Эритропоэз - Erythropoesis (общие сведения, физиология и патология)
Общие сведения
Эритропоэз (от латинского слова Erythropoesis и греческого слова Erythros - красный + poesis - выработка, образование; синоним: эритроцитопоез) - это процесс образования эритроцитов в организме.
Местом продукции форменных элементов крови у взрослого человека есть красный костный мозг, масса которого у взрослого человека достигает 1,5-2 кг. Он находится в плоских костях (таза, грудины, ребер, грудных и поясничных позвонках), а также в метафизах трубчатых костей.
Костный мозг состоит из клеток стромы:
- фибробластов
- остеобластов
- жировых клеток
А также с кроветворных клеток, из которых выделяют три вида:
- родоначальные, или стволовые, клетки - 1-2%,
- пролиферирующие, или созревающие - 25-40%
- зрелые - 60 -75% всех клеток.
Физиология и патология
По мнению А.А. Максимова (1900-1927 гг.), все форменные элементы крови происходят из единой стволовой кроветворной клетки (СКК) или полипотентной клетки. Эти клетки способны к дифференциации во всех направлениях, из них может образоваться любой росток форменных элементов крови, одновременно они способны к длительному самоподдержания. Каждая стволовая кроветворная клетка при разделении превращается в две дочерние клетки, одна из которых вступает на путь пролиферации, а вторая - продолжение класса полипотентных клеток, то есть самоподдержания.
Дифференциация СКК происходит под влиянием гуморальных факторов, попадают в микроокружения СКК.
На начальном этапе СКК имеет возможность дифференцироваться в трех направлениях:
- колониеобразующих единиц В-лимфоцитарная - КУОв;
- колониеобразующих единиц Т-лимфоцитарная - КУОт;
- колониеобразующих единиц смешанная - КУОЗ.
Дифференцируется в результате воздействия на СКК интерлейкина-3.
Этот росток дает начало всем другим клеткам крови - нейтрофилов, базофилов, эозинофилов, эритроцитов, тромбоцитов. Одно из направлений, в котором происходит дифференциация КУОЗ, - образование клеток - предшественников эритропоэза - BFU-E (кластерообразующих единиц-эритроцитов, burst forming unit-erythrocyte) и их последователей CFU-E (колониеобразующих единиц-эритроцитов, colony forming unit-erythrocyte ). Эти клетки чувствительны к действию эритропоэтина, под влиянием которого CFU-Е дифференцируются в первую морфологически распознаваемой клетки эритроцитарного ряда - проэритробласты.
Дальнейшие этапы созревания эритроцитов характеризуются растущей гемоглобинизацией клетки и постепенной дегенерацией ядра. После удаления из клетки остатков ядра эритробласт становится ретикулоцитом и выходит в периферическую кровь. Созревшие эритроциты лишены клеточного ядра. В целом за сутки синтезируется 200-250 млрд клеток. В костном мозге вокруг каждой стволовой клетки развивается микроокружения, в центре которого происходит последовательное созревания соответствующих элементов крови. Это так называемые островки - эритропоэтический островок, мегакариоцитопоэтический островок и тому подобное. Главным механизмом, который приводит к дифференциации и пролиферации клеток, являются гормональные факторы, например, интерлейкины-1, -2 и -3. Они продуцируются, вероятнее всего, Т-лимфоцитами.
Дальнейшая дифференциация происходит под влиянием соответствующих поэтинов, которые в последние годы чаще называют колониестимулирующий фактором. Эритропоэз активируют бурстпидтримувальную активность или промоторный гормон, продуцируемый Т-лимфоцитами и макрофагами, интерлейкин-3, производится Т-лимфоцитами, и эритропоэтин. Стимуляция эритропоэза проходит также под влиянием таких неспецифических факторов, как АКТГ, глюкокортикоиды, тиреотропный гормон, Т3, Т4, катехоламины (при взаимодействии с β-адренорецепторами), андрогены, ПГЕ1, ПГЕ2, а также при активации симпатической нервной системы.
Некоторые факторы тормозят эритропоэз, в т.ч. эстрогены, парасимпатическая система. Для осуществления нормального эритропоэза необходимые металлы:
- железо (для синтеза гемоглобина), медь, кобальт;
- витамины: фолиевая кислота и витамин В12 (для синтеза ДНК и нормального деления клетки), витамины В1, В2 (для образования липидной стромы эритроцитов), В6 (для синтеза гема), С и Е;
- аминокислоты (для синтеза глобиновых цепей)
- гормоны: эритропоэтин (для индукции пролиферации и дифференциации CFU-E в проэритробласт и контроля синтеза гемоглобина), андрогены, тироксин.
Тканевая гипоксия является физиологическим стимулом для образования эритропоэтина. Отсутствие одного или нескольких из этих факторов приводит к развитию анемии - устойчивого снижения уровня эритроцитов в крови, в т.ч. к железодефицитной или мегалобластной анемии.
Литература
- Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. - М., 2001;
- Ангельские С., Доминичак М., Якубовский С. Клиническая биохимия. - Сопот, 1998;
- Словарь физиологических терминов / Под ред. акад. О. Газенко. - М., 1987.