейкоциты являются истинными клетками; эритроциты и тромбоциты человека относятся к постклеточным структурам.
Концентрации форменных элементов определяют при анализе крови в расчете на 1мкл (1мм3) или1 л крови. Результаты анализа записываются в виде гемограммы, которая включает данные о количестве всех форменных элементов крови, их морфологических особенностей (изменения величины, формы, окраски, наличие патологических типов), соотношении различных видов лейкоцитов, СОЭ (скорость оседания эритроцитов), содержании гемоглобина, цветном показателе, гематокритном числе и др. (Табл.1).
Таблица 1
Гемограмма (без лейкоцитарной формулы)
|
Эритроциты (1012/л) |
Гемоглобин (г/л) |
Ретикулоциты (%) |
СОЭ (мм/час) |
Тромбоциты (109/л) |
Лейкоциты (109/л) |
Гематокрит % |
|
4 - 5,5 |
130 - 160 |
0,5 - 1 |
4 - 9 |
200 - 400 |
3 - 8 |
40/60 |
ЭРИТРОЦИТЫ
Эритроциты, или красные кровяные тельца, наиболее многочисленные форменные элементы крови. У человека и млекопитающих представляют собой безъядерные клетки, неспособные к делению. Количество эритроцитов у взрослого мужчины составляет 3,9-5,5х 1012/л, а у женщин – 3,7-4,9х1012/л крови. Эритроциты образуются в красном костном мозге. Продолжительность жизни эритроцитов составляет около 120 дней, а затем старые эритроциты разрушаются макрофагами селезенки и печени. Число эритроцитов у здоровых людей может варьировать в зависимости от возраста, эмоциональной и мышечной нагрузки, действия экологических факторов и др.
Эритроциты выполняют свои функции в кровеносных сосудах, которые в норме они не покидают.
Функции эритроцитов:
дыхательная, обеспечивается наличием в эритроцитах гемоглобина (железосодержащий белковый пигмент), который определяет их цвет;
регуляторная и защитная – обеспечиваются благодаря способности эритроцитов переносить на своей поверхности биологически активные вещества, в том числе иммуноглобулины.
Строение эритроцитов
Популяция эритроцитов неоднородна.
Форма эритроцитов. В норме в крови человека 80-90% составляют эритроциты двояковогнутой формы – дискоциты. У здорового человека незначительная часть эритроцитов может иметь форму, отличающуюся от обычной: встречаются планоциты (с плоской поверхностью) и стареющие формы:сфероциты (шаровидные); эхиноциты (шиповидные); стоматоциты (куполообразные). Такое изменение формы обычно связано с аномалиями мембраны или гемоглобина у стареющих эритроцитов. При различных заболеваниях крови (анемиях, наследственных заболеваниях и др.) отмечается пойкилоцитоз – нарушения формы эритроцитов (примеры патологических формы эритроцитов: акантоциты, овалоциты, кодоциты, дрепаноциты (серповидные) шистоциты и др.)
Размеры эритроцитов. 70% эритроцитов у здоровых людей – нормоциты с диаметром от 7,1 до 7,9 мкм. Эритроциты с диаметром менее 6,9 мкм называют микроцитами, эритроциты с диаметром более 8 мкм называются макроцитами, эритроциты с диаметром 12 мкм и более – мегалоцитами. В норме количество микро- и макроцитов составляют по 15%. В том случае, когда количество микроцитов и макроцитов превышает пределы физиологической вариации, говорят об анизоцитозе. Анизоцитоз является ранним признаком анемии, а его степень говорит о тяжести анемии.
Ретикулоциты. Обязательной составной частью популяции эритроцитов являются их молодые формы (1-5% от общего числа эритроцитов) – ретикулоциты, или полихромотофильныеэритроциты.
Плазмолемма эритроцитов имеет толщину около 20 нм, состоит из бислоя липидов и многочисленных интегральных и периферических белков, участвующих в транспортных процессах и обеспечивающих прикрепление элементов цитоскелета. В состав цитоскелета эритроцитов входят: примембранный белок спектрин, внутриклеточный белок анкирин, мембранные белки гликоферин ибелки полос 3 и 4. Спектрин участвует в поддержании двояковогнутой формы. Анкирин связывает спектрин с трансмембранным белком полосы 3. Гликоферин пронизывает плазмолемму и выполняет рецепторные функции. Олигосахариды гликолипидов и гликопротеидов образуют гликокаликс. Они определяют антигенный состав эритроцитов. По содержанию агглютиногенов и агглютининов различают 4 группы крови. На поверхности эритроцитов имеется также резус-фактор – агглютиноген.
Цитоплазма эритроцитов состоит из воды (60%) и сухого остатка (40%), содержащего около 95% гемоглобина. Гемоглобин является дыхательным пигментом, имеющим в своем составе железосодержащую группу (гем).
Лейкоциты
Лейкоциты или белые кровяные клетки, представляют собой группу морфологически и функционально разнообразных подвижных форменных элементов циркулирующих в крови, могут переходить через стенку сосудов в соединительную ткань органов, где они выполняют защитные функции. Концентрация лейкоцитов у взрослого человека составляет 4-9х109/л. Величина этого показателя может варьировать в связи со временем суток, приемом пищи, характером выполняемой работы и другими факторами. Поэтому исследование показателей крови является необходимым для установления диагноза и назначения лечения.
Лейкоцитоз - увеличение концентрации лейкоцитов в крови (чаще всего при инфекционных и воспалительных заболеваниях).
Лейкопения – снижение концентрации лейкоцитов в крови (в результате тяжелых инфекционных процессов, токсических состояний, облучения).
По морфологическим признакам, из которых ведущим служит присутствие в их цитоплазме специфических гранул, и биологической роли лейкоциты подразделяют на две группы:
зернистые лейкоциты, или гранулоциты;
незернистые лейкоциты, или агранулоциты.
