Кров, що складається з плазми та формених елементів, утворюється в результаті взаємодії багатьох органів та систем організму. У даному розділірозглянуто механізми створення формених елементів крові (підтримка певного рівня компонентів плазми залежить від функції печінки, нирок та інших органів та розглядається у відповідних розділах).
У дорослої людини формені елементи крові утворюються (кровотворення) у кістковому мозку. Кровотворення - багатостадійний процес клітинних диференціювань, у результаті якого у кров виходять зрілі формені елементи - лейкоцити, еритроцити, тромбоцити. Більшість клітин крові є кінцевими, нездатними до самооновлення елементами. Постійний процес оновлення полягає в загибелі частини клітин та заміні їх новоствореними. Схема кровотворення ґрунтується на гіпотезі А. А. Максимова, яка була запропонована ще на початку нашого століття, про унітарне (із загальної клітини) походження всіх клітин крові.
На даному етапі процес розвитку клітин у кістковому мозку, його регулювання вивчено порівняно непогано. Хоча залишаються ще білі плями, які стосуються як морфології, і тонкощів деяких механізмів. Механізми, що забезпечують диференціювання (регулятори кровотворення), повинні підтримувати процес створення формених елементів на такому рівні, щоб периферичної кровіне виник дефіцит клітин. Оскільки розвиток клітин у кістковому мозку триває протягом доби, то помітний приріст клітин, пов'язані з збільшенням кількості формених елементів крові, відчуватиметься на периферії лише за кілька діб.
У реального життявиникають стани, які потребують зміни активності кровотворення. Найчастіше виникає потреба у активізації створення якогось одного типу клітин. У зв'язку з відсутністю справжнього депо еритроцитів при виникненні потреби у підвищеному постачанні організму киснем (при крововтраті тощо) виникає потреба у посиленому еритропоезі. На відміну від цього завжди досить багато тромбоцитів, особливо лейкоцитів міститься в депо. У разі потреби вони, виходячи з депо, швидко поповнюють пул клітин, що циркулюють, і доходять до місця інфекції або ділянки пошкодження судин. Тому, наприклад, інтенсифікація процесу лейкоцитів спостерігається лише за тривалого існування в організмі вогнища інфекції. Зазначені відмінності накладають відбиток і швидкість зміни активності систем регулювання для червоного та інших пагонів кровотворення.
Кровотворні клітини походять від однієї клітини-попередниці. Це так звана стовбурова клітина. Однією з характерних властивостей її є самопідтримка. Воно полягає в тому, що при розподілі одна з дочірніх клітин залишається стволовою, а друга може стати на шлях подальшого диференціювання та проліферації. Після кількох поділів ця клітина утворює клас поліпотентних клітин, тобто здатних диференціюватися на всі клітини крові.
При вирощуванні культури клітин in vitro помітили, що кожна клітина-попередниця утворює колонії, що складаються з дочірніх клітин, які пройшли ту чи іншу стадію диференціювання та проліферації. Тому такі клітини називаються колонієутворюючими одиницями.
Подальший розвиток клітин пов'язаний із формуванням уніпотентних клітин, які перетворюються під час свого розвитку лише на відповідний тип формених елементів крові. Першою «відшнурується» клітина, яка дає колонію лімфоцитів. Клітини, що залишилися, ще містять плюропотентний потенціал - вони можуть дати початок усім клітинам, за винятком лімфоцитів. Після кількох розділів і ці клітини перетворюються на попередниці строго спеціалізованої втечі крові. З'являються попередниці колоній еритроїдного, нейтрофільного, еозинофільного, базофільного, моноцитарного та мегакаріоцитарного рядів.
Вважають, що у нормі на формування зрілих клітин крові клітина-попередник має здійснити щонайменше І-г-12 поділів. Тривалість кожного мітотичного циклу в середньому становить близько доби, тому, наприклад, до виходу еритроцитів кров проходить 12 днів. Ці особливості кровотворення необхідно враховувати у гематологічній практиці. Так, при лейкозі тип патологічних клітин залежить від рівня ушкодження. Процес може включати один пагін кровотворення або кілька (на менш зрілому рівні).
Гемопоез, кровотворення – це процес утворення, розвитку та дозрівання клітин крові – лейкоцитів, еритроцитів, тромбоцитів у хребетних. Виділяють:
ембріональний (внутрішньоутробний) гемопоез;
постембріональний гемопоез.
Кровотворні органи, депо крові - це органи, що служать місцем утворення формених елементів крові.
У людини після народження в нормі основним кровотворним органом є червоний, або кровотворний, кістковий мозок. Червоний кістковий мозок у людини розташований в основному тазових кісткахі в епіфізах довгих трубчастих кістоккінцівок.
Регулювання кровотворення. Кількість еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів, що утворюються, відповідає кількості руйнуються клітин, так що загальне їх число залишається постійним. Органи системи крові (кістковий мозок, селезінка, печінка, лімфатичні вузли) містять велика кількістьрецепторів, подразнення яких спричиняє різні фізіологічні реакції. Таким чином, є двосторонній зв'язок цих органів з нервовою системою: вони отримують сигнали з центральної нервової системи (які регулюють їх стан) і в свою чергу є джерелом рефлексів, що змінюють їхній стан і організму в цілому.
Існують специфічні та неспецифічні механізми регулювання гемопоезу. До специфічних - відносяться коротко-і довгодистантні регуляторні механізми.
Короткодистантні (локальні) механізми регуляції кровотворення працюють у системі гемопоэзиндуцирующего мікрооточення (ГІМ) і поширюються переважно на І та ІІ класи клітин кровотворного кісткового мозку. Морфологічно ГІМ включає три компоненти.
