Общие закономерности кроветворения. Кроветворные клетки - предшественницы. Стволовые клетки.
Ежечасно в крови человека разрушаются, заканчивая свой жизненный цикл, и вновь образуются 20 млрд. тромбоцитов, 10 млрд. эритроцитов и 5 млрд. лейкоцитов. В результате количество этих клеток остается в крови на постоянном уровне. Примерно каждые два года в организме человека производится масса клеток крови, равная массе его тела. Пролиферативный потенциал кроветворной ткани заключен в стволовых кроветворных клетках (СКК)-предшественницах.
Согласно одной точке зрения, эти клетки способны к самообновлению, т. е. производству дочерних СКК, на протяжении всей жизни человека. Другая точка зрения допускает, что человек рождается с готовым «запасом» СКК, которые до дифференциации в определенные клетки-предшественницы костного мозга находятся в состоянии фазы клеточного покоя — G0. Выход СКК из состояния покоя G0 сопровождается производством дочерних СКК и их дифференциацией в направлении:
1) клетки-предшественницы всех линий миелопоэза — гранулопоэза, моноцитопоэза, мегакариоцитопоэза и эритропоэза;
2) клетки-предшественницы Т-лимфоцитов;
3) клетки-предшественницы В-лимфоцитов.
Все клетки-предшественницы получили название колониеобразующих клеток (КОК). В костном мозге имеются:
1) гранулоцитарно-моноцитарно-мега-кариоцитарно-эритроцитарная колониеобразующая единица (КОК-ГММЭ), формирующая гранулоциты, макрофаги, мегакариоциты и эритроциты;
2) пре-КОК-Т, представленная Т-клеточными субпопуляциями;
3) пре-КОК-В, которая состоит из В-лимфоцитов. КОК-ГММЭ дифференцируется в би- и унипотентные КОК, которые также классифицируют по произведенному ими потомству при культивировании in vitro.
Нейтрофильные гранулоциты и макрофаги образуются из общей КОК, которая называется КОК гранулицитарно-моноцитарная (КОК-ГМ), а из КОК-ЭМег образуются колонии из эритроидных клеток и мегакариоцитов. Бипотентные клетки дифференцируются в направлении каких-либо двух линий гемопоэза. Формирующиеся из них унипотентные КОК образуют клетки только одной линии гемопоэза. В связи с этим возникли их названия — КОК-эритроцитарные, эозинофильные, базофильные, тучно-клеточные, нейтрофильные, мегакариоцитарные.
Клетки-предшественницы несут на мембране различные антигенные структуры, по которым эти клетки можно дифференцировать и с помощью моноклональных антител. Так, определяемая на основании данного подхода, самая ранняя СКК человека (стадия развития СКК, предшествующая КОК-ГММЭ) несет дифференцировочный маркер CD 133 и такие клетки обозначаются как CD 133+ (положительные); из CD 133+ образуются клетки, предшествующие КОК-ГММЭ, несущие маркер CD 34, и обозначаемые как CD 34+. У человека CD 133+ СКК обнаруживают наибольшую пролиферативную активность из всех распознаваемых с помощью моно-клональных антител СКК — их пролиферативная активность в несколько раз выше, чем у CD 34+ клеток. КОКгммэ способна совершать до 21 митоза.
Бипотентные КОК также обладают значительной способностью к размножению. Например, КОК-ЭМег, будучи стимулированной ростковыми факторами, способна совершать до 13 митозов и образовывать затем сотни КОК-Э, из которых формируются тысячи эритроидных клеток. Количество КОК-ГММЭ составляет 2—5 • 105 содержащих ядро клеток костного мозга, количество КОК-ЭМег достигает 40—120-105 клеток в костном мозге, а содержание КОК-Э — 200—600 • 105 КОКЭ способна к 2—4 делениям. Из каждой КОК-Э образуется до 50 эритроцитов. КОК-ГМ способна совершать 5—6 делений, образующиеся из нее КОК-Г и КОК-М — еще 5—6 делений каждая. Это позволяет одной КОК-ГМ формировать тысячи зрелых клеток-потомков — гранулоцитов и моноцитов (рис. 7.12).
Дифференциация клеток-предшественниц КОК-ГММЭ до унипотентных КОК сопровождается формированием рецепторов к гемопоэтическим цитокинам (гормонам) — интерлейкинам (ИЛ), колониестимулирующим факторам (КСФ), эритропоэтину, тромбоцитопоэтину, к нейромедиаторам, катехоламинам, тиреотропному гормону, производным тестостерона, поэтому перечисленные гормоны регулируют пролиферацию и дифференциацию клеток крови.