Эритроцитопоэз. Гранулоцитопоэз. Этапы эритропоэза и гранулоцитопоэза.

1

Чеснокова Н.П. 1

Понукалина Е.В. 1

Бизенкова М.Н. 1
1 ГБОУ ВПО «Саратовский Государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»

1. Нормальная физиология: учебник / Под ред. А.В. Завьялова, В.М. Смирнова. – 2011. – 368 с.
2. Нормальная физиология: учебник [Н.А. Агаджанян, Н.А.

Барабаш, А.Ф. Белов и др.] / Под ред. проф. В.М. Смирнова. – 3-е изд. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 480 с.
3. Физиология человека / В.Ф. Киричук, О.Н. Антипова, Н.Е. Бабиченко, В.М. Головченко, Е.В. Понукалина, И.В. Смышлеева, Л.К. Токаева / Под ред В.Ф. Киричука. 2-е изд.

– Саратов: Изд-во Саратовского медицинского университета, 2009. – 343 с.
4. Физиология и патофизиология красной крови: учеб. пособие / Н.П. Чеснокова, В.В. Моррисон, Е.В. Понукалина, Т.А.Невважай; под общ. ред. проф. Н.П. Чесноковой. – Саратов: Изд-во Сарат. мед. ун-та, 2013. – 80 с.
5. Патофизиология крови. Пер. с англ.

– М. – СПб.: «Издательство БИНОМ» – «Невский Диалект», 2000. – 448 с., ил.
6. Механизмы развития болезней и синдромов / А.Ш. Зайчик, Л.П. Чурилов. Книга 1-я: учебник для студентов медицинских вузов. – СПб., 2007, ЭЛБИ. – 507 с.
7. Гематологический атлас. С.. Луговская, М.Е. Почтар. 3-е изд.

– Москва – Тверь: ООО «Изд-во Триада», 2011. – С. 3–23.
8. Клеточные и молекулярные механизмы регуляции системы гемостаза в норме и патологии: монография / Б.И. Кузник. – Чита: Экспресс-издательство, 2010. – С. 261–368.
9. Гематология / Под ред проф. О.А. Рукавицына, А.Д. Павлова, Е.Ф. Морщаковой и др. – Изд–во СПб.

: ООО «Д.П.», 2007. – С. 29–34.

Эритропоэз и механизмы его регуляции

В эмбриональном периоде кроветворение осуществляется вначале в кровяных островках желточного мешка, затем примерно спустя 5 недель эмбрионального развития – в печени. Селезенка включается в процесс кроветворения с 16 недели внутриутробного развития.

Первые гемопоэтические элементы появляются в костном мозге на 2-ом месяце эмбрионального развития, однако миелоидный период кроветворения начинается на 4-5-м месяцах эмбрионального развития, вытесняя постепенно кроветворение в печени и селезенке.

Костномозговой эритропоэз осуществляется вне синусов, в строме костного мозга, то есть эктраваскуляторно. К моменту рождения ребенка костный мозг развивается полностью, а экстрамедуллярное кроветворение практически завершается.

Постэмбриональный период кроветворения начинается после рождения ребенка и продолжается на протяжении всей жизни. Гемопоэз осуществляется в специализированных гемопоэтических тканях: миелоидной (эпифизы трубчатых костей и полости многих губчатых костей) и лимфоидной (тимус, селезенка, лимфатические узлы).

В миелоидной ткани образуются эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. В лимфоидной ткани идет дальнейшая дифференцировка и созревание лимфоцитов, а также плазматических клеток – основных продуцентов антител.

Постэмбриональный гемопоэз обеспечивает процессы физиологической регенерации крови, то есть её обновление, что компенсирует физиологические процессы разрушения дифференцированных клеток крови.

В условиях нормы функциональная активность органов кроветворения и кроверазрушения строго сбалансирована, что обеспечивает относительное постоянство содержания эритроцитов и других клеток в периферической крови.

Разрушение эритроцитов происходит примерно после 120-дневного пребывания их в системной циркуляции при участии тканевых макрофагов селезенки, лимфатических узлов, печени.

Гемоглобин, освобождающийся в процессе распада эритроцитов, трансформируется в билирубин в клетках моноцитарно-макрофагальной системы, а затем в гембилирубин (непрямой билирубин), вступая во взаимодействие с белками крови или липопротеидами.

Гембилирубин в свою очередь элиминируется из системного кровотока печеночными клетками, где превращается в прямой билирубин (соединение билирубина с глюкуроновой кислотой).

Прямой билирубин вместе с желчью поступает в кишечник, постепенно превращается в другие желчные пигменты (стеркобилиноген, уробилиноген) которые, выделяясь с калом и мочой, придают им окраску. При внутриклеточном разрушении эритроцитов основным продуктом, образующимся после распада гемоглобина, является билирубин, а при внутрисосудистом гемолизе большие количества гемоглобина соединяются с α2-гликопротеином-гаптоглобином, который не проникает в мочу.

Основным регулятором эритропоэза является эритропоэтин – гликопротеид, интенсивно вырабатывающийся в условиях гипоксии. При гипоксических состояниях различного генеза концентрация эритропоэтина возрастает в десятки раз по сравнению с нормой.

Основным источником синтеза эритропоэтина являются почки (до 90 %), печень (около 10 %), а также макрофаги костного мозга и селезенки.

