Классы гемопоэтических клеток.

Гемопоэтические клетки делятся на 6 классов:

клетки I класса — стволовые,

клетки II класса — полустволовые,

клетки III класса — унипотентные предшественники,

клетки IV класса — бласты (унипотентные),

клетки V класса — дифференцирующиеся,

клет­ки VI класса — зрелые (дифференцированные).

Морфофункционалъные признаки клеток I класса:

1) мор­фологически сходны с малыми темными лимфоцитами;

2) митотически малоактивны (редко делятся);

3) полипотентны (дают начало всем клеткам крови);

4) не детерминированы;

5) способны к самоподдержанию;

6) при посеве в селезенку смертельно облученной мыши образуют характерные колонии.

Морфофункционалъные признаки клеток II класса:

1) мор­фологически сходны с малыми темными лимфоцитами;

2) митотически не активны;

3) полипотентны;

4) частично детер­минированы;

5) образуют характерные колонии.

Существует 2 клетки II класса: 1) КОЕ-ГЭММ¹, образуются из СКК и 2) об­щая клетка — предшественница лимфоцитов.

Морфофункционалъные признаки клеток III класса:

1) мор­фологически сходны с малым темным лимфоцитом;

2) митотически не активны;

3) монопотентны (дают начало только одной разновидности клеток крови);

4) полностью детерми­нированы (заранее известно, какая разновидность клеток бу­дет развиваться);

5) образуют характерные колонии.

Исходя из морфофункциональной характеристики гемо­поэтических клеток первых трех классов совершенно очевид­но, что в мазке крови их невозможно узнать, т. е. отличить от малого темного лимфоцита.

Морфофункиионалъная характеристика клеток IV клас­са— бластов: содержат круглое или овальное ядро с рыхлым хроматином и ядрышками, цитоплазма окрашивается слабо базофильно, диаметр 18-20 мкм, из них развивается только одна разновидность клеток крови.

Развитие нейтрофилъных гранулоцитов до стадии миелобластов начинается со СКК, от которой берет начало цепочка дифференцирующихся клеток: → КОЕ-ГЭММ → КОЕ- ГМ² → КОЕ-Гк³ → миелобласт нейтрофильный (IV класс).

Развитие эозинофилъных гранулоцитов до стадии миелобластов начинается с СКК → КОЕ-ГЭММ → КОЕ-Эо⁴ → миело­бласт эозинофильный.

Развитие базофилъных гранулоцитов тоже начинается с СКК → КОЕ-ГЭММ → КОЕ-Б⁵ → миелобласт базофильный.

В дальнейшем от миелобластов продолжается цепочка: → промиелоциты (нейтрофильные, эозинофильные, базофильные) → миелоциты (нейтрофильные, эозинофильные, базофильные) → метамиелоциты (нейтрофильные, эозино­фильные, базофильные) → палочкоядерные (нейтрофильные, эозинофильные)→ сегментоядерные (нейтрофильные, эози­нофильные, базофильные).

Миелобласты (клетки IV класса) по строению сходны со всеми бластами, т. е. клетками крови IV класса. Их диаметр — около 18-20 мкм, форма круглая, содержат круглое ядро с рыхлым хроматином и ядрышками. В цитоплазме содер­жатся рибосомы, поэтому она окрашивается базофильно. Нейтрофильные, эозинофильные и базофильные миелобла­сты не отличаются друг от друга.

Промиелоциты нейтрофильные, эозинофильные и базо­фильные (клетки V класса) тоже не отличаются друг от друга. Имеют круглую форму, круглое или овальное ядро с ядрышка­ми, базофильную цитоплазму. В цитоплазме хорошо развиты Неточный центр, комплекс ГЬльджи, лизосомы — неспеци­фические (первичные) гранулы.

Миелоциты нейтрофильные, эозинофильные и базофильные (клетки V класса) имеют овальную форму, овальное ядро без ядрышек, размеры 12-18 мкм. В цитоплазме имеются органеллы общего значения и появляются специфические гранулы. В нейтрофильных миелоцитах эти гранулы нейтрофильные (окрашиваются и основными, и кислыми красите­лями); в эозинофильных — эозинофильные (окрашиваются кислыми красителями); в базофильных — базофильные (окрашиваются основными красителями). Миелоциты актив­но делятся. Все миелоциты, особенно нейтрофильные, спо­собны к фагоцитозу.

