Концепция единства кровяной ткани. Кровь как мезенхимальная ткань
При единой концепции кровь рассматривается как мезенхинальная ткань, слагающаяся из клеточного компонента и основного вещества. С точки зрения топографического распространения в организме, структуры и функции, мезенхимальная кровяная ткань состоит из жидкого циркулирующего компонента — периферической крови, и центрального тканевого компонента с более плотной клеточной массой — органов кроветворения. По современным знаниям центральный компонент состоит из двух кроветворных тканей — костного мозга — для эритромиелоидных и мегакариоцитных структур, и лимфоидных органов — для лимфоцитных клеточных структур.
Концепция о единстве крови основывается, в первую очередь на непрерывное взаимоотношение между центральными компонентами, в качестве кроветворных восстанавливающих и дифференцирующих органов, и периферическим отделом, представляющим собой клеточную массу, порождаемую первыми в процессе непрерывной взаимосвязи гомеостатической регуляции. Учитывая тот факт, что периферическая кровь содержит одноядерные (лимфоциты, моноциты) и собственно миелоидные (гранулоциты, эритроциты, тромбоциты) клетки, периферическая кровь представляет собой ткань связи между этими глубоко дифференцированными клеточными линиями с различными функциями.
В их происхождении дифференциация отмечается уже на первых месяцах зачаточной жизни и остается четко отграниченной до конца постэмбрионального периода. Лимфоидные клетки восстанавливаются в лимфатических узлах и прочих лимфоидных структурах (селезенке, миндалинах, пищеварительном тракте), в то время как миелоидные клетки восстанавливаются в костном мозге во время послезародыщевой жизни, спустя определенный период развития на последних 5-6 месяцах зачаточной жизни в печени и селезенке.
Клеточная система периферических макрофагов — моноциты — в классическом понятии зарождаются во всех тканях ретикуло-эндотелиальной структуры (костный мозг, селезенка, лимфоидные органы).
По современной концепции эта система происходит, в основном или даже исключительно, из костного мозга, подобно зернистому ряду (Vaughan, Van Furth). Казалось бы, что в связи с различными функциями и происхождением периферические кровяные клетки не могут быть охвачены единой концепц ей кровяной ткани. Тем не менее большое сходство между существующими планами структурной организации восстановительных органов, равно как и эмбриологическая, онтогенетическая и филогенетическая филиации выступают за единство кровяной ткани. К тому же имеется структурная взаимообусловленность порождающих систем той или иной ткани, также функциональные взаимосвязи, сохраняющие единство кровяной ткани.
Кроветворение во внутриутробной жизни и на первом месяце послеродового периода
Функциональное и структурное отграничение соответствующих органов является лишь результатом их глубокой дифференциации, однако все они укладываются в широкие рамки кровяной ткани, рассматриваемой как мезенхимальная ткань, общей природы. Как отмечалось ранее, определение крови, по которому последняя рассматривается как единая мезенхимальная ткань, основывается на общие природу и структуру мезенхимальных тканей. Так, все клетки происходят от мезодермального зародышевого листка и состоят из дифференцированных в различной степени клеток и разделенных между собой основным веществом или прочими, происходящими из последнего, мезенхимальными образованиями. Периферические кровяные клетки циркулируют и жизнеспособны в плазме — питательная среда коллоидальной органической структуры, близкой к структуре мезенхимального основного вещества — содержащей комплексные белковые молекулы и агрегаты: мукопротеиды, липопротеиды, мукополисахариды и пр.
Клетки, расположенные в восстановительных органах (костном мозге, лимфоидных органах), раздельно или сгруппированно в колонии и восстановительные единицы, также пропитаны жидким плазматическим основным веществом и разделены, в виде твердой ткани, стромальными, сосудистосинусоидными и фибриллярными структурами. Организационный план восстановительных миелопоэтической и лимфопоэтической тканей общий и сохраняет характеристику первичной дифференцирующейся мезенхимальной ткани. В этом общем организационном плане различаются поддерживающаяся и способствующая трофическим обменам строма и паренхима гемато- или лимфопозтических клеток, обычно организованных в восстанавливающие единицы.
Исходно строма образуется из первичных мезенхимальных клеток, которые, по своей форме, могут быть названы и недифференцированными ретикулярными клетками. При первых попытках объяснить кроветворную филиацию эти клетки были именованы гемогистобластами, спосонбыми размножаться и дифференцироваться в наиболее молодые клетки, восстанавливающие кроветворную активную клеточную систему.
Для дидактических потребностей можно также применять термин гемоцитобласт, определяющий эту промежуточную клетку между недифференцированной ретикулярной в покое и молодой, еще недифференцированной клетками, которая, однако, стремится к восстанавливающей кроветворные клетки эволюции. Нет сомнения, что, в онто- и филогенетическом развитие существует такой план филиации и дифференциации при помощи этой клетки.
Схема циклической филиации ретикулоэндотелиальных клеток по пути: к образованию гематопоэтических бластических и основных видов ретикулогистиоцитарных клеток.
Справа (А) изображена филиация процесса кроветворения, а слева (В) филиация клеток ретикулоэндотелиальной системы или системы макрофагов.
Привлекается внимание на обратимость лимфоцита (4') в гематопоэтическуго клетку-штамм. Обратимость гистиоцита (3) более не допускается;
1) гемоцитобластическая клетка (клетка-штамм или материнская клетка);
2) ретикулярная клетка или гистиобласт;
3) гистиоцит: а) эндотелиальная клетка; б) моноцит; 6) фибробласт; 7) гистиоцит-макрофаг;
8) жировая клетка; 1') гемогистиобласт; 2') гемоцитобласт; 3') лимфобласт; 4') лимфоцит; 5') плазмоцит; 6') миелобласт; 7') проэритробласт; 8') мегакариобласт.
Гемоцитобласт — промежуточная клетка — это первая клетка, возглавляющая ряд, восстановливающий все кровяные ряды — лимфоид-ный, эритромиелоцитный, моноцитный, По более старой концепции, под влиянием Ашоффа, вознобленной в отдельных недавно разработанных схемах (Астальди и сотр.), выдвигается идея о том, что в зачаточной и послезачаточной жизни гемоцитобласт, ориентирующийся в направлении кроветворения, берет свое начало от первичной ретикулярной клетки — гемогистиобласта—, как изображено на рисунке, разработанном в монографии «Ретикуло-эндотелиалъная система».
По результатам метода колоний в пробирке или прижизненно из селезенки облученных животных и с пересаженным костным мозгом (Мс Culloch, и Till4) видно, что первичная ретикулярная клетка это видимо неактивная клетка стромы, выполняющая трофическую роль в кроветворении и возможно лишенная какого-либо участия в процессе восстановления крови (Metcalf). Однако по Lajtha и Loutit это восстановительная материнская клетка и в то же время клетка, располагающая трофической активностью — поистине клетка-кормилица, необходимая для восстановления крови.
Кроветворение с образованием бластоклетки, способной восстанавливать все кровяные ряды, в том числе лимфобласт, миелобласт, проэритробласт, мегакариобласт, видимо процесс, берущий свое начало в определенной мезенхимальной клетке, иной чем ретикулярная клетка стромы. Прижизненно эта клетка выявляется при состояниях быстрого восстановления, как, например, в костном мозге после массивного кровотечения или гемолиза, или при патологических состояниях с чрезмерным митотическим делением и блокированием созревания, как бывает при бирмеровской анемии и лейкемиях.
В современных исследованиях образования колоний в пробирке, гемоцитобласт, в качестве общей восстанавливающей кровь клетки, определен, в частности, как клеточная функциональная единица спорной морфологии, получившая недавно — в соответствии с румынской семантикой — следующие названия: клетка зарождения, клетка-штамм, коренная клетка, материнская клетка, что соответствует французскому термину cellule souche, немецкому — Sta-mmzette и особенно весьма распространенному английскому — stem cell. При исследованиях по методу колоний морфологическая характеристика этой клетки соответствует малому лимфоциту, причем обнаруживается она также в периферической крови и в основном в костном мозге. Морфологические критерии дифференциации малого лимфоцита и клетки-штамм еще не уточнены (Rubinstein и Trobpugh).
Схема филиации кровяных клеток в рамках дифференцированных систем
Методами отстаивания различных градиентов и способами, использующими моноклональные антисыворотки удалось выделить популяцию полипотентных клеток-штамм, равно как и другие популяции клеток-штамм, порождающих остальные кроветворящие линии на стадии созревания.
В эксперименте, после впрыскивания декстенсульфата собаке, Flitner и сотрд. выявили в периферической крови довольно многочисленную популяцию клеток-штамм, наличие которой отмечается в четырех субпопуляциях одноядерных клеток, отделяемых белковым градиентом. У собаки отношение клетки-штамм/одноядерные составляет 1/20 000, в то время как у человека 1/12 000. Вторая фракция не содержит лимфоциты, в то время как клетки-штамм полипотентные, а их структура, исследованая под электронным микроскопом, носит более частный характер, отличаясь от лимфобластов в норме.
Наличие полипотентных клеток-штамм и уже целенаправленных клеток на миело- или лимфоцитные ряды периферической крови и костного мозга также составляют доказательство единства кровяной ткани. К этому следует добавить и общее происхождение в желточном мешке на первом зачаточном периоде. В соответствии с местными структурой и микроклиматом костного мозга или лимфоидной ткани полипотентные клетки-штамм развиваются по типу «целенаправленных » клеток-штамм — возглавляющих ряды дифференцированных линий (Trentin, Fliedner и сотр.).
Восстановление кровяных клеток процессами разрастания и созревания обусловлено гуморальными факторами, такими как эритропоэтин, а. также строма ретикулярных клеток, макрофаги, жировые клетки в трофической взаимосвязи с клетками кроветворной паренхимы.
Схема костномозговой структуры в норме.
С — кровяной капилляр; G—жировое отложение; Т.О.—-костные балки; F.M. — очаг миелопоэза.
В послезачаточной жизни, с точки зрения генетической филиации, исследования методом образования колоний в пробирке или прижизненно показали существование двух, морфологически неразличающихся, видов клетов: 1) коренная клетка, восстанавливающая моно- или полиморфные колонии зернистых миелоидных, эритроцитных, эритробластических, мегакариоцитных и моноцитомакрофаговых клеток; 2) клетка, восстанавливающая лимфоидную линию, порождающую иммунологически компетентные клетки (лимфоцит Т, лимфоцит В и плазмоциты) в условиях нормального иммуного ответа.
Проведенными эмбриологическими исследованиями Максимов первым доказал, что клетка-штамм это лимфоидная клетка, способная восстанавливать все кровяные клетки. Однако современные исследования говорят о том, что, по меньшей мере в после зародышевой жизни, различаются клетки-штамм общей морфологии но различных по функции, при этом одни из них ответственны за миелоидное восстановление в костном мозге, в то время как другие — за лимфоцитное, в лимфоидных органах.
В костном мозге, рассматриваемом как тип кроветворного органа, строма комплекснее, восстанавливающая мозговая ткань располагается в лакунах, образующихся у пересечения костных пластинок губчатых костей. При небольшом разрезе плоской кости с губчатой тканью, например грудины, обнаруживается наличие плотной внутренней и такой же наружной пластинок, между которыми расположена губчатая костная ткань с тонкими пластиночками. Между последними отмечается наличие тонковолокнистой ткани стромы, причем обе они образуют костномозговую структуру стромы.
В состав стромы костного мозга входят кровяные сосуды, артериальные и венозные капилляры, связанные между собой сосудистыми пазухами. Структура последних несложная, она включает прерывистую перегородку из преколлагенных волокон, ретикулиновые волокна, отдельные эластические волокна, на которые опирается прерывистый эндотелий, состоящий из уплощенных первичных ретикулярных клеток.
Между пазухами строму образуют ретикулиновые волокна, пересекающиеся в различных направлениях. У исходного места или в участках пересечения они содержат ретикулярные клетки в покое, амебовидного аспекта, рассматриваемые как гемогистиобласты — первичные мезенхимальные клетки.
Из этих клеток или из клеток-штамм, зачаточно происходящих от мезенхимальных клеток, рождаются клетки миелоидной ткани в виде мономорфных скоплений эритробластов различного возраста, или миелобластов, разно как и смешанные скопления, в которых возможно наличие мегакариоцитов. В определенных условиях весьма часты скопления эритробластов вокруг ретикулярной клетки, которые, в настоящее время рассматриваются как скопления трофических взаимосвязей между ретикулярной клеткой, носящей характер макрофага и колонией эритробластов. Трофический обмен в этих колониях хорошо изучен посредством переноса железа из макрофаговой ретикулярной клетки к эритробластам на стадии дифференциации (Dacie, и Bessin).
Следовательно, генез колоний не берет свое начало в этой ретикулярной клетке, а, как отмечалось ранее, восстановление осуществляется от лимфоидной клетки-штамм, которая может иметь эритробластическую направленность (Yoffey, Григориу и сотр.). Итак, от клетки-штамм образуются мономорфные колонии определенной направленности или полиморфные колонии, содержащие несколько клеточных видов, в том числе эритробласты, миелобласты, моноциты, мегакариоциты.
Организационный план лимфовосстанавливающих структур близок к костномозговому плану. Также имеется ретикулоклеточная и ретикулосинусоидная стромы и паренхима. В лимфатическом узле нетрудно различить краевой подкапсулярный синус и костномозговые синусоиды. В плотных зонах расположенная балками лимфоидная паренхима и лимфатические фолликулы с зародышевыми центрами маскируют строму. В центре этих зон, после стимула на иммуный ответ (Nossal), становится явной взаимосвязь ретикулярной клетки стромы и подвергающимися лимфобластическому преобразованию лимфоцитами. Как и в отношении миелоидного восстановления, взаимосвязь считается не генетической, а происходящей в порядке трофического обмена, пролиферации и иммуной дифференциации, при этом ретикулярная клетка носит характер не клетки-штамм, а фагоцита.
Располагающиеся вокруг нее лимфоциты образуют «иммуногенные острова», макрофаг, воспринявший антигенный стимул передает специфическую иммуную информацию лимфоцитам Т, которые, в порядке «иммунологического сотрудничества» определяют специфический первичный или вторичный иммуный ответ (Берчану).
Функции этих двух организационных планов обоих схожих систем восстановления клеточных компонентов периферической крови связываются ретикулярной клеткой в процессе макрофаговой активности. И если в настоящее время отвергается идея общего происхождения этих двух систем от ретикулярной клетки, располагающей генетической восстановительной способностью, тем не менее признается ее общая роль в качестве стромальной клетки, выполняющей трофическую функцию стимулирования восстановления и дифференциации.
Четко определена функция макрофага в иммунологическом ответе в рамках иммуного клеточного сотрудничества. Также доказана его функция в процессе восстановления колоний миелоидных клеток (Metcalf), причина по которой он получил название «клетка-кормилца», т.е. питающей клетки. В клеточных культурах, как при бластических преобразованиях лимфоцитов под влиянием РНА, так и при методе образования миелопоэтических колоний доказана в пробирке стимулирующая рост роль макрофагов. В случае отсутствия таковых, развитие колоний либо скудное, либо совсем не отмечается, в то время как на слое макрофагов или фибробластов, плотно прилегающих к стеклу и тем самым образующих однослойную питательную среду, названную весьма выразительно «feeder-layer», процесс развития протекает отлично (Берчану, Гочу и Моцою).