ГРАНУЛОЦИТЫ (ЗЕРНИСТЫЕ ЛЕЙКОЦИТЫ)
К гранулоцитам относятся нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты. Для группы гранулоцитов характерно наличие сегментированных ядер и специфической зернистости в цитоплазме. Они образуются в красном костном мозге. Продолжительности жизни гранулоцитов в крови – от 3 до 9 дней.
Нейтрофильные гранулоциты - составляют 48 – 78% от общего числа лейкоцитов, их размер в мазке крови составляет 10-12 мкм. В зрелом сегментоядерном нейтрофиле ядро содержит 3–5 сегментов, соединенных тонкими перемычками. Для женщин характерно наличие в ряде нейтрофилов полового хроматина в виде барабанной палочки – тельце Барра.
Функции нейтрофильных гранулоцитов:
уничтожение микроорганизмов;
разрушение и переваривание поврежденных клеток;
участие в регуляции деятельности других клеток.
Ядро нейтрофильных гранулоцитов имеет неодинаковое строение в клетках разной степени зрелости. На основании строения ядра различают юные, палочкоядерные и сегментоядерныенейтрофилы. Первые два вида - молодые клетки. Юные нейтрофилы (0,5%) имеют бобовидное ядро.Палочкоядерные нейтрофилы (1 - 6%) имеют сегментированное ядро в форме буквы S, изогнутой палочки или подковы. Увеличение в крови юных или палочкоядерных нейтрофилов свидетельствует о наличии воспалительного процесса или кровопотери, и такое состояние называют сдвигом влево. Сегментоядерные нейтрофилы (65%) имеют дольчатое ядро, представленное 3-5 сегментами.
Цитоплазма нейтрофилов слабооксифильна, в ней можно различить два типа гранул:неспецифические (первичные, азурофильные) и специфические (вторичные). Неспецифические гранулы являются первичными лизосомами и содержат лизосомальные ферменты и миелопероксидазу. Миелопероксидаза из перекиси водорода продуцирует молекулярный кислород, обладающий бактероцидным действием. Специфические гранулы содержат бактериостатические и бактериоцидные вещества – лизоцим, щелочную фосфатазу и лактоферрин. Лактоферрин связывает ионы железа, что способствует склеиванию бактерий.
Так как основная функция нейтрофилов - фагоцитоз, их еще называют микрофагами. Фагосомы с захваченной бактерией сначала сливаются со специфическими гранулами, ферменты которых убивают бактерию. Позднее к этому комплексу присоединяются лизосомы, гидролитические ферменты которых переваривают микроорганизмы.
Эозинофильные гранулоциты составляют 0,5-5% всех лейкоцитов. Их диаметр в мазке крови 12-14 мкм.
Функции эозинофильных гранулоцитов:
антипаразитарная и антипротозойная;
участие в аллергических и анафилактических реакциях.
Ядро имеет обычно два сегмента, в цитоплазме содержатся два типа гранул – специфические оксифильные и неспецифические азурофильные (лизосомы). Для специфических гранул характерно наличие в центре гранулы кристаллоида, который содержит главный основной белок, богатый аргинином (обуславливает эозинофилию гранул) и обладает мощным антигельминтным, антипротозойным и антибактериальным эффектом. Эозинофилы с помощью фермента гистаминазы способствуют снижению гистамина в тканях.
Базофильные гранулоциты самая малочисленная группа (0-1%) лейкоцитов и гранулоцитов. Диаметр в мазке крови составляет 11-12 мкм.
Функции базофильных гранулоцитов:
регуляторная, гоместатическая – гистамин и гепарин, содержащиеся в специфических гранулах базофилов, участвуют в регуляции процесса свертывания крови и проницаемости сосудов;
участие в иммунологических реакциях аллергического характера.
Фагоцитарная активность базофильных гранулов выражена слабо.
Ядра базофильных гранулоцитов слабо дольчатые, цитоплазма заполнена крупными гранулами, нередко маскирующими ядро и обладающими метахромазией, т.е. способностью изменять цвет примененного красителя. Метахромазия обусловлена наличием гепарина. В гранулах содержатся также гистамин, серотонин, ферменты пероксидаза и кислая фосфатаза. Быстрая дегрануляция базофилов происходит при реакциях гиперчувствительности немедленного типа (при астме, анафилаксии, аллергическом рините), действие выделяющиеся при этом веществ приводит к сокращению гладких мышц, расширению сосудов и повышению их проницаемости.
АГРАНУЛОЦИТЫ (НЕЗЕРНИСТЫЕ ЛЕЙКОЦИТЫ)
К агранулоцитам относятся лимфоциты и моноциты. В отличие от гранулоцитов агранулоциты:
не содержат в цитоплазме специфической зернистости;
их ядра не сегментированы.
Лимфоциты составляют в крови 20-35% от всех лейкоцитов. Их размеры варьируют от 4 до 10 мкм. Различают малые (4,5-6 мкм), средние (7-10 мкм) и большие лимфоциты (10 мкм и более). Большие лимфоциты (молодые формы) у взрослых в периферической крови практически отсутствуют, встречаются лишь у новорожденных и детей.
Функции лимфоцитов:
обеспечение реакций иммунитета;
регуляция деятельности клеток других типов в иммунных реакциях.
Для лимфоцитов характерно округлое или бобовидное, интенсивно окрашенное ядро, так как содержит много гетерохроматина и узкий ободок цитоплазмы. В цитоплазме содержится небольшое количество азурофильных гранул (лизосом). По происхождению и функции различают Т-лимфоциты (образуются из стволовых клеток костного мозга и созревают в тимусе), В-лимфоциты (образуются в красном костном мозге). В-лимфоциты составляют около 30% циркулирующих лимфоцитов. Их главная функция – участие в выработке антител, т.е. обеспечение гуморального иммунитета. При действии антигенов они дифференцируются в плазмоциты, которые вырабатывают защитные белки – иммуноглобулины (Ig), которые поступают в кровь и уничтожают чужеродные вещества. Т-лимфоциты составляют около 70% циркулирующих лимфоцитов. Основными функциями этих лимфоцитов являются обеспечение реакций клеточного иммунитета и регуляция гуморального иммунитета (стимуляция или подавление дифференцировки В-лимфоцитов). Среди Т-лимфоцитов выявлено несколько групп: Т-хелперы, Т-супрессоры, цитотоксические клетки (Т-киллеры).