Для эритропоэтина характерен мембранный тип рецепции эритропоэтинчувствительными клетками костного мозга с последующими активацией митоза и дифференцировки клеток, в частности, стимуляцией транспорта железа в эритрокариоцитах, синтеза цепей глобина, ферментов образования гема, синтеза мембранных белков и эритроцитарных антигенов.

Эритропоэз стимулируется под влиянием катехоламинов, глюкокортикоидов, андрогенов, гормонов щитовидной железы, инсулина, плацентарного пролактина, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-9, ИЛ-11, КСФ, фолиевой кислоты, витаминов С, В12, железосодержащих препаратов.

Эритропоэз угнетается при повышенной оксигенации тканей, когда снижается образование эритропоэтина, а также под влиянием эстрогенов, глюкагона, ацетилхолина, интерферонов, ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-5, эритроцитарных кейлонов.

После рождения у ребенка в течение нескольких дней отмечают эритроцитоз – содержание эритроцитов составляет 5,5⋅1012/л, в то же время имеется высокое содержание гемоглобина (156-200 г/л).

В течение первого года жизни изменяется антигенная структура эритроцитов, возникает прогрессирующее снижение фетального гемоглобина.

К концу первого года жизни содержание фетального гемоглобина не превышает 1 %.

Общая характеристика эритроцитов

Эритроциты – самая многочисленная популяция клеток крови, обладающих разнообразными функциями, в частности дыхательной, трофической, детоксицирующей.

Количество эритроцитов довольно вариабельно в условиях нормы: так, у женщин оно колеблется от 3,7⋅1012/л до 4,7⋅1012 /л, а у мужчин – от 4,5⋅1012/л до 5,5⋅1012 /л.

Сдвиг этих показателей до нижней или верхней границы нормы может быть одним из признаков болезни.

Около 85 % всех эритроцитов имеют форму двояковогнутого диска, то есть являются дискоцитами. Форма эритроцита определяет цепь ауторегулирующих процессов, направленных на поддержание движения крови, её реологических свойств.

В условиях патологии появляются эритроциты различной формы, такие состояния именуют пойкилоцитозом.

Среди аномальных по форме эритроцитов различают овалоциты, аннулоциты, сфероциты, акантоциты, стоматоциты, щизоциты и другие формы, имеющие в ряде случаев определённое диагностическое значение.

Обычная в условиях нормы форма дискоцита значительно увеличивает площадь диффузии газов, электролитов и других субстратов. Средний диаметр эритроцита (нормоцита) в области краёв составляет 7,5 мкм, а максимальная толщина эритроцита в области краёв составляет 2 мкм.

Эритроциты с диаметром от 2 до 6 мкм – микроциты, а с диаметром от 9 до 16 мкм – макроциты. Количество макро- и микроцитов в крови здорового человека в среднем составляет 15–20 %.

Резкое увеличение содержания в крови микро- и макроцитов, именуемое анизоцитозом, является одним из признаков нарушения гемопоэза, характерным для анемий, лейкоцитозов, заболеваний инфекционно-аллергической природы. За время свой жизни в периферической крови эритроцит совершает кругооборот более 1 млн.

раз, что вызывает развитие механических и метаболических изменений в эритроцитах. Эритроциты обладают пластичностью, то есть способностью к деформации при прохождении через узкие извитые капилляры диаметром 2,5–7,5 мкм.

По мере старения их способность к деформации снижается, они застревают в капиллярах красной пульпы селезенки и там разрушаются в процессе фагоцитоза тканевыми макрофагами. Эластичность эритроцитов определяется особенностями структуры белка спектрина, гемоглобина, а также соотношением различных фракций липидов в мембране клеток.

Эритроциты играют важную роль в регуляции кислотно-основного состояния организма, в процессах свертывания крови и фибринолиза за счет адсорбции на их мембране разнообразных ферментных факторов этих систем.

Эритроциты являются регуляторами водно-солевого обмена в связи со способностью депонировать воду и минеральные соли при нахождении их в венозной крови.

Одной из главных функций эритроцитов является участие в иммунологических реакциях организма за счет наличия в мембранах эритроцитов комплекса полисахаридо-аминокислотных соединений, обладающих свойствами антигенов.

Следует помнить, что суммарный объем эритроцитов приблизительно в 160 раз превышает таковой лейкоцитов и тромбоцитов, а потому кровь можно рассматривать как двухфазную систему, представляющую собой взвесь (суспензию) эритроцитов в плазме.

При этом эритроцит подвергается в токе крови действию напряжения сдвига – оно более значительно у края и направлено в сторону стенки и менее выражено в центре сосуда.

Разница действующих векторов силы у разных краёв обеспечивает вращательное движение эритроцитов в текущей жидкости, что при столкновении с тромбоцитами, имеющими меньший размер и худшую деформируемость по сравнению с эритроцитами, приводит к отбрасыванию кровяных пластинок к стенке сосуда. Благодаря этому пристеночный слой оказывается обогащенным тромбоцитами. Указанный эффект обусловлен величиной гематокрита, размером эритроцитов и тромбоцитов и ригидностью их мембран. Увеличение любого из указанных параметров сопровождается усилением передвижения кровяных пластинок к стенке сосуда, а при наличии повреждения эндотелия – адгезией к субэндотелию.

Свойства эритроцитов

Буферные свойства эритроцитов. Как известно, на единицу объема эритроцит связывает в 60 раз большее количество О2, чем плазма крови. О2 хорошо растворим в воде, поэтому диффузия его в растворе происходит очень быстро.

