КАФЕДРА ГИСТОЛОГИИ, ЭМБРИОЛОГИИ И ЦИТОЛОГИИ ГБОУ ВПО ИГМА КРОВЬ. ЛИМФА. КРОВЕТВОРЕНИЕ. (гемопоэз) 2015г 1 До 70% клинических диагностических исследований – гематологические. Кровь быстро и специфично реагирует на изменения в организме как в норме(пищевой лейкоцитоз), так и при патологиях (изменение гемограммы и лейкоформулы). Кровь образует систему крови совместно с органами, в которых образуются или изменяются ее составные компоненты (органы кроветворения, печень и т.д.) СИСТЕМА КРОВИ •КРОВЬ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СВЯЗЬ: ОБРАЗОВАНИЕ (РЕГЕНЕРАЦИЯ) ГИБЕЛЬ (АПОПТОЗ, НЕКРОЗ) •ЛИМФА •КРОВЕТВОРНЫЕ ОРГАНЫ (ККМ, ТИМУС, ОБЩИЙ ИСТОЧНИК РАЗВИТИЯ – СЕЛЕЗЕНКА, МЕЗЕНХИМА ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ, СКОПЛЕНИЯ ЛИМФОИДНОЙ ТКАНИ) 2 Кровь тесно связана с лимфой. Первичная лимфа, которая образуется в слепо начинающихся лимфатических сосудах – дренаж тканевой жидкости, которая образуется из продуктов жизнедеятельности клеток тканей и поступающих из кровеносного русла веществ. Проходя через лимфатические узлы лимфа очищается от антигенов, обогащается лимфоцитами и антителами и в области сердца впадает в кровь. кровеносный капилляр РВСТ и другие ткани вода, гормоны, кислород, органические вещества, неорганические ионы, лейкоциты, антигены вода, гормоны, углекислый газ, лейкоциты (лимфоциты), метаболиты, антигены, токсины выносящий лимфатический сосуд лимфатический узел – фильтрует лимфу от токсинов, антигенов, обогащает лимфоцитами и иммуноглобулинами 3 лимфатические капилляры слепо начинаются в тканях Кровь не соответствует классическому определению ткани, т.к. ее межклеточное вещество не является производным ее клеток (как в других тканях). Например, большую часть белков плазмы крови синтезирует печень; вода, глюкоза и др. вещества всасываются в ЖКТ и т.д. Только антитела производятся клетками крови – В-лимфоцитами. Кровь – ткань? внутренней среды кровь форменные (клеточные) элементы 40- 45% (у новорожденного до 60%) межклеточное вещество (жидкое) – плазма 55-60% Гематокрит - объемное соотношение форменных элементов и межклеточного вещества в крови 4 форменные элементы крови клетки (лейкоциты) постклеточные элементы 4 - 9 х 109 /л эритроциты 4-5х 1012 /л тромбоцитыкровяные пластинки 180 - 400 х 109 /л Гемограмма – абсолютное содержание клеточных элементов 5 в определенном объеме крови (мкл или л) 1 мкм 2-2,5 мкм Эритроцит – постклеточный элемент, т.к. в процессе дифференцировки утратил ядро и большинство органелл. Цитоплазма: 66% - вода 33% - гемоглобин в виде включений 7-7,5 мкм (эмбриональный, фетальный, дефинитивный) 1% - ферменты (около 140), липиды, глюкоза, АТФ Нормоцит – эритроцит со стандартными параметрами (как на 6 рисунке) Анизоцитоз – изменение нормальных размеров эритроцитов макроциты (>9 мкм) микроциты (< 6 мкм в диаметре) Пойкилоцитоз – изменение нормальной формы эритроцитов сфероциты эхиноциты стоматоциты серповидные 15-25 % гребневидные 7 ПОЙКИЛОЦИТОЗ - ЯВЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФОРМЫ ЭРИТРОЦИТОВ В ПРОЦЕССЕ СТАРЕНИЯ ИЛИ ПРИ ПАТОЛОГИИ 8 Форма эритроцита необходима для выполнения его функций, а также для прохождения через самые мелкие капилляры, диаметр которых может достигать 4 нм (а у эритроцита -7!). Форма обеспечивается строением мембраны и цитоскелета эритроцита. Также мембрана эритроцита отличается гораздо большим