Эритропоэз. Эритробластические островки. Анемия. Эритроцитоз.

Одной из проблем современной гематологии являются железодефицитные анемии, так как многие из них до сих пор плохо поддаются лечению.

Нам представляется, что это вызвано неясностью некоторых механизмов их патогенеза, обусловленной недостаточной глубиной изученности процессов регуляции гомеостаза железа, его хранения в депо и доставки к кост­ному мозгу — основному месту использования железа для синтеза гемоглобина.

Из 4–5 г железа, которое находится в организме, 20 % составля ет резервное железо, а остальное — функционально активное. Из этого количества в состав гемоглобина эритроцитов входит 62–70 %, 5–10 % содержится в скелетных мышцах (в миоглобине).

Остальное железо находится в тканях, где оно принимает участие во многих метаболических процессах: в составе металлосодержащих энзимов обеспечивает митохондриальный транспорт электронов, синтез ДНК и деление клеток, метаболизм катехоламинов, детоксикационные механизмы, в обеспечении которых принимает участие, в частности, цитохром Р 450 , содержащий железо.

В обычных условиях для эритропоэза ежесуточно необходимо 20–25 мг железа. Практически все это железо костный мозг получает за счет его повторного использования.

Основным местом резервного железа является ретикулоэндотелиальная система (РЭС) печени, откуда Fe поступает в эритробласты костного мозга с белком плазмы крови трансферрином (гликопротеином MB 76000), мигрирующим при электрофорезе белков плазмы вместе с b -глобулином. Поступившее в эритробласт железо используется для синтеза гема и депонируется в эритробласт в виде резерва.

В макрофагах печени и костного мозга резервное железо депонируется в молекуле ферритина, в состав которой входит белок апоферритина, образующий подобие скорлупы, в центре которой аккумулируется железо. Молекулы ферритина, в свою очередь, образуют внутри лизосом большие аморфные нерастворимые агрегаты — гемосидерин. Таким образом, ферритин и гемосидерин — это формы резервного железа в клетках.

При освобождении железа из клеточного резерва оно переводится в двухвалентное состояние (благодаря энзиму ксантиноксидазе, аскорбиновой кислоте и др.), соединяется с трансферрином и транспортируется через плазму крови к эритробластам костного мозга [1].

В настоящее время основным регулятором уровня железа в плазме крови большинство исследователей считает гепсидин (hepcidin).

Гепсидин — небольшой протеин (25 аминокислот), который синтезируется в печени и здесь же на уровне купферовских клеток регулирует выход железа в русло крови.

Впервые он был описан в 2001 году как один из стимуляторов антимикробного иммунитета [2, 3]. Но вскоре было показано и его участие в гомеостазе железа [4, 5].

Обстоятельно описаны также и механизмы его действия как одного из основных регуляторов гомеостаза железа на уровне обеспечения всасывания в энтероцитах тонкого кишечника [11], а также резорбции из клеток РЭС [11]. При поражении печени содержание гепсидина в плазме крови снижается, что приводит к дефициту усвоения железа из кишечника [8, 9].

Гепсидин стимулирует синтез РНК, что в конечном итоге связывает ферропортин и тем самым уменьшает поступление ионов железа в общий кровоток [11]. Одним из регуляторов уровня самого гепсидина является метриптаза-2 — фермент, расщепляющий гепсидин [12].

В то же время еще совсем неясным остается механизм, с помощью которого осуществляется взаимодействие системы эритропоэза (а это основной «потребитель» железа) и гомеостаза его в организме [6]. Лишь постулируeтся наличие какого-то еще неизвестного фактора-посредника [5, 7, 10]. Предполагается, что таким фактором может быть эритропоэтин [13].

Позволю себе напомнить некоторые положения современной науки об эритропоэзе и его основном стимуляторе — эритропоэтине, основным местом синтеза которого являются перитубулярные клетки почки [14], а также гепатоциты, окружающие венозные синусы печени [15].

В настоящее время при использовании различных методов культур тканей костного мозга показано, что эритропоэз осуществляется в так называемых эритробластических островках [16].

Превращение общей родоначальной клетки в эритроидные предшественники происходит при тесном межклеточном взаимодействии структур костного мозга и специфических регуляторов, а их дальнейшее созревание в зрелый эритроцит происходит при обязательном участии макрофагов костного мозга.

Эритроидный островок представляет собой центральный макрофаг, окруженный, как короной, эритробластами, находящимися на различной стадии своего созревания.

Эти макрофаги обеспечивают модуляцию эритроидных колоний, продуцируя разнообразные специфические регуляторы активности влияния основного стимулятора пролиферации и созревания эритробластов — эритропоэтина [18]. Они же могут синтезировать некоторое количество эритропоэтина.

В эритробластических островках развитие нормобластов заканчивается их денуклеацией (выталкиванием ядра) и превращением в ретикулоциты с последующим высвобождением этих клеток и поступлением их в синусоиды костного мозга.