Связывание О2 с эритроцитами определяется парциальным давлением газа в плазме и сорбционными свойствами Нв. В капиллярах легких, где давление О2 высоко (рО2 = 133 гПа), высоко и сродство Нв к О2, что обеспечивает трансмембранный перенос газа и связывание его с гемоглобином.

Читайте также:  Из истории пластической хирургии

В капиллярах тканей, где рО2 равно 40-50 гПа, сродство Нв к О2 резко снижается. При этом происходит выход кислорода из эритроцитов.

Транспорт СО2 через мембрану эритроцита также осуществляется за счет диффузного давления (в капиллярах легких рСО2 = 53гПа, а в капиллярах тканей – 61 гПа). Диффузия СО2  в растворах происходит примерно в 20 раз быстрее, чем О2.

Высокая скорость равновесия содержания СО2 в системе эритроцит – плазма крови обеспечивается наличием в эритроцитах особого фермента – карбоангидразы, катализирующего реакции трансформации СО2 и Н2О в углекислоту (Н2СО3), а также мощными системами трансмембранного обмена анионами.

При понижении концентрации СО2 в эритроцитах возникает отрицательный заряд Нв, что приводит к уменьшению содержания внутриклеточной воды, а при увеличении содержания СО2 в эритроцитах – они набухают.

Известно, что осмотическое давление в эритроцитах несколько выше, чем в плазме крови, что связанно с высокой внутриклеточной концентрацией белков по сравнению с плазмой крови.

При этом содержание низкомолекулярных осмотически активных веществ (ионов натрия) в эритроцитах значительно меньше, чем в плазме крови. Величина осмотического давления в эритроцитах обеспечивает достаточный или нормальный тургор этих клеток.

Осмотическое давление плазмы и эритроцитов в условиях нормы находится в динамическом равновесии, что обуславливает стабильность структуры эритроцитов.

При помещении эритроцитов в коллоидно-осмотическую среду с более низким осмотическим давлением (гипотонические растворы) может наступить осмотический или коллоидно-осмотический гемолиз. Последний обусловлен тем, что вода поступает в эритроциты до того момента, пока не разрывается мембрана и гемоглобин выходит в окружающую среду.

В умеренногипотонической среде эритроциты приобретают сферическую форму, их называют в связи с этим сфероцитами.

Способность эритроцитов сохранять свою структуру при развитии гипоосмотических состояний или в гипоосмотической среде получила название осмотической устойчивости, или резистентности эритроцитов.

Верхняя граница резистентности или максимальная устойчивость эритроцитов соответствует примерно 0,5–0,4 % раствора хлорида натрия.

При помещении эритроцитов в гипертоническую среду происходит их сморщивание в связи с потерей воды и уменьшением объема.

Эритроцитам свойственна способность к оседанию. Удельная масса цельной крови в норме для взрослого составляет в среднем 1,05–1,06.

Удельная масса эритроцитов (1,085–1,096) выше, чем плазмы крови (1,02–1,027), поэтому эритроциты в пробирке с кровью, лишенной возможности свертываться, способны медленно оседать на дно.

Скорость оседания эритроцитов в значительной мере определяется белковым составом плазмы крови, в частности уровнем мелкодисперсных белков-альбуминов. В связи с этим важная роль в обеспечении величины СОЭ отводится соотношению альбуминово-глобулиновых фракций белков крови.

СОЭ у мужчин в среднем составляет 1–10 мм/ч, у небеременных женщин 2-15 мм/ч. При некоторых патологических процессах и заболеваниях, а также во второй половине беременности СОЭ повышается, так как увеличивается содержание в крови грубодисперсных белков глобулиновой фракции, получивших название аггломеринов, а также за счет усиления образования фибриногена.

При замедлении скорости кровотока и повышении вязкости крови эритроциты проявляют способность к агрегации. Вначале агрегация носит обратимый характер, при этом образуются ложные агрегаты, или монетные столбики. В случае быстрого восстановления кровотока они распадаются на полноценные клетки с сохраненной мембраной и внутриклеточной структурой.

Пластичность или деформируемость – это способность эритроцитов к обратимой деформации при прохождении через узкие извитые капилляры, микропоры. Данное свойство определяется особенностями структуры мембраны эритроциты, наличием в ней особого белка спектрина.

  • Таким образом, основными физиологическими и физико-химическими свойствами эритроцитов являются следующие:
  • – осмотическая устойчивость;
  • – способность к оседанию;
  • – способность к агрегации;
  • – пластичность;
  • – деструкция после определенного периода циркуляции в кровотоке.
  • Функции эритроцитов

1. Дыхательная функция заключается в захвате и переносе кислорода к тканям и экскреции СО2 из организма. Это обеспечивается содержащимся в эритроцитах белком гемоглобином. Гемоглобин – сложный белок состоит из групп гема и белкового остатка – глобина. Содержание гемоглобина у мужчин составляет 130-160 г/л, у женщин 120-140 г/л.

2. Трофическая функция эритроцитов связана с их способностью транспортировать аминокислоты, нуклеотиды, пептиды к различным органам и тканям, способствуя обеспечению репаративных процессов. В ряде случаев эту функцию называют транспортной.

3. Детоксиксицирующая функция эритроцитов обусловлена их способностью адсорбировать токсические продукты эндогенного или экзогенного происхождения и частично инактивировать их.

4. Участие в процессах свертывания крови за счет адсорбции на их мембране плазменных факторов свертывания крови

5. Участие в регуляции кислотно-основного состояния организма (буферная функция) за счет гемоглобина обеспечивающего до 70 % буферной ёмкости крови.

