Кроветворение

КРОВЕТВОРЕ́НИЕ (гемопоэз), процесс образования, развития и созревания клеток крови — лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов. Кроветворение  осуществляется кроветворными органами. Различают эмбриональный (внутриутробный) гемопоэз, который начинается на очень  ранних стадиях эмбрионального развития и приводит к образованию крови как ткани, и постэмбриональный гемопоэз, который можно рассматривать как процесс физиологического обновления крови. Во взрослом организме непрерывно происходит массовая гибель форменных элементов крови, но отмершие клетки заменяются новыми, так что общее количество кровяных клеток сохраняется с большим постоянством.

Эмбриональный гемопоэз

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

У человека процесс  кроветворения начинается в конце 2-й — начале 3-й недели развития эмбриона. В стенке желточного мешка  зародыша обособляются зачатки сосудистой системы, или кровяные островки. Клетки, ограничивающие кровяные островки, становятся плоскими и, соединяясь между собой, образуют стенку будущего сосуда. Эти клетки называются эндотелиальными. Внутри кровяных островков клетки округляются и преобразуются в первичные кровяные клетки — первичные гемоцитобласты. Эти клетки митотически делятся, и большинство из них превращается в первичные эритробласты (предшественники эритроцитов) — мегалобласты. Лишившись ядра и постепенно накапливая гемоглобин, мегалобласты превращаются сперва в мегалоциты, а затем — в эритроциты. Одновременно с образованием эритроцитов происходит образование гранулоцитов — нейтрофилов и эозинофилов. Гранулоциты образуются из гемоцитобластов, располагающихся вокруг стенок сосудов, число их на ранних стадиях развития зародыша незначительно. На более поздних этапах развития зародыша желточный мешок подвергается атрофии, и кроветворная функция перемещается в другие органы.

На 3-4-й неделе жизни эмбриона закладывается печень, которая уже на 5-й неделе жизни  эмбриона становится центром кроветворения. Гемоцитобласты в печени возникают из окружающих капилляры клеток печеночных долек. Из этих гемоцитобластов образуются вторичные эритроциты. Одновременно из других клеток происходит образование гранулоцитов. Кроме того, в кроветворной ткани печени формируются гигантские клетки, или мегакариоциты, из которых образуются тромбоциты. К концу внутриутробного периода кроветворение в печени прекращается.

Универсальный кроветворный орган в первой половине эмбриональной жизни представляет собой селезенка. В ней развиваются  все клетки крови. По мере роста плода образование эритроцитов в селезенке и в печени угасает, и этот процесс перемещается в костный мозг, который впервые закладывается в конце 2-го месяца эмбриональной жизни в ключицах, а позднее — и во всех других костях.

На втором месяце внутриутробного развития закладывается вилочковая железа, в которой начинается образование лимфоцитов, в дальнейшем расселяющихся в другие лимфоидные органы. У 3-месячного плода в области шейных лимфатических мешков начинают формироваться зачатки лимфатических узлов. На ранних стадиях развития в них образуются лимфоциты, гранулоциты, эритроциты и мегакариоциты. Позже образование гранулоцитов, эритроцитов, и мегакариоцитов подавляется, и продуцируются только лимфоциты — основные элементы лимфоидной ткани.

К моменту рождения ребенка процессы кроветворения  усиливаются.

Гемопоэз  во взрослом организме

Если у младенцев  кроветворная ткань содержится во всех костях, то у взрослых главными местами  образования эритроцитов являются кости черепа, ребра, грудина, позвонки, ключицы, лопатки. В постэмбриональном периоде образование различных элементов крови сосредоточено главным образом в красном костном мозге, селезенке и лимфатических узлах. Для образования клеток крови необходимы фолиевая кислота и витамин В12. Дифференцировку кроветворных клеток, а также их баланс контролируют так называемые факторы транскрипции, или гемопоэтины.

Эритроциты, гранулоциты  и кровяные пластинки развиваются  у взрослых в красном костном  мозге. От рождения и до полового созревания количество очагов кроветворения в костном мозге уменьшается, хотя костный мозг полностью сохраняет гемопоэтический потенциал. Почти половина костного мозга превращается в желтый костный мозг, состоящий из жировых клеток. Желтый костный мозг может восстановить свою активность, если необходимо усилить гемопоэз (например, при выраженных кровотечениях). В активных участках костного мозга (так называемом красном костном мозге) образуются главным образом эритроциты.

