Кроветворение (гемопоэз)

Кроветворение (гемопоэз) — это процесс образования, развития и созревания клеток крови: эритроцитов (красных кровяных телец, переносящих кислород), лейкоцитов (белых клеток, защищающих от инфекций) и тромбоцитов (кровяных пластинок, обеспечивающих свёртывание). Все они происходят из общего источника — стволовых кроветворных клеток.

У взрослого человека кроветворение идёт главным образом в красном костном мозге. Окончательное созревание и размножение части лимфоцитов происходит в тимусе, лимфатических узлах, селезёнке и лимфоидной ткани слизистых оболочек. Процесс непрерывен: ежедневно образуются сотни миллиардов клеток, которые замещают погибающие.

При кровопотере, гемолизе (разрушении эритроцитов) или инфекции выработка нужных клеток многократно возрастает. Нарушения кроветворения лежат в основе анемий, цитопений (снижения числа клеток крови), лейкозов и многих других болезней крови.

👶 Кроветворение до и после рождения

В ходе внутриутробного развития место кроветворения несколько раз меняется. Окончательные (дефинитивные) стволовые кроветворные клетки возникают у эмбриона в области дорсальной аорты (так называемой аорто-гонадо-мезонефральной области), а затем заселяют печень и костный мозг.

Места кроветворения в разные периоды жизни

После рождения фетальный гемоглобин постепенно замещается гемоглобином взрослого типа (HbA). У детей красный костный мозг заполняет почти все кости, а у взрослых в костях конечностей он в значительной мере замещается жёлтым (жировым) костным мозгом.

🌳 Иерархия кроветворных клеток

Кроветворная система устроена как дерево. На вершине находятся немногочисленные стволовые кроветворные клетки. Они способны к самообновлению (делятся, сохраняя свой запас) и к дифференцировке (превращению в клетки любой линии крови).

Их потомки — мультипотентные предшественники — теряют способность к длительному самообновлению и постепенно сужают свой потенциал. Классическая схема выделяет два крупных ответвления:

• Общий миелоидный предшественник, дающий начало эритроидному, мегакариоцитарному, гранулоцитарному и моноцитарному росткам.
• Общий лимфоидный предшественник, из которого образуются B-, T- и NK-лимфоциты (естественные киллеры).

Далее следуют коммитированные предшественники (клетки, уже «выбравшие» одну линию; в лаборатории их называют колониеобразующими единицами), затем бластные клетки, различимые под микроскопом, и созревающие клетки, которые постепенно теряют способность делиться. Современные исследования показывают, что переходы между этапами более плавные, чем в классической схеме.

🩸 Ростки кроветворения

Ростком называют линию созревания клеток одного типа. Выделяют пять основных ростков.

• Эритропоэз — образование эритроцитов: от проэритробласта через стадии нормобласта к ретикулоциту (молодому эритроциту без ядра), который выходит в кровь и за 1–2 дня становится зрелым эритроцитом; для этого нужны железо, витамин B12, фолиевая кислота и гормон эритропоэтин.
• Гранулоцитопоэз — образование гранулоцитов: от миелобласта через промиелоцит, миелоцит и метамиелоцит к палочкоядерным и сегментоядерным нейтрофилам, а также эозинофилам и базофилам.
• Моноцитопоэз — от монобласта через промоноцит к моноциту, который в тканях превращается в макрофаг или дендритную клетку.
• Мегакариоцитопоэз — крупные клетки мегакариоциты отшнуровывают фрагменты цитоплазмы в сосуды костного мозга, и эти фрагменты становятся тромбоцитами.
• Лимфопоэз — B-лимфоциты созревают в костном мозге, T-лимфоциты — в тимусе; дальнейшее развитие после встречи с антигеном идёт в лимфоузлах, селезёнке и лимфоидной ткани слизистых.

⚙️ Регуляция кроветворения

Скорость образования клеток каждого ростка тонко подстраивается под потребности организма. Главную роль играют цитокины (сигнальные белки) и гормоны, а также микроокружение — так называемая ниша, которую создают клетки стромы (опорной ткани) костного мозга.

Основные регуляторы кроветворения

На кроветворение влияют также гормоны (андрогены, гормоны щитовидной железы, глюкокортикоиды), обеспеченность железом, витаминами и белком, сигналы воспаления. Рекомбинантные (полученные генно-инженерным путём) аналоги эритропоэтина, Г-КСФ и агонисты рецептора тромбопоэтина применяются в медицине для стимуляции соответствующих ростков; препараты упомянуты в ознакомительных целях.

⚠️ Нарушения кроветворения

• Недостаточность: апластическая анемия, подавление костного мозга после химиотерапии и облучения, дефицитные анемии (из-за нехватки железа, витамина B12, фолиевой кислоты), анемия при хронической болезни почек из-за недостатка эритропоэтина.
• Неэффективное кроветворение: миелодиспластические синдромы, талассемии, мегалобластные анемии — предшественники гибнут в костном мозге, не успев созреть.
• Опухолевая трансформация: лейкозы и миелопролиферативные новообразования, которые возникают из стволовых и ранних предшественников.
• Клональное кроветворение: с возрастом у части людей находят клоны кроветворных клеток с приобретёнными мутациями (например, в генах DNMT3A, TET2) без признаков болезни крови; это связано с повышенным риском опухолей крови и сердечно-сосудистых заболеваний.
• Внекостномозговое кроветворение: очаги кроветворения в печени, селезёнке и других органах при миелофиброзе и тяжёлых хронических гемолитических анемиях.

🔬 Как оценивают кроветворение

Первый и самый доступный способ — общий анализ крови с подсчётом лейкоцитарной формулы и ретикулоцитов: он показывает, хватает ли клеток каждого ростка и насколько активно обновляются эритроциты. При необходимости врач-гематолог назначает исследование костного мозга — пункцию с миелограммой (подсчётом клеток под микроскопом) или трепанобиопсию, а также цитогенетические и молекулярные тесты.