Метамиелоциты нейтрофильные, эозинофильные и ба­зофильные образуются в результате пролиферации и дифференцировки миелоцитов. Они утрачивают способность к митотическому делению. Их ядро приобретает бобовидную фор­му, в цитоплазме увеличивается содержание специфической зернистости. Если нейтрофильный метамиелоцит поступает в периферическую кровь, то он называется юным. Метамие­лоциты относятся к клеткам V класса и приобретают способ­ность к подвижности.

Палочкоядерные нейтрофильные и эозинофильные гра­ну лоцитыотносятся к клеткам V класса. Среди базофильных гранулоцитов палочкоядерных не существует. Палочкоядер­ные гранулоциты характеризуются тем, что их ядро приобре­тает форму изогнутой палочки в виде русской буквы (С) или латинской (S).

Сегментоядерные нейтрофильные и эозинофильные гра­нулоциты (клетки VI класса) характеризуются тем, что их ядра начинают сегментироваться. В эозинофильных гранулоцитах ядро состоит из 2 сегментов, в то время как в нейтро­фильных — из 2 и более. В зрелых базофильных гранулоцитах ядро чаще всего имеет овальную форму.

Уровень зрелых гранулоцитов поддерживается за счет де­ления миелоцитов. При значительных кровопотерях начина­ют делиться более молодые клетки вплоть до стволовых.

В процессе гранулоцитопоэза отмечаются следующие тен­денции:

1) начиная с миелобласта уменьшается объем кле­ток;

2) изменяются форма и структура ядра (в миелобластах — круглое, в зрелых гранулоцитах — сегментированное);

3) в цитоплазме, начиная с миелоцита, появляется специфи­ческая зернистость;

4) утрачивается способность к митотическому делению (метамиелоциты не могут делиться).

Эритропоэз начинается с СКК, от которой начинается це­почка дифференцирующихся клеток: СКК→ КОЕ-ГЭММ→ БОЕ-Э⁶ → КОЕ-Э⁷ → эритробласт → проэритробласт базофильный эритробласт → полихроматофильный эритробласт→ оксифильный эритробласт → ретикулоцит→ эритроцит.

БОЕ-Э — бурстообразующая единица (burst — взрыв), от­носится к унипотентным предшественникам (клеткам крови III класса). Эта клетка характеризуется тем, что она менее дифференцирована по сравнению с КОЕ-Э, способна быстро размножаться и в течение 10 дней осуществляет 12 делений и образует колонию, состоящую из 5000 эритроцитарных клеток. БОЕ-Э малочувствительна к эритропоэтину и акти­вируется под влиянием ИЛ-3, который вырабатывается моноцитами, макрофагами и Т-лимфоцитами. БОЕ-Э содер­жатся в малом количестве в красном костном мозге и пери­ферической крови.

КОЕ-Э являются основными продуцентами эритроцитов. Они образуются из БОЕ-Э. Под влиянием эритропоэтина КОЕ-Э подвергаются пролиферации и дифференцировке и превращаются в клетки IV класса — эритробласты.

Эритробласты практически не отличаются от остальных бластов. Они имеют круглую форму, диаметр около 20 мкм, круглое ядро, содержащее рыхлый хроматин и ядрышки. Их цитоплазма окрашивается слабо базофильно.

Проэритробласты (клетки V класса) образуются в резуль­тате пролиферации и дифференцировки эритробластов, име­ют диаметр 14-18 мкм, большое круглое ядро с рыхлым хро­матином и ядрышками. Их цитоплазма окрашивается базо­фильно, содержит рибосомы, полисомы, комплекс Гольджи и гранулярную ЭПС.

Базофильные эритробласты (клетки V класса) развива­ются в результате пролиферации и дифференцировки проэритробластов. Их диаметр колеблется от 13 до 16 мкм, ядро круглое, содержит грубые глыбки хроматина. Цитоплазма резко базофильна, так как в ней увеличивается содержание рибосом. В рибосомах начинается синтез гемоглобина.

Полихроматофильные эритробласты (клетки V класса) образуются в результате пролиферации и дифференцировки базофильных эритробластов, имеют круглую форму, диаметр около 10-12 мкм. Ядра круглые, в них много гетерохроматина. На рибосомах синтезируется и накапливается гемоглобин, ко­торый окрашивается оксифильно. Поэтому цитоплазма таких эритробластов окрашивается базофильно и оксифильно, т. е. Полихроматофильно.

