🩸 Гемопоэз и кроветворные органы
🔬 Что такое гемопоэз?
Гемопоэз — это последовательная программа созревания родоначальных клеток, превращающая их в зрелые элементы крови.
Процесс идёт непрерывно и строго контролируется микроокружением костного мозга.
🧬 Итоговые направления дифференцировки
| Линия | Конечные клетки |
|---|
| Миелоидная | ❤️ Эритроциты
🧨 Гранулоциты: базофилы, эозинофилы, нейтрофилы
🪵 Моноциты → макрофаги
🟣 Мегакариоциты → тромбоциты |
| Лимфоидная | 🛡️ Т-лимфоциты
🧿 В-лимфоциты |
🏥 Кроветворные органы
🌱 Эмбриональные
- 🌕 Желточный мешок
- 🫁 Эмбриональная печень
- 🧬 Эмбриональная селезёнка
- 🦴 Эмбриональный костный мозг
🧍♂️ Взрослые
- 🦴 Костный мозг — главный
- 🩸 Селезёнка
- 🛡️ Тимус
- 🔄 Лимфатические узлы
- 🧩 Пейеровы бляшки
🦴 Костный мозг — главный центр гемопоэза
Гемопоэз происходит в плоских и трубчатых костях, в пространстве между синусами — в стромальном микроокружении.
🧱 Кто формирует это микроокружение?
| Клетки | Роль |
|---|
| Эндотелиальные | сосудистая ниша |
| Адвентициальные | механическая опора |
| Ретикулярные (фибробласты) | синтез матрикса |
| Макрофаги | контроль созревания, фагоцитоз |
| Жировые клетки | регуляция локальной среды |
| Остеокласты | ремоделирование костей |
| Остеоциты | сенсорная регуляция |
🧩 Внеклеточный матрикс
Содержит:
- глюкозаминогликаны,
- протеогликаны,
- фибронектин,
- коллагеновые и эластиновые волокна.
Матрикс — это не «фон», а инструмент регулировки распределения клеток.
🧭 Хоуминг: как клетки находят «дом»?
Стволовые клетки обладают способностью узнавать необходимые стромальные клетки и «становиться на своё место» в костном мозге.
Обеспечивают механизм:
- молекулы адгезии,
- интегрины,
- прямые клеточные контакты.
📌 85% введённых внутривенно стволовых клеток попадают именно в костный мозг.
Оставшиеся 15% — распределяются по печени, лёгким и селезёнке.
🛡️ Лимфоидные органы и лимфопоэз
🧬 Тимус (главный орган Т-лимфопоэза)
- Здесь происходят: созревание, отбор, удаление аутореактивных клонов.
- Корковое вещество — зона бурной пролиферации.
- Мозговое вещество — переход в зрелую форму.
- Затем клетки мигрируют в селезёнку и лимфоузлы.
- 🕰️ С возрастом — инволюция, но полного исчезновения функции нет.
🩸 Селезёнка
| Зона | Функция |
|---|
| Красная пульпа | разрушение эритроцитов, макрофаги с пигментами железа |
| Белая пульпа | Т-зависимые зоны вокруг артерий; периферически — В-клетки |
После антигенной стимуляции → вторичные фолликулы с зародышевыми центрами.
🔄 Лимфатические узлы
- Захват антигена макрофагами.
- Презентация В-клеткам.
- Т-клетки + дендритные клетки — в субкапсулярной зоне.
- Медуллярная зона — плазматические клетки 🧫.
🧩 Пейеровы бляшки
Похожие на лимфоидные фолликулы селезёнки/лимфоузлов.
Работают на защите кишечника от антигенов.
