Костный мозг является особой тканью, расположенной внутри костей. Локализован он в мозговой полости, трабекулах костной ткани и губчатом веществе, под внешним слоем компактного вещества. Стоит отметить, что расположение красного и желтого костного мозга меняется с возрастом. Тогда как кости новорожденных абсолютно все содержат в себе красный костный мозг, многие кости взрослых людей его утрачивают. Однако, он безусловно остается локализован в ребрах, позвонках, костях черепа, таза, грудине и дистальных частях длинных костей.
Выделяют два вида костного мозга: красный костный мозг, отвечающий за образование клеток крови, и желтый костный мозг, являющийся неактивным и включающий в свой состав большое количество жировой ткани. У новорожденных есть только красный костный мозг. Постепенно, в ходе развития человека, красный костный мозг замещается желтым. При необходимости желтый костный мозг может снова превращаться в красный костный мозг.
Помимо костного мозга, существует и другой орган, производящий и разрушающий кровяные клетки — селезенка.
ЛОКАЛИЗАЦИЯ КРАСНОГО КОСТНОГО МОЗГА В ТЕЛЕ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА.
Рассмотрим строение костного мозга, опираясь на два рисунка, которые последуют далее.
Костный мозг состоит из двух компонентов: сосудистого и гемопоэтического. Сосудистый компонент, или строма костного мозга, характеризуется наличием артериол (А), несущих кровь по коротким боковым ветвям в лабиринт кровеносных синусов (С), в стенках которых находятся множественные отверстия (О). Между кровеносными синусами расположены ретикулярные клетки (РК) неправильной формы, которые также относятся к строме костного мозга. Тонкая сеть ретикулярных волокон (РВ) сопровождается ретикулярными клетками. Таким образом, сосудистый компонент костного мозга — это хорошо развитый лабиринт, петли которого содержат клетки гемопоэтического компонента.
Гемопоэтический компонент, или паренхима, костного мозга показан в нижней трети рисунка. Он состоит из большого количества кровеобразующих клеток на различных стадиях развития, дифференцировки и созревания, заполняющих пространства между элементами сосудистого компонента. Среди гемопоэтических клеток выделяются крупные мегакариоциты (М).
Жировые клетки (ЖК) и макрофаги (здесь не показаны) относятся к строме костного мозга, хотя и расположены в гемопоэтическом компоненте. Зрелые элементы, образованные в гемопоэтическом компоненте органа, — кровяные клетки — проходят через отверстия (О) кровеносных синусов или сквозь их стенки и попадают в кровоток.
Сегмент костной трабекулы (Т), ограниченный эндостом (Э), endosteum, виден в нижней части таблицы.
Кровеносные синусы костного мозга (С) выстланы очень плоскими эндотелиальными клетками (ЭК), цитоплазма которых содержит множество отверстий (О). Зрелые кровяные элементы, такие, как эритроциты (Э), лимфоциты (Л) и другие клетки, через эти отверстия поступают в кровоток. Данные отверстия непостоянны, поскольку могут формироваться только в том месте, где зрелые кровяные элементы выходят в кровь.
Эндотелиальные клетки в некоторых местах частично перекрывают друг друга, создавая неровные контуры на внутренней поверхности синуса. Кровеносные синусы костного мозга не имеют базальной мембраны.
Звездчатые, или полиморфные, ретикулярные клетки, известные как адвентициальные клетки (АК), располагаются на наружной поверхности синуса. Они контактируют и поддерживают синус с помощью своих плоских отростков, в то время как их другие отростки достигают отростков ретикулярных клеток (РК), образуя вместе с ними в костном мозге обширную сеть. Оба вида клеток имеют умеренное количество хорошо развитых клеточных органелл и немного лизосом.
Плоские клеточные отростки охватывают и сопровождают хрупкие пучки ретикулярных волокон (РВ), которые усиливают стромальную сетку костного мозга. Ретикулярные клетки поддерживают гемопоэтические элементы и синтезируют ретикулярные волокна; при определенном стимулирующем воздействии они могут становиться фагоцитами.
В петлях сети, образованной ретикулярными клетками, располагаются также макрофаги (М), которые фагоцитируют кровяные элементы с нарушенным развитием. На наружной поверхности макрофага находится множество микроворсинок, филоподий, псевдоподий и сферических протрузий. Последние располагаются напротив объемных фаголизосом (Фл) внутри цитоплазмы макрофагов. Остаточные тельца (ОТ) также разбросаны в цитоплазме макрофага.
Все другие клеточные элементы, содержащиеся в ячейках стромы, являются различными гемопоэтическими клетками. Они располагаются очень плотно друг к другу.
Данная составляющая часть организма человека играет важную роль: обновление и переработка крови. Такие функции выполняет и селезенка.
Локализация и общая характеристика
Что вырабатывает костный мозг и где он сосредоточен – наиболее распространенные вопросы, которыми задаются многие современные люди. Костный мозг человека локализуется в костях и выполняет довольно важные функции. Различают желтый и красный костный мозг, о функциях которых будет говориться немного позже.
Благодаря такой составляющей части костей происходит постоянное обновление клеток крови. Продолжительность жизни кровяных клеток крови невелика. К примеру, срок нормального функционирования эритроцитов не превышает ста суток, а лейкоцитов – не более пяти. Для нормального продуцирования новых кровяных клеток необходимо достаточное поступление в данную область полезных витаминов и микроэлементов. Иными словами, естественное функционирование такой составляющей части кости напрямую зависит от того, как человек питается.
Такой компонент локализуется в следующих полостях: грудинные кости, позвонки, ребра, кости бедер и черепной коробки. Внутреннее пространство позвонков занято стволовыми клетками, которые обеспечивают процесс обновления клеток крови – особенно важный для нормального функционирования организма человека.
Внутреннее содержимое — кровеносные сосуды, составляющие половину массы всего мозга и имеющие различный диаметр. Благодаря дырчатым боковым стенкам сосудов происходит проникновение в них всех необходимых кровяных составляющих, которые окончательно модифицируются и созревают. После этого готовые клетки проникают в вены мозга, а потом – в общий кровоток.
Красный костный мозг – это полужидкая масса темно – красного оттенка, которая включает следующие типы клеток:
- Недифференцированный тип клеток . Недифференцированные клетки схожи по составу с эмбриональными. Иное их название – стволовые клетки. Самовоспроизведение таковых не происходит, и поэтому их насчитывают лишь ограниченное количество.
- Мультипотентный тип клеток . Такие низкодифференцированные клетки во время своего деления образуют лейкоцитарные и эритроцитарные ростки кроветворной системы.
- Зрелые ростки кровяного потока – это эритроцитарные, лимфоцитарные, моноцитарные, гранулоцитарные, макрофагальные клетки.
Развитие красного мозга начинается уже на втором месяце эмбрионального развития. В это время он находится только в кости ключицы. По истечении примерно полутора месяцев мозг начинает образовываться и в иных костях. В данный период красный костный мозг участвует в процессе формирования костной ткани плода.
На пятом месяце внутриутробного пребывания плода происходит распад перекладин костей, что является причиной формирования костномозгового канала. Начиная с двадцать восьмой недели внутриутробного развития плода, канал начинает выполнять кроветворную функцию, заполняя пространство костей.
Желтый костный мозг – это вещество соответствующего оттенка, которое сосредоточено в трубчатых костях (в их средних отделах). Подобный цвет обеспечивают специфические жировые клетки, обладающие липохромным элементом.
С течением возраста происходит замещение красного костного мозга желтым. В то время, когда оканчивается пубертатный период, в организме человека желтый костный мозг начинает преобладать над красным. Функции желтого костного мозга состоят в следующем:
- это область для поступления крови в моменты большой кровопотери;
- резервная функция – сохранение всех полезных веществ.
Вернуться к оглавлению
Какие заболевания могут развиваться в такой части кости, и каковы их симптомы
В процессе замещения красного костного мозга жировой тканью, особенно в пожилом возрасте и в случае воздействия на организм некоторых патологических факторов, могут развиваться многочисленные патологии, симптоматику которых на начальном этапе развития легко спутать с обычной простудой.
За счет постоянного обновления и формирования новых клеток могут происходить мутации, которые впоследствии способствуют возникновению онкологических опухолей. Одним из разновидностей подобных новообразований является рак. Иными патологиями в данной области можно назвать апластическую и железодефицитную анемию, а также лейкоз.
Если своевременно начать лечение любого заболевания в данном отделе, можно значительно продлить продолжительность жизни человека, а то и вовсе вылечить недуг. Если говорить о причинах развития подобных патологий, они достаточно разнообразны. Значительный вклад в развитие заболеваний вносит качество жизни человека, злоупотребление вредными привычками, стресс, общее состояние здоровья, наследственные предпосылки.
Как первичная патология, онкология в данной области кости – редкое явление в медицине. Более часто диагностируется вторичность рака, то есть, как следствие заболевания в иной области организма. Так, распространяются метастазы в костный мозг из первичных опухолей, например, из эндокринной железы или легкого.
Насколько выраженной будет симптоматика любого заболевания, во многом зависит от того, какова его форма, а также стадия развития. Наиболее характерными симптомами болезней можно назвать анемию, общее недомогание, нарушение процесса свертываемости крови, головную боль, нарушение функции зрения и ЖКТ, ломоту в костях и мышечную боль. Данный перечень симптомов не исчерпывающий и в каждом конкретном случае заболевания он может изменяться и дополняться иными проявлениями.