Ретикулоцит — это юный эритроцит, содержащий иРНК, благодаря которой еще в течение почти двух суток продолжается синтез гемоглобина: в первые сутки ретикулоцит находится в костном мозге, а во вторые — уже в русле крови. По их концентрации в периферической крови судят об интенсивности эритропоэза.

Главным стимулом продукции эритропоэтина является тканевая гипоксия, что подтверждается быстрым накоплением иРНК эритропоэтина после возникновения дефицита кислорода, к которому высоко чувствительны соответствующие клетки почек.

Поэтому секреция эритропоэтина зависит от содержания кислорода в альвеолярном воздухе, функции легких (вентиляция, диффузия и перфузия), сердечного выброса, общей кислородной емкости крови, уровня гемоглобина, его способности связывать и отдавать кислород и определяется количеством кислорода в крови и потребностью тканей в нем [19, 20].

Между уровнями гемоглобина или гематокрита и плазменного эритропоэтина существует обратная линейная корреляция [20, 21]. Следовательно, уровень эритропоэтина в плазме может служить маркером тканевой оксигенации.

По мнению некоторых исследователей, печень и почки выделяют неактивный эритропоэтин, так называемый эритроген, который в плазме крови под влиянием специфического фермента эритрогенина превращается в эритропоэтин. Эритропоэтин обладает рядом уникальных свойств [22–24].

Он не имеет сходства с каким-либо другим плазменным белком, а в плазме крови циркулирует только одна его форма. Плазменный клиренс эритропоэтина не зависит от его концентрации в плазме и от клеточности костного мозга. Исследователи не обнаружили преформированных мест его депонирования.

Эритропоэтин оказывает влияние на различные звенья эритропоэза, начиная с реактивных клеток, позволяя им дифференцироваться в узнаваемые под микроскопом предшественники эритроцитов, в которых начинается синтез гемоглобина. Особенно активно он влияет на созревание эритроидных клеток-предшественников и, увеличивая их резерв, стимулирует пролиферацию созревающих клеток.

Суть исследования

Целью эксперимента явилось выяснение того факта, почему в норме при активации эритропоэза в плазме крови повышается концентрация железа; то есть является ли это ответом на уровень эритропоэтина плазмы, содержание в крови которого увеличивается, или нет.

Указание на эритропоэтин как на стимулятор уровня железа в плазме крови возникает по аналогии с другими гормональными регуляторами.

К примеру, гомеостаз йода, его всасывание стимулируется ТТГ, а концентрация кальция крови регулируется кальцитонином, паратгормоном и витамином D 3 .

Для этого нами использован многоступенчатый эксперимент. Сначала животных (крысы линии Вистар) на 18 часов помещали в барокамеру при пониженном содержании кислорода (аналог высоты 4000 м над уровнем моря). Это широко используемая модель стимуляции образования эритропоэтина.

После этого крыс забивали кровопотерей, а сыворотку крови (по 2 мл) вводили реципиентам (№ 1). Спустя сутки, когда из их крови эритропоэтин уже исчезал [7], у этих животных также забирали кровь, а сыворотку вводили (по 2 мл) следующим реципиентам (№ 2). Спустя сутки кровь данных реципиентов исследовалась на содержание железа.

В каждой серии также исследовалась концентрация железа у контрольных крыс (им вводился физиологический раствор).

Уровень железа и его производных в плазме крови исследовалися с помощью стандартного набора BIOTEST Fe70. Конечное определение экстинкции производилось на спектрофотометре на базе ЦНИЛа университета. Концентрация ретикулоцитов в крови определялась окраской мазков 1% спиртовым раствором бриллиант крезилблау.

Результаты и их обсуждение

Приведенная выше схема эксперимента позволила нам использовать два типа сыворотки: реципиентам № 1 вводилась сыворотка, содержащая эритропоэтин, а у реципиентов № 2 в сыворотке он уже отсутствовал, поскольку известно, что Т 1/2 вводимого с сывороткой эритропоэтин составляет всего 1,5 часа [7].

Полученные результаты исследований приведены в табл. 1. Прежде всего необходимо обратить внимание на то, что концентрация ретикулоцитов в крови животных отражает вышесказанное о наличии или отсутствии эритропоэтина во вводимой реципиентам сыворотке.

У реципиентов № 1, так же как у животных после пребывания в гипоксической барокамере, как и должно быть под влиянием эритропоэтина, содержание ретикулоцитов возрастало.

В отличие от этого у реципиентов № 2 оно оставалось без изменения, что свидетельствует об отсутствии у них повышенного уровня стимулятора.

Как видно из приведенных данных, после пребывания в барокамере, которое приводит к стимуляции образования эритропоэтина и началу интенсификации кроветворения под его действием, уровень железа и железосвязывающая способность сыворотки крови достоверно понижались.