6.– Ферментативная функция связана с наличием в эритроцитах большого количества ферментов, в частности карбоангидразы, метгемоглобинредуктазы, ферментов гликолиза.

Библиографическая ссылка

Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. ЛЕКЦИЯ 1.  ЭРИТРОПОЭЗ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭРИТРОЦИТОВ, ИХ СВОЙСТВ И ФУНКЦИЙ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1-2. – С. 325-328;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34841 (дата обращения: 14.05.2022). Эритроцитопоэз. Гранулоцитопоэз. Этапы эритропоэза и гранулоцитопоэза.

Кроветворение:эритроцитоз, гранулоцитопоэз, тромбоцитопоэз, лимфо- и моноцитопоэз

Кроветворение,
гемопоэз (от греч. háima — кровь и póiēsis —
изготовление, сотворение), процесс
образования, развития и созревания
клеток крови у животных и человека.
(Афанасьев
Ю.И., Юрина Н.А., Котовский Е.Ф. Гистология,
цитология и эмбриология.—М ., 2002).

Эритроцитопоэз
начинается со стволовой кроветворной
клетки. Через стадию колониеобразующей
мультипотентной клетки (КОЕТЭММ)

формируются
бурстобразующая (БОЭ-Э) и далее
колониеобразующая единица эритроцитов
(КОЕ-Э). Клетки этих колоний чувствительны
к факторам регуляции пролиферации и
дифференцировки. Например, эритропоэтин,
вырабатываемый клетками почки, стимулирует
пролиферацию и дифференцировку клеток
в эритробласты.

В
IV-й класс включаются базофильный,
полихроматофильный и оксифильный
эритробласты. Проэритроциты, потом
ретикулоциты составляют V-й класс и,
наконец, формируются эритроциты (VI-й
класс). В эритропоэзе на стадии оксифильного
эритробласта происходит выталкивание
ядра.

В целом цикл развития эритроцита
до выхода ретикулоцита в кровь продолжается
до 12 суток.

Общее направление эритропоэза
характеризуется следующими основными
структурно-функциональными изменениями:
постепенным уменьшением размеров
клетки, накоплением в цитоплазме
гемоглобина, редукцией органелл,
снижением базофилии и повышением
оксифилии цитоплазмы, уплотнением ядра
с последующим его выделением из состава
клетки. В эритробластических островках
эритробласты поглощают путем
микропиноцитоза железо, поставляемое
макрофагами, для синтеза гемоглобина.

Развитие
эритроцитов

происходит в миелоидной ткани красного
костного мозга. В периферическую кровь
поступают только зрелые эритроциты и
немного ретикулоцитов. Состояние,
при котором содержание гемоглобина
в крови значительно снижено, называется
анемией.

Оно бывает связано либо с
уменьшением числа эритроцитов, либо с
понижением содержания гемоглобина в
них, и возникает в результате ряда
причин: генетических (например,
серповидноклеточная анемия, связанная
с нарушением синтеза гемоглобина и
распадом эритроцитов), кровопотери,
воздействия гемолитических ядов,
вызывающих распад эритроцитов, дефицита
железа или витамина B12. В норме потребность
в эритроцитах обеспечивается за счет
размножения клеток IV-V-ro классов. Этот
процесс называется гомопластическим
гемопоэзом. При резком дефиците
эритроцитов, вызванном кровопотерей
или другими факторами, гомопластического
гемопоэза оказывается недостаточно.
Эритроциты начинают развиваться путем
деления клеток I-III-го классов. Такой
процесс называется гетеропластическим
гемопоэзом.

Гранулоцитопоэз

Образование
гранулоцитов
происходит в миелоидной ткани красного
костного мозга. Исходная стволовая
клетка превращается в мультипотентную
клетку — предшественник миелопоэза
(КОЕ-ГЭММ) и далее под воздействием
колониестимулирующих факторов
дифференцируется в общую родоначальную
клетку для гранулоцитов и моноцитов
(КОЕ-ГМн).

В дальнейшем в результате
дивергенции возникают родоначальные
клетки для гранулоцитов (КОЕ-Гн), которые
дифференцируются в идентифицируемые
миелобласты (IV-й класс клеток). В ряду
дальнейшей клеточной дифференцировки
(V-й класс клеток) различают стадии:
промиелоцита, миелоцита, метамиелоцита.

Начиная со стадии промиелоцита, клетки
подразделяются на 3 разновидности:
нейтрофильные, эозинофильные, базофильные.
Более отчетливо это подразделение можно
провести на стадии миелоцитов, когда в
клетках накапливается достаточное
количество специфической зернистости.
До стадии миелоцитов включительно
клетки гранулоцитопоэза делятся митозом.

Метамиелоциты митозом уже не делятся.
В этих клетках ядро приобретает вначале
палочковидную, а затем сегментированную
форму.

Общее
направление дифференцировки клеток
гранулопоэза
характеризуется: постепенным уменьшением
размеров клетки, снижением базофилии
цитоплазмы, появлением в цитоплазме
специфических гранул, уменьшением
размеров ядра, появлением сегментированности
ядра и его уплотнением, сдвигом
ядерно-цитоплазменного отношения в
сторону преобладания размеров цитоплазмы
над размерами ядра.

В
периферическую кровь поступают зрелые
гранулоциты
(VI-й класс клеток) — нейтрофилы, эозинофилы
и базофилы, а также небольшое количество
малодифференцированных (юных) гранулоцитов.
Физиологическая регенерация обеспечивается
делением преимущественно клеток V-ro
класса — миелоцитов.