Как лечить заболевания
Лечение онкологии проводят оперативным путем в том случае, когда диагностирован единичный очаг с поражением, который можно удалить без ущерба для здоровья человека. Чтобы уменьшить интенсивность болевого синдрома при заболевании назначают прием обезболивающих средств и проведение симптоматической терапии.
Для повышения уровня содержания эритроцитов в организме, необходим прием гормональных препаратов. Если есть необходимость для улучшения состава крови и снижения в нем парапротеина, проводят переливание.
Лучевая терапия назначается в случаях диагностирования единичных очагов с поражением. Если же отмечается множественность подобных очагов, необходимо проведение химиотерапевтических процедур для профилактики дальнейшей мутации клеток. Наиболее эффективный метод борьбы с онкологией – пересадка стволовых клеток.
Как предотвратить заболевания
Для профилактики онкологии, а также иных заболеваний в данной области, рекомендовано, в первую очередь, направить все силы на повышение состояния иммунной системы. Для этого необходимо постоянно восполнять организм всеми необходимыми витаминами и микроэлементами, придерживаясь правильного рациона питания. Так, рекомендовано включать в рацион как можно больше следующих продуктов:
- морская рыба, которая богата жирными кислотами, обеспечивающими нормальное функционирование многих органов и систем;
- куриное мясо, которое богато белками, а также содержащее витамины группы В и антиоксидант селен;
- орехи, особенно, — грецкие и арахис, которые богаты железом;
- куриные яйца, содержащие полезный лютеин;
- морская капуста, в которой содержится йод, полезный для всего организма, а особенно, — для щитовидной железы.
Не менее важен водный баланс. Воду рекомендовано пить в достаточном количестве на протяжении дня — не менее 3 литров. Это необходимо для уменьшения количественного состава кальция в кровяном русле.
И, самое важное правило профилактики, — своевременное выявление и лечение основных заболеваний, которые могут сопровождаться метастазами в костный мозг. Только в этом случае можно будет говорить о благоприятном прогнозе.
Цель исследования
Оценка особенностей миелограммы костного мозга трубчатых костей.
Материалы и методы
Препараты для подсчета миелограммы делались из разных участков костного мозга трубчатых костей, чаще всего использовались ткани, прилежащие к эндосту. В ходе микроскопического исследования производили дифференцированный подсчет клеток желтого костного мозга в предварительно окрашенных и зафиксированных мазках. Красный костный мозг у взрослого человека располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных костей, желтый костный мозг заполняет костномозговые полости диафизов длинных (трубчатых) костей. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудине, крыльях подвздошных костей), в губчатых костях и эпифизах трубчатых костей. В диафизах, т. е. в костномозговых полостях, находится желтый костный мозг. В обычной медицинской практике необходимость в миелограмме появляется, как правило, в случае диагностики заболеваний крови и при лучевой терапии по разным показаниям. Клеточный состав костного мозга оценивается по результатам исследования пунктата грудины или подвздошной кости [2], полученного с помощью иглы И.А. Кассирского. Для диагностики гипопластических состояний, выявления лейкозных инфильтратов и раковых метастазов, а также миелодиспластического синдрома и некоторых видов костной патологии используют трепанобиопсию подвздошной кости, которую проводят с помощью специального троакара [4]. Потребности в получении костного мозга из трубчатых костей нет, тем более что пункция трубчатых костей невозможна из-за высокой прочности кортикального слоя. В процессе хирургической практики создаются ситуации, когда костный мозг трубчатых костей доступен без каких-либо специальных манипуляций (например, при ампутации нижних конечностей при критических ишемиях, травматических повреждениях, сопровождающихся необходимостью ампутации конечности). При оперативном вмешательстве на трубчатой кости во время ампутации забор костного мозга из конечности, которая подлежит удалению, становится процедурой доступной и легкой. Костный мозг, полученный из трубчатой кости, во время операции может быть использован для подсчета миелограмм.
