Эритропоэз

У здорового человека число циркулирующих эритроцитов составляет 25-30 х 1012 клеток. В кровеносном русле при нормальных физиологических условиях эритроцит имеет форму двояковогнутого диска с утолщением по краям. Диаметр эритроцита в норме колеблется от 5,0 до 9,0 мкм, в среднем - 6,9 - 7,7 мкм. При продолжительности жизни эритроцита 120 дней костный мозг должен продуцировать в течение часа количество эритроцитов порядка 1010. При этом для поддержания постоянного количества эритроцитов, циркулирующих в крови, такое же количество эритроцитов должно выводиться или разрушаться. При изменении условий жизнедеятельности организма человека величина костномозговой продукции эритроцитов (эритропоэз) увеличивается или уменьшается в зависимости от потребностей организма в эритроцитах. Разрушение эритроцитов осуществляется макрофагами селезенки. К моменту рождения человека эритропоэз полностью осуществляется в костном мозге.

Продукция эритроцитов. Эритроциты происходят из недифференцированной клетки-предшественника костного мозга, называемой полипотентной стволовой клеткой. Стволовая клетка является единственной клеткой, способной к обновлению и дифференцировке. Полипотентность означает, что гранулоциты, моноциты и тромбоциты также происходят от этой клетки-предшественника. Полипотентная стволовая клетка имеет морфологические характеристики зрелого лимфоцита.

Эритроидная бурстообразующая единица - наиболее примитивная эритроидная клетка-предшественник, через 10-15 дней из нее образуется большая колония распознаваемых эритроидных клеток. Бурстообразующая единица реагирует на большие дозы эритропоэтина - гормона, стимулирующего пролиферацию и дифференцировку эритроидных клеток. Он действует синергично с другими факторами роста, продуцируемыми моноцитами и лимфоцитами.

На эритропоэз могут влиять и другие факторы - катехоламины, стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы, гормон роста и циклические нуклеотиды.

Эритропоэтин - это белок, содержащий сиаловую кислоту, усиливающий эритропоэз; стимулирует образование проэритробластов, освобождает ретикулоциты из костного мозга; секретируется почками, возможно, другими органами (печень), присутствует в плазме крови и моче, получен методами генной инженерии. В результате получения эритропоэтина (молекулярная масса около 36000) в очищенном виде стало возможным разработать радиоиммунный метод его определения, более чувствительный, чем биологические методы. Определения тонкого уровня эритропоэтина важно для диагностики ряда заболеваний. Эритропоэтин взаимодействует со специфическими рецепторами на поверхности коммитированных эритроидных стволовых клеток, вызывая их превращения в нормобласты, самые ранние клетки-предшественники, которые можно идентифицировать при исследовании костного мозга. Кроме того, эритропоэтин действует на поздние клетки-предшественники, стимулируя синтез гемоглобина.

Таблица 1

Заболевания, сопровождающиеся снижением эритропоэза

Снижение уровня эритропоэтина

Сниженный ответ костного мозга на эритропоэтин

Болезни почек

Эндокринная недостаточность Гипопитуитаризм Гипотиреоз Гипокортицизм

Гипогонадизм

Голодание

(белковая недостаточность) Анемия при хронических заболеваниях

Хроническое воспаление Опухоли

Дефицитные состояния Дефицит железа Дефицит фолатов или витамина В12 Сидеробластная анемия Первичная рефрактерная анемия Полная эритроцитная аплазия

Нормобластический эритропоэз: пронормобласт (проэритробласт) базофильные и полихроматофильные нор-мобласты (эритробласты) -> ортохромные (оксифильные) нормобласты (эритробласты) -> после выталкивания ядра молодые эритроциты (нормоциты) называют ретикулоцитами (зернистость окрашивается бриллиантовым крезиловым синим) эритроциты.

В норме на долю эритроидных клеток приходится 20 - 30% ядросодержащих клеток костного мозга.

Проэритробласт - самая молодая клетка эритроидного ряда, круглой формы, диаметром 15-25 мкм.

Базофильный эритробласт - размер клетки меньше размера проэритробласта, диаметром 10-18 мкм.

Полихроматофильный эритробласт - по размеру меньше базофильного, диаметром 10 - 14 мкм.

Оксифильный эритробласт - клетка округлой формы. В цитоплазме полностью отсутствует базофилия, она насыщена гемоглобином (по цвету одинакова с эритроцитами).

Полихроматофильный нормобласт - эта клетка образуется у полихроматофильного эритробласта.