1. Тканинний – представлений клітинними елементами: кістковомозковими, фібробластами, ретикулярними, стромальними механоцитами, жировими, макрофагами, ендотеліальними клітинами; волокнами та основною речовиною сполучної тканини(Колагеном, глікозаміногліканами і т.д.). Клітини сполучної тканини беруть активну участь у різноманітних міжклітинних взаємодіях і здійснюють транспорт метаболітів. Фібробласти виробляють велику кількість біологічно активних речовин: колонієстимулюючий фактор, ростові фактори, фактори, що регулюють остеогенез і т.п. У регуляції гемопоезу важливу роль відіграють моноцити-макрофаги. Для кісткового мозку характерна наявність еритробластичних острівців - структурно-функціональних утворень з центрально розташованим макрофагом, оточеним шаром еритроїдних клітин, однією з функцій яких є передача заліза еритробластам, що розвиваються. Показано існування острівців і гранулоцитопоэза. Разом з цим макрофаги виробляють КСФ, інтерлейкіни, фактори росту та інші біологічно активні речовини, а також мають морфогенетичну функцію.
Істотний вплив на кровотворні клітини мають лімфоцити, які виробляють речовини, що діють на проліферацію стовбурових кровотворних клітин, інтерлейкіни, що забезпечують цитокіновий контроль проліферації, міжклітинні взаємодії у ГІМ та багато іншого.
Основна речовина сполучної тканини кісткового мозку представлена колагеном, ретикуліном, еластином, що утворюють мережу, в якій розташовані кровотворні клітини. До складу основної речовини входять глікозаміноглікани (ГАГ), що відіграють велику роль у регуляції кровотворення. Вони по-різному впливають на гемопоез: кислі ГАГи підтримують гранулоцитопоез, нейтральні – еритропоез.
Екстрацелюлярна рідина кісткового мозку містить різноманітні та високоактивні ферменти, що практично відсутні в плазмі крові.
2. Мікросудинний – представлений артеріолами, капілярами, венулами. Цей компонент забезпечує оксигенацію, а також регуляцію надходження та виходу клітин у кровотік.
3. Нервовий - здійснює зв'язок між кровоносними судинамита стромальними елементами. Основна маса нервових волокон та закінчень зберігає топографічний зв'язок з кровоносними судинами, тим самим регулює клітинну трофіку та вазомоторні реакції.
В цілому локальний контрольгемопоезу здійснюється шляхом взаємодії трьох його компонентів.
Починаючи з комітованих клітин у регуляції гемопоезу на провідну роль виходять механізми довгодистантної регуляції, що мають для кожного паростка специфічні фактори.
Довгодистантна регуляція еритропоезу здійснюється в основному двома системами: 1) еритропоетин та інгібітор еритропоезу; 2) кейлон та антикейлон.
Центральне місце у регуляції еритропоезу займає еритропоетин, вироблення якого зростає при дії на організм екстремальних факторів(Різні види гіпоксій), що вимагають мобілізації еритроцитів. Еритропоетин за хімічною природою відноситься до глікопротеїнів. Основне місце освіти – нирки. Еритропоетин діє головним чином на еритропоетин-чутливі клітини, стимулюючи їх до проліферації та диференціювання. Його дія реалізується через систему циклічних нуклеотидів (переважно через цАМФ). Поряд із стимулятором, у регуляції еритропоезу бере участь і інгібітор еритропоезу. Він утворюється в нирках, можливо в лімфатичній системіта селезінці при поліцитемії (збільшенні числа еритроцитів у крові), при підвищенні парціального тиску кисню у повітрі, що вдихається. Хімічна природа близька до альбумінів.
Дія пов'язана з пригніченням диференціювання та проліферації еритроїдних клітин, або нейтралізації еритропоетину, або порушення його синтезу.
Наступною системою є "кейлон-антикейлон". Зазвичай вони виділяються зрілими клітинами та специфічні для кожного виду клітин. Кейлон - біологічно активна речовина, що інгібує проліферацію тієї ж клітини, яка її виробила. Навпаки, еритроцитарний антикейлон стимулює вступ клітин, що діляться, у фазу синтезу ДНК. Передбачається, що дана системарегулює проліферативну активність еритробластів, а при дії екстремальних факторів в дію набуває еритропоетин.
Довгодистантна регуляція лейкопоезу поширює свою дію на комітовані клітини, що проліферують і дозрівають клітини кісткового мозку і здійснюється різними механізмами. Велике значенняу регуляції лейкопоезу належить колонієстимулюючому фактору (КСФ), який діє на комітовані клітини-попередники мієлопоезу та на більш диференційовані клітини гранулоцитопоезу, активуючи в них синтез ДНК. Він утворюється в кістковому мозку, лімфоцитах, макрофагах, стінці судин, а також інших клітин і тканин. Рівень КСФ у сироватці крові регулюється нирками. КСФ гетерогенний. Є відомості, що КСФ може регулювати гранулоцитомоноцитопоез (ГМ-КСФ), моноцитопоез (М-КСФ), продукцію еозинофілів (ЕО-КСФ).
Не менш важливу роль у регуляції лейкопоезу відіграють лейкопоетини. Залежно від виду клітин, проліферацію яких стимулюють лейкопоетини, виділяють кілька їх різновидів: нейтрофілопоетин, моноцитопоетин, еозинофілопоеїтин, лімфоцитопоетини. Лейкопоетини утворюються різними органами: печінкою, селезінкою, нирками, лейкоцитами. Особливе місцесеред лейкопоетинів займає Leukocytosis Inducing factor (LIF), який сприяє переходу депонованих гранулоцитів з кісткового мозку до циркулюючої крові.