Оксифильные эритробласты (клетки V класса) развива­ются в результате пролиферации и дифференцировки полихроматофильных эритробластов. Их диаметр — около 8-10 мкм, ядро мелкое гиперхромное, потому что подверглось пикнозу. В цитоплазме много гемоглобина, поэтому она окра­шивается оксифильно. Оксифильный эритробласт утрачива­ет способность к митотическому делению.

Ретикулоциты (клетки VI класса) образуются в результа­те дифференцировки оксифильных эритробластов, утратив­ших ядро. В цитоплазме ретикулоцитов содержатся остатки митохондрий и рибосом, способных окрашиваться базофильно, которые в совокупности образуют ретикулофила- ментозную субстанцию (гранулы и филаменты, которые, пе­реплетаясь, образуют сеть). В ретикулоцитах содержится много гемоглобина. Ретикулоциты дозревают в капиллярах красного костного мозга или циркулируя в периферических сосудах в течение 1-2 суток.

Эритроциты (клетки VI класса) образуются в результате дифференцировки ретикулоцитов. имеют диаметр около 7-8 мкм.

В нормальных условиях постоянный уровень эритроцитов в крови обеспечивается за счет размножения полихромато­фильных эритробластов. Однако при больших кровопотерях в процесс деления включаются более молодые клетки вплоть до стволовых.

Тенденции, наблюдаемые при эритроцитопоэзе, сводятся к:

1) уменьшению объема клеток;

2) накоплению гемоглобина;

3) изменению структуры и утрате ядра;

4) утрате способности к митотическому делению после полихроматофильного эритробласта.

Мегакариоцитопоэз складывается из следующей цепочки дифференцирующихся клеток:

СКК → КОЕ-ГЭММ → КОЕ- МГЦ⁸ → мегакариобласт → промегакариоцит → мегакариоцит → тромбоцит.

Мегакариобласт (megacaryoblastus) имеет диаметр 15-25 мкм, ядро с инвагинациями, окруженное тонким слоем цитоплазмы. Мегакариобласт способен к митотическому делению.

Промегакариоцит (promegacaryocytus) образуется в ре­зультате пролиферации и дифференцировки мегакариобласта, утрачивает способность к митотическому делению и приобретает способность к эндомитозу. В результате эндомитоза ядро становится многоплоидным (4п. 8п), многоло­пастным и увеличивается в размере, возрастает масса цито­плазмы, в которой накапливаются азурофильные гранулы.

Мегакариоцит (megacaryocytus) представлен 2 разновид­ностями:

1) резервными, не образующими тромбоцитов, с набором хромосом 16-32п и размером 50-70 мкм;

2) зрелы­ми, активированными мегакариоцитами с набором хромо­сом до 64п и размером 50-100 мкм.

Из цитоплазмы этих мегакариоцитов образуются тромбоциты.

В цитоплазме мегакариоцита много расположенных в ряд микровезикул. Из микровезикул формируются пограничные мембраны, разделяющие цитоплазму на отдельные участки. В каждом таком участке содержится по 1-3 гранулы. Эти участки отделяются от общей массы цитоплазмы по погра­ничным линиям и превращаются в тромбоциты. После отде­ления тромбоцитов (кровяных пластинок) вокруг дольчатого ядра остается тонкий слой цитоплазмы. Такая клетка назы­вается резидуальным мегакариоцитом, который затем раз­рушается.

Моноцитопоэз складывается из ряда следующих диффе­ренцирующихся клеток:

СКК - КОЕ-ГЭММ → КОЕ-ГМ → КОЕ-М⁹ → монобласт (monoblastus) → промоноцит (promonocytus) → моноцит (monocytus). Из красного костного мозга мо­ноцит поступает в периферическую кровь, где циркулирует 2-4 суток, и потом мигрирует в ткани, где дифференцируется в макрофаг.

^[1]КОЕ-ГЭММ — колониеобразующая единица гранулоцитарно-эритроцитарно- моноцигарно- мегакариоцитарная.

² КОЕ-ГМ — КОЕ-гранулоцитарно-моноцитарная.

³ КОЕ-П1 — КОЕ-гранулоцитарная.

