К системе реактивности организма человека принадлежат органы, осуществляющие восприятие всех внешних и внутренних сигналов, их анализ и адекватную конкретной обстановке регуляцию жизнедеятельности, а также интеграцию функций органов и систем организма. Систему реактивности представляют органы иммунной защиты, эндокринные железы, нервная система с ее периферическим сенсорным аппаратом. Эти три части организма объединяются в единую нейро-эндокринно-иммунную систему, поскольку их деятельность взаимно согласована и зависима. Так, нейропептиды, синтезируемые эндокринными нейронами, влияют на активность иммунокомпетентных клеток, а биологические активные вещества иммунокомпетентных клеток оказывают влияние на клетки и ткани, сходные с таковыми для гормонов эндокриноцитов и пептидов нейронов.
Иммунный комплекс органов включает вилочковую железу (тимус), лимфатические узлы, селезенку, лимфоидные образования в стенке пищеварительного тракта и в других органах и красный костный мозг, где развиваются все клетки крови, в том числе осуществляющие иммунный надзор.
Несмотря на топографическую разобщенность, эти органы вместе с кровью и лимфой образуют единую в функциональном отношении систему, обеспечивающую поддержание процессов кроветворения и иммунной защиты. Органы кроветворения представляют собой открытую систему с постоянным перемещением клеток крови.
Различают центральные и периферические органы кроветворения и иммуногенеза. К центральным органам относят красный костный мозг и вилочковую железу. К периферическим кроветворным и иммунным органам принадлежат лимфатические узлы, селезенка, миндалины и другие лимфоидные образования в составе слизистных оболочек органов.
Красный костный мозг — центральный гемопоэтический орган. В нем находится основная часть стволовых кроветворных клеток и происходит развитие клеток миелоидного и лимфоидного рядов, осуществляется антигеннезависимая дифференцировка В-лимфоцитов (рис. 108).
В эмбриогенезе человека костный мозг появляется впервые на 2-3-м месяцах в плоских костях и позвонках, на 4-м месяце — в трубчатых костях конечностей. Различают красный костный мозг и желтый костный мозг. Красный костный мозг находится в эпифизах трубчатых костей, в губчатом веществе плоских костей, в лопатках, грудине, позвонках, костях черепа. Несмотря на такое рассредоточение, функционально он тесно взаимосвязан благодаря постоянной миграции клеток и наличию общих механизмов регуляции процессов кроветворения.
Масса костного мозга 1,6-3,7 кг, что составляет 3-6% от массы тела. Красный костный мозг имеет темно-красный цвет. Консистенция его полужидкая. Это позволяет делать из него тонкие мазки, изучение которых имеет большое диагностическое значение в клинике.
Строма красного костного мозга образована костными перекладинами, идущими от эндоста. Между ними располагается ретикулярная ткань. Последняя состоит из трехмерной сети гетероморфных ретикулярных клеток фибробластического вида (фибробласты костного мозга). Они вырабатывают межклеточное вещество, включающее ретикулярные волокна и амфорный компонент с большим содержанием гликозаминогликанов, ростовые факторы (интерлейкины). Кроме ретикулярных клеток к стромальным клеточным элементам относятся остеобласты, входящие в состав эндоста и способные влиять на пролиферацию гемопоэтических клеток, адвентициальные — малодифференцированные клетки, сопровождающие кровеносные сосуды, жировые клетки. Все эти клетки развиваются в результате дивергентной дифференцировки стромальной стволовой клетки и играют роль микроокружения для развивающихся клеток крови.
Строма красного костного мозга пронизана кровеносными сосудами микроциркуляторного русла. В основном это капилляры синусоидного типа с диаметром около 30 мкм.
В петлях ретикулярной ткани красного костного мозга расположено множество кроветворных клеток (в том числе стволовых кроветворных, клеток-предшественников миело- и лимфопоэза, клеток гранулоцитарного, эритроцитарного, лимфоцитарного, моноцитарного и тромбоцитарного рядов на различных стадиях дифференцировки).
Количество стволовых кроветворных клеток в красном костном мозге наибольшее по сравнению с другими кроветворными органами (50 на 105 клеток). Концентрация стволовых кроветворных клеток вблизи эндоста в 3 раза больше, чем в других участках костного мозга. Именно здесь наиболее интенсивно идет кроветворение, что связывается с выработкой остеобластами интерлейкинов и повышенным содержанием кальция.