До гуморальних регуляторів лейкопоезу відносять термостабільний та термолабільний фактори лейкоцитозу, виділені Менкиним біохімічним шляхом із вогнища запалення.
В даний час як регулятори лейкопоезу розглядаються інтерлейкіни (цитокіни) - продукти життєдіяльності лімфоцитів і макрофагів, які є одним з найважливіших механізмів зв'язку імунокомпетентних клітинта регенеруючих тканин. Їх основна властивість полягає у здатності регулювати ріст та диференціювання кровотворних та імунокомпетентних клітин. Вони входять у складну мережу цитокінового контролю проліферації і диференціювання як кровотворної, а й кісткової тканин. Існує кілька видів інтерлейкінів. Так, ІЛ-2 є специфічним індуктором утворення Т-лімфоцитів. ІЛ-3 – стимулює проліферативну активність різних паростків кровотворення. ІЛ-4 - продукт активованих Т-лімфоцитів, стимулює вироблення В-лімфоцитів. Разом з цим, ІЛ-1 служить одним з найважливіших системних регуляторів остеогенезу, що надає активний вплив на проліферацію та синтез білків фібробластами, регулює ріст та функціональний станостеобластів.
Поряд із стимуляторами, у регуляції лейкопоезу беруть участь і інгібітори. Крім термостабільних та термолабільних факторів лейкопенії Менкіна, є відомості про існування інгібітора гранулоцитопоезу. Його основним джерелом є гранулоцити та клітини кісткового мозку. Виділено гранулоцитарні кейлон та антикейлон.
Контроль за гемопоезом здійснюється і на рівні зрілих, спеціалізованих клітин, що втратили диференціювальні можливості та супроводжується активним руйнуванням таких клітин. При цьому продукти, що утворюються, розпаду клітин крові надають стимулюючу дію на кровотворення. Так, продукти руйнування еритроцитів здатні активувати еритропоез, а продукти розпаду нейтрофілів – нейтрофілопоез. Механізм дії таких регуляторів пов'язаний: з прямою дією на кістковий мозок, що опосередковується через утворення гемопоетинів, а також шляхом зміни гемопоезиндукуючого мікрооточення.
Такий механізм регулювання кровотворення зустрічається у фізіологічних умовах. Він пов'язаний з внутрішньокістномозковою деструкцією клітин крові і має на увазі руйнування в ньому маложиттєздатних клітин еритроїдного та гранулоцитарного ряду - поняття про "неефективні" еритро- та лейкопоези.
Поряд зі специфічною регуляцією гемопоезу існує ряд неспецифічних механізмів, що впливають на метаболізм багатьох клітин організму, включаючи і кровотворні.
Ендокринна регуляція кровотворення. Істотний вплив на кров та кровотворення надає гіпофіз. В експериментах на тваринах встановлено, що гіпофізектомія викликає розвиток мікроцитарної анемії, ретикулоцитопенії, зменшення клітинності кісткового мозку.
Гормон передньої частки гіпофіза АКТГ збільшує в периферичній крові вміст еритроцитів та гемоглобіну, пригнічує міграцію стовбурових кровотворних клітин та зменшує ендогенне колонієутворення, одночасно пригнічує лімфоїдну тканину. СТГ - потенціює реакцію еритропоетинчутливих клітин на еритропоетин і не впливає на клітини-попередники гранулоцитів та макрофагів. Середня та задня частки гіпофіза не надають помітної дії на гемопоез.
Надниркові залози. При адреналектомії зменшується клітинність кісткового мозку. Глюкокортикоїди стимулюють кістковомозкове кровотворення, прискорюючи дозрівання та вихід у кров гранулоцитів, з одночасним зменшенням числа еозинофілів та лімфоцитів.
Статеві залози. Чоловічі та жіночі статеві гормони по-різному впливають на кровотворення. Естрогени мають здатність гальмувати кістковомозкове кровотворення. В експерименті введення естрону призводить до розвитку остеосклерозу та заміщення кісткового мозку. кістковою тканиноюзі зниженням числа стовбурових кровотворних клітин. Андрогени – стимулюють еритропоез. Тестостерон при введенні тварин стимулює всі ланки утворення гранулоцитів.
В цілому, гормони мають пряму дію на проліферацію та диференціювання кровотворних клітин, змінюють їх чутливість до специфічних регуляторів, формують гематологічні зрушення, характерні для стрес-реакції.
Нервова регуляція кровотворення. Кора головного мозку чинить регулюючий вплив на гемопоез. При експериментальних неврозах розвивається анемія та ретикулоцитопенія. Різні відділи гіпоталамуса можуть по-різному впливати кров. Так, стимуляція заднього гіпоталамуса стимулює еритропоез, переднього - гальмує еритропоез. При видаленні мозочка може розвинутися макроцитарна анемія.
Вплив нервової системи на кровотворення реалізується через зміну гемодинаміки. Симпатичний та парасимпатичний відділинервової системи відіграють певну роль у зміні складу крові: роздратування симпатичного відділута його медіатори збільшує число клітин крові, парасимпатичний – зменшує.
Поряд із зазначеною специфічною та неспецифічним регулюванняміснують механізми імунологічної та метаболічної регуляції кровотворення. Так, регулюючий вплив імунної системина кровотворення базується на спільності цих систем та найважливішій ролі лімфоцитів у гемопоезі, а також наявності у лімфоцитів морфогенетичної функції, що забезпечує сталість клітинного складуорганізму.
