Лекция: ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ГЕМОПОЭЗА

Термин внутренняя среда организма предложен французским физиологом Клодом Бернаром. В это понятие включена совокупность жидкостей:

1. Кровь

2. Лимфа

3. Тканевая (интерстициальная, внеклеточная) жидкость

4. Спинно-мозговая, суставная, плевральная и другие жидкости,

которые омывают клетки и околоклеточные структуры тканей, принимая тем самым непосредственное участие в осуществлении обменных реакций организма.

Основой внутренней среды организма является кровь, роль непосредственной питательной среды выполняет тканевая жидкость. Ее состав и свойства специфичны для отдельных органов, соответствуют их структурным и функциональным особенностям. Поступление из крови составных частей тканевой жидкости и их обратный отток в лимфу и снова в кровь избирательно регулируется тканевыми барьерами. Определяя состав крови, лимфы, тканевой жидкости, можно судить об обменных процессах, происходящих в отдельных органах, тканях или в организме в целом.

К. Бернар пришел к заключению, что «постоянство внутренней среды есть условие независимого существования», т.е. для того, чтобы организм функционировал эффективно, составляющие его клетки должны находиться в строго регулируемой среде. Действительно, внутренняя среда организма регулируется множеством специальных механизмов.

Для описания этого состояния в 1929 г. Уолтер Кэннон ввел термин гомеостаз (от греческого homoios – подобный, stasis – состояние). Под гомеостазом понимают сами согласованные физиологические процессы, поддерживающие большинство устойчивых состояний организма, а также регулирующие механизмы, обеспечивающие это состояние.

Живой организм представляет собой открытую систему, непрерывно обменивающуюся материей и энергией с окружающей средой. В этом обмене и поддержании постоянства внутренней среды участвует огромное число органов, систем, процессов и механизмов. Вся их совокупность представлена внешними и внутренними барьерами организма. К внешним барьерам относятся: кожа, почки, органы дыхания, пищеварительный тракт, печень. К внутренним барьерам: гистогематические, гематоэнцефалический, гематокохлеарный – их структурной основой является эндотелий капилляров.

ПОНЯТИЕ О ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ КРОВИ

Под функциональной системой понимают совокупность различных органов, тканей, объединенных общей функцией, и нейрогуморальных механизмов регуляции их деятельности, направленную на достижение определенного конечного результата.

Отталкиваясь от этого определения, становится понятным выдвинутое в 1989 г. Г.Ф. Лангом предложение объединить:

1. Кровь

2. Нейрогуморальный механизма регуляции

3. Органы гемопоэза и гемодиареза – костный мозг, вилочковую железу, лимфатические узлы, селезенку и печень

ввиду тесной их связи под общим названием – функциональная система крови. Компоненты этой системы осуществляют непосредственный контакт с кровным руслом. Такое взаимоотношение обеспечивает не только транспорт клеток, но и поступление различных гуморальных факторов из крови в кроветворные органы.

Главным местом образования клеток крови у человека является костный мозг. Здесь находится основная масса кроветворных элементов. В нем же осуществляются и разрушение эритроцитов, реутилизация железа, синтез гемоглобина, накопление резервных липидов. С костным мозгом связано происхождение популяции В-лимфоцитов, осуществляющих гуморальные реакции иммунитета, т.е. выработку антител.

Центральным органом иммуногенеза является вилочковая железа. В ней происходит образование Т-лимфоцитов, которые участвуют в клеточных реакциях иммунитета, направленных на отторжение тканей. Кроме вилочковой железы (тимуса) ответственными за выработку иммунитета являются селезенка и лимфатические узлы. Селезенка участвует в лимфоцитопоэзе, синтезе иммуноглобулинов, разрушении эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, в депонировании крови. Лимфатические узлы продуцируют и депонируют лимфоциты.