Оксифильный нормобласт - клетка округлой формы, диаметром 7-10 мкм.

Ретикулоциты - молодые эритроциты, в которых при специальной окраске выявляется ретикулофиламентозная субстанция (остатки РНК и митохондрия). У взрослого человека на 1000 эритроцитов приходится от 2 до 10 ретикулоцитов. Время созревания ретикулоцитов составляет 4,5 дня, при этом в течение трех дней они созревают в периферической крови. Несмотря на отсутствие ядра, метаболизм в этих клетках остается активным. В них обнаруживаются внутриклеточные структуры, связанные с синтезом белков (митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи), ферменты (пируват -киназа, глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа, каталаза и др.). Находясь в костном мозге, ретикулоциты способны синтезировать гемоглобин. Ретикулоциты способны адсорбировать молекулы железа посредством рецепторов к трансферрину. Регуляция эритропоэза, в том числе и скорость созревания ретикулоцитов, осуществляется эритропоэтином.

В норме трансформация проэритробласта в наиболее зрелые нормобласты проходит за 4 дня через 3 - 4 деления. В течение этого времени ядро уменьшается в размерах, в цитоплазме продуцируется большое количество гемоглобина. После последнего деления пикнотическое ядро покидает нормобласт и образуется ретикулоцит, который остается в костном мозге в течение 2,5 - 3 дней, а затем поступает в кровяное русло, в котором остается последующие 24 часа, после чего теряет митохондрии и рибосомы, принимая вид морфологически зрелого эритроцита.

Эритроидные клетки-предшественники (от пронормо-бласта до ретикулоцита) обладают специфическими поверхностными рецепторами для железотрансферринового комплекса, что позволяет им резервировать необходимое количество железа для синтеза гемоглобина.

По скорости исчезновения из плазмы трансферрина, меченного 59Fe, можно рассчитать утилизацию железа. Количество утилизируемого железа пропорционально общему количеству развивающихся эритроидных клеток. В норме 80% 59Fe, связанного с трансферрином плазмы, поступает в эритроидные клетки костного мозга. Через 4 - 6 дней меченое железо вновь появляется в эритроцитах периферической крови. Количество железа, поглощаемое ими, служит показателем эффективности эритропоэза.

Клеточные элементы эритропоэза размножаются весьма интенсивно. В норме за сутки в костном мозге образуется порядка 2 х 1011 эритроидных клеток. Из морфологически идентифицированных костномозговых предшественников эритроциты способны пролиферировать проэритробласты, базофильные эритробласты и полихроматофильные эритробласты на ранних стадиях. На этом этапе клетки проходят 3-7 делений, но число делений, в зависимости от функционального состояния, может быть уменьшено. Количество эритроцитов в этом случае также уменьшается.

В норме в костном мозге продукция эритроцитов может увеличиваться после его максимальной стимуляции в 3 - 5 раз за 1 - 2 недели. При хронических гемолитических анемиях эритропоэз усиливается в 5 - 7 раз.

Неэффективный эритропоэз обусловлен тем, что часть эритробластов костного мозга вследствие тех или иных причин не закончила свой цикл дифференцировки до эритроцита и разрушилась в костном мозге. Определенное значение для оценки степени неэффективности эритропоэза имеет подсчет числа ретикулоцитов периферической крови. При увеличении числа эритроидных клеток в костном мозге, наличии анемии и отсутствии ретикулоцитов в периферической крови имеет место выраженный неэффективный эритропоэз. Для измерения величины неэффективного эритропоэза может быть использован цитохимический метод определения полисахаридов в эритроидных клетках костного мозга (PAS-реакция). В норме в костном мозге количество PAS-положительных эритрокариоцитов составляет 3 - 8%, при неэффективном эритропоэзе оно значительно повышается. Неэффективный эритропоэз является одним из физиологически обусловленных механизмов регуляции нормального равновесия в системе эритрона в условиях постоянно меняющихся потребностей организма в продукции эритроцитов.

Для некоторых форм анемий характерен несовершенный эритропоэз, особенно при аномалии созревания эритроидных клеток и аномальных размерах эритроцитов периферической крови. Примерами могут служить мегалобластная и сидеробластная анемия и выраженная |3-таласемия.

Они характеризуются гиперплазией эритроидных клеток в костном мозге и быстрой инкорпорацией в нем радиоактивного железа, но крайне малым его количеством в циркулирующих эритроцитах. При несовершенном эритропоэзе увеличивается эндогенная продукция оксида углерода и концентрация в плазме несвязанного билирубина.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >