Кроветворение

Кроветворение, или гемопоэз (от греч. haima — кровь и poiesis — изготовление, сотворение), — это процесс образования, развития и созревания клеток крови в организме животных и человека. Этот процесс представляет собой цепь последовательных изменений — дифференцировок, в результате которых из одной исходной клетки получаются специализированные клетки крови.

Исходной точкой является полипотентная стволовая кроветворная клетка. Она обладает уникальной способностью к самообновлению на протяжении всей жизни организма и может дать начало всем типам клеток крови. Дифференцировка этой клетки в первые видимые под микроскопом клетки-предшественники — это сложный, генетически запрограммированный многоступенчатый процесс, в ходе которого клетки специализируются и постепенно теряют способность к делению.

Локализация кроветворения у разных животных

У различных групп животных кроветворение происходит в разных органах и тканях:

• У большинства беспозвоночных — в соединительной ткани, полостных жидкостях, крови или гемолимфе.
• У позвоночных в ходе эволюции появились специализированные кроветворные органы. В них находится особая форма соединительной ткани — кроветворная ткань, для которой характерен интенсивный клеточный обмен: процессы образования новых клеток сбалансированы с процессами их разрушения.
  • Круглоротые: стенка кишечника.
  • Рыбы: селезёнка, почки, иногда гонады или эпикард.
  • Хвостатые земноводные: селезёнка и печень.
  • Бесхвостые земноводные, пресмыкающиеся и птицы: селезёнка, костный мозг, фабрициева сумка (у птиц), вилочковая железа.

У высших позвоночных (млекопитающих) место кроветворения меняется в процессе эмбрионального развития, что в определённой степени повторяет эволюцию кроветворных органов.

Кроветворение у взрослых млекопитающих и человека

У взрослых особей разные клетки крови образуются в разных органах:

• Красный костный мозг (а у некоторых грызунов ещё и в селезёнке) — место образования:
  • Эритроцитов (красных кровяных телец).
  • Гранулоцитов (разновидность лейкоцитов).
  • Моноцитов (разновидность лейкоцитов).
  • Тромбоцитов (кровяных пластинок).
• Лимфоциты (другая разновидность лейкоцитов) образуются в нескольких органах:
  • Т-лимфоциты — в вилочковой железе (тимусе).
  • В-лимфоциты — в красном костном мозге.
  • Дальнейшее размножение и дифференцировка лимфоцитов происходят также в селезёнке, лимфатических узлах и лимфоидных фолликулах пищеварительного и дыхательного трактов.

Этапы и регуляция процесса

На ранних стадиях происходит детерминация — определение дальнейшей судьбы клетки. Сначала стволовая клетка выбирает путь развития в миелоидное (эритроциты, гранулоциты и др.) или лимфоидное (Т- и В-клетки) направление. Затем происходит дальнейшая специализация до унипотентных клеток-предшественников, каждая из которых может дать начало только одному конкретному типу клеток крови. Именно эти клетки обладают высокой чувствительностью к специфическим гормональным регуляторам, например, к эритропоэтину, который стимулирует образование эритроцитов.

Далее в интенсивно делящихся клетках запускаются синтетические процессы, формирующие уникальные морфологические и функциональные признаки будущих клеток крови. На заключительных этапах клетки перестают делиться и созревают до конечной формы.

Кроветворение — динамичный процесс, который тонко регулируется организмом для поддержания постоянного и адекватного клеточного состава крови. Его интенсивность меняется в ответ на различные потребности, например, при кровопотере, изменении концентрации кислорода в воздухе или во время инфекции.

Современный контекст

Современная гематология значительно углубила понимание механизмов кроветворения. Установлено, что процесс регулируется сложной сетью сигнальных молекул — цитокинов и факторов роста (таких как GM-CSF, G-CSF, интерлейкины), которые действуют на разных стадиях дифференцировки. Исследования стволовых клеток костного мозга легли в основу методов трансплантации костного мозга — жизненно важной процедуры при лечении лейкозов, апластической анемии и других тяжёлых заболеваний крови. Кроме того, открыты нишевые микроокружения в костном мозге — специальные зоны, где стромальные клетки и внеклеточный матрикс создают уникальные условия для поддержания и дифференцировки кроветворных стволовых клеток.