Метаболічний контроль здійснюється шляхом прямого (метаболіти виступають як індуктори проліферації клітин) та опосередкованого (метаболіти змінюють метаболізм клітин і тим самим діють на проліферацію – циклічні нуклеотиди) впливу на кровотворення.
Чинники, що стимулюють утворення еритроцитів">
Чинники, що стимулюють еритропоез.
Кровотворення - процес утворення та розвитку формених елементів крові. Розрізняють утворення еритроцитів (еритропоез), утворення лейкоцитів (лейкопоез) та утворення тромбоцитів (кров'яних пластинок). (Тромбоцитопоез). Головним органом кровотворення, в якому розвиваються зритроцити, гранулоцити та тромбоцити, є кістковий мозок. Лімфоцити утворюються в лімфатичних вузлах та селезінці.
Освіта еритроцитів
За добу у людини утворюється приблизно 200-250 млрд еритроцитів. Родоначальниками без'ядерних еритроцитів є еритробласти червоного кісткового мозку, що володіють ядром. У їхній протоплазмі, точніше в гранулах, що складаються з рибосом, синтезується гемоглобін. При синтезі гема, мабуть, використовується залізо, що входить до складу двох білків - феритину та сидерофіліну. Еритроцити, що надходять у кров з кісткового мозку, містять базофільну речовину і називаються ретикулоцитами. За величиною вони більше зрілих еритроцитів, їх вміст у крові здорової людинине перевищує 1%. Дозрівання ретикулоцитів, т. е. перетворення в зрілі еритроцити - нормоцити, відбувається протягом кількох годин; при цьому базофільне речовина в них зникає. Кількість ретикулоцитів у крові є показником інтенсивності утворення еритроцитів у кістковому мозку. Термін життя еритроцитів у середньому дорівнює 120 дням.Для утворення еритроцитів необхідне надходження в організм стимулюючих цього процесу вітамінів - В 12 і фолієвої кислоти. Перша з цих речовин приблизно в 1000 разів активніша за другу. Вітамін В 12 є зовнішній факторкровотворення, що надходить в організм разом з їжею зовнішнього середовища. Він всмоктується у травному тракті лише в тому випадку, якщо залози шлунка виділяють мукопротеїд (внутрішній фактор кровотворення), який, за деякими даними, каталізує ферментативний процес, безпосередньо пов'язаний із засвоєнням вітаміну В 12 . За відсутності внутрішнього фактора порушується надходження вітаміну В12, що призводить до порушення утворення еритроцитів у кістковому мозку. Руйнування еритроцитів, що віджили, відбувається безперервно шляхом їх гемолізу в клітинах ретикуло-ендотеліальмої системи, в першу чергу в печінці та селезінці.
Освіта лейкоцитів та трмбоцитів
Утворення та руйнування лейкоцитів і тромбоцитів так само, як і еритроцитів, відбувається безперервно, причому термін життя різних видівлейкоцитів, що циркулюють у крові, становить від кількох годин до 2-3 діб.Фактори, що стимулюють лейкопоез: Т - тимузозалежні лімфоцити (клітини-кілери, клітини-хелпери та супресори); В – бурзалежні лімфоцити (що виробляють антитіла).
Лекція: ФІЗІОЛОГІЧНІ МЕХАНІЗМИ ГЕМОПОЕЗУ
Термін внутрішнє середовище організмузапропонований французьким фізіологомКлодом Бернаром . У це поняття включена сукупність рідин:
- Кров
- Лімфа
- Тканинна (інтерстиціальна, позаклітинна) рідина
- Спинно-мозкова, суглобова, плевральна та інші рідини,
які омивають клітини та навколоклітинні структури тканин, беручи тим самим безпосередню участь у здійсненні обмінних реакцій організму.
Основою внутрішнього середовищаорганізму єкров , роль безпосередньої живильного середовищавиконуєтканинна рідина. Її склад та властивості специфічні для окремих органів, відповідають їх структурним та функціональним особливостям. Надходження із крові складових частинтканинної рідини та їх зворотний відтік у лімфу і знову в кров вибірково регулюється тканинними бар'єрами. Визначаючи склад крові, лімфи, тканинної рідини, можна судити про обмінні процеси, що відбуваються в окремих органах, тканини або в організмі в цілому.
До. Бернар дійшов висновку, що «постійність внутрішнього середовища є умова незалежного існування», тобто. для того, щоб організм функціонував ефективно, складові його клітини повинні знаходитися в регульованому середовищі. Справді, внутрішнє середовище організму регулюється безліччю спеціальних механізмів.
Для опису цього стану 1929 р.Уолтер Кеннон ввів термін гомеостаз (від грецького homoios - подібний, stasis - стан). Під гомеостазом розуміють самі узгоджені фізіологічні процеси, що підтримують більшість стійких станів організму, а також регулюючі механізми, що забезпечують цей стан.
Живий організм євідкриту систему, що безперервно обмінюється матерією та енергією з навколишнім середовищем. У цьому обміні та підтримці сталості внутрішнього середовища бере участь величезна кількість органів, систем, процесів та механізмів. Вся їхня сукупність представлена зовнішніми та внутрішніми бар'єрами організму.До зовнішніх бар'єрів відносяться: шкіра, нирки, органи дихання, травний тракт, печінка.До внутрішніх бар'єрів: гістогематичний, гематоенцефалічний, гематокохлеарний їх структурною основою є ендотелій капілярів.