Читайте также:  Злокачественная зернистоклеточная опухоль. признаки злокачественной зернистоклеточной опухоли.

Моноцитопоэз.
Моноцитопоэз — образование моноцитов
— происходит в красном костном мозге
из стволовых клеток через стадии
КОЕ-ГЭММ, далее — КОЕ-ГМо, затем КОЕ-Мо,
монобласта, промоноцита и моноцита.

Конечной стадией дифференцировки клеток
моноцитарного ряда является не моноцит,
а макрофаг (мононуклеарный фагоцит),
который находится вне сосудистого
русла.

Дифференцировка клеток при
моноцитопоэзе характеризуется:
увеличением размеров клетки, приобретением
ядра бобовидной формы, снижением
базофилии цитоплазмы, превращением
моноцита в макрофаг.

Лимфоцитопоэз
и иммуноцитопоэз
.
Лимфоидная ткань у человека имеется в
составе лимфатических узлов, селезенки,
миндалин, аппендикса и в других лимфоидных
образованиях по ходу пищеварительного
тракта. В лимфоидной ткани происходит
лимфопоэз.

Исходными клетками лимфопоэза
являются стволовые клетки красного
костного мозга.

Через стадию мультипотентных
клеток (КОЕ-Л) они дифференцируются в
родоначальные про-Т- и про-В-лимфобласты
и далее в Т- и В-лимфобласты, Т- и
В-пролимфоциты и Т- и В-лимфоциты.

В
лимфоцитопоэзе
в тимусе возникают субпопуляции Т-клеток
с различными рецепторами (так называемая
антигеннезависимая пролиферация и
дифференцировка). Т-лимфоциты участвуют
в формировании клеточного иммунитета.

Другой ряд дифференцировки в лимфопоэзе
приводит к образованию из В-лимфоцитов
через стадии плазмобласта и проплазмоцита
— плазматических клеток (плазмоцитов).
Эти клетки вырабатывают антитела,
обеспечивая гуморальный иммунитет.

Подробнее образование иммунокомпетентных
клеток и их участие в развитии воспаления
рассматриваются ниже.

Из
лимфобластов
образуются большие, средние и малые
лимфоциты. Этот ряд дифференцировки
сопровождается уменьшением размеров
клеток, уплотнением ядер, снижением
митотической активности. Малые лимфоциты
способны к «бласттрансформации»
— своеобразной дедифференцировке с
последующей повторной их дифференцировкой.
Явление бласттрансформации открыто
А.А. Максимовым (1902).

Тромбоцитопоэз
(образование
тромбоцитов в организме
)

протекает
в костном мозге и включает следующие
этапы: колониеобразующая клетка
мегакариоцитарная (КОК-мег) -»
промегакариобласт -> мегакариобласт
-> промегакариоцит -> зрелый мегакариоцит
-» тромбоцитогенный мегака-риоцит ->
тромбоциты. Истинные митозы, т. е.

деление
клеток, присущи только КОК-мег. Для
промегакариобластов и мегакариобластов
характерен эндомитоз, т. е. удвоение ДНК
в клетке без ее деления.

После остановки
эндомитоза, в основном после 8-, 16-, 32-,
64-кратного удвоения ДНК, мегакариобласт
начинает дифференциацию до тромбоцитарного
мегакариоцита, образующего тромбоциты

Митоз
и дифференциацию КОК-мег активирует
гемопоэтический цитокин — тромбопоэтин
(тромбоцитопоэтин)
при взаимодействии с интерлейкином-3.

Этот гуморальный фактор стимулирует
также эндомитоз мегакариоцитов,
он необходим для нормального созревания
цитоплазмы мегакариоцита и формирования
в ней тромбоцитов.

Стимулируют
образование тромбоцитопоэтина

уменьшение мегакариоцитов и их
предшественников в костном мозге, а
также тромбоцитопения, вызванная
усиленным использованием тромбоцитов
при формировании тромба (воспаление,
необратимая агрегация тромбоцитов).

Активированные тромбоциты и селезенка
выделяют в кровь гуморальный ингибитор
пролиферации КОК-мег, а также немитотической
стадии развития мегакариоцитов
(эндомитоза) и созревания цитоплазмы
мегакариоцитов. Это гликопротеин, массой
12—17 кДа. (Юрина И.А. Гистология/И.А.Юрина
и А.И. Радостина//Учебник.—М.:Медицина,
1995 год,256с.)

Эритропоэз

   Эритропоэз — это жестко регулируемый и сложный , многоступенчатый процесс, начинающийся в костном мозге из мультипотентной гемопоэтической стволовой клетки ( HSC) и заканчивающийся зрелым энуклеированным эритроцитом.

Каждую секунду в процессе эритропоэза организм человека генерирует 2 миллиона эритроцитов.

Первые этапы дифференцировки эритроидов включают фазу вовлечения, в которой HSC дифференцируются в предшественников эритроидов, от общего миелоидного предшественника, предшественника мегакариоцитарно-эритроидного, и, наконец, формирующего взрывную единицу эритроида (BFU-E).

 BFU-Es являются первыми клетками-предшественниками, связанными исключительно с эритроидной линией (Gregory and Eaves 1977). Эти BFU-Es далее дифференцируются в колониеобразующий блок-эритроид (CFU-E), после чего происходит терминальная дифференцировка.

