Кровотворення (гемоцитопоез)

Гемоцитопоез (від гр. паіта — кров, куіпоз — клітина, роезіз — тво-рення) — складний послідовний процес утворення клітин, у результаті якого досягається постійність кількісного та якісного складу форме-них елементів крові. Розрізняють кровотворення після народження протягом усього життя тварини та кровотворення у період ембріональ-ного розвитку.

Після народження тварин кровотворення відбувається у мієлоїд-ній (гр. тіеіоз — мозок) тканині червоного кісткового мозку плоских та епіфізів трубчастих кісток, де відбувається розвиток стовбурових клітин і усіх формених елементів крові — еритроцитів, лейкоцитів, кров'яних пластинок. Утворення еритроцитів, лейкоцитів і кров'яних пластинок називають терміном мієлопоез (від гр. туеіоз — мозок).

Кровотворна тканина тимуса, селезінки, лімфатичних вузлів, сли-зових оболонок внутрішніх порожнинних органів називається лімфоїд-ною. У ній утворюються лімфоцити і плазмоцити, а також здійсню-ється диференціація і розмноження Т- тпа В-лімфоцитів. Цей процес називають лімфоцитопоезом.

У птахів лімфоїдна тканина знаходиться у фабрицієвій бурсі, сли-зових оболонках органів травлення, печінці, легенях, лімфоїдному утво-ренні ока тощо. Між органами мієлоїдної та лімфоїдної тканин існує тісна взаємодія, що відбувається шляхом міграції і рециркуляції клітин крові, нейрогуморальної регуляції кровотворення і розвитку крові.

Відповідно до сучасної унітарної теорії кровотворення, усі зрілі клітини крові походять з однієї загальної родоначальної клітини, яку називають стовбуровою кровотворною клітиною (СКК). її диференці-ювання у різні види клітин крові зумовлюється мікрооточенням рети-кулярної тканини органів мієлоїдного та лімфоїдного кровотворення і дією специфічних гемопоетинів. Основи унітарної теорії кровотворен-ня були закладені відомим російським гістологом О.О.Максимовим у 1927р. Такою клітиною є малий лімфоцит, який зберігає здатність перетворюватися у клітини крові. Ця теорія значно поглиблена по-дальшими різноманітними новими методами дослідження — клональ-ними (групи клітин, що утворюються в селезінці з однієї клітини), трансплантації, радіобіологічними, генетичними, імунологічними, електронномікроскопічними. Було встановлено, що стовбурові клі-тини крові (СКК) виникають в ембріональному періоді у жовтковому

9*

В.П. Новак, Ю.П. Бичков, М.Ю. Пилипенко Цитологія, гістологія, ембріологія

мішку 7-8 денних ембріонів мишей і потім розселяються у всій крово-творній системі.

У дорослому організмі найбільша кількість СКК міститься у чер-воному кістковому мозку (на 100000 клітин кісткового мозку припа-дає 50 СКК). За допомогою світлового та електронного мікроскопів встановлено, що за своєю будовою СКК подібні до малого лімфоцита.

За даними І.Л.Черткова і А.І.Воробйова (1981), у сучасній схемі кровотворення розрізняють шість класів клітин:

I. — Поліпотентні клітини — попередники СКК;

II. — Частково детерміновані клітини — попередники, потенції цих
клітин частково обмежені, вони здатні до утворення мієлопоезу і лім-
фопоезу;