ПОНЯТТЯ ПРО ФУНКЦІОНАЛЬНУ СИСТЕМУ КРОВІ
Під функціональною системоюрозуміють сукупність різних органів, тканин, об'єднаних загальною функцією, та нейрогуморальних механізмів регуляції їх діяльності, спрямовану на досягнення певного кінцевого результату.
Відштовхуючись від цього визначення, стає зрозумілим висунуте 1989 р. Г.Ф. Лангом пропозиціяоб'єднати:
- Кров
- Нейрогуморальний механізм регуляції
- Органи гемопоезу та гемодіарезукістковий мозок, вилочкову залозу, лімфатичні вузли, селезінку та печінку
через тісний їх зв'язок під загальною назвою |функціональна система крові. Компоненти цієї системи здійснюють безпосередній контакт із кровним руслом. Таке взаємини забезпечує як транспорт клітин, а й надходження різних гуморальних факторівз крові до кровотворних органів.
Головним місцем утворення клітин крові у людини єкістковий мозок . Тут є основна маса кровотворних елементів. У ньому здійснюються і руйнування еритроцитів, реутилізація заліза, синтез гемоглобіну, накопичення резервних ліпідів. З кістковим мозком пов'язане походження популяціїВ-лімфоцитів , здійснюють гуморальні реакції імунітету, тобто. вироблення антитіл.
Центральним органом імуногенезу євилочкова залоза. У ній відбувається освітаТ-лімфоцитів , які беруть участь у клітинних реакціях імунітету, спрямованих на відторгнення тканин. Крім вилочкової залози (тимусу) відповідальними за вироблення імунітету єселезінка та лімфатичні вузли. Селезінка бере участь у лімфоцитопоезі, синтезі імуноглобулінів, руйнуванні еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів, депонуванні крові. Лімфатичні вузлипродукують та депонують лімфоцити.
У регуляції діяльності системи крові важливу роль відіграютьгуморальні фактори еритропоетин, лейкопоетин, тромбопоетін. Крім них діють і інші гуморальні агенти андрогени, медіатори (ацетилхолін, адреналін) впливають на систему крові не тільки викликаючи перерозподіл формених елементів, але і шляхом прямого впливу на холіно-і адренорецептори клітин. Певний вплив має нервова система.
Регулювання системи кровіявляє собоюрегуляцію гемопоезу, тобто. кровотворення, в якому розрізняютьембріональний гемопоезрозвиток крові як тканинипостембріональний (фізіологічний) гемопоез¦ система фізіологічної регенерації (відновлення) крові.
ЕМБРІОНАЛЬНИЙ ГЕМОПОЕЗ (розвиток крові як тканини)
Ембріональний гемопоез(Розвиток крові як тканини) відбувається у ембріонів спочатку в стінці жовткового мішка, потім в селезінці, печінці, кістковому мозку і лімфоїдних органах (тимус, лімфатичні вузли).
- Кровотворення у стінці жовткового мішкау людини починається наприкінці 2-го та на початку 3-го тижня ембріонального розвитку. У мезенхімі стінки відокремлюються зачатки судинної крові або кров'яні острівці. Вони клітини округляються, втрачають відростки і перетворюються на стовбурові клітини крові (СК ). Частина стовбурових клітин диференціюється в первинні клітини крові (бласти ). Більшість первинних кров'яних клітин мітотично розмножується і перетворюється на первинні еритробласти (попередники еритроцитів). З інших бластів утворюються вторинні еритробласти, а потім вторинні еритроцити або нормоцити (розміри їх відповідають еритроцитам дорослої людини). Частина бластів диференціюється в гранулоцити - нейтрофіли та еозинофіли. Частина СК не змінюється і розноситься струмом крові різним органамзародка, де відбувається подальше диференціювання клітин крові. Після редукції жовткового мішка основним органом кровотворення тимчасово стає печінка.
- Кровотворення у печінці. Печінка закладається приблизно на 3-4-му тижні, а на 5-му тижні ембріонального життя вона стає центром кровотворення. Джерелом кровотворення в печінці є стовбурові клітини, які мігрували із жовткового мішка. З СК утворюються бласти, що диференціюються у вторинні еритроцити. Одночасно з еритроцитами в печінці відбувається утворення зернистих лейкоцитів, нейтрофілів та еозинофілів. Крім гранулоцитів утворюються гігантські клітини |мегакаріоцити ¦ попередники тромбоцитів. До кінця внутрішньоутробного періоду кровотворення у печінці припиняється.
- Кровотворення в тимусі. Тимус закладається наприкінці першого місяця внутрішньоутробного розвитку, і на 7-8 тижні він заселяється стовбуровими клітинами крові, які диференціюються у лімфоцити тимусу. З них утворюються Т-лімфоцити, які надалі заселяють Т-зони периферичних органів імунопоезу.
- Кровотворення в селезінці. Закладка селезінки відбувається наприкінці 1-го місяця ембріогенезу. З стовбурових клітин крові, що вселяються сюди, відбувається утворення всіх видів формених елементів крові, тобто. селезінка в ембріональному періоді є універсальним органом кровотворення.
- Кровотворення у лімфатичних вузлах. Перші закладки лімфатичних вузлів людини з'являються на 7-8 тижні ембріогенезу. У цей період відбувається заселення їх СК, у тому числі диференціюються еритроцити, гранулоцити і мегакариоциты. З моноцитів диференціюються з СК лімфатичних вузлів Т-і В-лімфоцити.
