Стадии дифференцировки эритроцитов. Влияние эритропоэтина на эритропоэз
Стадии дифференцировки красных клеток крови. Первой клеткой, которую можно идентифицировать как принадлежащую к группе красных клеток крови, является проэритробласт, показанный как отправная точка на рисунке ниже.
Происхождение нормальных красных клеток крови (ККК) и их особенности при разных типах анемий
При соответствующей стимуляции большие количества этих клеток формируются из стволовых клеток КОЕ-Э.
Сразу после образования проэритробласт делится много раз, в результате формируются много зрелых красных клеток крови. Клетки первой генерации называют базофилъными эритробластами, поскольку они окрашиваются основными красителями; к этому времени клетка накапливает очень мало гемоглобина.
В последующих генерациях, как показано на рисунке, клетки наполняются гемоглобином до концентрации, равной примерно 34%, ядро сжимается до небольшого размера, и его конечный остаток абсорбируется или выдавливается из клетки. В то же время абсорбируется эндоплазматический ретикулум. На этом этапе клетку называют ретикулоцитому поскольку она все еще содержит небольшое количество базофильного материала, состоящего из остатков аппарата Гольджи, митохондрий и некоторых других цитоплазматических органелл.
Во время этой ретикулоцитарной стадии клетки выходят из костного мозга в кровеносные капилляры путем диапедеза (просачиваясь сквозь поры капиллярной мембраны).
Остаточный базофильный материал ретикулоцита в норме исчезает в течение 1-2 сут, и после этого клетка становится зрелым эритроцитом. В связи с короткой жизнью ретикулоцитов их концентрация среди всех клеток крови обычно немного ниже 1%.
Регуляция продукции красных клеток крови. Роль эритропоэтина
Общая масса эритроцитов в системе кровообращения регулируется в узких пределах, поэтому, с одной стороны, (1) всегда имеется адекватное количество красных клеток крови для обеспечения достаточного транспорта кислорода из легких к тканям, с другой стороны, (2) клеток не становится так много, чтобы они мешали кровотоку. Известные в настоящее время данные об этом контроле представлены в виде схемы на рисунке ниже и заключаются в следующем.
Увеличение продукции красных клеток крови, связанное с функцией механизма эритропоэтина при снижении оксигенации тканей
а) Оксигенация тканей является наиболее важным регулятором продукции красных клеток крови. Любое состояние, ведущее к уменьшению доставки кислорода тканям, обычно увеличивает скорость образования эритроцитов. Следовательно, если в результате кровотечения или любого другого состояния у человека развивается анемия, костный мозг немедленно усиливает продукцию красных клеток крови. Кроме того, разрушение значительной части костного мозга по любой причине, особенно при рентгенотерапии, ведет к гиперплазии оставшегося костного мозга, что отражает попытку удовлетворить потребности организма в эритроцитах.
На очень больших высотах, где количество кислорода в воздухе сильно снижено, снабжение тканей кислородом становится недостаточным, и продукция красных клеток крови резко возрастает. В этом случае образование эритроцитов регулирует не их концентрация в крови, а несоответствие между доставкой кислорода тканям и потребностями тканей в кислороде.
Скорость продукции красных клеток крови возрастает также при различных болезнях системы кровообращения, сопровождаемых снижением кровотока через периферические сосуды, особенно на фоне недостаточности поглощения кислорода при прохождении крови через легкие. Так, тканевая гипоксия, характерная для хронической сердечной недостаточности и многих легочных заболеваний, стимулирует продукцию красных клеток крови, что ведет к увеличению гематокрита и, как правило, общего объема крови.
б) Эритропоэтин стимулирует продукцию красных клеток крови, а его образование возрастает в ответ на гипоксию. Главным стимулом для продукции эритроцитов при состояниях с низким содержанием кислорода является циркулирующий в крови гормон эритропоэтин — гликопротеин с молекулярной массой около 34000. При отсутствии эритропоэтина гипоксия практически не стимулирует продукцию эритроцитов. Но когда система эритропоэтина функционирует, гипоксия вызывает заметное увеличение секреции эритропоэтина, а он, в свою очередь, усиливает образование красных клеток крови до тех пор, пока гипоксия не исчезнет.
в) Роль почек в формировании эритропоэтина. У здорового человека примерно 90% всего эритропоэтина синтезируется в почках; остальная часть образуется в основном в печени. Пока точно не известно, где именно в почках синтезируется эритропоэтин. Одним из возможных мест секреции эритропоэтина являются эпителиальные клетки почечных канальцев, поскольку анемичная кровь околоканальцевых капилляров не способна удовлетворить их высокую потребность в кислороде, что стимулирует продукцию эритропоэтина.
Иногда секрецию эритропоэтина почками стимулирует гипоксия не в почках, а в других частях тела, что позволяет предположить возможное существование некоего внепочечного сенсора, который посылает к почкам дополнительный сигнал, стимулирующий продукцию этого гормона. В частности, норадреналин, адреналин и некоторые из простагландинов стимулируют продукцию эритропоэтина.
Когда у человека удаляют обе почки или если они разрушены болезнью, у человека неминуемо развивается тяжелая анемия, поскольку эритропоэтин, синтезируемый другими тканями (в основном печенью), составляет лишь 10% нормы и может обеспечить формирование не более половины красных клеток крови, необходимых организму.