Продолжительность жизни лимфоцитов варьирует от нескольких недель до нескольких лет. Т-лимфоциты являются популяцией долгоживущих клеток.
Моноциты составляют от 2 до 9% от всех лейкоцитов циркулирующей крови числа . Являются самыми крупными клетками крови, их размер - 18-20 мкм в мазке крови.
обеспечение реакций неспецифической защиты организма против микробов, опухолевых и зараженных вирусами клеток;
участие в специфических иммунных реакциях;
захват и внутриклеточное переваривание различных стареющих и погибших клеток и постклеточных структур.
Строение моноцитов. Ядра моноцитов – крупные, разнообразной формы – подковообразные, бобовидные, редко дольчатые, более светлые, чем у лимфоцитов, гетерохроматин рассеян мелкими зернами по всему ядру. Цитоплазма моноцитов имеет больший, чем у лимфоцитов объем. Бледная голубовато-серая (на окрашенном мазке) цитоплазма, содержит азурофильную зернистость (многочисленные лизосомы), полирибосомы, пиноцитозные пузырьки, фагоцитарные вакуоли.
Функция моноцитов
Моноциты крови являются фактически незрелыми клетками, находящимися на пути из костного мозга в ткани. Они циркулируют в крови около 2-4 суток, затем мигрируют в соединительную ткань, где из них образуются макрофаги.
Главная функция моноцитов и образующихся из них макрофагов – фагоцитоз. Различные вещества, образующиеся в очагах воспаления и разрушения ткани, привлекают сюда моноциты (агенты хемотаксиса) и активируют моноциты/макрофаги. В результате активации увеличивается размер клетки, образуются выросты типа псевдоподий, усиливается метаболизм, и клетки выделяют биологически активные вещества цитокины- монокины, такие как интерлейкины (ИЛ-1, ИЛ-6), фактор некроза опухолей, интерферон, простагландины эндогенные пирогенны и др.
Кровяные пластинки или тромбоциты представляют собой циркулирующие в крови безъядерные фрагменты цитоплазмы гигантских клеток красного костного мозга – мегакариоцитов. Тромбоциты имеют округлую или овальную формы, размеры тромбоцитов 2-5 мкм. Общее количество тромбоцитов в крови взрослого человека колеблется от 200 до 400х109/л. Продолжительность жизни тромбоцита – 8 дней. Старые и дефектные тромбоциты разрушаются в селезёнке (где депонируется одна треть всех тромбоцитов), печени и костном мозге. Тромбоцитопения – снижение числа тромбоцитов, наблюдается при нарушениях деятельности красного костного мозга, при СПИДе.Тромбоцитоз – увеличение числа тромбоцитов в крови, наблюдается при усиленной выработке в костном мозге, при удалении селезенки, при болевом стрессе, в условиях высокогорья.
Функции тромбоцитов:
остановка кровотечения при повреждении стенки сосудов (первичный гемостаз);
обеспечение свертывания крови (гемокоагуляция) - вторичный гемостаз;
участие в реакциях заживления ран;
обеспечение нормальной функции сосудов (ангиотрофическая функция).
Строение тромбоцитов
В световом микроскопе каждая пластинка имеет более светлую периферическую часть, называемуюгиаломером и центральную более темную, зернистую часть, называемую грануломером. На поверхности тромбоцитов имеется толстый слой гликокаликса с большим содержанием рецепторов к различным активаторам и факторам свёртывания крови. Гликокаликс образует мостики между мембранами соседних тромбоцитов при их агрегации. Плазмолемма образует инвагинации с отходящими канальцами, которые участвуют в экзоцитозе гранул и эндоцитозе. В тромбоцитах хорошо развит цитоскелет, представленный актиновыми микрофиламентами, пучками микротрубочек и промежуточными виментиновыми филаментами. Большую часть элементов цитоскелета и две системы трубочек содержит гиаломер. Грануломер содержит органеллы, включения и специальные гранулы нескольких типов:
ά-гранулы – самые крупные (300-500 нм), содержат белки гликопротеины, принимающие участие в процессах свертывания крови, факторы роста.
δ-гранулы, немногочисленные, накапливают серотонин, гистамин, ионы кальция, АДФ и АТФ.
λ-гранулы: мелкие гранулы. содержащие лизосомные гидролитические ферменты и фермент пероксидазу.
Содержимое гранул при активации выделяется по открытой системе каналов, связанных с плазмолеммой.
В кровотоке тромбоциты представляют собой свободные элементы, не слипающиеся ни друг с другом, ни с поверхностью эндотелия сосудов. При этом эндотелиоциты в норме вырабатывают и выделяют вещества, угнетающие адгезию и препятствующие активации тромбоцитов. При повреждении стенки сосуда микроциркуляторного русла, которые наиболее часто травмируются, кровяные пластинки служат основными элементами в остановке кровотечения. В процессе тромбообразования можно выделить следующие этапы:
1) адгезия тромбоцитов – их прилипание к стенке сосуда в области повреждения;
2) агрегация тромбоцитов - слипание друг с другом и образование гемостатической пробки (белого тромба), который закрывает дефект стенки сосуда;
3) свертывание крови (гемокоагуляция);
4) ретракция тромба - уменьшение его объема;
5) разрушение тромба.
Продолжительность жизни тромбоцитов – в среднем 9-10 дней. Стареющие тромбоциты фагоцитируются макрофагами селезенки.