Развивающиеся клетки крови располагаются в красном костном мозге группами (островками, «гнездами»), представляющими собой диффероны, или гистогенетические ряды клеточной дифференцировки. Эритробласты находятся вблизи макрофагов, содержащих железо фагоцитированных эритроцитов, и получают от них железо, необходимое для построения гемоглобина. Созревающие гранулоциты образуют островки, подобно эритроидным клеткам, с тем, однако, отличием, что они не имеют связи с макрофагами.
Клетки тромбоцитарного ряда (мегакариобласты и мегакариоциты) локализуются преимущественно вблизи кровеносных синусоидов. Отростки цитоплазмы мегакариоцитов при этом проникают через поры в стенке синусоидов внутрь сосудов, и от них отделяются фрагменты цитоплазмы в виде кровяных пластинок (тромбоцитов). Последние тут же поступают в кровоток.
В красном костном мозге обычно вокруг кровеносных сосудов встречаются небольшие группы лимфоцитов и моноцитов. Среди множества кровяных клеток в красном костном мозге больше всего зрелых клеточных форм или близких к состоянию зрелости (эритробластов, метамиелоцитов и др.). В случае необходимости, например, при кровопотере, они могут быстро завершить дифференцировку и перейти в кровоток. В нормальных условиях через стенку синусоидных капилляров могут проникать лишь зрелые формы клеточных дифферонов.
Желтый костный мозг расположен в диафизах трубчатых костей. Он представлен преимущественно жировой тканью. В жировых клетках содержится пигмент липохром, имеющий желтый цвет. Желтый костный мозг рассматривается как кроветворный резерв, и в случае больших кровопотерь он начинает функционировать как кроветворный орган. Желтый и красный костный мозг — это два функциональных состояния одного кроветворного органа.
Красный костный мозг очень чувствителен к действию радиации, интоксикаций бензолом, толуолом и другими ядами. Особенно уязвимы при этом «бластные» клеточные формы. Происходит опустошение костного мозга и в результате остается лишь ретикулярная строма. Отмечаются выраженные изменения костного мозга, связанные с превращением миелоидной ткани в жировую, а в старческом возрасте — в слизистую, желатинозную ткани.
Регенерация. Костный мозг обладает высокой регенерационной способностью. После удаления части костного мозга или после облучения ионизирующей радиацией происходит его восстановление за счет заселения костного мозга циркулирующими в крови стволовыми клетками. Необходимым условием при этом является сохранение жизнеспособности стро-мальных клеток. В клинике широко применяют различные методы трансплантации костного мозга.
Органы кроветворения 1.
Органы кроветворения – это система органов, поддерживающих гомеостаз системы крови.
К органам кроветворения относятся красный костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенка и фолликулы (лимфатические узелки) пищеварительной трубки.
В красном костном мозге осуществляется миелоидное кроветворение – образование эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов и тромбоцитов, а также предшественников лимфоцитов. В остальных органах кроветворения осуществляется лимфоидное кроветворение.
По отношению к лимфоидному кроветворению различают центральные и периферические органы кроветворения. К центральным относятся красный костный мозг и тимус (вилочковая железа). В этих органах происходит антигеннезависимое образование лимфоцитов.
К периферическим относятся лимфатические узлы, селезенка и лимфатические фолликулы пищеварительной трубки. В этих органах происходит антигензависимая дифференцировка лимфоцитов, приводящая к образованию зрелых Т- и В-лимфоцитов.
Органы кроветворения имеют сходную структурно-функциональную организацию. В большинстве органов кроветворения имеется строма, которая делит их на дольки. Кроме того, имеется внутренняя строма, образованная ретикулярной тканью. Ретикулярная ткань выполняет опорную функцию для кроветворных клеток, но самое главное образует микроокружение для кроветворных клеток и регулирует процесс кроветворения.
КРАСНЫЙ КОСТНЫЙ МОЗГ.
Красный костный мозг закладывается на 2-3-м месяце эмбриогенеза в плоских костях, где образуется остеобластический костный мозг, выполняющий остеогенную функцию. На 4-м месяце он образуется в трубчатых костях. На 12-14-ой неделе остеогенный мозг заселяется стволовыми клетками крови и начинается образование красного костного мозга и кроветворение. На 20-28 неделе красный костный мозг становится основным органом кроветворения.
Во взрослом организме различают красный и желтый костный мозг.
Красный костный мозг заполняет губчатое вещество плоских и трубчатых костей. Фактически его строму образуют костные пластинки губчатого костного вещества. Пространство между костными пластинками заполнено ретикулярной тканью, образующей внутреннюю строму. В ней находятся стволовые клетки крови (СКК) и диффероны гемопоэтических клеток. Дифферон – это совокупность (последовательность) клеточных типов, начинающихся с СКК и заканчивающихся зрелым форменным элементом крови. Здесь содержатся диффероны клеток эритроидного, гранулоцитарного, моноцитарного и мегакариоцитарного ряда, а также предшественники Т- и В-лимфоцитов.
Таким образом, в красном костном мозге образуются эритроциты, гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), моноциты, тромбоциты и предшественники Т- и В-лимфоцитов.
Регуляцию кроветворения осуществляют клетки микроокружения, которые вырабатывают ростовые факторы, вызывающие размножение и дифференцировку гемопоэтических клеток. Микроокружение гемопоэтических (кроветворных) клеток образуют ретикулярные, остеогенные (остеобласты), эндотелиальные клетки и микрофаги.
Ретикулярные клетки имеют отросчатую форму, вырабатывают компоненты основного вещества соединительной ткани (гликозаминогликаны и протеогликаны) и выполняют опорную и регуляторную функции.
Остеогенные и эндотелиальные клетки, также, как и ретикулярные, вырабатывают колониестимулирующие факторы (КСФ), являющиеся ростовыми факторами.
Макрофаги вырабатывают эритропоэтин, КСФ, интерлейкины, простагландины и интерферон.
Дифферон каждого форменного элемента крови образует группу островков, занимающих определенное место в красном костном мозге.
Эритропоэтический островок образуется из колониестимулирующей клетки эритроидного ряда (КОЕЭ) и располагается вокруг макрофага. КОЕЭ присоединяется к рецептору на мембране макрофага, вырабатывающего эритропоэтин. Под влиянием последнего происходит деление КОЕЭ, образующиеся клетки остаются связаны с макрофагом и дифференцируются под влиянием эритропоэтина. Дочерние клетки являются эритробластами, которые после потери ядра превращаются в эритроциты, проникающие в кровеносное русло.
Гранулоцитарные островки располагаются возле эндоста костных пластинок. Незрелые клетки гранулоцитарного ряда окружены проетогликанами. В процессе созревания они теряют протеогликаны, но остаются (депонируются) в красном костном мозге, где их в три раза больше, чем эритроцитов. В кровоток они поступают по мере необходимости организма.
Мегакариобласты и мегакариоциты тромбоцитарного островка располагаются вокруг синусных капилляров. Их периферическая часть цитоплазмы через поры проникает в капилляр. Тромбоциты представляют собой отделяющиеся фрагменты цитоплазмы мегакариоцитов.
Моноцитарные и лимфацитарные островки располагаются в стенке артерий красного костного мозга.
ВАСКУЛЯРИЗАЦИЯ.
Красный костный мозг получает артерии из надкостницы, которые через прободающие каналы кости проникают в костный мозг. Войдя в костный мозг артерии делятся на восходящие и нисходящие ветви, от которых радиально отходят артериолы. От них отходят капилляры соматического типа (диаметром 4 мкм), переходящие затем в синусные, имеющие поры. Они впадают в венулы, а последние в выносящую вену. Так как диаметр последней меньше, чем у артерий, в синусных капиллярах создается повышенное гидростатическое давление, обеспечивающее зияние пор синусных капилляров, диаметр которых достигает 200-500 мкм.
ЖЕЛТЫЙ КОСТНЫЙ МОЗГ.
Желтый костный мозг находится в диафизах трубчатых костей и содержит много адипоцитов (жировые клетки). Адипоциты содержат пигменты липохромы, которые определяют желтый цвет и название этого костного мозга.
Между желтым и красным костным мозгом не существует резкой границы.
В случае больших кровопотерь или при некоторых патологических состояниях организма желтый костный мозг может превращаться в красный.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Костный мозг является одной из важнейших систем организма, отвечающих за кроветворение (гемопоэз). Именно он выступает в качестве главного органа, задействованного в процессе генерации новых кровяных клеток вместо отмирающих. Кроме того, костный мозг – это еще и один из важнейших компонентов иммунопоэза, являющийся (в совокупности с периферическими лимфоидными органами) аналогом, так называемой фабрициевой сумки, которая есть у птиц. Вес костного мозга взрослого человека составляет в среднем около 5% от массы всего тела.
Расположение и строение костного мозга
Располагается костный мозг внутри костей скелета, а именно в их пористой части (внутри полостей крупных трубчатых костей находится губчатая ткань). Кроме того, костный мозг расположен и в костях грудины, позвоночнике, ребрах, бедренных костях и костях черепа. Внутри позвоночника находятся стволовые клетки, благодаря которым происходят процессы генерации клеток крови, что крайне важно для жизнедеятельности организма. Около 50% от массы костного мозга составляет система кровеносных сосудов (синусоидов), диаметр которых варьируется в достаточно большом диапазоне. Стенки сосудов пористые, а поэтому вовнутрь них попадают необходимые элементы крови. Именно в сосудах происходит окончательное “созревание” кровяных клеток, после чего они проникают с током крови в вены самого костного мозга, а затем и в единую систему кровообращения организма.
Стволовые клетки
Костный мозг является, по сути, единственной тканью взрослого человеческого организма, в которой имеется в наличии огромное количество стволовых клеток. Данный тип клеток – это незрелые, низкодифференцированные и недифференцированные клетки, строение которых максимально близко к строению эмбриональных клеток. Стволовые клетки, будучи незрелыми, со временем преобразуются в эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, т.е. во все имеющиеся разновидности клеток крови. В отличие от эмбриональных стволовых клеток, которые трансформируются в любые клетки человеческого организма, вышеозначенные называют гемопоэтическими (кроветворными), поскольку из них образуются только клетки крови, а также предшественники макрофагов – клетки, выполняющие имунно-защитные функции. В результате их деятельности, лимфа и кровь избавляются от микробов, инородных включений и отживших свое клеток.
Разновидности костного мозга
Различают два типа костного мозга, а именно красный и желтый. Первый состоит преимущественно из кроветворной ткани, а второй из жировой. Желтый костный мозг не участвует в процессах кроветворения. Однако, в экстренных случаях (значительные потери крови, обострение редких болезней и т.п.) он может принять на себя эту функцию. Между красным и желтым костным мозгом отсутствует какая-либо четко выраженная граница. В зависимости от тех или иных факторов в различные моменты жизни человека соотношение между желтым и красным мозгом может изменяться. Обычно желтый костный мозг расположен в определенной области трубчатых костей, в их среднем отделе. Чем старше человек, тем меньше в его кроветворной ткани красного мозга и больше желтого. С возрастом функция кроветворения снижается, становясь все менее выраженной.
Зарождение в человеческом организме красного костного мозга происходит на стадии эмбрионального развития (на 2-м месяце в ключице зародыша). Чуть позже формирование красного мозга происходит в плоских костях, а кроме того, в трубчатых костях рук и ног человека. Примерно до начала 11-й недели развития эмбриона, в костном мозге происходит накопление стволовых клеток. С 20 по 28 неделю развития костный мозг преобразуется в полностью функциональный орган кроветворения.
Красный костный мозг: свойства и основные характеристики
Основное место дислокации красного костного мозга – это внутренние полости костей таза, эпифиз трубчатых костей и позвонки. Во втором и третьем случаях красный костный мозг встречается реже и в меньших количествах, чем в первом. Состоит красный мозг из непосредственно кроветворной ткани и стромы. В кроветворной ткани можно выделить 3 клеточных популяции – эритроцитарную, лейкоцитарную и тромбоцитарную, от которых и берут свое начало соответствующие кровяные клетки. Эти 3 клеточных ростка следуют за так называемыми плюрипотентными стволовыми клетками, выбравшими на определенной стадии своего развития и дифференциации одно из трех направлений.
Вес костного мозга человека варьируется в диапазоне от 1,6 до 3,7 кг. Это примерно 3-6% от совокупной массы тела. Цвет костного мозга темно-красный, а консистенция напоминает слегка сгущенную жидкость, что крайне важно для изучения материала. Тонкие мазки костного мозга могут быть тщательно изучены под микроскопом, что позволяет с точностью диагностировать различные заболевания. В состав костного мозга входят клетки СКК (стволовые кроветворные), клетки предшествующие Т- и В-лимфоцитам, а также диффероны кроветворных клеток гранулоцитарного, эритроидного и мегакариоцитарного ряда. В роли стромы костного мозга и соответствующего окружения для кроветворных клеток выступает ретикулярная соединительная ткань. Микроокружение включает также макрофаги, а кроме того жировые, остеогенные, эндотелиальные и адвентициальные клетки.
Клеточный состав
Наряду с вышеописанными основными компонентами, в костном мозге присутствуют также и другие его слагаемые: ретикулярные и остеогенные клетки, адипоциты, эндотелиоциты, макрофаги и межклеточное вещество. Ретикулярные клетки по форме напоминают объекты с отростками. Подобная форма обеспечивает возможность выполнения механической функции и секретирования таких слагаемых основного вещества, как проэластин, преколлаген, микрофибриллярный белок и др. Кроме того, ретикулярные клетки принимают активное участие в формировании достаточно специфичного кроветворного окружения, выделяя при этом ростовые факторы. Остеогенные клетки – это еще одна разновидность клеток костного мозга. Они также способны к выработке ростовых факторов и индуцированию гемопоэтических клеток. Самое активное кроветворение происходит в непосредственной близости от эндоста – соединительной ткани, которой выстлана внутренняя поверхность трубчатых костей. Именно здесь количество стволовых клеток наиболее высоко (концентрация больше в три раза в сравнении с центром полости).
Не менее постоянными слагаемыми костного мозга являются и жировые клетки (адипоциты). Примерно половина площади поверхности синусоидных капилляров покрыта адвентициальными клетками, способными к сокращениям под воздействием гемопоэтинов и некоторых других факторов. Их сокращение благоприятствует проникновению клеток в кровоток. Еще один элемент костного мозга – эндотелиальные клетки. Они активно участвуют в формировании стромы, процессах кроветворения, а также в синтезе коллагена 4-го типа и, конечно же, гемопоэтинов. Эндотелиальные клетки, из которых сформированы стенки синусоидов, вступают в непосредственный контакт со стромальными и гемопоэтическими клетками (это происходит благодаря прерывистости базальной мембраны). Помимо прочего, эндотелиоциты могут сокращаться, выталкивая кровяные клетки в капилляры, а затем закрывая поры, обеспечившие подачу новых клеток в кровоток. Эндотелиальные клетки продуцируют фибронектин, способствующий адгезии клеток друг к другу, и КСФ.
Имеются в костном мозге и макрофаги, которые представлены достаточно неоднородными клетками, имеющими различные свойства. Отдельные популяции макрофагов выделяют интерлейкины, эритропоэтин, интерферон, простагландины и др. Отростки макрофагов, проникая сквозь стенки капилляров, способны улавливать из кровотока трансферрин, после чего следует его подача к эритроцитам. Межклеточное вещество, как один из немаловажных компонентов костного мозга, имеет в своем составе коллаген трех типов, протеогликаны, гликопротеины и ряд других элементов.
Пересадка костного мозга
В процессе пересадки костного мозга, осуществляется ввод материала здорового донора в кровеносное русло пациента. В случае успешно выполненной трансплантации, после миграции здорового костного мозга и его адаптации к новому организму, налаживается процесс продуцирования клеток крови. Существует два вида пересадки костного мозга – аллогенная и сингенная. В первом случае донором является посторонний человек, а во втором – идентичный близнец. Важно, чтобы при аллогенной пересадке, когда донором является человек, не имеющий родственных связей с реципиентом, костный мозг донора соответствовал генетически костному мозгу пациента. Совместимость определяется лишь путем проведения специальных исследований и взятия анализов. Отсутствие необходимого соответствия способно привести к отторжению пересаживаемого материала организмом реципиента (graft rejection) либо к так называемой реакции “трансплантат против хозяина” (GVHD).
В отдельных случаях пациент может стать донором для самого себя. Подобная “аутологическая” пересадка костного мозга становится возможной, когда недуг, поразивший костный мозг, пребывает в стадии ремиссии либо болезнь пациента не затронула костный мозг (лимфогрануломатоз, опухоль мозга, рак яичников и т.п.). В любом из вышеперечисленных случаев костный мозг может быть извлечен из пациента, соответствующим образом очищен и использован впоследствии в качестве донорского материала.
Ворзрастные особенности
В эмбриональном периоде кроветворение осуществляется в кровяных островках желточного мешка (от 19-го дня до начала месяца внутриутробной жизни) . С 6-й недели развития кроветворение наблюдается в печени, а с 3-го месяца — в селезенке и продолжается до конца внутриутробного периода.
Костный мозг начинает формироваться в костях эмбриона в конце 2-го месяца. С 12-й недели в костном мозге развиваются кровеносные сосуды, в том числе синусоиды. Вокруг кровеносных сосудов появляется ретикулярная ткань, формируются первые островки кроветворения. С этого времени костный мозг начинает функционировать как кроветворный орган. Начиная с 20-й недели развития, масса костного мозга быстро увеличивается, он распространяется в сторону эпифизов. В диафизах трубчатых костей костные перекладины резорбируются, в них формируется костномозговая полость. у новорожденного красный костный мозг занимает все костномозговые полости. Жировые клетки в красном костном мозге впервые появляются после рождения (1-6 мес) а к 20-25 годам желтый костный мозг полностью заполняет костномозговые полости диафизов длинных трубчатых костей. у стариков костный мозг приобретает слизеподобную консистенцию (желатиновый костный мозг) . В эпифизах трубчатых костей, в плоских костях часть красного костного мозга также превращается в желтый костный мозг.