новлению кроветворения. Общая масса миелоидной ткани в организме взрослого человека составляет 1.5-2 кг, снижаясь с возрастом. У пожилых людей эта ткань частично замещается жировой и в плоских костях.
Миелоидная ткань содержит СКК и является местом образования эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов, тромбоцитов, В-лимфоцитов, предшественников Т-лимфоцитов и NK-клеток, в ней образуются также предшественники некоторых клеток соединительной ткани. В организме взрослого человека миелоидная ткань за сутки продуцирует и выделяет в кровь 2x1011 эритроцитов, 1010- 1011 гранулоцитов и 4x1011 тромбоцитов.
Лимфоидная ткань располагается в лимфоидных органах (органах иммунной системы) - тимусе, селезенке, лимфатических узлах, миндалинах, пейеровых бляшках, червеобразном отростке и многочисленных лимфоидных образованиях, имеющихся в стенке органов различных систем. Ее общая масса в организме взрослого человека достигает 1.5-2 кг, а количество входящих в ее состав лимфоцитов составляет 5-10х1011. В ней происходит образование Т- и В- лимфоцитов, а также плазматических клеток (конечной стадии дифференцировки В-лимфоцитов), которые взаимодействуя между собой, а также с макрофагами, дендритными антиген-представляющими и другими клетками, обеспечивают развитие и течение иммунных реакций. Характерной особенностью лимфоидной ткани служит то, что значительная часть образовавшихся в ней лимфоцитов погибает механизмом апоптоза в результате процессов селекции, связанных с отбором клеток, несущих необходимые рецепторы.
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ФОРМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРОВИ
Источники развития форменных элементов крови и теории кроветворения. В настоящее время доказано, что общим источником развития всех форменных элементов крови служит плюрипотентная стволовая клетка крови (СКК). Это положение впервые сформулировано профессором А.А.Максимовым в начале нашего века в разработанной им унитарной теории кроветворения, которой противопоставляли ряд других теорий, допускавших развитие различных форменных элементов из двух, трех или большего числа отдельных стволовых клеток (дуалистическая, триалистическая и полифилетическая теории).
- 251 -
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ КРОВИ
Плюрипотентные стволовые клетки крови по строению напоминают малые лимфоциты, но могут быть идентифицированы иммуноцитохимически по набору антигенов на клеточной поверхности. Наиболее типичным маркерным признаком служит сочетание CD34+CD38-.
Локализация СКК. СКК сосредоточены у взрослого человека преимущественно в красном костном мозге, однако обнаруживаются в крови, циркулируя в которой они попадают в другие органы кроветворения. Очевидно, что СКК обладают уникальной для малодифференцированных клеток способностью выселяться из костного мола и, подобно зрелым форменным элементам, мигрировать через эндотелий венозных синусов в кровь. В красном костном мозге их содержание невелико (одна СКК приходится примерно на 2000 клеток), в циркулирующей крови СКК составляют 0.0001% от общего числа лейкоцитов (что соответствует соотношению 1 СКК : 1 млн. лейкоцитов). Важным источником получения СКК является плацентарная (пуповинная) кровь - концентрация СКК в ней достигает 0.16% от числа лейкоцитов, т.е. в 2-3 раза превосходит таковую в красном костном мозге взрослого. По способности к пролиферации СКК пуновинной крови в 10 раз превышают СКК костного мозга.
Основные свойства плюрипотентных стволовых клеток крови:
1.Обладают способностью к самоподдержанию без притока клеток извне
(т.е. к образованию в результате деления дочерних клеток, не отличающихся своим практически неограниченным пролиферативным потенциалом от родительской). Согласно иным взглядам, они обладают высоким, но все же ограниченным пролиферативным потенциалом. В соответствии с такими представлениями, гемипоэз обеспечивается благодаря тому, что в течение жизни индивидуума происходит последовательная смена одних клонов стволовых клеток другими (теория клональной последовательности, или каскадная теория).
2.Редко делятся (основное состояние - покоя); однако могут быть вовлечены в пролиферацию при значительных кровопотерях и при воздействии факторов роста. Деление СКК стимулируется фактором стволовых клеток (ФСК), который вырабатывается стромальными клетками костного мозга и фиксируется на поверхности стволовых клеток протоонкогенным белком с-кit.
Деление СКК может осуществляться в трех вариантах: (1) симметрично с образованием двух дочерних клеток, идентичных родительской (см. выше), (2) симметрично с появлением двух сходным образом ком-
- 252 -
митированных полустволовых клеток, (3) асимметрично путем так называемого квантального митоза с образованием одной стволовой и одной коммитированной полустволовой клетки.
3.Способны образовывать все виды форменных элементов крови (т.е. обладают истинной плюрипотентностью).
4.Устойчивы к действию повреждающих факторов (но сравнению с более дифференцированными клетками).
5.Располагаются в местах, хорошо защищенных от внешних воздействий (ячейки в костной ткани) и обладающих обильным кровоснабжением.
6.Циркулируют в крови, мигрируя в другие органы кроветворения.
КОММИТИРОВАНИЕ, ДЕТЕРМИНАЦИЯ И ДИФФЕРЕНЦИРОВКА КРОВЕТВОРНЫХ КЛЕТОК
В ходе гемопоэза плюрипотентные СКК делятся и дают начало клеткам, пролиферация которых приводит ко все большему ограничению направлений их развития. Этот процесс обусловлен последовательным коммитированием (ограничением потенций развития) и детерминацией (выбором направления развития) кроветворных клеток, которые на определенных этапах сопровождаются приобретением ими специфических структурных и функциональных признаков (дифференцировкой). Указанные процессы обусловлены внутренней программой развития гемопоэптческих клеток, которая реализуется лишь в условиях строго определенного для каждого типа клеток микроокружения - совокупности разнообразных физико-химических и трофических факторов, влияния гемопоэтинов (цитокинов, колониестимулирующих факторов - КСФ), контактных взаимодействий с другими гемопоэтическими и стромальными клетками, а также компонентами межклеточного вещества и др.
Гемопоэтические факторы роста (гемопоэтчны) вырабатываются стромальными компонентами кроветворных тканей и органов, в первую очередь, ретикулярными клетками. Они продуцируются также эпителиальными клетками тимуса, макрофагами, Т-лимфоцитами, жировыми клетками, клетками эндотелия, а также клетками, расположенными вне кроветворных тканей (например, эритропоэтин вырабатывается
- 253 -
клетками почек и печени). Они выделяются в кровь и могут действовать (а) дистантно (подобно гормонам) или (б) локально. Эффект гемопоэтинов проявляется в низких концентрациях, опосредован их связыванием со специфическими рецепторами на плазмолемме развивающихся клеток крови и заключается во влиянии на выживание, пролиферацию и дифференцировку этих
клеток.
Каждый этап развития конкретной линии клеток требует присутствия определенной комбинации гемопоэтинов. Отдельный гемопоэтический фактор может оказывать влияние па один или несколько типов развиваюишхся клеток.
Универсальным гемопоэтином служит ИЛ-3 (мульти-КСФ), который оказывает влияние как на самые ранние, так и на сравнительно поздние стадии гемопоэза. Основные эффекты ГМ-КСФ, Г-КСФ и М-КСФ связаны с их действием на родоначальные клетки, проявляющемся общей или раздельной стимуляций развили клеток линии гранулоцитов (нейтрофильных) и макрофагов. ИЛ-7 влияет на родоначальные клетки лимфоцитопоэза, стимулируя образование Т- и В-лимфоцитов.
КЛАССИФИКАЦИЯ КРОВЕТВОРНЫХ КЛЕТОК
На основании способности с самообновлению, клеточному делению и образованию форменных элементов различных типов кроветворные клетки можно разделить на шесть классов (рис. 9-2):
I класс - плюрипотентные стволовые клетки, которые могут образовывать любые форменные элементы и обладают способностью к самообновлению (см. выше).
II класс - частично детерминированные поли-, или мультипотентные родоначальные клетки (progenitor cells в англоязычной литературе), именуемые также полустволовыми клетками. Развиваются из СКК, способны к ограниченному самоподдержанию, являются полипотентными, однако прошедшими первый этап коммитирования клетками, т.е. дающими начало форменным элементам нескольких (но не всех) видов. Родоначальные клетки, относящиеся к данному и следующему (III) классам, называют также колониеобразующими единицами (КОЕ), поскольку в экспериментах на летально облученных мышах они способны давать колонии кроветворных клеток в их органах. Используемый иногда термин КОЕ-С (селезенки), применяется неоднозначно - одними авторами для обозначения клеток только I класса (СКК), а другими - также и полустволовых клеток (клеток II класса).
- 254 -
Частично детерминированные полипотентные родоначальные клетки включают родоначальную клетку лимфоцитоноэза (KOE-JI) и родоначальную клетку миелопоэза (КОЕ-ГЭММ), дающую начало гpaнулоцитам, эритроцитам, моноцитам и мегакариоцитам.
III класс - унипотентные (коммитированные) родоначальные клетки,
прошедшие новый этап коммитирования и детерминированные в направлении развития только одного вида форменных элементов (за исключением КОЕ-ГМ, дающей два вида - см. ниже). Они обладают низким потенциалом самоподдержания. Эти клетки не идентифицируются морфологически и внешне сходны с малыми лимфоцитами.
Унипотентные (коммитированные) родоначальные клетки включают: (1)
родоначальные клетки эритроцитов - БОЕ-Э - бурстобразуюшую единицу (происхождение термина см. ниже) и развивающуюся из нее КОЕ-Э, (2) КОЕМег - родоначальную клетку мегакариоцитов, (1) КОЕ-ГМ - родоначальную клетку гранулоцитов (нейтрофилышх) и моноцитов, дающую КОЕ-Г(Н) - родоначальную клетку гранулоцитов (нейтрофильных) и КОЕ-Мо - родоначальную клетку моноцитов, (2) КОЕ-Баз - родоначальную клетку базофилов, (5) КОЕ-Эо - родоначальную клетку эозинофилов, (6) коммитированные клетки лимфоцитопоэза - про-В-лимфоциты и протимоциты.
IV класс - морфологически распознаваемые предшественники - (precursors в англоязычной литературе) - бластные формы. Представляют отдельные линии развития форменных элементов. Пролиферативная активность этих клеток ограничена; способностью к самоподдержанию они не обладают. Название класса отражает тот факт, что, хотя морфологически все клетей этого класса сходны друг с другом, их можно идентифицировать при использовании стандартных гематологических методов окраски, не прибегая к выявлению иммуноцитохимических маркеров. Бластные формы имеют вид крупных клеток с базофильной цитоплазмой и светлым ядром, в котором хорошо определяются
ядрышки.
V класс - созревающие (дифференцирующиеся) клетки. Подвергаются структурной и функциональной дифференцировке, образуя соответствующий вид форменных элементов, в ходе которой они (за исключением лимфоцитов и моноцитов) утрачивают способность к делению.
VI класс - зрелые (дифференцированные) форменные элементы,
циркулирующие в крови. Неспособны к делению (за исключением лимфоцитов и моноцитов).
- 255 -