Лимфа
Лимфа состоит из жидкой части (лимфоплазмы) и форменных элементов, которые представлены в основном лимфоцитами (98%), небольшим количеством моноцитов и других лейкоцитов, иногда встречаются эритроциты. По химическому составу лимфоплазма близка к плазме крови, обладает щелочной реакцией, но содержит меньше белков и отличается от плазмы крови по их составу. Она накапливается в лимфатических капиллярах тканей и органов, куда под влиянием осмотического и гидростатического давления, из тканей поступают различные компоненты лимфоплазмы. Из капилляров лимфа перемещается в периферические лимфатические сосуды, по ним – в лимфатические узлы и через крупные лимфатические сосуды вливается в кровь. Состав лимфы постоянно меняется. Различают периферическую лимфу (оттекающую от тканей),промежуточную лимфу (прошедшую через лимфатические узлы) и центральную лимфу(находящуюся в грудном протоке).
Функции лимфы:
1) гоместатическая – поддержание постоянства микроокружения клеток;
2) метаболическая – участие в регуляции обмена веществ;
3) трофическая – транспорт питательных веществ (в основном) из пищеварительного тракта в кровь;
4) защитная – участие в иммунных реакциях.
СКК, обнаруженные гораздо раньше других соматических СК, представляют собой наиболее изученный тип СК.
Во взрослом организме человека СКК в норме локализованы в костном мозге, однако в низких концентрациях они присутствуют также в периферической крови. Богатым источником СКК является пуповинная кровь и плацента. СКК обеспечивают регенерацию клеточных компонентов крови и иммунной системы (эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов, моноцитов и др.)
КЛАСС I. - СТВОЛОВАЯ ГЕМОПОЭТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА (СКК)
СВОЙСТВА СКК:
плюрипотентность: СКК способна к дифференцировке в различных направлениях и даёт начало любому виду форменных элементов крови (эритроцитам, лейкоцитам, кровяным пластинкам), поэтому СКК называют родоначальными клетками.
способность к самоподдержанию: СКК способны поддерживать постоянство численности своей популяции за счёт того, что после деления стволовой клетки одна из дочерних клеток остается стволовой, сохраняя все свойства родительской клетки; вторая дочерняя клетка дифференцируется в полустволовую (коммитированную) стволовую клетку. Такой митоз называется асимметричным.
способность к делению (пролиферации). СКК СКК – долгоживущая клетка; срок её жизни - жизнь индивидуального организма.
устойчивость к действию повреждающих факторов, вероятно вследствие того, что СКК делятся редко; большую часть своей жизни они пребывают в состоянии покоя; при необходимости могут вновь вступать в клеточный цикл (например, при значительных кровопотерях и при воздействии факторов роста).
морфологически СКК не идентифицируются: то есть их нельзя различить обычными методами под световым или электронным микроскопом, СКК выглядит как любой малый лимфоцит, но они имеют свой фенотип (антигенный профиль): для них характерно присутствие на поверхности маркеров CD34+,CD59+, Thy1/CD90+, CD38lo/-, C-kit/cd117+, и отсутствие ряда маркеров, свойственных зрелым клеткам крови (Lin-негативность).
II. КЛАСС - МУЛЬТИПОТЕНТНЫЕ КОММИТИРОВАННЫЕ, частично детерминированные (ПОЛУСТВОЛОВЫЕ) КЛЕТКИ
Мультипотентные коммитированные клетки дают начало форменным элементам кроси нескольких, но не всех, видов.
Этот класс представлен 2 типами клеток:
o родоначальной клеткой миелопоза – КОЕ-ГЭММ: эта клетка даёт начало гранулоцитам, эритроцитам, моноцитам и мегакариоцитам.
o родоначальной клеткой лимфопоэза: эта клетка даёт начало В- и Т-лимфоцитам, натуральным киллерам и некоторым дендритным клеткам.
Клетки этого класса способны к ограниченному самоподдержанию.
Митотическая активность клеток этого класса по-прежнему низкая.
Морфологически не идентифицируются (малые лимфоциты на вид)
КОЛОНИЕОБРАЗУЮЩИЕ ЕДИНИЦЫ
Мультипотентные Коммитированные клетки, как и клетки следующего класса – также называютКОЛОНИЕОБРАЗУЮЩИМИ ЕДИНИЦАМИ (КОЕ), поскольку в экспериментах на летально облученных мышах, которым вводили клетки красного костного мозга здорового донора, они способны образовывать колонии кроветворных клетках в их органах (селезенке). Каждая колония возникает как результат деления одной клетки, поэтому анализируя клеточный состав колонии, можно сделать вывод о потентности клетки, давшей начало этой колонии. Так, если колония смешанная и в ней определяются и эритроциты, и гранулоциты, и мегакариоциты, и моноциты, - родоначальной клеткой этой колонии была мультипотентная клетка КОЕ-ГЭММ, где Г означает «гранулоцит», Э – «эритроцит», ММ – «моноцитов и мегакриоцитов». Таким образом, КОЕ-ГЭММ – значит, что эта клетка даёт селезеночную колонию, состоящую из гранулоцитов (Г), эритроцитов (Э), моноцитов (М) и мегакариоцитов (М).
Если колония состоит только из клеток эритроцитарного ряда, то есть эритроцитов и их предшественников на разных стадиях дифференцировки, то родоначальная клетка этой колонии – унипотентная клетка эритроцитопоэза – КОЕ-Э.
КЛАСС III. УНИПОТЕНТНЫЕ (КОММИТИРОВАННЫЕ) РОДОНАЧАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ (ПРОГЕНИТОРНЫЕ, PROGENITORS)
Клетки этого класса унипотентны - детерминированы в направлении развития только одного конкретного вида форменных элементов (за исключением бипотентной КОЕ-ГМ, дающей начало двум типам клеток: унипотентной КОЕ для нейтрофильных гранулоцитов и унипотентной КОЕ для моноцитов);
Для клеток этого класса характерен низкий потенциал самоподдержания;
митотическая активность выше, чем у клеток 2-го класса;
морфологически не идентифицируются (малый лимфоцит);
при трансплантации в эксперименте образуют «чистые» колонии, состоящие из одного вида форменных элементов.
