Кроветворение. Органы кроветворения. Регуляция кроветворения. Специфические и неспецифические факторы эритропоэза.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 11Следующая ⇒

Гемопоэз, кроветворение — это процесс образования, развития и созревания клеток крови — лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов у позвоночных. Выделяют:

эмбриональный (внутриутробный) гемопоэз;

постэмбриональный гемопоэз.

Кроветворные органы, депо крови — это органы, служащие местом образования форменных элементов крови.

У человека после рождения в норме основным кроветворным органом является красный, или кроветворный, костный мозг. Красный костный мозг у человека расположен в основном в тазовых костях и в эпифизах длинных трубчатых костей конечностей.

Регуляция кроветворения. Количество образующихся эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов соответствует количеству разрушающихся клеток, так что общее их число остается постоянным. Органы системы крови (костный мозг, селезенка, печень, лимфатические узлы) содержат большое количество рецепторов, раздражение которых вызывает различные физиологические реакции. Таким образом, имеется двусторонняя связь этих органов с нервной системой: они получают сигналы из центральной нервной системы (которые регулируют их состояние) и в свою очередь являются источником рефлексов, изменяющих состояние их самих и организма в целом.

Существуют специфические и неспецифические механизмы регулирования гемопоэза. К специфическим - относятся коротко- и длиннодистантные регуляторные механизмы.

Короткодистантные(локальные) механизмы регуляции кроветворения работают в системе гемопоэзиндуцирующего микроокружения (ГИМ) и распространяются преимущественно на I и II классы клеток кроветворного костного мозга. Морфологически ГИМ включает три компонента.

1. Тканевой - представлен клеточными элементами: костномозговыми, фибробластами, ретикулярными, стромальными механоцитами, жировыми, макрофагами, эндотелиальными клетками; волокнами и основным веществом соединительной ткани (коллагеном, гликозаминогликанами и т.д.). Клетки соединительной ткани активно участвуют в разнообразных межклеточных взаимодействиях и осуществляют транспорт метаболитов. Фибробласты вырабатывают большое количество биологически активных веществ: колониестимулирующий фактор, ростовые факторы, факторы, регулирующие остеогенез и т.п. В регуляции гемопоэза важную роль играют моноциты-макрофаги. Для костного мозга характерно наличие эритробластических островков - структурно-функциональных образований с центрально расположенным макрофагом, окруженным слоем эритроидных клеток, одной из функций которых является передача железа развивающимся эритробластам. Показано существование островков и для гранулоцитопоэза. Вместе с этим макрофаги вырабатывают КСФ, интерлейкины, факторы роста и другие биологически активные вещества, а также обладают морфогенетической функцией.

Существенное влияние на кроветворные клетки оказывают лимфоциты, которые вырабатывают вещества, действующие на пролиферацию стволовых кроветворных клеток, интерлейкины, обеспечивающие цитокиновый контроль пролиферации, межклеточные взаимодействия в ГИМ и многое другое.

Основное вещество соединительной ткани костного мозга представлено коллагеном, ретикулином, эластином, образующими сеть, в которой расположены кроветворные клетки. В состав основного вещества входят гликозаминогликаны (ГАГ), играющие большую роль в регуляции кроветворения. Они по-разному влияют на гемопоэз: кислые ГАГы поддерживают гранулоцитопоэз, нейтральные - эритропоэз.

Экстрацеллюлярная жидкость костного мозга содержит разнообразные и высокоактивные ферменты, практически отсутствующие в плазме крови.

2. Микрососудистый – представлен артериолами, капиллярами, венулами. Этот компонент обеспечивает оксигенацию, а также регуляцию поступления и выхода клеток в кровоток.

3. Нервный - осуществляет связь между кровеносными сосудами и стромальными элементами. Основная масса нервных волокон и окончаний сохраняет топографическую связь с кровеносными сосудами, тем самым регулирует клеточную трофику и вазомоторные реакции.

В целом локальный контроль гемопоэза осуществляется путем взаимодействия трех его компонентов.

Начиная с коммитированных клеток в регуляции гемопоэза на ведущую роль выходят механизмы длиннодистантной регуляции, имеющие для каждого ростка специфические факторы.

Длиннодистантная регуляция эритропоэза осуществляется в основном двумя системами: 1) эритропоэтин и ингибитор эритропоэза; 2) кейлон и антикейлон.