Строение  ретикулярной (кроветворной) ткани

В красном костном мозге находятся так называемые стволовые клетки — предшественницы всех форменных элементов крови, которые (в норме) поступают из костного мозга в кровяное русло уже полностью зрелыми. В процессе кроветворения одновременно принимают участие не более 20% стволовых клеток, в то время как их большая часть находится в покое. Стволовые кроветворные клетки способны дифференцироваться в различные типы кровяных клеток. Процесс дифференцировки проходит в несколько стадий. Так, процесс эритропоэза (образования эритроцитов) включает следующие стадии: проэритробласты, эритробласты, ретикулоциты и, наконец, эритроциты. Длительность эритропоэза — 2 недели.

Гранулоциты образуются также в костном мозге, причем нейтрофилы, базофилы и моноциты происходят из одной (полипотентной) клетки — предшественницы  нейтрофилов и базофилов, а эозинофилы — из другой (унипотентной) клетки —  предшественницы эозинофилов. По мере дифференцировки гранулоцитов размеры клеток уменьшаются, изменяется форма ядра, в цитоплазме накапливаются гранулы. Процесс развития гранулоцитов морфологически различают 6 стадий: миелобласт, промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерный и сегментоядерный гранулоциты. Специфические для каждого вида гранулоцитов гранулы появляются на стадии миелоцитов. Клеточные деления прекращаются на стадии метамиелоцитов.

Тромбоцитам дают начало самые крупные (30-100 мкм) клетки костного мозга — мегакариоциты, обладающие дольчатым ядром с полиплоидным набором хромосом.

Лимфоциты, в  отличие от других клеток крови, могут  формироваться как в костном  мозге (В-лимфоциты), так и в тканях иммунной системы: вилочковой железе (тимусе) (Т-лимфоциты), в лимфатических узлах, в других лимфоидных органах. Зрелый лимфоцит намного меньше своей клетки-предшественницы — лимфобласта, но многие лимфоциты могут при стимуляции антигеном увеличиваться и вновь приобретать морфологию лимфобласта.

Таким образом, костный мозг играет центральную роль в иммунной системе, т. к. в нем образуются В-лимфоциты, а также присутствует большое количество плазматических клеток, синтезирующих антитела. Помимо кроветворения, в костном мозге, как и в селезенке и печени, происходит удаление из кровотока старых и дефектных клеток крови.

Эволюция кроветворной системы

В процессе филогенетического  развития позвоночных локализация  очагов кроветворения претерпевает некоторые изменения.

Рыбы не имеют  специализированных кроветворных органов. Эритроциты и тромбоциты у них созревают в селезенке, лейкоциты и лимфоциты — в межканальцевой зоне почек кишечнике, эндотелии сердца, печени, поджелудочной железе, половых органах.

Костный мозг как  специализированный орган гемопоэза  впервые появляется у амфибий. Костная  ткань, обладающая большой прочностью, обеспечила защиту очагов кроветворения от механических повреждений, радиационного фона и многих других экстремальных воздействий. В гемопоэзе у амфибий продолжают принимать активное участие селезенка и стенка кишечника. В печени образуются гранулоциты и эритроциты.

Для рептилий характерен селезеночно-костномозговой тип кроветворения. Костный мозг рептилий имеет сходство с костным мозгом млекопитающих. Процесс кроветворения у этих животных активно совершается и  в сосудистом русле. Лимфоидная ткань присутствует в печени, почках, желудочно-кишечном тракте, поджелудочной железе, половых железах.

У птиц, как и  у других высших позвоночных, кроветворение  осуществляется в обособленных очагах гемопоэза — костном мозге  и лимфоидной ткани. Очаги лимфоидной ткани обнаруживаются у птиц почти во всех органах (в селезенке, кишечнике, печени и др.). Центральным органом, ответственным за созревание лимфоцитов, считается так называемая фабрициева сумка, расположенная в области хвоста. Появление этого органа — существенный шаг в эволюции иммунной системы. Вместе с вилочковой железой фабрициева сумка играет важную роль в стабильности иммунной системы.

Обособленные  лимфоидные кроветворные органы —  лимфатические узлы характерны только для млекопитающих. Очаги гемопоэза у них сосредоточены в костном мозге, лимфатических узлах и селезенке.

Заболевания кроветворной системы

Различают 3 основные группы нарушений кроветворения: анемии, гемобластозы (лейкозы и др.) и  геморрагические диатезы. Причины  этих заболеваний могут быть как наследственными, так и приобретенными, причем наследственные болезни в ряде случаев могут проявляться только при воздействии определенных факторов. Так, прием лекарственного препарата примахина с целью профилактики малярии может вызвать развитие малокровия (см. Анемия). Нарушать и подавлять кроветворную функцию костного мозга могут: применение различных лекарственных средств (в частности, цитостатических), радиоактивное поражение, отравление солями тяжелых металлов и т. д.