В отличие от этого введение сыворотки реципиентам № 1 приводит к росту уровня транспортного железа в их крови.

Но наиболее важно то, что в еще большей степени возросли как уровень транспортируемого железа, так и железосвязывающая способность сыворотки крови у реципиентов № 2, причем отличие было достоверным даже по отношению к реципиентам № 1. Примечательно, что во всех группах животных процент насыщения железом транспортной системы плазмы был одинаковым.

Полученные результаты можно трактовать таким образом. Под воздействием стимулированного кроветворения у реципиентов № 1 увеличивается доставка железа к костному мозгу.

Это обусловлено тем, что в их крови появляется какой-то фактор-посредник (его мы назвали фактором Fе), который информирует клетки-депо железа о необходимости выброса микроэлемента в кровь для обеспечения увеличенных потребностей костного мозга.

Эффект этого посредника еще более четко проявляется у реципиентов № 2. Очень важно то, что он не является эритропоэтином, поскольку проявляет свой эффект и после исчезновения последнего.

Снижение показателей транспорта железа после пребывания в барокамере можно объяснить тем, что к моменту исследования данный фактор-посредник еще не образовался (или его еще очень мало), а активированное кроветворение уже забирает больше железа из плазмы крови.

Нельзя исключать того, что выявленный нами фактор является тем посредником, который информирует систему гепсидина об интенсивности кроветворения. Весьма важно то, что он не является эритропоэтином, вопреки мнению D.R. Asby et al. [ 13 ] .

Косвенным подтверждением нашей точки зрения являются и результаты лечения недоношенных новорожденных с низким содержанием гемоглобина в эритроцитах, получавших эритропоэтин.

При этом отмечена тенденция к снижению содержания сывороточного железа, ферритина, трансферрина даже при одновременном введении эритропоэтина и препаратов железа (от 2 до 6 мг/кг/сутки) и витамина Е (5– 15 мг/день) [25, 26].

Большинство исследователей отрицают преимущества повышенных лечебных доз железа для повышения эффективности терапии эритропоэтином и при других железодифицитных состояниях [27–29]. То есть можно предположить, что здесь имеет место недостаток образования фактора (фактора Fе), существование которого постулируется нами.

Выводы

1. При стимулированном эрит­ро­поэзе в плазме крови растет уровень железа и повышаются показатели железотранспортных систем плазмы крови.

2. Мобилизация железа из депо происходит под воздействием какого-то фактора, который мы обо­значили рабочим названием «фактор Fe».

3. Фактор Fе не является стимулятором кроветворения эритропоэтином.

Список литературы

1. Руководство по гематологии / Под ред. А.И. Воробьева. — Т. 2. — М.: Медицина, 1985. — 366 с. 2. Krause А., Neitz S., Magert H.J., Sc hulz А., Forssmann WG., Schulz-Knappe P., Adermann К. LEAP-1, а novel highly disulfide-bonded human peptide, exhibits antimicrobial acti­vity // FEBS Lett. — 2001. — 480. — 147-150. 3. Parc C.H., Valore E.V., Waring A.J., Ganz T.

Hepcidin, а urinary antimicrobial peptide sinthsized in liver // J. Biol. Chem. — 2001. — 276. — 7806-7810. 4. Andrews N.C. Anemia of inflammation: the cytokine-hepcidin link // J. Clin. Invest. — 2004. — 113. — 1251-1253. 5. Peyssonnaux C., Zinkernagel A.S., Schuepbach R.A. Regulation of iron homeostasis by the hypoxia-inducible transcripcion factors (HIFs) // J. Clin. Invest.

— 2007 Jul. — 117(7). — 1926-1932. 6. Wrighting D.M., Andrews N.C. Iron homeostasis and erythropoiesis // Curr. Top. Dev. Biol. — 2008. — 82. — 141-167. 7. Wieczorek L., Hirth P., Scho­pe K.B. Molecular biology of Eryth ropoietin // Prod. Develop. Pharmac. — 1991. — Vol. 2. — Р. 13-16. 8. Toledano M., Kozer E., Goldstein L.H., Abu-Kishk I., Bar-Haim A., Siman-Tov Y., Rechavi M.

, Rechavi G., Weizer-Stern O., Berkovitch M. Hepcidin in acute iron tox i­city // Am. J. Emerg. Med. — 2009. — 27(7). — 761-4. 9. Muckenthaler M.U. Fine tuning of hepcidin expression by positive and negative regulators // Cell Metab. — 2008. — 8(1). — 1-3. 10. Beguin Y. Soluble transferrin receptor for the evaluation of erythropoiesis and iron status // Clin. Chim. Acta. — 2003.

— 329(1–2). — 9-22. 11. Ramey G. et al. Heptidin targets ferroportin for degradation in hepatocytes // Hematologica. — 2009 Sep. — 22. — 235-242. 12. Knutson M.D. Into the matrix: regulation of the iron regulatory hormone heptidin by metriptase-2 // Nutr. Rev. — 2009. —67(5). — 284-288. 13. Ashdy D.R. et al.