В регуляции деятельности системы крови важную роль играют гуморальные факторы – эритропоэтины, лейкопоэтины, тромбопоэтины. Кроме них действуют и другие гуморальные агенты – андрогены, медиаторы (ацетилхолин, адреналин) – влияют на систему крови не только вызывая перераспределение форменных элементов, но и путем прямого влияния на холино- и адренорецепторы клеток. Определенное влияние оказывает нервная система.

Регуляция системы крови представляет собой регуляцию гемопоэза, т.е. кроветворения, в котором различают эмбриональный гемопоэз – развитие крови как ткани – и постэмбриональный (физиологический) гемопоэз – система физиологической регенерации (восстановления) крови.

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ГЕМОПОЭЗ (развитие крови как ткани)

Эмбриональный гемопоэз (развитие крови как ткани) происходит у эмбрионов сначала в стенке желточного мешка, затем в селезенке, печени, костном мозге и лимфоидных органах (тимус, лимфатические узлы).

1. Кроветворение в стенке желточного мешка у человека начинается в конце 2-й и в начале 3-й недели эмбрионального развития. В мезенхиме стенки обособляются зачатки сосудистой крови, или кровяные островки. В них клетки округляются, теряют отростки и преобразуются в стволовые клетки крови (СК). Часть стволовых клеток дифференцируется в первичные клетки крови (бласты). Большинство первичных кровяных клеток митотически размножается и превращается в первичные эритробласты (предшественники эритроцитов). Из других бластов образуются вторичные эритробласты, а затем вторичные эритроциты или нормоциты (размеры их соответствуют эритроцитам взрослого человека). Часть бластов дифференцируется в гранулоциты – нейтрофилы и эозинофилы. Часть СК не изменяется и разносится током крови по различным органам зародыша, где происходит дальнейшая дифференцировка клеток крови. После редукции желточного мешка основным органом кроветворения временно становится печень.

2. Кроветворение в печени. Печень закладывается примерно на 3-4-й неделе, а на 5-й неделе эмбриональной жизни она становится центром кроветворения. Источником кроветворения в печени являются стволовые клетки, мигрировавшие из желточного мешка. Из СК образуются бласты, дифференцирующиеся во вторичные эритроциты. Одновременно с эритроцитами в печени происходит образование зернистых лейкоцитов – нейтрофилов и эозинофилов. Кроме гранулоцитов образуются гигантские клетки – мегакариоциты – предшественники тромбоцитов. К концу внутриутробного периода кроветворение в печени прекращается.

3. Кроветворение в тимусе. Тимус закладывается в конце первого месяца внутриутробного развития, и на 7-8 неделе он заселяется стволовыми клетками крови, которые дифференцируются в лимфоциты тимуса. Из них образуются Т-лимфоциты, которые в дальнейшем заселяют Т-зоны периферических органов иммунопоэза.

4. Кроветворение в селезенке. Закладка селезенки происходит в конце 1-го месяца эмбриогенеза. Из вселяющихся сюда стволовых клеток крови (СК) происходит образование всех видов форменных элементов крови, т.е. селезенка в эмбриональном периоде представляет собой универсальный орган кроветворения.

5. Кроветворение в лимфатических узлах. Первые закладки лимфатических узлов человека появляются на 7-8-й неделе эмбриогенеза. В этот же период происходит заселение их СК, из которых дифференцируются эритроциты, гранулоциты и мегакариоциты. Из моноцитов дифференцируются из СК лимфатических узлов Т- и В-лимфоциты.

6. Кроветворение в костном мозге. Закладка костного мозга происходит на 2-м месяце эмбриогенеза. Из стволовых клеток крови в костном мозге формируются все форменные элементы крови. Часть стволовых клеток сохраняется в костном мозге в недифференцированном состоянии, они могут расселяться по другим органам и тканям, являясь источником развития клеток крови и соединительной ткани. Таким образом, костный мозг становиться центральным органом, осуществляющим универсальный гемопоэз, и остается им в течение постнатальной жизни. Он обеспечивает стволовыми клетками тимус и другие гемопоэтические органы.