Результаты исследования
Заключение
Полученные данные следует считать нормой для желтого костного мозга. Исследование особенностей желтого костного мозга, взятого из бедренной кости (в случае ампутации конечности), может быть использовано для более полного понимания процессов иммуногенеза, происходящих в организме. В последнее десятилетие резко повысился интерес к изучению стволовых клеток, что невозможно без тонкого изучения костного мозга, как красного, так и желтого в целом. Понимание процессов, происходящих в микроокружении стволовых клеток, находящихся в костном мозге, даст нам возможность влиять на функциональное состояние этих клеток и управлять ими. Стромой костного мозга является ретикулярная соединительная ткань, образующая микроокружение для кроветворных клеток. В настоящее время к элементам микроокружения относят также остеогенные, жировые, адвентициальные, эндотелиальные клетки и макрофаги. В отношении желтого костного мозга количество жировых клеток больше, чем в красном костном мозге. Увеличение жировой ткани в костном мозге трубчатых костей связано с необходимостью ее присутствия для нормального функционирования костного мозга и формирования особенного микроокружения стволовых клеток, находящихся в костномозговой полости. Ретикулярные клетки благодаря своей отростчатой форме выполняют механическую функцию, секретируют компоненты основного вещества (преколлаген, гликозаминогликаны, проэластин и микрофибриллярный белок) и участвуют в создании кроветворного микроокружения, специфического для определенных направлений развивающихся гемопоэтических клеток, выделяя ростовые факторы. Остеогенными клетками называют стволовые клетки опорных тканей, остеобласты и их предшественники. Остеогенные клетки входят в состав эндоста и могут быть в костномозговых полостях. Остеогенные клетки также способны вырабатывать ростовые факторы, индуцировать родоначальные гемопоэтические клетки в местах своего расположения к пролиферации и дифференцировке. Наиболее интенсивно кроветворение происходит вблизи эндоста, где концентрация стволовых клеток примерно в 2-3 раза больше, чем в центре костномозговой полости. Данная работа показывает ценность костного мозга трубчатых костей. Как известно, работа всего организма организована таким образом, что необходим постоянный обмен веществами между всеми частями тела, органами и тканями. Эту функцию выполняет кровь. Именно в костном мозге происходит постоянное обновление компонентов крови — процесс образования новых кровяных телец трех видов: эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Вторая уникальная характеристика костного мозга — это наличие в его составе стволовых клеток, способных превращаться в клетки любого органа или любой ткани, присущей данному организму. Эта особенность в настоящее время активно изучается и используется в самых инновационных методиках лечения заболеваний, до недавнего времени считавшихся неизлечимыми (в первую очередь онкологических). Все заболевания костного мозга относятся к тяжелым, поскольку несут серьезную угрозу жизни. Нарушения в составе крови снижают способность организма адекватно реагировать на угрозы, приходящие извне; усложняется поддержание внутренней стабильности организма; нарушается продуктивность происходящих процессов; возникают дефицит или чрезмерное накопление определенных веществ в органах и тканях; угнетаются иммунные и нервно-психические реакции. Самые тяжелые заболевания для лечения — это рак, в том числе и крови. Трансплантация костного мозга и стволовых клеток представляет собой процедуру, позволяющую проводить лечение рака очень высокими дозами прежде всего химиотерапевтических средств, но иногда и радиоактивного излучения. Поскольку такое лечение постоянно разрушает костный мозг, оно в принципе представляется неосуществимым, ведь организм утрачивает жизненно важную способность продуцировать клетки крови. Однако, если после лечения в организм вновь ввести здоровый костный мозг (вещество, продуцирующее кровь) или стволовые клетки (клетки-предшественники в костном мозге, которые, развиваясь, превращаются в клетки крови), возможны замена костного мозга и восстановление его способности к кроветворению. Поэтому пересадки костного мозга и стволовых клеток позволяют проводить терапию высокими дозами для излечения конкретного рака, когда более низкие дозы бессильны. Существуют три вида трансплантации: аутологическая, предусматривающая использование костного мозга или стволовых клеток самого пациента, аллогенная — от родственных доноров и от неродственных доноров. Трансплантацию костного мозга можно назвать классической. Цель удаления костного мозга заключается в получении содержащихся в нем клеток-предшественников (стволовых клеток), которые в процессе развития превращаются затем в различные компоненты крови. До начала любого интенсивного лечения костный мозг удаляют из костей пациента или донора, после чего замораживают и хранят до использования. Необходимость наличия донора является трудной задачей, но, если имеется альтернативный вариант получения костного мозга, нужно его использовать и развивать. В клинической практике иногда создаются ситуации, когда приходится ампутировать нижнюю конечность. Целесообразно в данной ситуации заканчивать ампутацию извлечением костного мозга из ампутированной конечности с последующей аутологичной клеточной терапией. Полученный костный мозг можно использовать для создания банка стволовых клеток. Трансплантации криоконсервированных стволовых клеток остаются одним из эффективных методов коррекции костномозговой недостаточности различной этиологии и различных заболеваний, список которых увеличивается с каждым годом. Проведенное исследование показывает один из путей реализации этой возможности. Данная работа выполнена при поддержке Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности.
Рецензенты:
Селедцов В.И., д.м.н., профессор, директор центра медицинских биотехнологий Балтийского федерального университета им. И. Канта, г. Калининград;
Булычева Т.И., д.м.н., профессор, ФГБУ ГНЦ МЗ РФ, г. Москва.