III. — Уніпотентні клітини — попередники, здатні розвиватися в одному напрямі, під впливом гемопоетинів;

IV. — Бласти, морфологічно розпізнавані проліферуючі клітини — попередники, здатні до мітозу;

V. — Дозріваючі клітини;

VI. — Зрілі клітини, здатні до виходу в кров.
Еритроцитопоез — це розвиток еритроцитів, який відбувається у

червоному кістковому мозку із стовбурової кровотворної клітини. Ця клітина ділиться, диференціюється у клітину — попередника мієло-поезу. її ще позначають як колонієутворюючу одиницю гранулоцитів, еритроцитів, моноцитів, мегакаріоцитів (КУО-ГЕММ), або напівстов-бурову клітину (НСК). 3 цієї клітини утворюються більш детерміно-вані попередники двох видів: КУО-НГЕ (колонієутворююча одиниця нейтрофільних гранулоцитів та еритроцитів) і КУО-МГЦЕ (колоні-єутворююча одиниця мегакаріоцитів та еритроцитів). Таким чином, наступна стадія розвитку еритроцитів — їх уніпотентний попередник КУО-Е розвиваються лише в напрямі еритроцитів. Може утворитися двома шляхами — з КУО-ГНЕ або КУО-МГЦЕ. Уніпотентну клітину еритроцитопоезу називають ще еритроцитопоетинчутливою (ЕЧК), оскільки її подальша диференціація індукується гормоном еритропое-тином, який виробляється у нирках і посилює проліферацію ЕЧК та їх перетворення в проеритробласти. Цей гормон також стимулює розви-ток і розмноження еритроїдних клітин подальших стадій.

Проеритробласти — перші морфологічно розпізнавані клітини еритроїдного ряду, круглої форми, діаметром 15-25 мкм. Ядро вели-

Роздія 3

Загальна гістологія

ке кругле, розміщене центрально, дрібносітчасто-зернистої структури, містить одне-два ядерця; цитоплазма забарвлюється базофільно, на-вколо ядра знаходиться світла перинуклеарна зона. Клітини містять багато рибосом, центросому з двома центріолями, характерною є на-явність зерен феритину і виростів цитоплазми. Проеритробласти поді-ляються і перетворюються на базофільні еритробласти.

Базофільні еритробласти мають трохи менші розміри, порівняно з проеритробластами (10-18 мкм), хроматин у них розміщений гру-дочками променеподібно, як спиці в колесі, цитоплазма базофільна за рахунок великої кількості РНК. Базофільні еритробласти діляться мітозом, починається синтез гемоглобіну і перетворення їх у поліхро-матофільні еритробласти.

Поліхроматофільні еритробласти величиною 10-14 мкм, ядро міс-тить щільний хроматин, чіткої колесоподібної структури, ядерця не ви-значаються. Цитоплазма поліхромна, тобто забарвлюється кислими та основними барвниками. Оксифілія зумовлена наявністю гемоглобіну, а базофілія — РНК. Кількість рибосом у цих клітинах зменшується, фери-тин розміщується агрегатами. Поліхроматофільні еритробласти діляться мітозом, їхні генерації називають поліхроматофільними нормобластами.

Поліхроматофільні нормобласти розміром до 10 мкм, ядро ущіль-нюється, втрачає колесоподібне розміщення хроматину, стає пікнотич-ним. Клітини не здатні до поділу, більшість їх втрачає ядро і перетво-рюється спочатку в ретикулоцити, а потім в еритроцити. У ретикуло-цитах, що проникають у кровоносні судини, ще деякий час зберігаєть-ся РНК у вигляді сіточки.

Гранулоцитопоез. Джерелом для розвитку зернистих лейкоцитів є також стовбурові та напівстовбурові кров'яні клітини, які одночас-но починають диференціюватися через ряд проміжних стадій у трьох різних напрямках, вони продукують клітини трьох видів: нейтрофіли, еозинофіли та базофіли. При цьому утворюються більш детерміновані клітини — попередники і моноцити.

У міру дозрівання гранулоцити зменшуються у розмірах, змінюєть-ся форма їх ядер від круглої до сегментованої, у цитоплазмі нагрома-джується специфічна зернистість. Диференціація та розмноження клі-тин цього ряду відбувається під впливом гормона гранулоцитопоетину.

Першою морфологічно розпізнаваною клітиною в напрямі грану-лоцитопоезу є мієлобласт. Експериментально доведено, що серед

В.П. Новак, Ю.П. Бичков, М.Ю. Пилипенко Цитологія, гістологія, ембріологія

мієлобластів є нейтрофільні, еозинофільні та базофільні мієлобласти. Клітини досягають розміру до 20 мкм, ядро у них кругле або овальне, ніжно-сітчастої будови, містить 2-5 ядерець. У цитоплазмі багато міто-хондрій, рибосом, комплекс Гольджі, лізосоми, що характеризуються позитивною реакцією на кислу фосфатазу.

Мієлобласти діляться мітозом і перетворюються у проміелоцити. Останні мають загрубілу будову ядра, їх цитоплазма характеризується появою специфічної зернистості, залежно від якої розрізняють ней-трофільні, еозинофільні та базофільні клітини. Промієлоцити діляться і перетворюються у мієлоцити.

Нейтрофільні мієлоцити розміром 12-16 мкм інтенсивно діляться мітозом. їх цитоплазма дифузно ацидофільна, містить первинні та спе-цифічні гранули, у них є усі органели. В міру дозрівання овальне ядро стає бобоподібним, кількість гетерохроматину збільшується, ядерця не виявляють. Ці клітини належать до юних форм. Вони перетворюються в метамієлоцити. Цитоплазма останніх містить збільшену кількість специфічних гранул. При подальшому дозріванні їх ядро набуває ви-гляду зігнутої палички. Подібні форми називаються паличкоядерними лейкоцитами. Потім ядро сегментується, і клітина перетворюється у сегментоядерний нейтрофіл. Повний період розвитку нейтрофільного гранулоцита становить приблизно 14 діб.

Еозинофільні мієлоцити. За характером будови ядра мало чим від-різняються від нейтрофільних мієлоцитів. Цитоплазма їх містить окси-фільну зернистість. В міру дозрівання еозинофільні мієлоцити діляться, а їх ядро набуває підковоподібної форми. Такі клітини називаються ео-зинофільними метамієлоцитами. Поступово їх ядро в середній частині набуває ниткоподібної форми, потім стає двочастковим, а у цитоплазмі збільшується кількість специфічних гранул. Клітина не здатна до поді-лу. Базофільні мієлоцити зустрічаються у меншій кількості, ніж нейтро-фільні або еозинофільні. Цитоплазма базофільних мієлоцитів містить у широко варіюючій кількості специфічні базофільні гранули різних роз-мірів, які проявляють метахромазію при фарбуванні азуром і легко роз-чиняються у воді. Найменше сегментується ядро у базофілів.

Моноцитопоез. Утворення моноцитів відбувається із стовбурових клітин червоного кісткового мозку за схемою: стовбурова кровотворна клітина, напівстовбурова кровотворна клітина, із неї утворюється уні-потентний попередник моноцитів. Наступною клітиною, яка морфо-

Розділ 3

Загальна гістологія

логічно розпізнавана є монобласт. Це значного розміру клітина, у якої базофільна цитоплазма має вигляд вузенької смужки, що оточує вели-ке ядро з двома ядерцями. монобласт ділиться мітозом, диференцію-ється у промоноцит. У останнього збільшується кількість цитоплазми, ядро набуває бобоподібної форми, втрачає здатність до мітотичного поділу, перетворюється в моноцит. Моноцити надходять у кровотік, потім проникають у тканини, де й перетворюються у незрілі, а потім зрілі макрофаги.

Лімфоцитопоез. Розвиток лімфоцитів починається із стовбурової кров'яної клітини червоного кісткового мозку, з якої утворюється клі-тина-попередник лімфоцитопоезу.

Важлива особливість цього процесу полягає у тому, що розвивають-ся морфологічно подібні, але різнорідні за функціональним значенням клітини, тобто розвиток лімфоцитів відбувається у двох напрямах - Т і В-лімфоцитів. В обох рядах виникають уніпотентні попередники, які через лімфобласти (Т і В) перетворюються у лімфоцити (Т і В). Розви-ток Т-лімфоцитів продовжується у тимусі, тут вони перетворюються в бласти, які діляться і диференціюються, перетворюючись у ефекторні клітини. У ссавців у червоному кістковому мозку утворюються В-лім-фоцити (у птахів в бурсі Фабриціуса). Тут вони диференціюються, у них з'являються імуноглобулінові рецептори. В подальшому диферен-ційовані В-лімфоцити заселяють селезінку, лімфатичні вузли, лімфа-тичні вузлики шлунково-кишкового тракту. У цих органах під впли-вом антигенів відбувається проліферація і подальша спеціалізація В-лімфоцитів з утворенням ефекторних клітин.

Розвиток кров 'яних пластинок (тромбоцитів) відбувається в чер-воному кістковому мозку і пов'язаний з розвитком у ньому гігантських клітин — мегакаріоцитів. У міру дозрівання, у результаті своєрідної ба-гаторазової ендометатичної репродукції, утворюються великі клітини (40-50 мкм), які містять у багатолопастевому ядрі 32-64 хромосомних набори. У цитоплазмі мегакаріоцитів утворюється система мікрофі-ламентів і мікротрубочок, а також специфічні гранули. У подальшому відбувається фрагментація цитоплазми мегакаріоцитів на відоремлен-ні ділянки — кров'яні пластинки, які через стінки синусоїдів червоно-го кісткового мозку потрапляють у кровоток.

Ембріональне кровотворення (розвиток крові як тканини) відбува-ється у стінці жовткового міхура, потім у печінці, червоному кістковому

В.П. Новак, Ю.П. Бичков, М.Ю. Пилипенко Цитологія, гістологія, ембріологія

мозку і лгмфоїдних органах (тимусі, селезінці, лімфатичних вузлах; у птахів — у фабрицієвій сумцї). Порівняно із ссавцями, у птахів добре розвинений жовтковий міхур. У мезенхімі стінки жовткового міхура відмежовуються і ущільнюються скупчення — кров'яні острівці. На їх периферії мезенхімні клітини стають плоскими, з'єднуються між собою і утворюють ендотеліальну стінку судини. Центральні клітини острів-ця округлюються, втрачають відростки: перетворюються у стовбурові клітини крові (СКК). Частина СКК диференціюється у первинні клі-тини крові — бласти. Це великі клітини з базофільною цитоплазмою і ядром з добре помітними ядерцями. Частина первинних кров'яних клітин після мітотичного ділення перетворюється у первинні еритро-бласти, що мають великий розмір і називаються мегалобластами. У їх базофільній цитоплазмі нагромаджується гемоглобін і вони перетво-рюються в поліхроматофільні, а потім в оксифільні еритробласти з ве-ликою кількістю гемоглобіну.

Деякі первинні еритробласти втрачають ядро, в інших воно збері-гається. Внаслідок цього утворюються без'ядерні та ядерні первинні еритроцити, які відрізняються від нормоцитів великими розмірами і тому їх називають мегалоцитами. Такий тип кровотворення назива-ється мегалобластичним. Він характерний для ембріонального періо-ду, але може з'являтися і після народження при деяких захворюваннях (злоякісне недокрів'я). Поряд з мегалобластичним у стінці жовтково-го міхура починається нормобластичне кровотворення, у результаті якого із бластів утворюються вторинні еритробласти; спочатку вони перетворюються у поліхроматофільні еритробласти, потім в нормо-бласти, із яких утворюються вторинні еритроцити (нормоцити). Роз-міри яких відповідають еритроцитам (нормоцитам) дорослої тварини. Розвиток еритроцитів у стінці жовткового міхура відбувається інтра-васкулярно; крім того, в стінці жовткового міхура екстраваскулярно з частини первинних клітин-бластів утворюється невелика кількість нейтрофілів та еозинофілів.

Частина СКК розноситься з кров'ю до різних органів зародка, у яких починається процес кровотворення. На п'ятому тижні ембріоге-незу великої рогатої худоби кровотворення починається у печінці, вона стає універсальним органом, де екстраваскулярно утворюються ери-троцити, зернисті лейкоцити, мегакаріоцити. В кінці ембріонального періоду розвитку кровотворення в печінці закінчується. На 7-8-му

Розділ 3

Загальна гістологія

тижні у великої рогатої худоби диференціюються лімфоцити тимуса і, мігруючи із нього, Т-лімфоцити заселяють Т-зони селезінки, лімфа-тичних вузлів. Селезінка також орган, у якому утворюються усі різно-види формених елементів крові.

На четвертому місяці ембріонального розвитку починається кро-вотворення у червоному кістковому мозку. У період ембріонального еритропоезу замінюється генерація утворення еритроцитів, які відріз-няються морфологією і типом утворення гемоглобіну. Ембріональний (фетальний) тип гемоглобіну утворюється первинними еритроцита-ми; фетальний тип гемоглобіну — еритроцитами в печінці та селезінці. Дефінітивний тип гемоглобіну утворюється еритроцитами червоного кісткового мозку.