🧬 Схема кроветворения
flowchart TB
%% ---------- СТИЛИ ----------
classDef stem fill:#dbeafe,stroke:#1e3a8a,stroke-width:2px,color:#1e3a8a;
classDef multi fill:#dcfce7,stroke:#166534,stroke-width:2px,color:#166534;
classDef bi fill:#fef9c3,stroke:#854d0e,stroke-width:2px,color:#854d0e;
classDef myeloid fill:#fee2e2,stroke:#7f1d1d,stroke-width:2px,color:#7f1d1d;
classDef lymph fill:#ede9fe,stroke:#4c1d95,stroke-width:2px,color:#4c1d95;
%% ---------- СУБГРАФЫ ----------
subgraph AA["🧿 Стволовые клетки"]
DR["ДР-СКК\n🟦 Длительно репопулирующая"]:::stem
KR["КР-СКК\n🟥 Кратко репопулирующая"]:::stem
end
subgraph BB["🌱 Мультипотентные предшественники"]
OMP["ОМП\n🟡 Общий миелоидный"]:::multi
LMP["ЛМП\n🟢 Лимфомиелоидный"]:::multi
end
subgraph CC["🧬 Полипотентные (двух-трёх) предшественники"]
MegE["МегЭп\n🟣 Мегакариоцитарно-эритроидный"]:::bi
GMP["ГМП\n🟠 Гранулоцитарно-моноцитарный"]:::bi
OLP["ОЛП\n🟣 Общий лимфоидный"]:::bi
end
subgraph DD["🩸 Миелоидная дифференцировка"]
Ebl["Эритробласт"]:::myeloid --> A[Пронормоцит]:::myeloid --> A1[Базофильный нормоцит]:::myeloid --> A2[Полихроматофильный нормоцит]:::myeloid --> A3[Оксифильный нормоцит]:::myeloid --> A4[Ретикулоцит]:::myeloid
PPr["Мегакариобласт"]:::myeloid --> B[Промегакариоцит]:::myeloid --> B1[Мегакариоциты]:::myeloid
Mbl["МоноБласт"]:::myeloid --> Prom[Промоноцит]:::myeloid
GMbl["Базо/Эозино/Нейтро-бласты"]:::myeloid
Promy["Промиелоциты"]:::myeloid
Myel["Миелоциты"]:::myeloid
Metamy["Метамиелоциты"]:::myeloid
Band["Палочкоядерные"]:::myeloid
Seg["Сегментоядерные"]:::myeloid
Mono["Моноцит"]:::myeloid
Macro["Макрофаг"]:::myeloid
RBC["Эритроцит"]:::myeloid
Plt["Тромбоциты"]:::myeloid
Tuch[Тучная клетка]:::myeloid
end
subgraph EE["🛡️ Лимфоидная дифференцировка"]
preB["pre-B"]:::lymph --> BL[B-лимфобласт]:::lymph --> BL1[B-пролимфоцит]:::lymph --> BL2[B-лимфоцит]:::lymph --> BL3[B-иммунобласт]:::lymph --> BL4[B-плазмобласт]:::lymph --> BL5[B-проплазмоцит]:::lymph --> Plasm["Плазмоцит"]:::lymph
preT["pre-T"]:::lymph --> TL[T-лимфобласт]:::lymph --> TL1[T-пролимфоцит]:::lymph --> TL2[T-лимфоцит]:::lymph --> TL3[T-иммунобласт]:::lymph
Dent["Дендритная клетка"]:::lymph
Tact[Активный T-лимфоцит]:::lymph
NKc["NK-клетка"]:::lymph
end
%% ---------- СВЯЗИ СТРЕЛКАМИ ----------
DR -->|"⬇ мультипотентность"| KR
KR --> OMP
KR --> LMP
OMP -->|"⬇ би-потентность"| MegE
OMP --> GMP
LMP --> GMP
LMP --> OLP
%% Миелоидная ветвь
MegE --> PPr
MegE --> Ebl
GMP --> Mbl
GMP --> GMbl
GMP --> Tuch
%% Лимфоидная ветвь
OLP --> preB
OLP --> preT --> NKc
%% Морфология (укороченная связь)
GMbl --> Promy --> Myel --> Metamy --> Band --> Seg
Prom --> Mono --> Macro
A4 --> RBC
B1 --> Plt
TL3 --> Tact
preT --> Dent
🧬 Мезенхимальные стволовые клетки и строма костного мозга
🌱 Общая характеристика МСК
Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) — это исходные мультпотентные клетки, формирующие строму костного мозга и создающие микросреду для кроветворения.
МСК отличаются от стволовых кроветворных клеток по ряду ключевых признаков:
| Свойство | Стволовые кроветворные клетки | Мезенхимальные стволовые клетки |
|---|
| 🧬 Происхождение | кроветворная линия | мезенхимальная линия |
| 🏡 Локализация | костный мозг | костный мозг |
| 🚚 Способность к миграции | есть (хоуминг) | нет |
| 🔁 Самоподдержание | высокое | высокое |
| 🎯 Дифференцировки | кроветворные | костная ткань, хрящ, строма, жир, сухожилия |
| 🩺 Клиническое применение | трансплантация СКК | тканевая инженерия |
🧩 Место МСК в архитектуре костного мозга
Строма костного мозга — это «дом», в котором располагаются и дозревают кроветворные клетки. Она:
- формирует микроокружение;
- регулирует созревание и распределение кроветворных клеток;
- содержит «ниши», удерживающие стволовые кроветворные клетки в состоянии покоя.
