Гемопоэз и его регуляция

Кроветворение (гемопоэз) у эмбриона и плода тождественен и осуществляется в кровяных островках гемопоэтических органов: желточного мешка, печени, селезенки, эмбрионального костного мозга, тимуса, лимфатических узлов. В них из первичных гемопоэтических стволовых клеток образуются клетки-предшественницы, способные к дальнейшей мультилинейной дифференциации. Различные очаги эмбрионального и плодного гемопоэза активны только на соответствующих этапах развития. На 2-3 неделе эмбриональное кроветворение осуществляется преимущественно в желточном мешке, а дыхательную функцию крови выполняют мегалобласты – крупные ядросодержащие клетки, насыщенные примитивным гемоглобином. С 6 недели развития эмбриона гемопоэз перемещается в печень, которая становится его основным источником. К 4 месяцу жизни плода уже подавляющее большинство циркулирующих в крови эритроцитов представлено зрелыми безъядерными формами. За поэтапной активацией очагов кроветворения следует их запрограммированная инволюция. Исключение составляет костный мозг, который сохраняется как основной центр гемопоэза у взрослых, в то время как лимфопоэз продолжает осуществлятся в лимфоидной ткани лимфатических узлов, тимусе, селезенке.

Процесс самообновления (пролиферации) и дифференцировки стволовой клетки и ее потомства обеспечивается гемопоэтическими факторами роста (ГФР) или колониестимулирующими факторами (КСФ). Они являются пептид-гормонами (цитокинами) и синтезируются в клетках стромы костной ткани: остеобластах, фибробластах, адипоцитах, эндотелии, а также в Т-лимфоцитах и макрофагах. Некоторое количество цитокинов образуется постоянно из-за непрекращающейся стимуляции стромальных клеток плазменными белками. Так формируется базальный гемопоэз, поддерживающий количество клеток крови в пределах нормы. Выработка и секреция КСФ значительно возрастает при бактериальной или вирусной инфекции и носит цепной характер. Вначале активируется продукция интерлейкина-1 (ИЛ-1), фактора некроза опухоли-а (ФНО-а), гранулоцитарного (Г-КСФ) и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующих факторов (ГМ-КСФ). Они, в свою очередь, инициируют образование интерлейкина-3 (ИЛ-3) и интерлейкина-6 (ИЛ-6). В результате в крови увеличивается количество циркулирующих нейтрофилов, моноцитов и плазматических клеток, обеспечивающих новый уровень иммунных реакций.

Эритроидная дифференциация на заключительных стадиях деления стволовой клетки (12-18 генерации) поддерживается специальным КСФ - эритропоэтином, продуцируемым клетками печени плода и эндотелием перитубулярных сосудов почек у взрослых. Естественным стимулом, повышающим его образование и, соответственно, усиливающим эритропоэз является гипоксия. Дифференциация тромбоцитов просходит на этих же стадиях генерации стволовой клетки и обеспечивается еще одним КСФ – тромбоцитопоэтином почечного и печеночного происхождения.

В настоящее время эритропоэтин, тромбоцитопоэтин, Г-КСФ, ГМ-КСФ получены с помощью генной инженерии и показали высокую эффективность в лечении ряда анемий, тромбоцитопений и лейкопений.

Кроветворение регулируется также нейроэндокринными влияниями. В частности, холинергическая стимуляция активирует митоз стволовых клеток, поддерживая их популяцию. Возбуждение бета-адренорецепторов клеток-предшественниц направляет их дифференциацию на путь эритроидного развития. Увеличивают пул эритропоэтинчувствительных клеток гормоны тироксин, вазопрессин, соматотропин. Глюкокортикоиды, напротив, тормозят митоз стволовых клеток, подавляя гемопоэз.

Большое влияние на эритропоэз оказывают экзогенные факторы - витамины группы В, железо, медь, магний и др. Они входят в состав ферментов и гормонов, обеспечивающих синтез нуклеиновых кислот, белков, гемоглобина, энергетический обмен. Под действием указанных факторов гемопоэз постоянно поддерживается количественно и качественно в соответствии с конкретными потребностями организма в клетках крови того или иного ряда. Периферическая кровь в норме содержит только зрелые дифференцированные клетки, способные полностью выполнять свои функции.