⁴ КОЕ-Эо — КОЕ-эозинофилоцитарная.

⁵ КОЕ-Б — КОЕ базофилоцитарная.

⁶ БОЕ-Э — бурстообразующая единица эритроцитарная.

⁷ КОЕ-Э — КОЕ-эритроцитарная.

⁸ КОЕ-МГЦ — КОЕ-мегацитарная.

⁹ КОЕ-М — КОЕ-моноцитарная.

ЛЕКЦИЯ 18

ЛИМФОИДНЫЕ ОРГАНЫ. ЛИМФОПОЭЗ. ТИМУС (ЗОБНАЯ, ИЛИ ВИЛОЧКОВАЯ, ЖЕЛЕЗА)

Развитие. Тимус: (thymus) начинает развиваться на 4-5-й неделе эмбриогенеза из выпячивания эпителия глотки на уровне III—IV жаберных карманов. Правое и левое выпячива­ния растут в каудальном направлении. Затем эти выпячива­ния сливаются, образуя общую эпителиальную (ретикуло-эпителиальную) строму. Вокруг этой стромы из окружающей мезенхимы формируется соединительнотканная капсула, от которой вглубь отходят трабекулы вместе с кровеносными сосудами. Трабекулы разделяют строму на дольки. По пери­ферии дольки формируется корковое вещество, внутри — мозговое вещество. В мозговом веществе эпителиальные клетки стромы подвергаются ороговению и наслаиваются друг на друга, формируя тельца тимуса (тельца Гассаля). Кро­ветворение в тимусе начинается на 8,5-10-й неделе.

Строение. Тимус снаружи покрыт соединительноткан­ной капсулой, от которой отходят прослойки соединитель­ной ткани, разделяющие тимус на дольки. В каждой дольке имеется корковое и мозговое вещество. Стромой долек ти­муса является эпителиальная (ретикулоэпителиальная) ткань. Эпителиальные клетки стромы имеют отростки, при помощи которых соединяются друг с другом, образуя сеть (reticulum). Ретикулоэпителиальные клетки стромы ле­жат на базальной мембране, которая прилежит к капсуле и трабекулам. На базальной мембране лежат базальные клетки. По мере приближения стромальных клеток к центру дольки они подвергаются ороговению, наслаиваются друг на друга и образуют тельца тимуса.

Корковое вещество долек тимуса имеет темный цвет, так как в петлях эпителиальной стромы в большом количестве находятся лимфоциты. Из красного костного мозга с то­ком крови в корковое вещество поступают предшественники Т-лимфоцитов. Под воздействием тимозина, выделяемого мак­рофагами и тимоцитами, предшественники Т-лимфоцитов подвергаются бласттрансформации, пролиферации и антигеннезависимой дифференцировке. Что такое бласттрансформация? Это преобразование предшественников Т-лимфоцитов в Т-лимфобласты. Пролиферация — это размножение Т-лимфобластов при помощи митоза. Антигеннезависимая дифференцировка — это дифференцировка при незначительном количестве антигенов.

Почему же в корковом веществе долек мало антигенов?

Дело в том, что здесь вокруг капилляров и си­нусоидой имеется гематотимусный барьер. В состав этого барьера входят 5 компонентов:

1) эндотелий капилляров;

2) их базальная мембрана;

3) перикапиллярное пространство, за­полненное жидкостью, где находятся макрофаги и лимфоци­ты;

4) базальная мембрана эпителиальной стромы;

5) клетки эпителиальной стромы.

В случае, если нарушается гематотимусный барьер, то противоантигенная защита коркового вещества долек усили­вается нейтрофильными лейкоцитами, выполняющими фагоцитарную функцию, плазмоцитами, которые содержат антитела, и тканевыми базофилами, регулирующими прони­цаемость капиллярной стенки. При выделении базофилами гепарина проницаемость стенки капилляров снижается, при выделении гистамина — повышается.

В результате антигеннезависимой дифференцировки Т-лимфоциты приобретают рецепторы к чужеродным анти­генам и превращаются в Т-хелперы, Т-супрессоры и Т-киллеры. Некоторые Т-лимфоциты приобретают рецепторы к собственным антигенам (клеткам своего организма) — автоантигенам. Такие Т-лимфоциты здесь уничтожаются при помощи макрофагов. Если такие Т-лимфоциты прони­кнут в общий ток крови, то они начнут уничтожать клетки собственного организма.

После антигеннезависимой дифференцировки Т-лимфоциты поступают в кровоток и транспортируются в перифе­рические лимфоидные органы кроветворения (селезенку, лимфатический узел), вселяются в антигензависимые зоны этих органов и подвергаются антигензависимой дифференцировке.

Мозговое вещество долек тимуса более светлое, так как в его строме содержится меньше Т-лимфоцитов. Эти Т-лимфоциты отличаются по качеству рецепторов от лимфоцитов коркового вещества. В мозговом веществе Т-лимфоциты об­разуют рециркуляторный пул. Что такое пул? Это скопление (большая группа) клеток. Что означает «рециркуляторный»? Это означает, что лимфоциты пула из мозгового вещества до­лек через посткапиллярные венулы поступают в общий ток крови, где циркулируют некоторое время, а затем опять воз­вращаются в мозговое вещество. Этот процесс называется ре­циркуляцией. Рециркуляция возможна потому, что в мозговом веществе долек вокруг капилляров и синусоидов нет гематотимусного барьера. В центре мозгового вещества долек видны тельца тимуса (corpusculum thymi), состоящие из наслоенных друг на друга ороговевших эпителиальных клеток стромы.

Кровоснабжение долек тимуса. Артерии, поступающие в тимус, делятся на междольковые (arteria interlobularis), от которых вглубь дольки отходят обычно 2 артериальные ве­тви (arteria intralobularis). Одна из этих ветвей проходит по корковому веществу вблизи границы с мозговым веществом и описывает дугу. От этой дуги в сторону капсулы или трабекул долек отходят капилляры, окруженные гематотимусным барьером. Эти капилляры впадают в подкапсульную вену, ко­торая покидает дольку и вливается в междольковую вену. Вто­рая артериальная ветвь направляется в мозговое вещество дольки и делится на капилляры, которые не имеют гематотимусного барьера. Эти капилляры вливаются во внутридольковую мозговую вену, которая тоже впадает в междольковую ве­ну. Таким образом, поступление и отток крови в корковое и мозговое вещество долек тимуса осуществляется по различ­ным сосудам.

Возрастная инволюция тимуса. Тймус окончательно развивается к 3 годам жизни ребенка. С этого возраста и до 20 лет тимус находится в стабильном положении. Затем он подвергается обратному развитию, или возрастной инволю­ции. При этом разрастается соединительная ткань капсулы и трабекул и развивается жировая ткань. Одновременно с этим из коркового и мозгового вещества долек тимуса исчеза­ют Т-лимфоциты. В результате тимус превращается в жиро­вое тело (corpus adiposum). В таком случае предшественники Т-лимфоцитов подвергаются антигеннезависимой дифференцировке в многослойном плоском эпителии кожи. В слу­чае, если не наступает возрастная инволюция тимуса, в орга­низме возникает состояние, которое называется тимиколимфатическим статусом (status thymicolymphaticus). Такое состояние возникает в организме в том случае, если в коре надпочечников выделяется недостаточное количество глюкокортикоидов. При таком статусе организм оказывается крайне неустойчивым к инфекционным заболеваниям и зло­качественным опухолям.

Временная инволюция тимуса. Наблюдается при трав­мах, заболеваниях, интоксикациях, стрессах и т. д., когда из коры надпочечников выделяется большое количество глюкокортикоидов, под влиянием которых происходит цитолиз лимфоцитов или поглощение их макрофагами, в результате чего корковое вещество долек тимуса становится таким же светлым, как и мозговое. Временная инволюция продолжает­ся до тех пор, пока длится заболевание или стресс. После это­го состояние коркового и мозгового вещества возвращается к норме.

Функции тимуса. Ткмус выполняет 2 основные функции:

1) кроветворную, которая заключается в антигеннезависимой дифференцировке предшественников Т-лимфоцитов,

2) гормональную, в результате которой в тимусе выделяется тимозин, стимулирующий функцию периферических лимфоидных органов кроветворения, инсулиноподобный фак­тор, кальцитониноподобный фактор, снижающий уровень кальция в крови, и фактор роста.

Если у новорожденного жи­вотного удалить тимус, то нарушится развитие перифериче­ских органов кроветворения и рост тела.