🔧 Основные функции стромы
| Функция | Содержание |
|---|
| 🏗️ Механическая | обеспечивает скелет и опорные структуры |
| 🩸 Кроветворная | формирует ниши, регулирует созревание |
| 🎚️ Регуляторная | создаёт градиенты цитокинов и ростовых факторов |
| 🧬 Организующая | распределяет эритроидные и миелоидные зоны |
🧬 Клетки микроокружения, формируемые МСК
- остеобласты
- хондробласты
- фибробласты стромы
- тенобласты
- адипоцитные предшественники → адипоциты
- клетки сухожилий
- потенциально — гладкомышечные клетки сосудов
- менее доказано — эндотелиальные клетки
🧬 Биологические особенности МСК
🔹 Огромная пролиферативная способность
В культуре клетки:
- образуют колонии прилипающих фибробластоподобных клеток;
- при пассажах становятся более однообразными;
- могут делиться практически бесконечно.
Эти клетки называют MAPC (Multipotent Adult Progenitor Cells).
🔹 Способность к формированию стромы in vivo
При имплантации фрагментов костного мозга под капсулу почки МСК:
- формируют кость,
- строят строму костного мозга,
- создают внеклеточный матрикс,
- запускают формирование кроветворной среды,
- обеспечивают миграцию и закрепление СКК.
Фактически, они воссоздают мини-костный мозг.
🔹 Отсутствие хоуминга
В отличие от СКК, мезенхимальные клетки:
- не мигрируют после внутривенного введения,
- не заселяют костный мозг даже у радиационных химер.
Это одно из ключевых доказательств их независимого происхождения.
🧩 Типы стромальных предшественников
| Тип | Характеристика |
|---|
| 🌱 МСК (исходная) | мультпотентная, способна переносить микроокружение, обладает самоподдержанием |
| 🌾 Индуцируемый предшественник стромы | более зрелый, реагирует на стимулы, формирует крупные очаги кроветворения в облучённом организме |
Степень зрелости и количество моно- или олигопотентных промежуточных клеток — до конца не изучены.
🧱 Строма как регулирующая система
🏡 «Привилегированные ниши»
Здесь стволовые кроветворные клетки:
- защищены от внешних индуцирующих сигналов,
- сохраняют способность к покою,
- формируют резерв.
🩸 Регуляция созревания
Разные участки стромы формируют:
- эритроидные зоны,
- миелоидные зоны,
что определяется:
- локальным градиентом цитокинов,
- взаимодействием «рецептор–лиганд» между клетками.
🧬 Дифференцировки МСК
flowchart TB
classDef stem fill:#dbeafe,stroke:#1e40af,stroke-width:2px,color:#1e3a8a;
classDef prog fill:#fef3c7,stroke:#92400e,stroke-width:2px,color:#92400e;
classDef line fill:#dcfce7,stroke:#166534,stroke-width:2px,color:#166534;
classDef term fill:#f8fafc,stroke:#475569,color:#334155;
%% --------- ИСТОК ---------
MSC["🌱 МСК\nМезенхимальная стволовая клетка"]:::stem
%% --------- ПРОЛИФЕРАЦИЯ ---------
MSC -->|"пролиферация"| P1["🧬 Промежуточные пролиферирующие формы"]:::prog
%% --------- КОММИТИРОВАНИЕ ---------
P1 -->|"коммитирование"| C1["🦴 Остеолиния"]:::line
P1 --> C2["🧱 Хондролиния"]:::line
P1 --> C3["🧵 Фибробластная линия"]:::line
P1 --> C4["🪢 Тенобластная линия"]:::line
P1 --> C5["🟡 Адипогенная линия"]:::line
%% --------- ЛИНЕЙНАЯ ПРОГРЕССИЯ ---------
C1 --> OBlast["Остеобласт"]:::term --> Ocyt["Остеоцит"]:::term
C2 --> ChBlast["Хондробласт"]:::term --> Chcyt["Хондроцит"]:::term
C3 --> FBlast["Фибробласт"]:::term --> Stroma["Стромальная клетка"]:::term
C4 --> Teno["Теноцит"]:::term
C5 --> AdipoP["Преадипоцит"]:::term --> Adipo["Адипоцит"]:::term
%% --------- ТКАНИ (КОНЕЧНЫЕ ПРОДУКТЫ) ---------
Ocyt --> Bone["🦴 Кость"]:::term
Chcyt --> Cart["🧩 Хрящ"]:::term
Stroma --> StrT["🔗 Строма костного мозга"]:::term
Teno --> Tend["🪢 Сухожилие"]:::term
Adipo --> Fat["⚪ Жир"]:::term
🏁 Итоговые положения
- МСК — независимая стволовая система, не пересекающаяся с кроветворной.
- Они создают не клетки крови, а архитектуру и регуляторную среду, где кроветворение становится возможным.
- В физиологических условиях линии МСК и СКК никогда не перекрываются, хотя происходят из мезенхимальных источников и находятся в одной ткани.
- МСК играют роль в тканевой инженерии, регенерации костей, создании суставных поверхностей и трёхмерных матриксов.