количеством различных рецепторов в гликокаликсе, чем у любой другой клетки. Среди них детерминанты групп крови. Мембрана и подмембранный цитоскелет эритроцита Гликокаликс – агглютиногены групп крови, рецепторы к гормонам и др. БАВ (всего 30 разновидностей рецепторов) 20 нм Интегральные белки (белок полосы 3, гликофорин) – участвуют в транспорте веществ через мембрану (глюкоза, ионы, вода) 9 Подмембранный цитоскелет (спектрин, актин) – участвует в поддержании формы эритроцита и обеспечивает обратимое ее изменение ЭРИТРОЦИТЫ В МАЗКЕ КРОВИ (окраска азур-эозином по Романовскому –Гимзе) 10 эритроциты ретикулоциты – молодые эритроциты, в которых сохраняются элементы синтетического аппарата (гранулярной ЭПС, комплекса Гольджи) в виде сетчатой структуры. В норме в крови – 1% от эритроцитов Мазок крови Время полного созревания – 24-48 часов (окраска крезиловым синим) 11 12 лейкоциты Признак – наличие гранул, видимых на оптическом уровне базофилы (базофильные гранулоциты) 0-1% гранулярные лейкоциты (гранулоциты) эозинофилы (эозинофильные гранулоциты) 1-5% Признак – отсутствие гранул, видимых на оптическом уровне нейтрофилы (нейтрофильные гранулоциты) 47-72% агранулярные лейкоциты (агранулоциты) моноциты 3-11% лимфоциты 18-37% Лейкоцитарная формула – процентное соотношение различных видов лейкоцитов в крови ГРАНУЛОЦИТЫ (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) Общие признаки: • незначительное количество органелл синтетического аппарата • (т.к. после единственной вспышки активности погибают) => короткий период жизни: несколько часов – 2 недели • нет клеточного центра • мало митохондрий, т.к. функционируют в поврежденных тканях, бедных кислородом => • энергию получают путем гликолиза => в цитоплазме много включений гликогена • хорошо развит цитоскелет, т.к. способны к выходу из кровеносного русла в ткани для выполнения своих функций (диапедез) и амебоидному передвижению • в цитоплазме присутствует два вида гранул: 1. неспецифичные (азурофильные)≈лизосомы 2. специфичные • в процессе дифференцировки изменяется форма и структура ядра: юные, палочкоядерные, сегментоядерные 13 Лейкоцитарная формула – важный диагностический показатель, чувствительный к малейшим изменениям в организме. Поэтому забор крови на анализ производят натощак и после сна до серьезных нагрузок. Например, увеличение базофилов – воспаление, базофилов и эозинофилов – аллергическая реакция, лимфоцитов – вирусная инфекция, нейтрофилов – бактериальная; эозинофилов – глистная инвазия и т.д. НЕЙТРОФИЛ неспецифические гранулы (азурофильные, первичные) содержат: катепсин, лизоцим, эластаза, коллагеназа, миелопероксидаза и др. специфические гранулы (вторичные) содержат: адгезивные белки, лактоферрин, лизоцим, коллагеназа Функции: • фагоцитоз микроорганизмов • фагоцитоз поврежденных клеток • участвуют в иммунных реакциях, выделяют БАВ 14 Более точная лейкоцитарная формула включает дифференцированный подсчет разных популяций нейтрофилов (юных, палочкоядерных и сегментоядерных) Изменения нормальных соотношений называются сдвигами лейкоцитарной формулы влево или вправо. Ю - 0,5% ПЯ-3,5% СЯ- 43-65% 47-72% от всех нейтрофилов д и ф ф е р е н ц и р о в к а •Увеличивается сегментация ядра •Увеличивается количество гетерохроматина в ядре •Увеличивается количество специфических гранул сдвиг сдвиг лейкоформулы лейкоформулы вправо 15 БАЗОФИЛ Специфические гранулы (базофильные) содержат: медиаторы воспаления (гепарин, гистамин), факторы хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов Функции: • участие в воспалительных и аллергических реакциях • привлечение других клеток в зону воспаления (кооперация клеток в иммунной реакции) 16 Базофилы в мазке крови (окраска по Романовскому – Гимзе) Метахромазия – способность химических веществ изменять цвет красителя 17 ЭОЗИНОФИЛ Специфические гранулы (оксифильные, эозинофильные) содержат: • кристаллоид: ГОБ • аморфный матрикс: гистаминаза, коллагеназа Функции: • уничтожение паразитов (м/о, грибов, простейших, гельминтов) нефагацитарным путем • ограничивают область иммунной реакции 18 Эозинофил в мазке крови (окраска азур-эозином по Романовскому – Гимзе) 19 АГРАНУЛОЦИТЫ (моноциты, лимфоциты) общие признаки: • незрелые клетки, выходят из кровеносного русла и подвергаются дальнейшей дифференцировке • присутствует клеточный центр • ядро несегментировано • хорошо развит цитоскелет, т.к. способны выходить из кровеносного русла и амебоидно передвигаться Лимфоциты и моноцит в мазке крови (окраска азур-эозином по Романовскому-Гимзе) 20 Моноцит Cистема мононуклеарных фагоцитов – совокупность моноцитов и их дифференцированных потомков: • гистиоциты (макрофаги) РВСТ • микроглия в нервной ткани • остеокласты в костной ткани • клетки Купфера – печеночные макрофаги • клетки Хофбауэра – макрофаги плаценты Функции: • фагоцитоз • антигенная презентация • участие в иммунных реакциях (вырабатывают эндогенные пирогены) • плевральные макрофаги • перитониальные макрофаги • эпидермальные макрофаги 21 ЛИМФОЦИТ По размерам (размер зависит от зрелости и состояния иммунологической активности лимфоцита): • малые (6-7 мкм) – 90% • средние (8-9 мкм)- 10 % не вполне зрелые или • большие (10-18 мкм) – активированные в крови в норме отсутствуют антигенами Рециркуляция – в крови - 2% в других тканях и органах – 98% лимфоцитов Основная функция: обеспечение специфического (с помощью рецепторов) иммунитета По функции: • Т-лимфоциты Обеспечивают клеточный (Тк (цитотоксические лимфоциты) – лизируют антигены; иммунитет (для Тх – стимулируют пролиферацию и дифференцировку других лимфоцитов; выполнения функции Тс – через лимфокины угнетают деятельность других лимфоцитов) необходим контакт с • ЕКК (NК) Аг) • К – клетки (0-лимфоциты) 22 • В-лимфоциты – участвуют в гуморальном иммунитете (вырабатывают Ат) Тромбоцит = кровяная пластинка 23 Гликокаликс • рецепторы адгезии • рецепторы агрегации • рецепторы к БАВ Грануломер • 1-2 митохондрии • включения гликогена • гранулы трех типов (тромбопластин, фибриноген, др. факторы свертывания (более 10) Гиаломер • цитоскелет (микротрубочки, актиновые филаменты) • система трубочек и канальцев (содержит ионы Са) ОСНОВНАЯ ФУНКЦИЯ – СВЕРТЫВАНИЕ КРОВИ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ СОСУДА Свертывание крови – сложный каскадный процесс, в котором участвуют 12 факторов свертывания. Если не хватает хотя бы одного из них процесс не завершается, идет несовершенно На схеме только часть этого каскада. Полный каскад рассматривается в курсе физиологии. СХЕМА СВЕРТЫВАНИЯ (коагуляции) КРОВИ ТРОМБОЦИТ внутренние факторы свертывания протромбин (белок плазмы крови) (Ca2+, тромбопластин) ПОВРЕЖДЕННЫЕ КЛЕТКИ СТЕНКИ СОСУДА Фибрин (фибриллярный нерастворимый белок) + активация внешние факторы свертывания (низкомолекулярные