Plasma heptidin levels are elevated but responsive to erythropoietin therapy in renal dis ease // Kidney Int. — 2009. — 75(9). — 976-81. 14. Lacombe C., Da Silva J.-L., Bruneval P. et al. Peritubular cells are the site of erythropoietin synthesis in the murine hypoxic kidney // J. Clin.Invers. — 1988. — Vol. 81. — P. 620-623. 15. Koury S.T., Bondarant M.C., Koury H.J.

Localization of cells producing erythropoietin in murine liver by in situu hybridization // Blood. — 1991. — Vol. 77, № 11. — P. 2497-2506. 16. Bessis M. Ultrastructural aspects of erythropoiesis // Internatio­nal Conf. on Hematopoiesis. — Capri, 1971. — P. 7-20. 17. Захаров Ю.М., Тишевская Н.В.

О взаимосвязи функциональной активности центральных макрофагов с кинетикой эритропоэза в эритробластических островках // Вопросы экспериментальной физиологии. — M.; Екатеринбург, 1997. — 95-103. 18. Захаров Ю.М., Рассохин А.Г. Эритробластический островок. — М.: Медицина, 2002. — 280 с. 19. Juul S.E. Erythropoietin in the neonate // Curr. Probl. Pediatr. — 1999. — Vol. 5. — P.

129-149. 20. Морщакова Е.Ф. Анемия не­доношенных и эритропоэтин // Педиатрия. — 1997. — № 4. — С. 49-54. 21. Павлов А.Д., Морщакова Е.Ф., Румянцев А.Г. Эритропоэтин: биологические свойства и при менение в клинической практике. — М.: Гэотар Медицина, 2001. 22. Chen J. Anemia of premature // Amer. J. Perinatol. — 1995. — Vol. 5. — P. 314-318. 23. Ермоленко В.М., Николаев А.Ю.

Эритропоэтин: биологические свойства и применение в клинической практике // Терапевтический архив. — 1991. — № 6. — С. 81-86. 24. Koenig J.M., Christensen R.D. Effect of erythropoietin on granulocytopoieiesis: in vitro and vivo studies in weanling rats // Pediatr. Res. — 1990. — Vol. 27. — P. 583-587. 25. Ohls R.K. The use of erythropoietin in neonates // Clin. Perinatol.

— 2000. — Vol. 3. — P. 681-696. 26. Spencer M.K., Khong T.Y., Matthews B.L. et al. Haematopoietic indicators of fetal metabolic acidosis // Aust. NZJ Obstet. Gynaecol. — 2000. — Vol. 40. — P. 286-289. 27. Bader D., Kugelman A., Maor-Rogin N. et al. The role of high-dose oral iron supplementation during erythropoietin therapy for anemia of prematurity // J. Perinatol. — 2001.

— Vol. 21. — P. 215-220. 28. Picaud J.C., Putet G., Salle B.L., Claris A.D. Iron supplementation in preterm infants treated with erythropoietin // Arch. Pediatr. — 1999. — Vol. 6. — P. 657-664.

29. Dani C., Reali M.F., Bertini G. et al. The role of blood transfusions and iron intake on retinopathy of pre maturity // Early Hum. Dev. — 2001. — Vol. 62. — P. 57-63.

Что такое Эритремия (истинная полицитемия, эритроцитоз, болезнь Вакеза) — Белая Клиника

Эритремия — хроническое заболевание кроветворной системы человека с преимущественным нарушением эритропоэза, повышением содержания гемоглобина и эритроцитов в крови. Обычно болезнь появляется в возрасте от 40 до 60 лет, чаще всего эритремия встречается у мужчин. Дети заболевают редко; в семейном анамнезе других случаев заболевания не отмечается.

Что провоцирует Эритремия (истинная полицитемия, эритроцитоз, болезнь Вакеза): В последнее время на основе эпидемиологических наблюдений выдвигаются предположения о связи болезни с трансформацией стволовых клеток. Наблюдается мутация тирозинкиназы JAK 2 (Янус киназы), где в позиции 617 валин заменён фенилаланином, Однако, эта мутация встречается и при других гематологических заболеваниях, но при полицитемии наиболее часто.

Симптомы Эритремии (истинной полицитемии, эритроцитоза, болезни Вакеза): На ранних стадиях заболевания симптомы, как правило, отсутствуют. Однако по мере нарастания изменений в системе кровоснабжения больные жалуются на смутное ощущение распирания в голове, головные боли, головокружения.

Другие симптомы появляются в зависимости от того, какие системы организма оказываются пораженными. Парадоксально, но осложнением эритремии может быть кровоизлияние.Развернутая стадия характеризуется более яркой клинической симптоматикой. Наиболее частым и характерным признаком являются головные боли, носящие иногда характер мучительных мигреней с нарушением зрения.

Многие больные жалуются на боли в области сердца, иногда по типу стенокардии, боли в костях, в подложечной области, похудание, нарушение зрения и слуха, неустойчивое настроение, слезливость. Частым симптомом эритремии является кожный зуд. Могут быть приступообразные боли в кончиках пальцев рук и ног. Боли при этом сопровождаются покраснением участков кожи.

При осмотре обращает на себя внимание особая красно-цианотичная окраска кожи с преобладанием темно-вишневного тона. Отмечается также краснота слизистых оболочек (конъюнктив, языка, мягкого неба). В связи с частыми тромбозами конечностей наблюдается потемнение кожи голеней, иногда — трофические язвы.

Многие больные жалуются на кровоточивость десен, кровотечения после удаления зубов, синяки на коже. У 80 % больных отмечается увеличение селезенки: в развернутой стадии она увеличена умеренно, в терминальной часто наблюдается выраженная спленомегалия. Обычно увеличена печень. Часто у больных эритремией выявляется повышение артериального давления.

Как результат нарушения питания слизистой оболочки и тромбозов сосудов могут возникнуть язвы 12-перстной кишки и желудка. Важное место в клинической картине заболевания занимают тромбозы сосудов. Обычно наблюдаются тромбозы мозговых и коронарных артерий, а также сосудов нижних конечностей. Наряду с тромбозами больные эритремией склонны к развитию геморрагий.

В терминальной стадии клиническая картина определяется исходом заболевания — циррозом печени, коронаротромбозом, очагом размягчения в головном мозге на почве тромбозов мозговых сосудов и кровоизлияний, миелофиброзом, сопровождающимся анемией, хроническим миелолейкозом и острым лейкозом.

Прогноз зависит от возраста больного к моменту постановки диагноза, лечения и осложнений. Смертность высока в отсутствие лечения и в тех случаях, когда эритремия сочетается с лейкемией и другими раковыми заболеваниями.

Диагностика Эритремии (истинной полицитемии, эритроцитоза, болезни Вакеза): Большое значение при постановке диагноза истинной полицитемии имеет оценка клинических, гематологических и биохимических показателей болезни. Характерный внешний вид больного (специфической окраски кожи и слизистых оболочек). Увеличение селезенки, печени, склонность к тромбозам.

Изменение показателей крови: гематокрита, количества эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Увеличение массы циркулирующей крови, повышение её вязкости, низкая СОЭ, увеличение содержания щелочной фосфатазы, лейкоцитов, сывороточного витамина В12.Необходимо исключить заболевания, где есть гипоксия и неадекватное лечение витамином В 12.

Для уточнения диагноза необходимо проведение трепанобиопсия и гистологическое исследование костного мозга.Для подтверждения истинной полицитемии наиболее часто используются показатели: 1. Увеличение массы циркулирующих эритроцитов: * для мужчин — 36 мл/кг, * для женщин — более 32 мл/кг 2.

Увеличение гематокрит >52 % мужчин и >47 % у женщин, увеличение гемоглобин > 185 г /л у мужчин и > 165 г/ л у женщин 3. Насыщение артериальной крови кислородом (более 92 %) 4. Увеличение селезёнки — спленомегалия. 5. Снижение веса 6. Слабость 7. Потливость 8. Отсутствие вторичных эритроцитозов 9.

Наличие генетических аномалий в клетках костного мозга, кроме наличия хромосомной транслокации Филадельфийской хромосомы или с перестроенным геном BCR ABL 10. Образование колоний эритроидными клетками in vivo 11. Лейкоцитоз более 12,0×109 л (при отсутствии температурной реакции, инфекций и интоксикаций). 12. Тромбоцитоз более 400,0×109 в литре. 13.

Увеличение содержания щелочной фосфатазы нейтрофильных гранулоцит ов более 100 ед. (при отсутствии инфекций). 14. Уровень сывороточного витамина В12 — больше 2200 нг 15. Низкий уровень эритропоэтина 16. Пункция костного мозга и гистологическое исследование пунктата, полученного с помощью трепанобиопсии, показывают увеличение мегакариоцитов.

Лечение Эритремии (истинной полицитемии, эритроцитоза, болезни Вакеза): Флеботомия (лечение кровопусканием) может быстро уменьшить содержание эритроцитов. Частота и объем кровопусканий зависят от выраженности эритремии. После ряда таких процедур в организме оказывается недостаточно железа, что стабилизирует выработку эритроцитов и уменьшает потребность в кровопусканиях.

В развернутой стадии эритремии показана цитостатическая терапия. Наиболее эффективным цитостатическим препаратом при лечении эритремии является имифос. Препарат вводится внутримышечно или внутривенно в дозе 50 мг ежедневно первые 3 дня, а затем через день. На курс лечения — 400-600 мг.