- Кровотворення в кістковому мозку. Закладка кісткового мозку відбувається на 2-му місяці ембріогенезу. Зі стовбурових клітин крові в кістковому мозку формуються всі формені елементи крові. Частина стовбурових клітин зберігається в кістковому мозку в недиференційованому стані, вони можуть розселятися по інших органах і тканинах, будучи джерелом розвитку клітин крові та сполучної тканини. Таким чином, кістковий мозок ставатицентральним органом, що здійснюєуніверсальний гемопоез, і залишається ним протягом постнатального життя. Він забезпечує стовбуровими клітинами тимус та інші гемопоетичні органи.
ПОСТЕМБРІОНАЛЬНИЙ ГЕМОПОЕЗ
Гемопоезом називають розвиток крові. Розрізняютьембріональний гемопоез, що відбувається в ембріональний період і призводить до розвитку крові як тканини, іпостембріональний гемопоез, який є процесом фізіологічної регенерації крові. Развитие эритроцитов называют эритропоэзом, развитие тромбоцитов тромбоцитопоэзом, развитие лейкоцитов лейкоцитопоэзом, а именно: гранулоцитов гранулоцитопоэзом, моноцитов моноцитопоэзом, лимфоцитов и иммуноцитов лимфоцитопоэзом и иммуноцитопоэзом. Постембріональний гемопоез відбувається у спеціалізованих гемопоетичних тканинах |мієлоїдний , де відбувається утворення еритроцитів, гранулоцитів, тромбоцитів, агранулоцитів, талімфоїдний , де відбувається диференціювання та розмноження Т-і В-лімфоцитів та плазмоцитів. Постембріональний гемопоез є процесом фізіологічної регенерації крові (клітинне оновлення), який компенсує фізіологічне руйнування (зношування) диференційованих клітин.
Мієлоїдна тканинарозташована в епіфізах і порожнинах багатьох кісток і є місцем розвитку всіх формених елементів крові еритроцитів, гранулоцитів, моноцитів, тромбоцитів, лімфоцитів, а також стовбурових клітин крові та сполучної тканини, яка поступово мігрує та заселяє такі органи, як тимус, селезінка, вузли та ін.
Лімфоїдна тканинамає кілька різновидів, представлених у тимусі, селезінці, лімфатичних вузлах. Вона виконує основні 3 функції (див. схему вище): освіту лімфоцитів, утворення плазмоцитів і видалення продуктів їх розпаду.
Мієлоїдна та лімфоїдна тканинає різновидами тканин внутрішнього середовища. Вони представлені основними двома клітинними лініями: клітини ретикулярної тканини та гемопоетичні. Клітини ретикулярної тканини виконують опорні функції і фагоцитуючі, а гемопоетичні клітини розвиваються шляхом диференціювання з поліпотентних стовбурових клітин крові (ПСК). Диференціювання ПСК визначається низкою специфічних факторів:еритропоетинів для утворення еритроцитів,гранулопоетинівдля мієлобластів (гранулоцитів),лімфопоетинів для лімфоцитів,тромбопоетинів для утворення з мегакаріобластів тромбоцитів. Зазначені речовини займають чільне місце у регуляції гемопоезу за всіма форменими елементами крові.
МЕХАНІЗМИ РЕГУЛЯЦІЇ ГЕМОПОЕЗУ
Залежно від виду клітин крові в гемопоезі розрізняють:
- Еритропоез
- Лейкопоез
- Тромбоцитопоез.
Регуляція еритропоезу
Еритропоез є процес регенерації еритроцитів крові. Механізмів, що регулюють швидкість еритропоезу, зазвичай два:
- Гуморальний (саме, на першому місці)
- Нервовий
Обурюючими (запускаючими) факторами еритропоезу є:
- Природне зменшення еритроцитів крові
- Зменшення кількості ПРО 2 у навколишньому середовищі, отже, і в кровігіпоксемія.
Гуморальне регулювання
- Основним пусковим фактором еритропоезу єгіпоксемія. Кількість Про 2 в крові це найважливіший стимул для збільшення кількості еритроцитів у крові.
Механізм: зі збільшенням кількості О 2 в крові найбільш чутливими органами до цього зниження є нирки, які омиваються кров'ю нирковим артеріям. У цих умовах нирки виробляють гормоноподібні речовиниеритропоетин Вони виділяються в кров і приносяться до органів кровотворення (червоний кістковий мозок), де під їх впливом посилюється еритропоез. В результаті кількість еритроцитів у крові збільшується, вони приєднують 2 , внаслідок чого його дефіцит у крові зникає. Еритропоетини діють на еритропоез декількома шляхами:
- Вони сприяють переважанню диференціації стовбурових клітин крові (СК) еритроїдного ряду;
- Прискорюють синтез гемоглобіну, у результаті його кількість у крові наростає;
- Прискорюють вихід еритроцитів з червоного кісткового мозку (нормальну швидкість еритропоезу в червоному кістковому мозку відбиває 0,5-1% ретикулоцитів у крові. При збільшенні цієї кількості говорять про збільшення швидкості еритропоезу кістковим мозком).
- Продукти метаболізму еритроцитівдругий пусковий фактор еритропоезу, який формується як результат зменшення кількості еритроцитів у крові.
Механізм : у міру старіння еритроцитів (тривалість життя до 120 діб) порушується можливість підтримки структури еритроцитів. Настає їх гемоліз (макрофаги в селезінці та печінці видаляють продукти розпаду еритроцитів). Надходження цих продуктів розпаду з кров'ю, що омивається, до червоного кісткового мозку посилює його діяльність ¦ швидкість еритропоезу зростає, що призводить до відновлення належної кількості еритроцитів у крові.