     Вторая фаза созревания эритроида включает дифференцировку зародышевых предшественников от проэритробластов до базофильных, полихроматофильных и ортохроматических эритробластов.

 Эта фаза характеризуется постепенным накоплением гемоглобина, прогрессирующим уменьшением размера клеток и ядерной конденсацией, что в конечном итоге приводит к энуклеации. Заключительная фаза развития эритроида включает созревание ретикулоцитов в эритроциты.

 Именно на этой стадии эритроцит приобретает двояковогнутую форму за счет обширного ремоделирования мембран и будет циркулировать в кровотоке, пока он не будет удален макрофагами в ретикулоэндотелиальной системе (Gifford et al. 2006).

    Терминальная дифференцировка эритроида происходит в анатомических нишах, известных как эритробластические острова.

 Эритробластические острова уникальны для эритропоэза млекопитающих и состоят из центрального макрофага, окруженного  эритроидными клетками ( до 30) с различной степенью созревания эритроцитов.

Клетки варьируются от CFU-Es до энуклеирующих эритробластов и являются местом синтеза гемоглобина путем терминальной дифференцировки эритробластов.

Центральный макрофаг функционирует для закрепления эритробластов на острове и обеспечивает клеточные взаимодействия, необходимые для управления дифференцировкой и пролиферацией эритроидов. Кроме того, было показано, что центральный макрофаг фагоцитирует экструдированное ядро ​​из терминально дифференцирующихся эритробластов и направляет передачу железа предшественникам эритроидов для синтеза гема.

    Макрофаги внутри эритробластических островков также помогают регулировать скорость эритропоэза с помощью механизмов положительной и отрицательной обратной связи. Макрофаги секретируют цитокины, такие как инсулиноподобный фактор роста-1, который способствует пролиферации и созреванию эритроидов.

    На начальном этапе эритропоэз происходит с постоянной, но низкой базальной скоростью, при этом примерно 1% циркулирующих эритроцитов ежедневно очищается и заменяется новыми клетками.

Эритроциты остаются в обращении в течение приблизительно 120 дней, в течение которых они постоянно обследуются резидентными макрофагами в печени и селезенке.

Макрофаги в селезенке могут обнаруживать и удалять нежелательные или поврежденные эритроциты, а также старые эритроциты в конце их жизненного цикла.

      Эритропоэтин (EPO) — это гуморальный цитокин, синтезируемый главным образом в почках и секретируемый в кровоток, где он нацелен на эритроидные клетки-предшественники в костном мозге.

  Основной функцией EPO является регулирование доставки кислорода к периферическим тканям, и этому способствует гипоксическая индукция транскрипции гена EPO. В этом процессе участвуют несколько факторов транскрипции, включая фактор, индуцируемый гипоксией, регулируемый относительным уровнем гипоксии, и GATA-связывающие белки.

Было показано, что среди белков GATA GATA-1, GATA-2 и GATA-3 негативно регулируют экспрессию мРНК EPO посредством связывания в области промотора EPO.  Таким образом, скорость транскрипции гена ЕРО регулируется местной кислородной средой.

 В дополнение к регуляции экспрессии мРНК EPO, в частности, GATA-1 и GATA-2 играют решающую роль в регуляции экспрессии генов, ограниченных по линии происхождения, во время дифференцировки эритроидов.

GATA-1 необходим для выживания и терминальной дифференцировки эритроидных предшественников, тогда как GATA-2 регулирует поддержание и пролиферацию гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток. Именно относительная пропорция экспрессии GATA-1 и GATA-2 определяет экспрессию генов-мишеней, необходимых для стимулирования созревания эритроидов и максимальной экспрессии генов β-глобина.

    EPO связывается с рецептором эритропоэтина (EPO-R), который вызывает гомодимеризацию рецептора. Регуляция эритропоэза с помощью EPO регулируется во времени, и исследования на людях показали, что EPO связывается с EPO-R от стадии CFU-E до полихроматофильной стадии.

Одним из основных сигнальных путей, опосредованных взаимодействием EPO / EPO-R, является активация JAK2 , которая впоследствии фосфорилирует и активирует STAT5. Было показано, что путь JAK2 / STAT5 активирует гены, фундаментальные для выживания, пролиферации и дифференцировки эритроидных предшественников.

Кроме того, фосфорилирование STAT5 необходимо для ускорения эритропоэза во время гипоксического стресса. Путь JAK2 / STAT5 хронически активируется в полицитемии  и β-талассемии  с помощью внутренних (соматических мутаций) и внешних механизмов, соответственно.

Другие последующие пути активации включают митоген-активируемую протеинкиназу (MAPK) и фосфоинозитид-3-киназу (PI3K). Сходным образом, эти пути участвуют в дифференцировке и пролиферации предшественников эритроида. 

   Все дифференцирующие эритробласты экспрессируют лиганд Fas, однако только незрелые эритробласты, преимущественно проэритробласт и базофильный нормобласт, уязвимы для поперечной сшивки Fas / Fas-лиганд.

 Зрелые эритробласты на полихроматической и ортохроматической стадии используют эту восприимчивость к Fas-лиганд-опосредованной цитотоксичности для стимулирования продолжающейся дифференцировки эритроидов.

 Существует предположение, что во время периодов анемии высокие уровни экспрессии эритропоэтина защищают незрелые эритробласты от опосредованной Fas-лигандом цитотоксичности, тем самым способствуя выживанию эритроида и увеличению скорости эритропоэза через внешний, а также внутренний. пути гибели клеток.

    Измененная продукция эритроцитов может быть результатом прямого нарушения медуллярного эритропоэза, как это наблюдается при синдромах талассемии, наследственной недостаточности костного мозга, а также при анемии, развившейся на фоне хронического заболевания.  Альтернативно, при таких расстройствах, как серповидноклеточная анемия (SCD), а также энзимопатии и дефекты мембран, медуллярный эритропоэз непосредственно или только минимально не нарушается.

 Несмотря на различия в патогенезе, методы лечения нарушения эритропоэза традиционно неспецифичны и ограничиваются симптоматическим контролем анемии,  переливанием эритроцитарной массы (pRBC), что приводит к перегрузке железом и возможной необходимости в хелатировании или спленэктомии  для уменьшения дефектного разрушения эритроцитов. Аналогичным образом, при истинной полицитемии перепроизводство эритроцитов  связано с неспецифической миелосупрессией или флеботомией.  Представляют интерес новые терапевтические мишени, включая индукцию гемоглобина плода, вмешательство в аберрантные пути передачи сигналов и генную терапию.

Читайте также:  Азафен - инструкция по применению, аналоги, отзывы и формы выпуска (таблетки 25 мг, 150 мг мв с модифицированным высвобождением) препарата антидепрессанта для лечения депрессии, аффективных расстройств у взрослых, детей и при беременности

   Повышенные уровни циркулирующих медиаторов воспаления, таких как интерлейкин 6 (IL-6), трансформирующий фактор роста-β (TGF-β), фактор некроза опухоли (TNF) и интерферон-γ (IFN-γ), обнаруживаются при множестве хронических воспалительных процессов . Эти состояния часто характеризуются анемией, которая предполагает механизм опосредованного цитокинами ингибирования эритропоэза.

ЭРИТРОЦИТОПОЭЗ

  • ПОСТЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ГЕМОПОЭЗ.
  • КРОВЕТВОРЕНИЕ В КОСТНОМ МОЗГЕ.
  • КРОВЕТВОРЕНИЕ В ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛАХ.
  • КРОВЕТВОРЕНИЕ В СЕЛЕЗЕНКЕ.
  • КРОВЕТВОРЕНИЕ В ТИМУСЕ.

Закладывается тимус в конце первого месяца внутриутробного развития, а на 7-8 неделе он заселяется стволовыми клетками крови, которые дифференцируются в лимфоциты тимуса.

Увеличивающееся число лимфоцитов дает начало Т-лимфоцитам.

Селезенка закладывается в конце 1го месяца эмбриогенеза. Из стволовых клеток экстраваскулярно образуются все форменные элементы крови. Образование эритроцитов и гранулоцитов в селезенке достигает максимума на 5м месяце эмбриогенеза. После этого в ней начинает преобладать лимфоцитопоэз.

Закладка лимфатических узлов человека появляется на 7-8 неделе эмбриогенеза. На 8-9й неделе в них проникают стволовые клетки, из которых дифференцируются эритроциты, гранулоциты и мегакариоциты.

На 8-15 неделе появляются единичные лимфоциты, а на 16й неделе происходит массовое заселение лимфатических узлов предшественниками Т- и В-лимфоцитов. Из предшественников дифференцируются большие лимфоциты – лимфобласты, а затем средние и малые лимфоциты.

Т- и В-лимфоциты дифференцируются в Т- и В-зависимых зонах лимфатических узлов.

Костный мозг закладывается на 2м месяце эмбриогенеза. На 12й неделе развития основную массу гемопоэтических элементов составляют эритробласты и предшественники гранулоцитов.

Все форменные элементы формируются из стволовых клеток экстраваскулярно. Часть СКК остается в недифференцированном состоянии, они могут расселяться по другим органам и тканям, где из них развиваются клетки крови и соединительной ткани.

Костный мозг становится центральным, универсальным органом осуществляющим гемопоэз.

Представляет собой процесс физиологической регенерации крови. Различают миелопоэз, лимфопоэз, мегакариоцитопоэз (тромбоцитопоэз), моноцитопоэз.

Миелопоэз происходит в эпифизах трубчатых и полостях многих губчатых костей. Миелопоэз включает эритропоэз, гранулоцитопоэз, моноцитопоэз и тромбоцитопоэз.

Источником эритроидных клеток является полипотентная стволовая клетка крови (СКК), которая дает два типа клеток :1) лимфоидный тип (КОЕ-Л); 2) клон образующие клетки – родоначальницы гранулоцитарного, эритроцитарного, моноцитарного и мегакариоцитарного рядов гемопоэза (КОЕ-ГЭММ). Из второго типа мультипотентных СКК дифференцируются унипотентные единицы: бурстообразующая (БОЕ-Э) и колониеобразующая (КОЕ-Э) эритроидные клетки, которые являются родоначальными клетками эритропоэза.

БОЕ-Э – взрывообразующая единица (burst-взрыв) по сравнению с КОЕ-Э менее дифференцирована.

БОЕ-Э может при интенсивном размножении быстро образовывать крупную колонию клеток. БОЕ-Э в течение 10 суток осуществляет 12 делений и образует колонию из 5000 эритроцитарных клеток с незрелым фетальным гемоглобином (HbF), мало чувствительна к эритропоэтину.

  1. КОЕ-Э по сравнению с БОЕ-Э – более зрелая клетка, чувствительна к эритропоэтину, под влиянием которого размножается (за 3 дня – 6 делений).
  2. Эритропоэтин – гормон, образующийся в почке и печени при гипоксии и запускающий эритропоэз из КОЕ-Э.
  3. КОЕ-Э дифференцируется в проэритробласты, из которых образуются эритробласты (базофильные, полихроматофильные, оксифильные), ретикулоциты и эритроциты.

Проэритробласт – крупная клетка с большим круглым ядром. Базофильный эритробласт – клетка меньшего размера, в нем начинается синтез гемоглобина.

  • Полихроматофильный эритробласт окрашивается оксифильно, цитоплазма серовато-фиолетового цвета.
  • Оксифильный эритробласт (нормобласт) имеет пикнотическое ядро, в цитоплазме много Нв, окрашивается в ярко-розовый цвет эозином.
  • Пикнотическое ядро выталкивается из клетки.
  • Клетка утрачивает способность к делению.

Ретикулоцит – безъядерная клетка с небольшим содержанием рибосом, оксифильная с Нв и базофилией (полихромная окраска). Созревает ретикулоцит в течение 1-2 суток при выходе в кровь.

Эритроцит – конечная клетка эритроидного ряда. Эритропоэз протекает в костном мозге в эритробластических островках.

У взрослого организм эритроциты обеспечиваются за счет усиленного размножения полихроматофильных эритробластов.

Роль витаминов, микроэлементов и эритропоэтина в кроветворении

Статьи В.Н.Серов, В.А.Бурлев, Е.Н.Коноводова, Е.В.Жаров, М.Б.Охапкин, М.В.Хитров, И.Н. Ильяшенко, В.О.Лопухин
Москва 2005

VIII. РОЛЬ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В КРОВЕТВОРЕНИИ.

Железо не является единственным микроэлементом, участвующим в кроветворении. Велика роль и других незаменимых микроэлементов.

Кроме того, имеются данные, свидетельствующие о том, что нарушения в обмене железа сказываются на метаболизме других металлов и других важных медиаторов клеточной функции.

Особенное значение это имеет при беременности, когда развивающийся плод уязвим к недостаточности микроэлементов.

МЕДЬ — является одним из основных незаменимых микроэлементов, входящих в состав важнейших ферментов, опосредующих в организме жизненно важные процессы, например, дыхание и эритропоэз .Медь находится в тесной связи с изменениями в обмене железа. Медь необходима для эритро- и гранулоцитопоэза.

Она участвует в созревании и стимуляции ретикулоцитов и других гемопоэтических клеток, путём активации цитохромоксидазы. Медь способствует устойчивости мембраны клеток и мобилизации железа, его транспорту из ткани в костный мозг. Медь считается основным активатором гемоглобина.

В составе супероксиддисмутазы она принимает участие в функционировании антиоксидантной системы. При дефиците меди нарушаются эритро- и гранулоцитопоэз, что способствует развитию гипохромной анемии и нейтропении.

Во время недостаточности меди, значительно понижается продолжительность жизни эритроцитов, однако ещё не известен механизм этого явления.

МАРГАНЕЦ — является одним из незаменимых микроэлементов, служит кофактором многих мультиферментных систем, в свою очередь, детерминирующих важнейшие биохимические и физиологические процессы в организме, а именно, синтез нуклеиновых кислот, метаболизм различных гормонов. Имеются также данные об участии марганца в синтезе функционально способных молекул гемоглобина.

  • ЦИАНКОБАЛАМИН (В12) — обеспечивает нормальный гемопоэз путем активации созревания эритроцитов.
  • ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА (В9 ) — влияет на биосинтез ДНК в клетках костного мозга;стимулирует эритро-, лейко- и тромбопоэз.
  • АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА (С) — облегчает всасывание железа в желудочно-кишечном тракте; влияет на включение железа в синтез гема в костном мозге; участвует в процессе высвобождения железа из депо.
  • РЕТИНОЛ (A) — участвует в мобилизации железа из депо.

РИБОФЛАВИН (В2 ). При дефиците рибофлавина в организме увеличивается экскреция железа с мочой.

ПИРИДОКСИН (В6 ). Дефицит пиридоксина отражается на состоянии аминокислотного обмена (лизина, гистидина, метионина) специфически участвующих в процессе всасывания железа в кишечнике и синтезе Hb.

  1. В2 и В6 — являясь коэнзимами окислительно-восстановительных процессов, оказывают влияние на гемопоэтическую функцию костного мозга.
  2. ЭРГОКАЛЬЦИФЕРОЛ (D) — участвуют в переносе железа из депо в костный мозг и его абсорбции из крови.
  3. РОЛЬ ЭРИТРОПОЭТИНА В ЭРИТРОПОЭЗЕ.

Эритропоэтин (ЭПО) — белок, фактор роста. Занимает центральное место в регуляции эритропоэза. Вырабатывается в почках.

Является физиологическим регулятором продукции эритроцитов и играет ключевую роль в приспособлении этой продукции к метаболическим потребностям в кислороде. Оказывает стимулирующий эффект на костный мозг.

Способствует пролиферации ранних эритроидных предшественников, поддерживает их выживание при созревании (препятствует апоптозу), оказывает стимулирующий эффект на синтез Hb и на включение железа клетками костного мозга.

На основе многолетних исследований, проведенных в 1995-2005 гг. в лаборатории клинической биохимии ГУ НЦАГиП РАМН (руководитель проф. В.А.Бурлев) был разработан алгоритм диагностики, профилактики и лечения ЖДС у беременных.

Предыдущий раздел | Содержание | Следующий раздел

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector