Хемопоеза, Левкопоеза и Еритропоеза

1.Хемопоеза.

Процесът на диференциране, развитие, съзряване и формиране на кръвни клетки се нарича хемопоеза.
Примитивната хемопоеза започва в ембриона още от 19 ден след оплождането и продължава до 4 лунарен месец в жълтъчното мехурче.
От 2 лунарен месец хемопоеза започва в черния дроб и в слезката, а от 3 лунарен месец и в костния мозък.
В края на бременността и след раждането хемопоезата се осъществява в червения костен мозък.
До 5 годишна възраст активният червен костен мозък се намира във всички кости на скелета – плоски и тръбести. Постепенно червеният костен мозък в тръбестите кости се замества с жълт костен мозък, който е инфилтриран с масти и е неактивен.
Хемопоезата при възрастен човек (след 20 годишна възраст) се осъществява в червения костен мозък на плоските кости – прешлените, гръдната кост, ребрата, тазовата кост и в главичките (епифизите) на бедрената и на раменната кост. Червеният костен мозък е голям, дифузно разположен орган с обща маса около 1,5 кг.

Ранните етапи на хемопоезата протичат в костномозъчните синуси – извънсъдови пространства, които са тапицирани с ендотелни клетки и са свързани с капилярите. Тук освен клетките на хемопоетичната система се намират и други клетки като фибробласти, мастни клетки, стромални клетки, макрофаги и ендотелни клетки. Тези клетки, заедно с многобройни адхезионни молекули на стромата, рецептори, цитокини (растежни фактори, интерлевкини), формират микросреда (микрообкръжение), което е необходимо за осъществяването на хемопоезата.

регулация на хемопоезата

Образуването на зрелите кръвни клетки започва в костномозъчните синуси от техни клетки предшественици, които са незрели, недиференцирани стволови клетки с неограничен пролиферативен потенциал, или казано с други думи – с неограничена възможност за делене. Тези клетки се делят многократно, зреят (преминават през различни стадии на зрелост) и се диференцират (ангажират се да произвеждат определен ред кръвни клетки), докато накрая се образуват зрелите кръвни клетки – формените елементи, които вече не се делят. Формените елементи напускат костния мозък и циркулират в кръвта.

Клетките от лимфния ред след пубертета се образуват в слезката, тимуса и лимфните възли.

Клетките-предшественици в червения костен мозък се класифицират според своята зрелост и възможности за диференциране на прекурсори и прогенитори.

Главно значение за хемопоезата имат хемоцитобластите – недиференцираните стволови клетки) в костния мозък, които са предшественици на всички видове кръвни клетки. Левкоцитите, еритроцитите и тромбоцитите произлизат от хемоцитобластите. Хемоцитобластите са прекурсори и са известни още като гранулоцитна-макрофагеална-еритроидна-мегакариоцитна-лимфоцитна колония образуващи единици (КОЕ). Наричат се КОЕ, тъй като при деленето си образуват колонии от съответните клетки. Хемоцитобластите представляват 1% от клетките на червения костен мозък. Те се самоподдържат (самообновяват) през целия живот на организма като непрекъснато се делят и образуват нови хемоцитобласти. За тяхното самоподдържане са необходими фактор на самообновлението (стволовоклетъчен фактор, СКФ) и други фактори.

Хемоцитобластите в костния мозък се диференцират в две популации ангажирани (комитирани) плурипотентни стволови клетки, а именно:

1) миелоидни стволови клетки – те са КОЕ, които са родоначалници на популациите, които формират гранулоцитите (неутрофили, еузинофили, базофили), моноцитите, еритроцитите и тромбоцитите.

2) лимфоидни стволови клетки – те са КОЕ, които са предшественици на лимфоидния ред (Т- и В-клетките).

Комитирането (ангажирането) на клетките е стъпаловиден процес – в резултат на многократни деления се получават прогенитори с прогресиращо ограничени възможности.

В резултат от първата стъпка при деленето се получават две линии (миелоидно-еритроидна) и лимфоидна.

В резултат от втората стъпка се получават прогенитори, които са предшественици само на един вид клетки – неутрофили, еузинофили, базофили, моноцити, тромбоцити, еритроцити и. лимфоцити.

Така чрез делене и зреене голяма част от хемоцитобластите пролиферират и се диференцират непрекъснато в по-зрели клетки предшественици прогенитори – те са унипотентни стволови клетки, които могат да се диференцират само по посока на една клетъчна линия, т.е. тези клетки се превръщат в “наставници” за формирането на определен тип кръвни клетки. При деленето си прогениторите също образуват колонии от клетки и затова те също се наричат колония образуващи единици (КОЕ), например гранулоцит-макрофагеална КОЕ, еритроидна КОЕ, мегакариоцитна КОЕ, В- и Т- лимфоидна КОЕ.
За да се развиват и самоподдържат, стволовите клетки трябва да взаимодействат с клетките от микрообкръжението в костния мозък чрез рецептори, адхезионни молекули, молекули на извънклетъчния матрикс и цитокини (хемопоетични растежни фактори).

2. Левкопоеза
Диференциацията, развитието и продукцията на левкоцити в червения костен мозък се нарича левкопоеза.

левкопоеза

Нормално от костния мозък в кръвта преминават само зрели левкоцити – гранулоцити (пръчкоядрени и сегментоядрени), моноцити и лимфоцити.
Някои хемоцитобласти (стволови клетки) мигрират от костния мозък в други хемопоетични органи (тимус, лимфни възли, слезка), където се образуват някои видове лимфоцити.

Животът на пръчкоядрените клетки в кръвта продължава 3 месеца, на неутрофилите, базофилите и еузинофилите – от 12 часа до 9 дни, а на различните лимфоцити – от няколко дни до няколко десетки дни.
В костния мозък има резерв от неутрофили и еузинофили, които се мобилизират бързо в кръвта при съответни дразнители.

хемопоеза и левкопоеза

3. Еритропоеза

Диференциацията, съзряването, развитието и формирането на еритроцити в червения костен мозък се нарича еритропоеза.
Еритроцитите произлизат от хемоцитобластите в костния мозък, които се диференцират към еритроидна-КОЕ.
От хемоцитобластите произлизат проеритроблас-тите. Еритроцитните предшественици в червения костен мозък губят ядрото си, когато концентрацията на хемоглобина в нормобластите достигне 34% и преди да навлязат в кръвта се превръщат в ретикулоцити. Хемоцитобластите в костния мозък съзряват до ретикулоцити в продължение на 3-5 дни. Навлезлите в кръвта ретикулоцити се превръщат в еритроцити за 2 дни.
Еритропоезата при възрастни произвежда 10 билиона еритроцити на час или 2.5 милиона еритроцити всяка секунда. За да се осигури нормална жизнена дейност на организма, продукцията и деструкцията на еритроцитите трябва да се поддържат на еднакви нива. Този еритроцитен баланс се осигурява от сложни системи за регулация.

Времетраенето на живота на еритроцитите е около 100-120 дни.

Еритроцитите се разрушават главно в слезката.
75% от клетките в червения костен мозък са от миелоидните серии, а останалите 25% са зреещи червени кръвни клетки, въпреки че нормално в циркулацията левкоцитите са 500 пъти по-малко от еритроцитите. Този факт е резултат от разликата в продължителността на живота на левкоцитите (12 часа) и на еритроцитите (120 дни).

еритропоезаРегулация на левко-, еритро- и тромбоцитопоезата.

Процесите на левкопоезата, еритропоезата, както и на тромбоцитопоезата подлежат на сложна регулация.
Хемопоетичната функция на костния мозък се влияе не само от фактори, произхождащи от костния мозък, но и от фактори, които произхождат от други източници извън костния мозък.

Стана ясно, че в червения костен мозък освен стволови клетки има междуклетъчен матрикс, стромални клетки – макрофаги, фибробласти, адипоцити, ретикулумни и ендотелни клетки, лимфоцити. Всички тези клетки се повлияват взаимно като отделят различни биологично-активни вещества – цитокини (колония-стимулиращи фактори, интерлевкини, интерферони и др.), които са растежни и диференциращи фактори за клетките-предшественици.

Растежът и самообновяването на различните стволови клетки се контролира главно от 4 протеина, наречени растежни индюсери – всеки от тях е с различни характеристики. Това са цитокини, които оперират в началните етапи на хемопоезата – интерлевкините 3, 1 и 6 (ИЛ-3, ИЛ-1, ИЛ- 6) и СКФ. ИЛ-3 стимулира растежа и самообновяването на всички типове стволови клетки, докато другите – само на специфични типове стволови клетки. Растежните индюсери не стимулират диференциацията на клетките

Диференциацията на клетките е функция на други протеини, наречени индюсери на диференциацията. Всеки от тях предизвиква един тип стволови клетки да се диференцира чрез една или повече стъпки до финалния тип зрели кръвни клетки.
Колония-стимулиращите фактори (КСФ) са цитокини, които играят особено важна роля в регулацията на левкопоезата.

Формирането на двата типа индюсери се контролира от фактори извън костния мозък.

Фактори, които произхождат от други източници извън костния мозък.
В контрола на еритропоезата участват хормоните еритропоетин и тестостерон, а също желязо и витамини от групата В-комплекс. Главният фактор, който стимулира продукцията на еритроцити е циркулиращият хормон еритропоетин.

Еритропоетинът е гликопротеинов хормон, който стимулира продукцията на еритроцити – 90% от този хормжн се произвежда в бъбреците и 10% в черния дроб. При увреждане или отстраняване на бъбреците, черният дроб не може да компенсира дефицита на еритропоетин и се развива анемия.

Еритропоетинът стимулира продукцията на еритроцити като усилва растежа, пролиферацията, развитието и жизнеспособността на хемоцитобластите в костния мозък и предотвратява тяхната програмирана клетъчна смърт (апоптозата).

Еритропоетинът достига костния мозък по кръвен път. Той действа самостоятелно в по-късните етапи на еритропоезата, а в по-ранните етапи – заедно с други цитокини.

регулация на еритропоезата

Контрол на секрецията на еритропоетин

Хипоксията (понижено съдържание на кислород в тъканите), независимо от какво е предизвикана, причинява забележително повишаване на еритропоетиновата продукция.

Намаленото съдържание на кислород в кръвта се улавя от клетки в бъбреците по сензорен механизъм и е причина бъбреците да увеличат освобождаването на еритропоетин.

Намаляване на съдържанието на кислород в кръвта може да настъпи при:

а) по-малък брой еритроцити поради кръвоизлив,

б) по-малък брой еритроцити поради повишената им деструкция,

в) ниски кислородни нива на голяма височина над морското равнище или при заболяване,

г) увеличена кислородна потребност (по време на физически упражнения)

Желязо

Желязото е незаменимо за синтезата на хема в хемоглобина – в хемоглобина се съдържат 65% от желязото в тялото. Желязото се приема с храната. Източник на желязо са месото, месните продукти, черния дроб и по-малко млякото и растителните храни. Желязото се резорбира в кръвта през тънкото черво – главно иеюнума. Свързва се към белтъка апотрансферин в кръвта е се транспортира като трансферин до клетките, които го използват. Черният дроб и слезката депонират излишното желязо в свързана форма като феритин и хемосидерин.
Ако приемът на желязо не е достатъчен за телесните нужди, се развива хипохромна (желязодефицитна) анемия поради намалено съдържание на хемоглобин в еритроцитите. Еритроцитите стават много бледи на цвят, което се дължи на недостиг на хемоглобин.
Дневните загуби на желязо са 0.9 mg при мъже и l.7 mg при жени (жените губят желязо и по време на менструация).

В-комплекс витамини

За поддържане на еритропоезата са необходими хранителни вещества (аминокиселини за продукцията на хемоглобин) и витамини (фолиева киселина, витамин В12, витамин В6, рибофлавин).

Фолиева киселина. Съдържа се в зелените листа на зеленчуците, в черния дроб, месото. Есенциална е за синтезата на ДНК. При недоимък на фолиева киселина се подтиска синтезата на ДНК. Това нарушава клетъчното делене. Поради забавеното делене на еритробластите в костния мозък, в периферната кръв се появяват големи еритроцити (“макроцити”) и се предизвиква макроцитна анемия.

Витамин В12 (кобаламин) Подпомага транспорта на фолиевата киселина в клетките и превръщането и в биологично активни форми. При недоимък на витамин В12 се потиска синтезата на ДНК и също се развива макроцитна анемия. Витамин В12 се синтезира от нормалната бактериална флора в дебелото черво, но там няма механизъм за неговата резорбция. Затова витамин В12 трябва да се набавя с храната (месо и черен дроб). Най-честа причина за недоимък на витамин В12 е нарушената му резорбция в тънкото черво.

Витамин В6. Участва в синтезата на хема.

Рибофлавин. Участва в окислително-редукционни процеси, които са необходими за доставка на енергия за клетъчните функции.

Тромбоцитите се произвеждат в костния мозък от гигантски тромбоцитни предшественици – мегакариоцити чрез фрагментация на малки дискове, които не съдържат ядра (протромбоцити). Протромбоцитите се превръщат в тромбоцити в кръвоносните съдове (главно в белия дроб). Около 65% от тромбоцитите са в кръвта, а останалите са в слезката. Продукцията на мегакариоцити се контролира от цитокини (тромбопоетин, мегакариоцитен КСФ, ИЛ-3, ИЛ-1 и ИЛ-6 и еритропоетин).

Share Button
Обновено на: 07/11/2014 — 10:22

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Проверка за спам * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

Любопитко © 2010 - 2015 Всички права запазени! Frontier Theme