Этот класс включает следующие типы клеток:
БОЕ-Э и КОЕ-Э – родоначальные клетки эритроцитопоэза.
БОЕ-Э (от английского слова burst – «взрыв) названа так по своей способности быстро (взрывоподобно) образовывать колонию эритроидных клеток; отличается от КОЕ-Э более высокой пролиферативной активностью, высокой чувствительностью к интерлейкину-3 и низкой чувстительностью к эритропоэтину; при делении образует клоны КОЕ-Э;
КОЕ-Мег – родоначальная клетка мегакариоцитов, при фрагментации которых образуются кровяные пластинки;
КОЕ-ГМ - родоначальная клетка нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов, дающая началоКОЕ-Г(н) и КОЕ-Мо;
КОЕ-Баз - родоначальная клетка базофильных гранулоцитов;
КОЕ-Эо - родоначальная клетка эозинофильных гранулоцитов;
коммитированные клетки лимфоцитопоэза - про-В-лимфоциты и про-Т-лимфоциты.
КЛАСС IY. КЛЕТКИ-ПРЕДШЕСТВЕННИКИ (БЛАСТЫ, PRECURSORS)
клетки этого класса представляют отдельные линии развития форменных элементов;
пролиферативная активность клеток-предшественников ограничена, но выше, чем у представителей 3-го класса;
клетки этого класса не обладают способностью к самоподдержанию;
морфологически распознаваемые: хотя все клетки этого класса сходны друг с другом, их можно идентифицировать при использовании стандартных методов окраски, не прибегая к выявлению иммуноцитохимических маркеров. Все представители этого класса имеют вид крупных клеток с высоким ядерно-цитоплазматическим отношением: то есть большую часть объёма клетки занимает светлое овальное ядро, в котором хорошо определяются ядрышки; цитоплазма клеток окрашена базофильно.
КЛАСС Y. СОЗРЕВАЮЩИЕ КЛЕТКИ
Клетки этого класса подвергаются структурной и функциональной дифференцировке, в ходе которой утрачивают способность к делению (за исключением лимфоцитов и моноцитов).
Все представителя этого класса идентифицируются морфологически на мазках красного костного мозга.
КЛАСС YI . ЗРЕЛЫЕ (ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ) ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ЦИРКУЛИРУЮЩИЕ В КРОВИ
ДИФФЕРОН - совокупность всех клеток, составляющих ту или иную линию дифференцировки от стволовых (наименее дифференцированных) клеток до терминально дифференцированных (наиболее зрелых) клеток.
ДИФФЕРОН ЭРИТРОЦИТАРНОГО РЯДА
СКК → КОЕ-ГЭММ → БОЕ-Э → КОЕ-Э → → ЭРИТРОБЛАСТ → БАЗОФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ → ПОЛИХРОМАТОФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ→ → ОКСИФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ → РЕТИКУЛОЦИТ →
→ ЭРИТРОЦИТ
Проэритробласт - клетка диаметром 13-18 μm; имеет крупное сферическое ядро с 1-2 отчётливыми ядрышками и тонкий ободок базофильной цитоплазмы.
Базофильный эритробласт имеет более плотное ядро по сравнению с бластом и резко базофильную (ярко-синюю) цитоплазму.
Полихроматофильный эритробласт имеет меньший размер, отличается окраской цитоплазмы серых тонов, иногда с розоватым или синеватым оттенком. Ядро маленькое, расположено эксцентрично.
Оксифильный эритробласт имеет цитоплазму, окрашенную резко эозинофильно (в розовый или оранжевый цвет); очень маленькое тёмное ядро лежит на периферии клетки.
ДИФФЕРОН НЕЙТРОФИЛЬНЫХ ГРАНУЛОЦИТОВ
СКК → КОЕ-ГЭММ → КОЕ-ГнМ → КОЕ-Гн → МИЕЛОБЛАСТ → ПРОМИЕЛОЦИТ → МИЕЛОЦИТ → → МЕТАМИЕЛОЦИТ→ ПАЛОЧКОЯДЕРНЫЙ НЕЙТРОФИЛ → СЕГМЕНТОЯДЕРНЫЙ НЕЙТРОФИЛ
Миелобласт – крупная клетка с округлым или овальным ядром, содержащим дисперсный хроматин и хорошо выраженное ядрышко; цитоплазма слабо базофильна.
Промиелоцит – несколько крупнее миелобласта, по внешнему виду напоминает миелобласт, но в отличие от миелобласта, в цитоплазме промиелоцита обнаруживаются неспецифические азурофильные гранулы (на поздних стадиях появляются специфические гранулы).
Миелоцит имеет округлое или овальное ядро с более конденсированным хроматином, чем хроматин ядра промиелоцита, и значительное количество специфических гранул, благодаря чему можно отличить нейтрофильный, эозинофильный и базофильный миелоциты.
Метамиелоцит (нейтрофильный, эозинофильный, базофильный) отличается от миелоцита формой ядра: оно становится бобовидным. Кроме того, в метамиелоцитах происходит дальнейшее накопление специфической зернистости. Метамиелоцит изредка встречается в мазке периферической крови, где его называют юным гранулоцитом (в норме до 0.5% от всех лейкоцитов).
Палочкоядерные гранулоциты (нейтрофильный, эозинофильный, базофильный) отличаются от метамиелоцитов характерной формой ядра: в виде латинской буквы S или подковы.
Зрелые гранулоциты (нейтрофильный, эозинофильный, базофильный) имеют сегментированное ядро. Типы гранулоцитов различаются по специфическим гранулам в их цитоплазме: при окраске по Романовскому-Гимза нейтрофилы имеют в цитоплазме эозинофилов гранулы крупные, сферические, ярко эозинофильные, гранулы базофилов - самые крупные, метахроматически окрашены, маскируют более светлоокрашенное ядро.
Мегакариоциты – очень крупные клетки (до 150 мкм в диаметре) с крупными дольчатыми ядрами; цитоплазма окрашивается слабо-базофильно.
СК дают начало прогениторным клеткам и клеткам-предшественникам, которые делятся и дифференцируются в зрелые клетки определенного типа ткани. Такие клетки называют еще коммитированными. Прогениторные клетки гемопоэза, например, ответственны за восстановление состава крови после их трансплантации в опустошенный в результате облучения костный мозг, после проведения химиотерапии у онкологических больных. Клетки предшественники образуют дифференцированные клетки через ряд поколений промежуточных клеток, становящихся все более зрелыми.
Эритропоэз
Эритропоэз - процесс образования и созревания эритроцитов протекает в миелоидной ткани по следующей схеме:
ССК- КОЕ-ГЭММ – БОЕ-Э – КОЕ-Э – проэритробласт- базофильный эритробласт – полихроматофильный эритробласт – оксифильный эритробласт – геморетикулоцит – эритроцит.
БОЕ-Э – взрывообразующая, или бурст-образующая, единица (от англ. burst – взрыв) по сравнению с КОЕ-Э является менее дифференцированной. БОЕ-Э характеризуется более высокой пролиферативной активностью и может при интенсивном размножении быстро образовать крупную колонию клеток. БОЕ-Э малочувствительна к эритропоэтину и вступает в фазу размножения под влиянием интерлейкина-3.
КОЕ-Э – по сравнению с БОЕ-Э более зрелая клетка. Она чувствительна к эритропоэтину и размножается под его влиянием. Эритропоэтин – глюкопротеиновый гормон, который образуется в юкстагломерулярном аппарате почки или в печени в ответ на снижение парциального давления кислорода в крови и запускает эритропоэз из КОЕ-Э.
При дифференцировке предшественников эритроцитов в зрелые эритроциты происходят следующие процессы:
уменьшение размеров клетки;
выработка и накопление гемоглобина в цитоплазме;
постепенное снижение числа органелл;
изменение окраски цитоплазмы от базофильной (в связи с большим числом полирибосом) до оксифильной (обусловленной накоплением гемоглобина);
снижение, а в дальнейшем утрата способности к делению;
уменьшение размера, конденсация хроматина и выталкивание ядра из клетки.
Проэритробласт - клетка диметром 14-18 мкм, имеющая большое круглое ядро с мелкозернистым хроматином, 1-2 ядрышка. Слабобазофильная цитоплазма содержит свободные рибосомы и полисомы.
Базофильный эритробласт отличается меньшими размерами, чем проэритробласт (13-16мкм), более плотным и темно окрашенным ядром и резко выраженной базофилией цитоплазмыв связи с накоплением полисом, в которых начинается синтез гемоглобина.
Полихроматофильный эритробласт характеризуется более мелкими размерами, чем базофильный эритробласт (10-12 мкм). Его ядро содержит много гетерохроматина, глыбки которого распределены в виде спиц колеса. Цитоплазма окрашивается как основными, так и кислыми красителями, благодаря накоплению в ней гемоглобина и снижению количества рибосом и полисом. В результате она приобретает серо-фиолетовый цвет.
Оксифильный эритробласт (нормобласт) – клетка небольшого размера (8-10 мкм), имеющая мелкое пикнотическое ядро, расположенное эксцентрично. В цитоплазме содержится много гемоглобина, обеспечивающего ее оксифильную окраску. Клетка утрачивает способность к делению. На стадии превращения оксифильного эритробласта в геморетикулоцит происходит выталкивание ядра из клетки.
Геморетикулоцит – безъядерная (постклеточная) структура с небольшим содержанием рибосом, при окраске выявляются в виде базофильной сеточки. Его оксифильная цитоплазма почти полностью заполнена гемоглобином. При выходе в кровь ретикулоцит созревает в ретикулоцит в течение 24-48 часов.
Эритроцит – это клетка диаетром 7-8мкм, образующаяся на конечной стадии дифференцировки клеток эритроидного ряда. Длительность всех этапов эритропоэза составляет 7 суток. Продолжительность жизни эритроцита в крови – 120 дней.
В норме из костного мозга в кровь поступают только эритроциты и ретикулоциты.
Гранулоцитопоэз
Гранулоцитопоэз – образование и дифференцировка гранулоцитов происходит в красном костном мозге. Исходным источником развития всех гранулоцитов являются СКК и мультипотентные КОЕ-ГЭММ. Одновременно начинающие дифференцироваться через ряд промежуточных стадий в трех различных направлениях и образующие гранулоциты трех видов: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Для каждой линии гранулоцитов основные ряды слагаются из следующих клеточных форм: СКК – КОЕ-ГМ – КОЕ-ГМ – унипотентные предшественники (КОЕ-Б, КОЕ-Эо, КОЕ-Гн) – миелобласт – промиелоцит – миелоцит – метамиелоцит – палочкоядерный гранулоцит – сегментоядерный гранулоцит.
По мере созревания гранулоцитов в зоелые клетки происходит:
уменьшение размеров клетки;
изменение формы их ядер от округлой до сегментированной;
накопление и изменение состава гранул в цитоплазме (постепенное увеличение доли специфических гранул);
утрата способности к делению;
нарастание подвижности клеток и приобретение разнообразных рецепторов плазмолеммы, обеспечивающих выполнение главных функций клеток (фагоцитоз, хемотаксис и др.
Миелобласты имеют диаметр около 10 мкм, содержат крупное ядро с мелкодисперсным хроматином, хорошо выражено ядрышко, цитоплазма бедна клеточными органеллами. Миелобласты, дифференцируясь в направлении того или иного гранулоцита, дают начало промиелоцитам. Промиелоциты – крупные клетки (16-24 мкм), имеют светлое ядро овальной или округлой формы и 1-2 ядрышка. Полисомы и хорошо развитый аппарат Гольджи обеспечивают появление первичных (азурофильных) гранул, которые характеризуются высокой активностью кислой фосфатазы, т.е. относятся к лизосомам. Промиелоциты делятся митотически, специфическая зернистость отсутствует.
Нейтрофильные миелоциты имеют размер 12-18мкм. Эти клетки размножаютя митозом. Цитоплазма их диффузно ацидофильная, в ней появляются наряду с первичными вторичные (специфические) гранулы. В миелоцитах содержатся все клеточные органеллы. Округлое ядро постепенно становится бобовидным, с более крупными глыбками хроматина, ядрышки исчезают.
Метамиелоцит – клетка меньших размеров, чем миелоцит. Ядро имеет более выраженную бобовидную форму. В цитоплазме увеличивается число специфических гранул. Такие клетки уже не делятся. Если метамиелоциты встречаются в периферической крови, то их называют юными формами. При дальнейшей дифференцировке их ядро приобретает вид изогнутой полочки. Такие клетки получили название палочкоядерные лейкоциты. В последующем с формированием перетяжек ядро сегментируется и клетка превращается всегментоядерныйнейтрофильный лейкоцит. Полный период развития нейтрофильного гранулоцита 14 суток.
Эозинофильные миелоциты – клетки округлой формы диаметром 14-16 мкм. Строение ядра практически не отличается от нейтрофильных миелоцитов. Цитоплазма их заполнена эозинофильной зернистостью. В процессе дифференцировки ядро приобретает подковообразную форму. Такие клетки называются эозинофильными метамиелоцитами. Постепенно в цитоплазме увеличивается количество специфических гранул, клетка утрачивает способность к делению, ядро становится двудольчатым. Среди зрелых форм различают палочкоядерные и сегментоядерные лейкоциты с двудольчатым ядром.
Базофильные миелоциты встречаются более редко, чем нейтрофильные и эозинофильные. Они имеют такие же размеры как и эозинофильные, округлой формы ядро, без ядрышек. Цитоплазма содеожит специфические базофильные гранулы разных размеров, которые при окрашивании азуром проявляют метахромазию. По мере созревания базофильный миелоцит переходит вбазофильный метамиелоцит, а затем в базофильный лейкоцит.
Тромбоцитопоэз
Тромбоцитопоэз – процесс образования и созревания тромбоцитов происходит в миелоидной ткани. Тромбоциты (кровяные пластинки) образуются в результате частичной фрагментации цитоплазмы мегакарицитов. Последовательность дифференцировки можно представить следующим рядом клеток: СКК – КОЕ-ГЭММ – КОЕ-МГЦ – мегакариобласт – промегакариоцит – мегакариоцит – тромбоциты (кровяные пластинки).
Мегакариобласт – клетка диаметром 15-25 мкм с узким ободком базофильной цитоплазмы, ядро имеет инвагинации. При дифференцировке клетка утрачивает способность к делению митозом и делится путем эндомитоза.При этом увеличивается плоидность и размер ядра.
Промегакариоцит – клетка диаметром 30-40 мкм, имеет тетраплоидный или октаплоидный (4n,8n) набор хромосом, несколько пар центриолей. Ядро неправильной формы. Клетка способна к эндомитозу и дальнейшему увеличению плоидности ядра. Плоидность мегакариоцита возрастает до 32-64n. Размер мегакариоцита 50-70 мкм. Более ранней формой мегакариоцита, не образующей кровяные пластинки, является базофильный мегакариоцит, который называют такжерезервным. Резервные мегакарициты имеют большое, дольчатое ядро с набором хромосом 16-32n; в цитоплазме выделяют две зоны – околоядерная, содержащая органеллы и мелкие азурофильные гранулы, и наружная – слабобазофильная, в которой хорошо развиты элементы цитоскелета. Зрелый, активированный мегакариоцит - крупная клетка диаметром до 100мкм, имеет очень крупное, дольчатое полиплоидное ядро (до 64n). В процессе дифференцировки условно можно выделить следующие стадии:
разделение цитоплазмы на три зоны:
1) околоядерная – содержит органеллы; 2) промежуточная – наибольшая по ширине, содержит азурофильные гранулы, которые объединяются в группы и микровезикулы, образующие систему демаркационных мембран; 3) краевая (периферическая) - свободна от органелл и гранул, здесь сосредоточены элементы цитоскелета (актиновые микрофиламенты);
образование и накопление гранул, характерных для тромбоцитов и содеожащих специфические для них белки;
формирование системы мембран (демаркационных каналов), разрезающих цитоплазму мегакариоцита на участки размером 2-4мкм, соответствующие размерам будущих тромбоцитов;
образование филоподий (протромбоцитов) – узких длинных отростков мегакариоцитов, которые через поры эндотелия синусов красного костного мозга проникают в их просвет и распадаются на отдельные кровяные пластинки.
После отделения пластинок остается клетка, содержащая дольчатое ядро, окруженное узким ободком цитоплазмы, - резидуальный мегакариоцит, который потом подвергается разрушениию. Каждый зрелый мегакариоцит образует несколько тысяч кровяных пластинок (тромбоцитов).
Моноцитопоэз
Моноцитопоэз – процесс развития моноцитов происходит в красном костном мозге по следующей схеме: СКК – КОЕ-ГЭММ – КОЕ-ГМ – унипотентный предшественник моноцита (КОЕ-М) – монобласт – промоноцит – моноцит.
Промоноцит - сравнительно крупная клетка диаметром 10-18 мкм, имеет базофильную цитоплпзму, светлое слегка вогнутое ядро, в котором 1-2 ядрышка. Промоноциты делятся и постепенно преобразуются в моноциты.В процессе преобразования происходит: увеличение размеров клетки; уменьшение базофилии цитоплпзмы; накопление в цитоплазме азурофильных гранул (лизосом); ядро становится бобовидным.
Моноциты покидая красный костный мозг, попадают в кровь, от куда они мигрируют в ткани. В тканях они превращаются в различные виды макрофагов, вместе с которыми образуют единую моноцитарно-макрофагическую систему.