Центральное место в регуляции эритропоэза занимает эритропоэтин, выработка которого возрастает при действии на организм экстремальных факторов (различные виды гипоксий), требующих мобилизации эритроцитов. Эритропоэтин по химической природе относится к гликопротеинам. Основное место образования - почки. Эритропоэтин действует главным образом на эритропоэтин-чувствительные клетки, стимулируя их к пролиферации и дифференцировке. Его действие реализуется через систему циклических нуклеотидов ( главным образом через цАМФ). Наряду со стимулятором, в регуляции эритропоэза участвует и ингибитор эритропоэза. Он образуется в почках, возможно в лимфатической системе и селезенке при полицитемии (увеличении числа эритроцитов в крови), при повышении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Химическая природа близка к альбуминам.

Действие связано с угнетением дифференцировки и пролиферации эритроидных клеток, либо нейтрализации эритропоэтина, либо нарушение его синтеза.

Следующей системой является " кейлон-антикейлон". Обычно они выделяются зрелыми клетками и специфичны для каждого вида клеток. Кейлон - биологически активное вещество, ингибирующее пролиферацию той же клетки, которая ее выработала. Напротив, эритроцитарный антикейлон стимулирует вступление делящихся клеток в фазу синтеза ДНК. Предполагается, что данная система регулирует пролиферативную активность эритробластов, а при действии экстремальных факторов в действие вступает эритропоэтин.

Длиннодистантная регуляция лейкопоэза распространяет свое действие на коммитированные клетки, пролиферирующие и созревающие клетки костного мозга и осуществляется различными механизмами. Большое значение в регуляции лейкопоэза принадлежит колониестимулирующему фактору (КСФ), который действует на коммитированные клетки-предшественники миелопоэза и на более дифференцированные клетки гранулоцитопоэза, активируя в них синтез ДНК. Он образуется в костном мозге, лимфоцитах, макрофагах, стенке сосудов, а также ряда других клеток и тканей. Уровень КСФ в сыворотке крови регулируется почками. КСФ гетерогенен. Есть сведения, что КСФ может регулировать гранулоцитомоноцитопоэз (ГМ-КСФ), моноцитопоэз (М-КСФ), продукцию эозинофилов (ЭО-КСФ).

Не менее важную роль в регуляции лейкопоэза играют лейкопоэтины. В зависимости от вида клеток, пролиферацию которых стимулируют лейкопоэтины, выделяют несколько их разновидностей: нейтрофилопоэтин, моноцитопоэтин, эозинофилопоэитин, лимфоцитопоэтины. Лейкопоэтины образуются различными органами: печенью, селезенкой, почками, лейкоцитами. Особое место среди лейкопоэтинов занимает Leukocytosis Inducing factor (LIF), который способствует переходу депонированных гранулоцитов из костного мозга в циркулирующую кровь.

К гуморальным регуляторам лейкопоэза относят термостабильный и термолабильный факторы лейкоцитоза, выделенные Менкиным биохимическим путем из очага воспаления.

В настоящее время в качестве регуляторов лейкопоэза рассматриваются интерлейкины (цитокины) - продукты жизнедеятельности лимфоцитов и макрофагов, являющиеся одним из важнейших механизмов связи иммунокомпетентных клеток и регенерирующих тканей. Их основное свойство заключается в способности регулировать рост и дифференцировку кроветворных и иммунокомпетентных клеток. Они включаются в сложную сеть цитокинового контроля пролиферации и дифференцировки не только кроветворной, но и костной тканей. Существует несколько видов интерлейкинов. Так, ИЛ-2 является специфическим индуктором образования Т-лимфоцитов. ИЛ-3 - стимулирует пролиферативную активность различных ростков кроветворения. ИЛ-4 - продукт активированных Т-лимфоцитов, стимулирует выработку В-лимфоцитов. Вместе с этим, ИЛ-1 служит одним из важнейших системных регуляторов остеогенеза, оказывает активирующее влияние на пролиферацию и синтез белков фибробластами, регулирует рост и функциональное состояние остеобластов.

Наряду со стимуляторами, в регуляции лейкопоэза участвуют и ингибиторы. Помимо термостабильных и термолабильных факторов лейкопении Менкина, есть сведения о существовании ингибитора гранулоцитопоэза. Его основным источником являются гранулоциты и клетки костного мозга. Выделены гранулоцитарные кейлон и антикейлон.

Контроль за гемопоэзом осуществляется и на уровне зрелых, специализированных клеток, утративших дифференцировочные возможности и сопровождается активным разрушением таких клеток. При этом образующиеся продукты распада клеток крови оказывают стимулирующее действие на кроветворение. Так, продукты разрушения эритроцитов способны активировать эритропоэз, а продукты распада нейтрофилов - нейтрофилопоэз. Механизм действия таких регуляторов связан: с прямым действием на костный мозг, опосредуется через образование гемопоэтинов, а также путем изменения гемопоэзиндуцирующего микроокружения.

Такой механизм регулирования кроветворения встречается и в физиологических условиях. Он связан с внутрикостномозговой деструкцией клеток крови и подразумевает разрушение в нем маложизнеспособных клеток эритроидного и гранулоцитарного ряда - понятие о " неэффективных" эритро- и лейкопоэзе.

Наряду со специфической регуляцией гемопоэза существует ряд неспецифических механизмов, оказывающих воздействие на метаболизм многих клеток организма, включая и кроветворные.

Эндокринная регуляция кроветворения. Существенное влияние на кровь и кроветворение оказывает гипофиз. В экспериментах на животных установлено, что гипофизэктомия вызывает развитие микроцитарной анемии, ретикулоцитопении, уменьшение клеточности костного мозга.

Гормон передней доли гипофиза АКТГ увеличивает в периферической крови содержание эритроцитов и гемоглобина, угнетает миграцию стволовых кроветворных клеток и уменьшает эндогенное колониеобразование, одновременно угнетает лимфоидную ткань. СТГ - потенцирует реакцию эритропоэтинчувствительных клеток на эритропоэтин и не влияет на клетки-предшественники гранулоцитов и макрофагов. Средняя и задняя доли гипофиза не оказывают заметного действия на гемопоэз.

Надпочечники. При адреналэктомии уменьшается клеточность костного мозга. Глюкокортикоиды стимулируют костномозговое кроветворение, ускоряя созревание и выход в кровь гранулоцитов, с одновременным уменьшением числа эозинофилов и лимфоцитов.

Половые железы. Мужские и женские половые гормоны по-разному влияют на кроветворение. Эстрогены обладают способностью тормозить костномозговое кроветворение. В эксперименте введение эстрона приводит к развитию остеосклероза и замещению костного мозга костной тканью со снижением числа стволовых кроветворных клеток. Андрогены - стимулируют эритропоэз. Тестостерон при введении животным стимулирует все звенья образования гранулоцитов.

В целом, гормоны обладают прямым действием на пролиферацию и дифференцировку кроветворных клеток, изменяют их чувствительность к специфическим регуляторам, формируют гематологические сдвиги, характерные для стресс-реакции.

Нервная регуляция кроветворения. Кора головного мозга оказывает регулирующее влияние на гемопоэз. При экспериментальных неврозах развивается анемия и ретикулоцитопения. Различные отделы гипоталамуса могут по-разному воздействовать на кровь. Так, стимуляция заднего гипоталамуса стимулирует эритропоэз, переднего - тормозит эритропоэз. При удалении мозжечка может развиться макроцитарная анемия.

Влияние нервной системы на кроветворение реализуется и через изменение гемодинамики. Симпатический и парасимпатический отделы нервной системы играют определенную роль в изменении состава крови: раздражение симпатического отдела и его медиаторы увеличивает число клеток крови, парасимпатический - уменьшает.

Наряду с указанной специфической и неспецифической регуляцией существуют механизмы иммунологической и метаболической регуляции кроветворения. Так, регулирующее влияние иммунной системы на кроветворение базируется на общности этих систем и важнейшей роли лимфоцитов в гемопоэзе, а также наличии у лимфоцитов морфогенетической функции, которая обеспечивает постоянство клеточного состава организма.

Метаболический контроль осуществляется путем прямого (метаболиты выступают в качестве индукторов пролиферации клеток) и опосредованного (метаболиты изменяют метаболизм клеток и тем самым действуют на пролиферацию - циклические нуклеотиды) влияния на кроветворение.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