Эффект от имифоса определяется через 1,5-2 месяца, так как препарат действует на уровне костного мозга. В отдельных случаях наблюдается развитие анемии, которая обычно постепенно ликвидируется самостоятельно.

При передозировке имифоса может возникнуть гипоплазия кроветворения, для лечения которой применяется преднизолон, неробол, витамин В6 и В12, а также гемотрансфузии. Средняя продолжительность ремиссии составляет 2 года, поддерживающая терапия не требуется. При рецидиве заболевания чувствительность к имифосу сохраняется.

При нарастающем лейкоцитозе, быстром росте селезенки назначают миелобромол по 250 мг в течение 15-20 дней. Менее эффективен при лечении эритремии миелосан. В качестве симптоматических средств лечения эритремии используют антикоагулянты, гипотензивные препараты, аспирин.

В тяжелых случаях используют методы лечения, угнетающие активность костного мозга. Раньше использовали радиоактивный фосфор или противораковые препараты, что порой приводило к развитию лейкемии.

Иллюстрации с сайта: © 2011 Thinkstock

Эритропоэз

Зрелые миелоидные клетки крови (эритроциты, гранулоциты — нейтрофильные, эозинофильные, базофильные; тромбоциты; моноциты — макрофаги) и лимфоидные (Т- и В-лимфоциты) образуются в костном мозге. Родоначальная клетка гемопоэза — стволовая клетка кроветворения (СКК), важным свойством которой является ее полипотентность.

Стволовая клетка кроветворения — родоначальница кроветворных клеток всех линий, по экспериментальным данным, существует определенное время: продолжительность жизни индивидуального клона составляет 1-6 мес, причем исчезнувшие клоны, как правило, вновь не появляются, а кроветворение всегда представлено разными клонами.

Пролиферативный потенциал стволовой клетки кроветворения имеет свои пределы: каждая стволовая клетка кроветворения продуцирует клон, истощающийся в течение месяца.

Стволовая клетка кроветворения закладываются в эмбриогенезе и расходуются последовательно, образуя короткоживущие, локально расположенные, сменяющие друг друга клеточные клоны, подобно тому, как это происходит в яичнике.

Важно отметить, что все отделы клеток-предшественниц гетерогенны, а в отдел стволовой клетки кроветворения входят только ранние клетки-предшественницы, сохранившие полипотентность, но не входят самоподдерживающиеся и расходующиеся в течение жизни клетки.

В последнее время выдвигается представление о существовании тотипотентных клеток-предшественниц, которые способны дифференцироваться, поступая во все ткани, являющиеся производными трех эмбриональных ростков. Эти клетки рассеяны по всем органам, однако их присутствие в определенном органе не определяет их способности дифференцироваться в зрелые клетки этого органа.

Собственно эритропоэз начинается с бурстообразующей единицы эритропоэза (БОЕ-Э), которая дифференцируется в колониеобразующие единицы эритропоэза (КОЕ-Э), способные дифференцироваться в эритробласты, пронормоциты, нормоциты (базофильные, полихроматофильные, оксифильные), затем — в ретикулоциты и эритроциты. Выбор направления дифференцировки происходит случайно, стохастически, под влиянием ростовых и ингибирующих факторов, которые продуцируются клетками микроокружения. Причем по мере расходования стволовой клетки кроветворения количество их в костном мозге уменьшается, а восстановление численности стволовой клетки кроветворения происходит по механизму обратной связи. Когда количество зрелых клеток в костном мозге уменьшается, стволовые клетки кроветворения начинают дифференцироваться по всем возможным направлениям, компенсируя тем самым возникшую потребность в зрелых клетках.

Издержками такой регуляции является неэффективный эритропоэз, когда происходит избыточное образование ненужных в данный момент костно-мозговых элементов, которые и гибнут на уровне костного мозга.

В норме это рассматривается как резерв кроветворения.

Так, например, быстрый ответ на массивную кровопотерю возможен только при наличии в костном мозге избыточного (в иных условиях) количества эритрокариоцитов.

В механизмах регуляции кроветворения на местном уровне участвуют стромальные ростовые факторы, стимулирующие или ингибирующие гемопоэз, — это интерлейкины, которые действуют специфически или неспецифически на уровне ранних, полипотентных и коммитированных (стареющих) предшественников.

К ним относятся: гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор, фактор стволовых клеток, интрелейкины и др. В дифференцировке гемопоэтических клеток участвуют и генные механизмы. Так, в эксперименте было показано, что включение определенных генов приводит к полному прекращению кроветворения.

В то время как ранние предшественники постепенно утрачивают чувствительность к действию ростовых факторов, их потомки приобретают чувствительность к линейно специфическим факторам, поддерживающим пролиферацию и созревание коммитированных предшественников.

К ним, в частности, относятся: эритропоэтин, тромбопоэтин, ИЛ-5, макрофагальный стимулирующий фактор и др.

Наиболее важным из перечисленных регуляторов эритропоэза является эритропоэтин, представляющий собой гликопротеин, который продуцируется преимущественно в почках в неактивной форме. В крови под влиянием особого белка — эритропоэтиногена — он превращается в активный эритропоэтин.

Кроме того, небольшая часть эритропоэтина синтезируется гепатоцитами в печени, а также макрофагами (моноцитами). Эритропоэтин действует на уровне БОЕ-Э, активируя процессы пролиферации и созревания эритробластов, а также синтез гемоглобина.

Одновременно он ингибирует процесс гибели эритроидных клеток в костном мозге и способствует более быстрому созреванию неделящихся клеток (нормоцитов, ретикулоцитов).

В регуляции синтеза эритропоэтина участвуют различные факторы, главным из которых является отношение «доставка кислорода/потребность в кислороде», складывающееся в местах образования гормона. Следовательно, все виды гипоксии стимулируют синтез эритропоэтина и эритропоэз.

В патологических условиях, когда потребность в кислороде уменьшается (например, при гипотиреозе), снижается и синтез эритропоэтина. В регуляции синтеза эритропоэтина участвуют также нервные, иммунные и эндокринные механизмы.

Так, агонисты ß-адренергических рецепторов повышают, а ангагонисты — снижают темп эритропоэза, предположительно, за счет прямого действия на эритропоэтин-продуцирующие клетки.

Кроме того, стволовые гемопоэтические клетки взаимодействуют с Т-лимфоцитами, которые оказывают активирующее (хелперное), либо угнетающее (супрессорное) влияние на эритропоэз.

Определенное воздействие на эритропоэз оказывают также системные гормоны (гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, эндокринной части поджелудочной железы, половых желез и др.

), изменяя метаболизм клеток, продуцирующих эритропоэтин, потребность тканей в кислороде или модулируя взаимодействие эритропоэтина с клетками-мишенями.

Так, соматостатин в присутствии эритропоэтина потенцирует образование эритроидных колоний в эксперименте; пролактин также активирует эритропоэз в присутствии эритропоэтина; гормоны щитовидной железы активируют синтез эритропоэтина и стимулируют пролиферацию эритропоэтинчувствительных клеток (особенно гормон Т4).

О роли надпочечников в регуляции эритропоэза свидетельствует развитие анемии при болезни Аддисона и симптоматического эритроцитоза при болезни Кушинга. Стимулирующее действие андрогенов на эритропоэз подтверждается более высоким содержанием гемоглобина у мужчин, чем у женщин, что, как полагают, объясняется их анаболическим влиянием на синтез эритропоэтина.

Эстрогены, напротив, оказывают ингибирующее действие на эритропоэз благодаря угнетению синтеза эритропоэтина и прямого ингибирующего влияния на клетки-мишени костного мозга. Инсулин активирует эритропоэз, а глюкагон угнетает его, в связи с чем уменьшается количество ретикулоцитов и снижается абсолютное количество нормоцитов в костном мозге.

При первичном гиперпаратиреоидизме в ряде случаев также развивается анемия.

Таким образом, регуляция эритропоэза осуществляется при участии практически всех регулирующих систем: нервной, иммунной, эндокринной, которые могут либо стимулировать его, либо оказывать ингибирующее действие.

Зрелая клетка эритропоэза — эритроцит — является уникальной во многих отношениях: она не имеет ядра и отличается низким уровнем обмена веществ, что обусловливает возможность ее существования в течение длительного времени (около 120 дней); ее белковый состав остался неизменным уже на протяжении 2000 лет. В мембране эритроцита обнаружены белки (спектрин, анкирин, актин), создающие фибриллярную сеть. Их синтез генетически закодирован, осуществляется вне мембранной системы, а различные нарушения синтеза этих белков приводят к развитию некоторых форм микросфероцитоза, эллиптоцитоза, других гемолитических анемий, имеющих наследственную природу. В то же время нормальный состав мембраны эритроцитов обеспечивает их деформируемость и свободное прохождение через синусоиды селезенки. Среди функций мембраны эритроцитов необходимо назвать всасывание различных веществ, газообмен, аккумуляцию и трансформацию энергии.

Основную массу эритроцита (95-98 %) составляет гемоглобин, представляющий собой дыхательный белок, осуществляющий перенос кислорода от легких к тканям и углекислоты — от тканей в легкие. В состав гемоглобина входят гем и глобин, причем гем включает в себя железо и протопорфирин IX, имеющий 4 пиррольных кольца.

Железо расположено в центре протопорфиринового кольца и имеет 6 координационных связей: 4 связаны с пиррольными кольцами протопорфирина, 1 — с глобином и 1 — с кислородом либо с другим лигандом. Строение гема у всех животных одинаково, а следовательно, именно железо является тем облигатным биометаллом, без которого невозможно строительство гема.

