Гемопоэз. Гемоцитопоэз. Полипотентная стволовая клетка, клетка-предшественница зрелых клеток крови. Современная схема гемопоэза

Поэтому гемоцитопоэз не прерывается в течение всей жизни. В среднем у человека за 70 лет жизни (при массе тела 70 кг) образуется: эритроцитов – 460 кг, гранулоцитов и моноцитов – 5400 кг, тромбоцитов – 40 кг, лимфоцитов – 275 кг. Поэтому кроветворные ткани рассматриваются как одни из наиболее митотически активных.

Современные представления о гемоцитопоэзе базируются на теории стволовой клетки. Согласно данной теории все форменные элементы крови происходят из единой (первичной) полипотентной стволовой гемопоэтической (кроветворной) клетки (ПСГК). Эти клетки способны к длительному самообновлению и в результате дифференциации могут дать начало любому ростку форменных элементов крови.

Схема гемопоэза

Стволовые клетки (СК) способны к самообновлению и дифференцировке не только в клетки крови, но и в клетки других тканей. По происхождению и источнику выделения СК разделяют на эмбриональные (СК эмбриона и тканей плода) и региональные, или соматические (СК взрослого организма). По способности к дифференцировке выделяют тоти-, плюри-, мульти- и унипотентные СК.

• Тотипотентная СК (зигота) воспроизводит все органы эмбриона и структуры, необходимые для его развития (плаценту и пуповину). 

• Плюрипотентная СК может быть источником клеток, производных любого из 3-х зародышевых листков. 

• Мульти-(поли-) потентная СК способна образовывать специализированные клетки нескольких типов (например клетки крови, клетки печени). 

• Унипотентная СК в обычных условиях дифференцируется в специализированные клетки определенного типа. 

Эмбриональные СК являются плюрипотентными, а региональные – поли- или унипотентными. Частота встречаемости ПСГК составляет в среднем 1:10.000 клеток в красном костном мозге и 1:100.000 клеток в периферической крови.

Свойства СК:

1. Не дифференцированы и не выполняют специализированных функций. 

2. Способны к пролиферации с образованием большого числа (десятков и сотен тысяч) клеток. 

3. Способны к дифференцировке, т.е. процессу специализации и образованию зрелых клеток. 

4. Способны к асимметричному делению, когда из каждой СК образуются две дочерние, одна из которых идентична родительской и остается стволовой (свойство самообновления СК), а другая дифференцируется в специализированные клетки.

5. СК могут мигрировать в очаги повреждения и дифференцироваться в зрелые формы поврежденных клеток, способствуя регенерации тканей.

Различают два периода гемоцитопоэза:

• эмбриональный — у эмбриона и плода;

• постнатальный — с момента рождения и до конца жизни.

Эмбриональное кроветворение начинается в желточном мешке, с 6-ти недельного возраста оно перемещается в печень, а с 12-ти – 18-ти недельного возраста – в селезенку и красный костный мозг. С 10-ти недельного возраста начинается образование Т-лимфоцитов в тимусе. 

С момента рождения главным органом гемоцитопоэза постепенно становится красный костный мозг. Очаги кроветворения имеются у взрослого человека в грудине, ребрах, позвонках, эпифизах трубчатых костей и других. В красном костном мозге происходит самообновление ПСГК и образование из них миелоидной стволовой клетки, называемой также колониеобразующей единицей гранулоцитов, эритроцитов, моноцитов, мегакариоцитов (КОЕ-ГЭММ); лимфоидную стволовую клетку. 

Миелоидная полиолигопотентная стволовая клетка (КОЕ-ГЭММ) может дифференцироваться:

• в монопотентные коммитированные клетки - предшественницу эритроцитов, называемую также бурстобразующей единицей (БОЕ-Э), мегакариоцитов (КОЕ-Мгкц); 

• в полиолигопотентные коммитированные клетки гранулоцитов-моноцитов (КОЕ-ГМ), дифференцирующиеся в монопотентные предшественницы гранулоцитов (базофилы, нейтрофилы, эозинофилы) (КОЕ-Г) и предшественницы моноцитов(КОЕ-М). 

Лимфоидная стволовая клетка является предшественницей Т и В лимфоцитов.

В красном костном мозге образуются:

• ретикулоциты (предшественники эритроцитов);

• мегакариоциты (от которых «отшнуровываются» тромбоциты);

• гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы);

• моноциты;

• В-лимфоциты. 

В тимусе, селезенке, лимфатических узлах и лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником (миндалины, аденоиды, пейеровы бляшки), происходит образование и дифференцирование Т-лимфоцитов и плазматических клеток из В-лимфоцитов. В селезенке также идут процессы захвата и разрушения клеток крови (прежде всего эритроцитов и тромбоцитов) и их фрагментов.

В красном костном мозге человека гемоцитопоэз может происходить только в условиях нормального гемоцитопоэзиндуцирующего микроокружения (ГИМ). 

ГИМ формируют

• Т-лимфоциты;

• макрофаги;

• фибробласты;

• адипоциты;

• эндотелиоциты сосудов микроциркуляторного русла;

• компоненты экстрацеллюлярного матрикса;

• нервные волокна. 

Функции ГИМ:

• осуществляют контроль за процессами кроветворения как с помощью продуцируемых ими цитокинов, факторов роста, так и благодаря непосредственным контактам с гемопоэтическими клетками;

• фиксируют стволовые клетки и другие клетки-предшественницы в определенных участках кроветворной ткани, передают им регуляторные сигналы, участвуют в их метаболическом обеспечении.