соединения) тромбин Фибриноген (белок, растворенный в плазме крови) Всего участвует 13 факторов свертывания тромб 24 ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРОВИ ЭРИТРОЦИТЫ У НОВОРОЖДЕННОГО (6-7 Х10 12/Л) У ВЗРОСЛОГО 10-14 СУТОК 14-15 ЛЕТ 3-6 МЕСЯЦЕВ 25 ЛЕЙКОЦИТЫ Новорожденный – 2 недели - 14-15 лет = 10-13 х 109/Л 9-15 х 109/Л у взрослого человека новорожденный нейтрофилы 65% 4 года 4 сутки 25% 1-2 года лимфоциты 14-15 лет 26 гемопоэз эмбриональный постэмбриональный (физиологическая регенерация) 27 МЕЗЕНХИМА – ИСТОЧНИК ОБРАЗОВАНИЯ ВСЕХ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ТКАНЕЙ 28 ОБРАЗОВАНИЕ СОСУДОВ ИЗ МЕЗЕНХИМЫ 29 ИНТРАВАСКУЛЯРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ КЛЕТОК КРОВИ КЛЕТКИ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ СНАРУЖИ (ДИФФЕРЕНЦИРУЮТСЯ В КЛЕТКИ СТЕНКИ СОСУДА) КЛЕТКИ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ ВНУТРИ (ДИФФЕРЕНЦИРУЮТСЯ В КЛЕТКИ КРОВИ) 30 Все клетки крови развиваются из единого предшественника – СКК (стволовой клетки крови). При введении СКК в кровь смертельно облученных мышей, они обнаруживаются в селезенке (у мышей это орган кроветворения, в котором образуются все клетки крови на протяжение всей жизни животного), где формируют колонии клеток, дифференцирующихся в направлении всех клеток крови. Потом оказалось, что не только СКК способны к колониеобразованию, но некоторые их потомки. Поэтому все гемопоэтические клетки способные образовывать колонии (активно делиться и дифференцироваться) называют КОЕ (колонии образующая единица). Но только СКК способны к самоподдержанию, т.е. их количество в организме не изменяется. Таким образом, они обеспечивают постоянное обновление клеток крови. Унитарная теория кроветворения (А.А.Максимов, 1908г) Подтверждение унитарной теории гемопоэза (1961г) клетки ККМ от здоровой мыши смертельная доза радиации Селезенка с колониями клеток крови анализ строения внутренних органов 31 Эмбриональный гемопоэз – сложный многоэтапный процесс, изменяющий свою локацию несколько раз в течение ВУР. Три его основные стадии указаны на слайде с основными характеристиками. I. Мезобластическая стадия (мезенхима желточного мешка) • 9 суток-9 недель • интраваскулярно образуются первичные клетки крови (преимущественно ядросодержащие эритроциты с HbE), •СКК первой генерации , которые мигрируют в печень II. Гепатоспленотимическая стадия • 4 неделя – до рождения (пик 4-5 месяцев ВУР) • экстраваскулярно образуются все клетки крови и •СКК второй генерации c током крови в ККМ •печень • 7-8 недель ВУР – на протяжение всего онтогенеза •селезенка • Т- и В-лимфоциты • до 6 месяцев ВУР все клетки крови •тимус • 7-8 неделя ВУР – 11 лет • Т-лимфопоэз, эндокринная функция • Т – лимфоциты поступают во все периферические ОК • эмбриональное развитие тесно связано с остеогенезом III.Миелоидная стадия •ККМ •лимфатические узлы •слизистые оболочки полых органов (7-22 недели ВУР) • функционирует как ОК на протяжении всей жизни • образуются все клетки крови и СКК третьей генерации •В – лимфоциты поступают во все периферические ОК • 9-10 недель ВУР– на протяжении всего онтогенезе • Т- и В- лимфоциты • до рождения все клетки крови (гемолимфатические узлы) • 12-14 неделя ВУР – на протяжении всего онтогенеза • Т- и В-лимфоциты 32 Классы кроветворных клеток клетки относящиеся к разным дифферонам, но находящиеся на одной стадии развития (дифференцировки) СКК • Редко делятся (1 раз в 10-50 суток) • Способны к самоподдержанию • Полипотентны • При посеве в селезенку смертельно облученного животного образуют колонии • Чувствительны к КСФ и ИЛ-3 2. ПСКК (КОЕ-ГЭММ, КОЕ-Л) • Коммитированы (частично детерминированы) • Олигопотентны • Чувствительны к регуляторам гемопоэза – поэтинам (эритропоэтин, лекопоэтин, тромпоэтин) • Ограниченная способность к самоподдержанию 3. Унипотентные предшественники • Детерминированы • Ограниченная пролиферативная активность • В присутствии факторов роста созревают в бласты 1. Морфологически неидентифицируемые предшественники 1. Лимфоцитоподобные 2. Способны образовывать колонии 3. Функции: • детерминация • митотическое деление 33 4. Бласты • 18-20 мкм, слабобазофильная цитоплазма, округлое или овальное светлое ядро с ядрышком • отличимы от других классов, но не отличимы друг от друга • не способны образовывать колонии • пролиферируют и дифференцируются 5. Созревающие (дифференцирующиеся) клеткипредшественники Морфологически идентифицируемые • приобретают специфические для каждого дифферона признаки • редко делятся или утрачивают способность к делению 6. Зрелые форменные элементы крови • выходят в кровеносное и/или лимфатическое русло • выполняют специфическую функцию • дозревают 34 Регуляция гемопоэза (нервная и гуморальная) Стимулируют гемопоэз: • КСФ и поэтины ( к ним чувствительны преимущественно ранние стадии развития кроветворных клеток) • ИЛ (воздействуют преимущественно на поздние стадии дифференцировки кроветворных клеток) • гормоны (СТГ, тиреоидные, андрогены) • Fe 2+ , витамин В12, О2 Подавляют гемопоэз: • глюкокортикоиды (особенно лимфопоэз) • кейлоны 35 Дифферон – гистогенетический ряд клеток, находящихся на разных стадиях развития (включает клетки всех классов кроветворных предшественников): СКК (I) ПСКК (II) унипотентный предшественник (III) Эти предшественники возможно дифференцироать морфологически на светооптическом уровне в мазке ККМ и подсчитать (миелограмма) бласт (IV) созревающая (дифференцирующаяся) клетка (V) дифференцированная клетка (VI) 36 Э р и т р о п о э з СКК (I) КОЕ –ГЭММ(II) Базофильный проэритроцит Эритробласт (IV) Полихроматофильный проэритроцит (V) КОЕ-эритропоэза(III) Оксифильный проэритроцит (V) (V) Ретикулоцит Эритроцит (VI) (VI) Тенденции эритропоэза: 1. Уменьшение размеров клетки 2. Накопление гемоглобина 3. Уменьшение размеров ядра и его выброс (денуклеация) 4. Изменение формы клетки изменение окраски цитоплазмы 37 Г р а н у л о ц и т о п о э з СКК (I) КОЕ- ГЭММ(II) КОЕ-Г (олигопотентный предшественник) (III) в кровь может выходить и называется там юный нейтрофил нейтрофил эозинофильный эозинофил Миелобласт (IV) промиелоцит 38 миелоцит метамиелоцит базофил палочкоядерный сегментоядерный Тенденции гранулоцитопоэза: 1. Уменьшение размеров клетки 2. Изменение формы ядра (округлое – бобовидное – палочковидное - сегментированное) 3. Накопление специфической зернистости 39 Самостоятельно: 1. Химический состав и функции плазмы крови 2. Строение лимфы 3. Дифферон моноцитов (моноцитопоэз) 4. Дифферон тромбоцитов (тромбоцитопоэз) 5. Дифферон лимфоцитов (лимфоцитопоэз) 40 Проточный цитофлюориметр – прибор способный распознавать и сортировать клетки крови, ККМ и др. По каким параметрам это возможно сделать? См. Проточная цитофлюориметрия. Иммуногистохимия (моноклональные антитела).