Различия в составе гемоглобина обусловлены глобином, который и определяет специфичность гемоглобина.

В состав глобина входят а- и ß-полипептидные цепи, свойственные именно НЬА (его концентрация в эритроците составляет 95-98%), у-полипептидные цепи, входящие в состав HbF (так называют фетальный гемоглобин, концентрация которого в эритроцитах взрослого человека не превышает 2%). Примерно 2-3% приходится на НЬА2, состоящий из а-, ß- и Х-полипептидных цепей. В общей сложности молекула гемоглобина содержит 574 аминокислоты, генетически связанные в определенной последовательности.

Модификация группы гема, как и изменения в составе аминокислот в глобине, приводят к нарушению свойств гемоглобина.

Гем, не являясь белковой детерминантой, формирует специфическую структуру глобина, повышает его толерантность к действию протеолитических ферментов, снижает скорость его денатурации, но в отсутствие глобина не способен присоединять кислород. Появление аномального гемоглобина — чаще всего следствие мутации НЬА.

Следует напомнить, что независимый генетический контроль а-, ß-, у-, сигма- и лямбда-цепей осуществляется двумя генами, локализованными в различных генетических локусах. Для истинных гемоглобинопатии (серповидноклеточной и гемоглобинозов С, D, Е, М и др.) характерны мутации на уровне структурных генов.

В то же время большинство форм талассемии возникает в результате мутаций на уровне регуляторных генов, приводящих к снижению скорости синтеза тех или иных цепей и повышению концентрации сохранившихся цепей. Например, присутствие гена высокой скорости синтеза HbF подавляет синтез ß- и у-цепей.

Эритроцитоз рецессивный, VHL ч.м. — узнать цены на анализ и сдать в Москве

Метод определения ПЦР, секвенирование Выдаётся заключение врача-генетика!

Исследуемый материал Цельная кровь (с ЭДТА)

Исследование частых мутаций в гене VHL.

Эритроцитоз рецессивный (Семейная наследственная полицитемия, OMIM263400) — редкое аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся эритроцитозом, нормальным количеством лейкоцитов и тромбоцитов и обычно увеличенной продукцией эритропоэтина.

Наиболее часто больные предъявляют жалобы на постоянную головную боль, головокружение, быструю утомляемость. Жалобы вызваны плеторой, повышенной вязкостью крови, нарушениями микроциркуляции. При осмотре обращает на себя внимание багрово-цианотичная окраска кожных покровов, особенно выраженная на лице, кистях, стопах.

Частым симптомом (у каждого пятого больного) является варикозное расширение вен голеней. 

Выделяют две степени тяжести заболевания: 

1. Тяжёлая: заболевание выявляется в возрасте младше 8 лет, количество эритроцитов 6х1012/л, гемоглобин 200г/л, гематокрит 55%. Систолическое давление у больных ниже возрастной нормы на 25 мм рт.ст. и более, резко выражен малиновый цианоз кожи и слизистых, наблюдаются тромбозы, геморрагии.
2. Среднетяжёлая: заболевание выявляется в возрасте старше 8 лет, количество эритроцитов 5.5-6.5х1012/л, гемоглобин 170-200г/л, гематокрит 48-55%. Систолическое давление у больных ниже возрастной нормы на 10-24 мм рт.ст., малиновый цианоз кожи и слизистых выражен не резко. Основной причиной смерти являются тромботические и геморрагические сосудистые осложнения.

• Тип наследования.
• Аутосомно-рецессивный.
• Гены, ответственные за развитие заболевания.

Ген VHL — ген-супрессор опухолевого роста (VHL GENE) расположен на хромосоме 3 в регионе 3р25.3. Содержит 3 экзона. 

1. Мутации в данном гене приводят также к синдрому Хиппеля-Линдау , феохромоцитоме, а соматические мутации в данном гене приводят к развитию мозжечковой гемангиобластомы и почечноклеточной карциномы. 
2. К возникновению эритроцитоза приводят также мутации в генах EPOR, ECYT3, EGLN1, ECYT4, EPAS1; а также соматические мутации в генах JAK2 и SH2B3.
3. Патогенез и клиническая картина.

Наиболее часто больные предъявляют жалобы на постоянную головную боль, головокружение, быструю утомляемость. Жалобы вызваны плеторой, повышенной вязкостью крови, нарушениями микроциркуляции.

При осмотре обращает на себя внимание багрово-цианотичная окраска кожных покровов, особенно выраженная на лице, кистях, стопах.

Частым симптомом (у каждого пятого больного) является варикозное расширение вен голеней. 

Частота встречаемости: заболевание редкое, но в республике Чувашия распространенность составляет 1:4450 человек. Кроме того, заболевание выявлено среди марийцев и ряда других народностей.

Перечень исследуемых мутаций может быть предоставлен по запросу.