Лимфоцитопоэз
Лимфоцитопоэз – развитие лимфоцитов происходит в красном костном мозге и различных лимфоидных органах. Лимфоцитопоэз проходит следующие стадии: СКК – КОЕ-Л - унипотентные предшественники лимфоцитов (пре-Т-клетки и пре-В-клетки) – лимфобласт – пролимфобласт – лимфоцит.
КОЛ-Л - служит источником развития двух видов лимфоцитов: В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов, давая два вида унипотентных (коммитированных) родоначальных клеток, каждая из которых детерминирована в направлении развития только одного вида лимфоцитов. Последующее развитие Т- и В-лимфоцитов из родоначальных клеток связано связвно с их пролиферацией и дифференцировкой и разделяется на две фазы: антиген-независимую и антиген-зависимую.
Антиген-независимая фаза развития Т- и В-лимфоцитов происходит в отсутствие антигенов в центральных органах кроветворения и иммуногенеза – тимусе и красном костном мозге (у птиц – фабрициевой сумке). Ее наиболее важные этапы включают следующее:
миграция коммитированных предшественников из красного костного мозга в центральные органы кроветворения и иммуногенеза. У человека этот этап относится только к развитию Т-лимфоцитов, поскольку у него крастный костный мозг выполняет функцию ценрального органа кроветворения только по отношению к В-лимфоцитам;
приобретение клетками рецепторов на плазмоломме: специфических антиген-распознающих рецепторов и ряда добавочных рецепторов, необходимых для взаимодействия с другими клетками;
процесс отбора (селекции) клеток с необходимым набором рецепторов и гибель механизмом апоптоза лимфоцитов, не прошедших селекцию;
выселение лимфоцитов (прошедших отбор) в просвет сосудов и их миграция через кровоток из центральных органов кроветворения и иммуногенеза в периферические с заселением их Т- и В- зависимых зон.
Антиген-зависимая фаза развития лимфоцитов происходит в периферических органах кроветворении и иммуногенеза (лимфатических узлах, селезенке, миндалинах, пейеровых бляшках, аппендиксе и др). Эта дифференцировка происходит в присутствии антигенов, соровождается активацией и пролиферацией лимфоцитов и завершается формированием эффекторных и регуляторных Т-лимфоцитов, плазматических клеток, а также Т- и В-клеток памяти.
Развитие В-лимфоцитов.
1) Последовательность стадий антиген-независимой дифференцировки В-лимфоцитов: СКК – КОЕ-Л - про-В (про-В лимфоцит) – пре-пер-В (пре-пре-В лимфоцит) - пре-В (пре-В лимфоцит) - нзрВ (незрелый В-лимфоцит) - зрВ (зрелый В-лимфоцит).
2) Последовательность стадий антиген-зависимой дифференцировки: зрВ (зрелый В-лимфоцит) под воздействием антигена превращается в В-ИМБЛ (В-иммунобласт), который дифференцируется в ПЛБЛ (плазмобласт) и Вп (клетка памяти), далее ПЛБЛ превращается в ПЛЦ (плазмоцит).
Цитологические изменения на ранних стадиях лимфоцитопоэза не столь значительные как функциональные и иммунофенотипические. Морфологически клетки, находящиеся на стадии пре-пре и пре-В-лимфоцита, соответствуют лимфобласту (большому лимфоциту), на стадии незрелого В-лимфоцита - среднему лимфоциту и на стадии зрелого лимфоцита – малому лимфоциту.
При антиген-зависимой дифференцировке В-лимфоцитов, покидая красный костный мозг, эрелые В-лимфоциты, на поверхности которых экспрессируются IgM и IgD, циркулируя в крови, попадают в переферические органы кроветворении и иммуногенеза. В этих органах они взаимодействуют с антигеном, соответствующим по специфичности их рецепторам, а также с Т-хелперами, активируясь подвергаются бласт-трансформации и превращаясь в В-иммунобласты. Последние дают началоплазмобластам, далее дифференцирующимся в плазмоциты и В-клетки памяти. Часть В-иммунобдастов превращаются в долгоживущие В-клетки памяти, функция которых заключается в обеспечении быстрой реакции на повторный контакт с антигенами.
Развитие Т-лимфоцитов.
1) Последовательность стадий антиген-независимой дифференцировки Т-лимфоцитов: СКК – КОЕ-Л – про-Т (про-Т-лимфоцит, протимоцит) – пре-Т (пре-Т-лимфоцит, претимоцит) – нзрТ (незрелый Т-лимфоцит) – зрТ(зрелый Т-лимфоцит).
2) Последовательность стадий антиген-зависимой дифференцировки Т-лимфоцитов: зрТ (зрелый Т-лимфоцит) под воздействием антигена превращается в Т-ИМБЛ (Т-иммунобласт) и далее дифференцируются Тх (Т-хелпер), Тэфф (Т-эффектор) и Тп (Т-клетка памяти).
Протимоцит (про-лимфоцит) образуется в красном костном мозге. Претимоцит - наиболее ранняя стадия развития Т-лимфоцитов в тимусе. Незрелые Т-лимфоциты изрелые Т-лимфоциты – последовательные стадии , идущие за претимоцитами. Эти клетки претерпевают реаранжировку генома с формированием разнообразных специфическихантиген-распознающих рецепторов, которые экспрессируются на их поверхности. Морфологически претимоциты соответствуют лимфобластам, незрелые Т-лимфоциты – средним лимфоцитам, а зрелые Т-лимфоциты – малым лимфоцитам.
Покидая тимус зрелые Т-лимфоциты с токои м крови мигрируют в Т-зависимые зоны перефирических органов кроветворении и иммуногенеза, где они встречаются с антигенами, которые им представляют АПК после процессинга, и взаимодействуют с Т-хелперами. После взаимодействия с антигеном Т-лимфоциты активируются, подвергаются бласт-трансформации и превращаются Т-иммунобласты. Последние пролиферируют и дифференцируются, формируя крупные клоны эффекторных и регуляторных клеток. Часть Т-лимфоцитов превращается в долгоживущие Т-клетки памяти.