Образование эритроцитов. Формирование красных клеток крови
а) Области тела, где формируются эритроциты. В первые недели эмбриональной жизни примитивные ядерные эритроциты формируются в желточном мешке. Примерно с конца второго месяца беременности (середина триместра) главным органом формирования красных клеток крови становится печень, но умеренное количество образуется в селезенке и лимфатических узлах. Затем во время примерно последнего месяца беременности и после рождения красные клетки крови формируются исключительно в костном мозге.
Относительная скорость продукции красных клеток крови в костном мозге разных костей в разном возрасте
Как показано на рисунке выше, вплоть до 5-летнего возраста эритроциты формируются костным мозгом практически всех костей человека. Постепенно костный мозг всех длинных костей, за исключением проксимальных частей плечевых и большеберцовых, замещается жировой тканью и примерно после 20 лет больше не формирует красных клеток крови. При этом большинство эритроцитов продолжают формироваться в костном мозге мембранозных (плоских) костей, таких как позвоночник, грудина, ребра и подвздошная кость. Но продуктивность костного мозга даже в этих костях с возрастом снижается.
Происхождение клеток крови
Образование множества различных клеток крови из исходной полипотентной гемопоэтической стволовой клетки в костном мозге.
КОЕ-Б - колониеобразующая единица бластная, КОЕ-ГМ - колониеобразующая единица гранулоцитарно моноцитарная,
КОЕ-М -колониеобразующая единица мегакариоцитарная, КОЕ-С - колонне образующая единица селезеночная,
ЛСК - лимфоидная стволовая клетка, ПГСК - полипотентная гемопоэтическая стволовая клетка
а) Полипотентные гемопоэтические стволовые клетки, индукторы роста и дифференцировки. Все клетки циркулирующей крови начинают свою жизнь в костном мозге от единой так называемой полипотентной гемопоэтической стволовой клетки. На рисунке выше показано последовательное деление полипотентных клеток, в результате которого формируются различные клетки циркулирующей крови.
По мере размножения этих клеток небольшая их часть остается в виде оригинальных полипотентных клеток, которые сохраняются в костном мозге, поддерживая их поставку, хотя количество таких клеток с возрастом снижается. Большинство воспроизводимых клеток дифференцируются, формируя другие типы клеток, показанные справа на рисунке выше. Клетки промежуточных стадий очень похожи на полипотентные стволовые клетки, хотя они уже превратились в особую линию клеток и называются унипотентными (коммитированными) стволовыми клетками.
Когда дифференцированные унипотентные клетки-предшественники растут в культуре, из них формируются колонии клеток крови специфического типа. Унипотентную стволовую клетку, из которой образуются эритроциты, называют эритроцитарной колониеобразующей единицей, и для обозначения этого типа стволовой клетки используют аббревиатуру КОЕ-Э. Аналогично, колониеобразующие единицы, формирующие гранулоциты и моноциты, обозначают КОЕ-ГМ и т.д.
Рост и воспроизведение различных стволовых клеток регулируются множеством белков, называемых индукторами роста. Известны четыре главных индуктора роста, каждый из которых имеет особые характеристики. Один из них — интерлейкин-3 — способствует росту и размножению практически всех типов коммитированных клеток, тогда как другие стимулируют рост только специфических типов клеток.
Индукторы роста способствуют росту, но не дифференцировке клеток. Дифференцировка является функцией другого набора белков, называемых индукторами дифференцировки. Каждый из них заставляет коммитированную стволовую клетку специфического типа пройти один или более этапов дифференцировки по направлению к конечной зрелой клетке крови.
Формирование самих индукторов роста и дифференцировки регулируется факторами, внешними по отношению к костному мозгу. Например, как обсуждается далее в наших статьях на сайте, длительное снижение кислорода в крови способствует стимуляции роста, дифференцировки и продукции значительного количества эритроцитов. Инфекционные болезни вызывают рост, дифференцировку и конечное формирование специфических типов белых клеток крови, необходимых для борьбы с каждой инфекцией.