- Вплив на швидкість еритропоезу гіпоксемії черезучасть гіпоталамо-гіпофізарної системи¦ зниження напруги Про 2 у циркулюючій крові (гіпоксемія) уловлюється хеморецепторами судинної системи, Порушення від них передається через ЦНС на гіпоталамус, який тісно пов'язаний з гіпофізом (гіпоталамо-гіпофізарна система). В результаті збудження в гіпофізі відбувається вироблення низки тропних гормонів, що впливають на секреторну діяльність інших залоз внутрішньої секреції (щитовидна залоза, надниркові залози та ін.). Особливий впливвиявляється на мозковий шар надниркових залоз, в результаті концентрація адреналіну в крові наростає, що призводить до посилення еритропоезу кістковим мозком.
Нервова регуляція еритропоезу
Обурюючим фактором є гіпоксемія:
Описаний механізм є експрес-механізмом, який забезпечує збільшення кількості еритроцитів крові.
Т.о. ГІПОКСЕМІЯ Один з провідних факторів регуляції еритропоезу. Звідси всі фактори довкілля, що викликають гіпоксемію, впливають і на еритропоез м'язова робота, емоційні навантаження, стресові ситуації, зменшення напруги 2 у повітрі чи зниження атмосферного тиску тощо.
Додатковий блок інформації
Еритропоез : попередники еритроцитів - це стовбурові клітини червоного кісткового мозку. Вони здійснюється синтез гемоглобіну. Для освітигема використовується залізо двох білків:феритину та сидерофіліну . Добова потребаорганізму в залозі | 20-25 мг . Велика його частина надходить з еритроцитів, що віджили і зруйнувалися, решта доставляється з їжею.
Для утворення еритроцитів необхідніфолієва кислотата вітамін В 12 . Всмоктування віт. 12 їжі супроводжується його взаємодією з внутрішнім фактором Касла (зовнішнім фактором Касла називається сам віт. 12 тому говорять про взаємодію зовнішнього і внутрішнього факторів Касла для еритропоезу). Внутрішній фактор Касла єгастромукопротеїн(Виділяється обкладальними або парієтальними гландулоцитами та додатковими гландулоцитами або мукоцитами). Утворюється комплекс:О 12 (Зовнішній фактор Касла) + внутрішній фактор Касла. Цей комплекс із кров'ю потрапляє у кістковий мозок, де під його впливом забезпечується синтез глобінової (білкової) частини молекули гемоглобіну. Синтез залізовмісної частини молекули гемоглобіну знаходиться під контролем іншого вітаміну |віт. С та віт. О 6 . Віт. О 12 також бере участь у освіті ліпідної частини строми еритроциту.
У розвитку еритроцити проходять кілька стадій. Ретикулоцити - це останні попередники зрілих форм еритроцитів. Кількість ретикулоцитів у відсотковому відношенні є показником швидкості еритропоезу. У нормі кількість ретикулоцитів у крові становить 0,5-1% від загальної кількостіеритроцитів, що є показником нормальної швидкості еритропоезу.Швидкість еритропоезуможе зростати в кілька разів при рясних і швидких крововтратах, патологічному руйнуванні зрілих форм, в умовах гіпоксії та гіпоксемії. У плазмі крові в цих умовах з'являються у значних концентраціях особливі прискорюючі еритропоез речовиниеритропоетин (Карно та Дефляндер, 1906 р.). Вони являють собою гормон глікопротеїнової природи, що синтезується нирками та печінкою, а також підщелепними слинними залозами. Еритропоетин у невеликих концентраціях постійно присутній у плазмі крові людини. Основною клітиною-мішенню для еритропоетин є ядерні еритроїдні попередники в кістковому мозку. Еритропоетин збільшує швидкість утворення гемоглобіну. Крім еритропоетину на кровотворення впливають андрогени та ряд медіаторів (адреналін та норадреналін).
Тривалість життяеритроцитів до 120 днів. При цьому безперервно утворюються нові клітини та відмирають старі. Руйнування еритроцитів, що віджили, відбувається різними шляхами:
- Вони гинуть від механічного травмування під час руху судинами;
- Частина фагоцитується мононуклеарною фагоцитарною системою печінки та селезінки;
- Старі еритроцити гемолізуються у кров'яному руслі.
При руйнуванні еритроцитівгемоглобін розпадається на гем та глобін. Від гема відокремлюється залізо. Воно відразу ж використовується для створення нових молекул гемоглобіну. Виникає надлишок заліза (якщо він виникає) запасається про запас у печінці, селезінці, слизовій оболонці тонкої кишки: тут ці молекули заліза вступають у поєднання зі специфічними білками, кінцевим підсумком цієї реакції є появаферитину та гемосидерину.
Лейкопоез
Лейкопоез знаходиться в прямій залежності від розпаду лейкоцитів: що більше їх розпадається, то більше утворюється. Стимулюючий вплив на лейкопоез надають:
- Зменшення кількості лейкоцитів у циркулюючій крові;
- Продукти розпаду тканин, мікроорганізмів;
- Збільшення концентрації токсинів білкового походження у крові та тканинах;
- Нуклеїнові кислоти;
- Гормони гіпофіза АКТГ, СТГ (тропні гормони гіпофіза);
- Нанесення болючих подразників.
Усі перелічені чинники є обурюючими системи лейкопоезу. Шляхи реалізації цих впливів, знову-таки, традиційні: нервовий і гуморальний. На першому місці необхідно відзначати все-таки гуморальний шлях регулювання.
Руйнування та поява нових лейкоцитів відбувається безперервно. Вони живуть години, дні, тижні, частина лейкоцитів не зникає протягом усього життя людини.Місце лейкодіарезу: слизова оболонка травного трактуа також ретикулярна тканина.
ТРОМБОЦИТОПОЕЗ
Фізіологічним регулятором процесу тромбоцитопоез є тромбопоетини. Хімічно вони пов'язані з високомолекулярною білковою фракцією, що відноситься до гамма-глобулінів. Залежно від місця утворення та механізму дії розрізняють тромбоцитопоетини короткої та тривалої дії. Перші утворюються в селезінці та стимулюють вихід тромбоцитів у кров. Другі містяться у плазмі крові та стимулюють утворення еритроцитів у кістковому мозку. Особливо інтенсивно тромбоцити виробляються після крововтрат. За кілька годин їх кількість може подвоїтися.
Нервова регуляція
Фактів, які свідчать про існування спеціалізованої системи, що регулює кровотворення, немає. Однак рясна іннервація кровотворних тканин, наявність у них великої кількостіінтерорецепторів вказують на те, що ці органи включені до системи рефлекторних взаємодій. Вперше ідея нервової регуляціїкровотворення та перерозподілу формених елементів крові була висловлена С.П. Боткіним. Пізніше це становище набуло подальший розвитоку різноманітних методичних умовах та було експериментально підтверджено В.М. Чернігівським та О.Я. Ярошівським. Ці автори показали наявність двосторонніх зв'язків кровотворних органів із центральними структурами нервової системи, отже, можливе існування безумовно-рефлекторних регулюючих механізмів роботи цих органів. В даний час доведено наявність та умовно-рефлекторного механізму регуляції гемопоезу. Т.ч., гемопоез може регулюватися як безумовно-рефлекторно, так і умовно-рефлекторно.
Стінка жовткового мішка (на 2-3-му тижні внутрішньоутробного розвитку)
Стовбурова клітинакрові мігрує
1. Селезінка (з 1-го тижня ембріонального розвитку) ¦ універсальний орган кровотворення
2. Печінка (З 3-4-5й тижня ембріонального розвитку) бласти, грануло-і мегакаріоцити
3. Тимус (з 7-8-го тижня ембріонального розвитку) - лімфоцити
4. Лімфатичні вузли(з 9-10-го тижня ембріонального розвитку) еритроцити, Т- і В-лімфоцити, гранулоцити
5. Червоний кістковий мозок(з 12-го тижня ембріонального розвитку та в постнатальному житті) є центральним органом кровотворення, забезпечуєуніверсальний гемопоез
ритроцити
Тромбоцити
Лейкоцити
Агранулоцити:
Моноцити
Лімфоцити
Гранулоцити:
Нейтрофіли
Базофіли
Еозинофіли
Червоний кістковий мозок (мієлоїдна тканина)
Тимус
- Утворення лімфоцитів
- Утворення плазмоцитів
- Видалення клітин та продуктів їх розпаду
Лімфоїдна тканина мигдалин та кишечника
Лімфатичні вузли
Селезінка
Форменні елементикрові
Органи гемопоезу
(лімфоїдна тканина)
Регуляція еритропоезу
Гіпоксія
1) посилює проліферацію клітин-попередників еритроїдного ряду та всіх готових до поділу еритробластів;
2) прискорює синтез Hb у всіх еритроїдних клітинах та ретикулоцитах;
3)прискорює утворення ферментів, що беруть участь у формуванні гема та глобіну;
4) посилює кровотік у судинах червоного кісткового мозку, збільшує вихід у кров ретикулоцитів
Нирки (рівень оксигенації нирок)
Сам еритропоез
Ерітропенія
призводить до анемій
Еритроцитоз
Виникає істинний (абсолютний) та відносний
Забезпечується:
- О 12 + внутрішній фактор Касла (запобігає розщепленню ферментами травних соків);
- О 9 (фолієва кислота);
- О 6 (Піридоксин) | бере участь в утворенні гема;
- Віт. З підтримує всі етапи еритропоезу;
- Віт. Е (α-токоферол) захищає мембрану еритроцитів від перекисного окислення, тобто. від гемолізу;
- В 2 регулює швидкість окислювально-відновних реакцій (гіпорегенеративна анемія)
Необхідні для утворення нуклео-протеїнів, поділу та дозрівання ядер клітин
Гіпоксемія
Порушення від хеморецепторів судин передається через доцентрові нерви до стовбурової частини мозку
Активація центрів симпатичної нервової системи
Активація симпато-адреналової системи
Підвищений викид адреналіну (медіатора симпатичної нервової системи)
Під дією симпатичних впливіврефлекторно відбувається підвищений викидеритроцитів із селезінки (ємнісні судини)
Регуляція гемопоезу (еритропоезу)
Гіпоксемія
Хеморецептори
ЦНС
Гіпоталамус
ЦНС
Гіпофіз
Степні гормони (АКТГ, СТГ)
Заліза внутрішньої секреції (щитовидна залоза, надниркові залози)
Гормони
Стовбур мозку
Депо еритроцитів (селезінка)
Викид еритроцитів
Збільшення напруги 2 крові
Посилення еритропоезу
Червоний кістковий мозок
Продукти розпаду еритроцитів
Нирки, печінка
Ерітропоетин
Гуморальний шлях регулювання
Нервовий шляхрегуляції
Регуляція лейкопоезу
Обурювальні фактори ( a , b , c , d , e , f )
Рецептори судинної системи, больові рецептори
ЦНС
Гіпоталамус
Гіпофіз виділяє гормони
Симпатична нервова система
АКТГ
СТГ
Надниркові залози
Глюкокортикоїди
Червоний кістковий мозок та інші органи лейкопоезу
Кількість лейкоцитів
Лейкопоетини
Нирки, печінка
Loading...