КІСТКОВИЙ МОЗОК
Кістковий мозок (medulla osseum) - центральний кровотворний орган, в якому знаходяться самоподдерживающиеся популяції стовбурових будів-мінімальних клітин і гемопоетичних стовбурових клітин. Тут же утворюються еритроцити, гранулоцити, тромбоцити, моноцити, В-лімфоцити з різноманітними рецепторами антигенів, природні кілерні клітини і попередники Т-лімфоцитів.
Розвиток. Кістковий мозок у людини з'являється вперше на 2-му міс внутрішньоутробного періоду в ключиці ембріона, на 3-му міс він утворюється в країнах, що розвиваються плоских кістках - лопатках, тазових кістках, потиличної кістки, ребрах, грудині, кістках основи черепа і хребцях, а на початку 4-го міс розвивається також в трубчастих кістках кінцівок. До 11-го тижня це остеобластичні кістковий мозок, який виконує остео-генну функцію. З моменту вростання кровоносних судин з окістя в розвивається кісткову тканину між кістковими трабекулами виникають умови для формування кроветворного мікрооточення, міграції гемопоетичних стовбурових і напівстовбурові клітин. В даний період кістковий мозок накопичує стовбурові клітини, а клітини будів-ми з остеогенними потенціями створюють мікросередовище, необхідну для проліферації і диференціювання гемопоетичних стовбурових клітин. У 12-14-тижневого плода людини в кісткових порожнинах починається гемопоез. У 20-28-тижневого плода людини відзначається посилена резорбція кісткових перекладин, в результаті чого червоний кістковий мозок отримує можливість рости в напрямку епіфізів. До цього часу кістковий мозок починає функціонувати як основний кровотворний орган, причому більша частина що утворюються в ньому клітин відноситься до еритроїдної дифферона.
У 36-тижневого зародка в кістковому мозку діафіза трубчастих кісток виявляються жирові клітини. Одночасно з'являються осередки кровотворення в епіфізах.
Будова. У дорослому організмі людини розрізняють червоний і жовтий кістковий мозок.
14.1.1. Червоний кістковий мозок
Червоний кістковий мозок (medulla ossium rubra) є кровотворної частиною кісткового мозку. Він знаходиться в губчастої речовини плоских і трубчастих кісток і в дорослому організмі становить в середньому близько 4-5% загальної маси тіла. Червоний кістковий мозок має темно-червоний колір і напіврідку консистенцію, що дозволяє легко приготувати з нього тонкі мазки на склі. Стромою кісткового мозку є ретикулярна тканина, що утворює микроокружение для кровотворних клітин. До елементів гемопоетичних середовища відносяться також остеогенні, жирові, адвентіціальние, ендотелій-альні клітини і макрофаги (рис. 14.1).
Мал. 14.1. Будова червоного кісткового мозку:
а - зріз кісткового мозку. 1 - клітини гемоцітопоетіческіх рядів; 2 - ретикулярна клітина; 3 - мегакаріоцит; б - хвилеподібний подвоєння кількості еритробластів навколо макрофага в ерітробластіческого острівці (по Ю. М. Захарову): I - перша генерація еритробластів; II - друга і третя генерації еритробластів
Ретикулярні клітини (фібробласти кісткового мозку) завдяки своїй отростчатой формі (див. «Ретикулярна тканина») виконують механічну функцію, секретують компоненти основної речовини - преколлаген, глікозаміноглікани, проеластін і мікрофібрилярної білок і беруть участь в створенні кроветворного мікрооточення, специфічного для певних напрямків, що розвиваються гемопоетичних клітин , виділяючи ростові фактори.
Остеогенні клітини входять до складу ендоста і периоста (див. «Кісткові тканини») і можуть перебувати в кістковомозкових порожнинах. Остеогенні клітини продукують цитокіни (колониестимулирующие фактори гранулоціт-тов, моноцитів, ІЛ-1, ІЛ-6 і ін.), Які індукують стовбурові гемо- поетичні клітини до проліферації і дивергентной диференціювання. Найбільш інтенсивно кровотворення відбувається поблизу ендоста, де концентрація гемопоетичних стовбурових клітин приблизно в 3 рази більше, ніж в центрі кістковомозковою порожнини.
Адипоцити (див. «Сполучні тканини») є постійними елементами кісткового мозку.
Адвентіціальние клітини (див. «Сполучні тканини») супроводжують кровоносні судини і покривають більше 50% зовнішньої поверхні сину-соідних капілярів. Під впливом гемопоетіни (еритропоетин) і інших чинників вони здатні скорочуватися, що сприяє міграції клітин в кровотік.
Ретикулярні, адвентіціальние, жирові клітини розвиваються зі стовбурної стромальной клітини кісткового мозку.
Ендотеліальні клітини судин кісткового мозку беруть участь в організації строми і процесів кровотворення, синтезують колаген IV типу, гемопоетіни. Ендотеліоцити, що утворюють стінки синусоїдногокапілярів, безпосередньо контактують з гемопоетичними іСтромальні клітини завдяки переривчастою базальній мембрані. Ендотеліоцити здатні до скорочувальним рухам, які сприяють виштовхування клітин крові в синусоїдного капіляри. Після проходження клітин в кровотік пори в ендотелії закриваються. Ендотеліоцити виділяють колонії-стимулюючі чинники і білок з антигенними властивостями - фібронек-тин, що забезпечує прилипання клітин один до одного і субстрату.
Макрофаги (див. «Сполучні тканини») в кістковому мозку представлені неоднорідними по структурі і функціональними властивостями клітинами, але завжди багатими лизосомами і фагосомах. Деякі з популяцій макрофагів секретують ряд біологічно активних речовин (ерітропо-Етін, колонієстимулюючий фактор, інтерлейкіни, простагландини, інтерферон та ін.). Макрофаги за допомогою своїх відростків, що проникають через стінки синусів, вловлюють з кровотоку залізовмісні з'єднання (трансферин) і далі передають його розвиваються еритроїдна клітинам для побудови гемінової частини гемоглобіну (див. Рис. 14.1).
Міжклітинний речовина. В кістковому мозку ця речовина містить колаген II, III і IV типу, глікопротеїни, протеоглікани і ін.
Гемопоетичні клітини складають 6 класів (див. Розділ 7).
Еритропоез у ссавців і людини протікає в кістковому мозку в особливих морфофункціональних асоціаціях, які отримали назву Ері-тробластіческіх острівців. Ерітробластіческого острівець складається з макрофагів, оточеного клітинами еритроїдного дифферона, які вступили в контакт з макрофагом кісткового мозку. Клітини від проерітробласта до рети-кулоціта утримуються в контакті з макрофагом його рецепторами - СІА-лоадгезінамі.
Макрофаги служать свого роду «годувальниками» для еритробластів, сприяють накопиченню в безпосередній близькості від еритробластів і надходженню в них еритропоетину, вітамінів кровотворення (вітаміну D3), молекул феритину. Макрофаги острівців фагоцитируют ядра, виштовхнуті еритробластах при їх дозріванні, і здатні формувати навколо себе нове вогнище еритропоезу (див. Рис. 14.1; рис. 7.17, б).
У міру дозрівання еритробластів відокремлюються від острівців і після видалення ядра (енуклеація) проникають через стінку венозних синусів в кровотік. Стінки синусів складаються з ендотеліальних сплощені клітин (перфорованих ендотеліоцитів), пронизаних щелевидная-ми отворами, або порами, в які проникають формені елементи крові і плазма. Серед ендотеліальних клітин є фіксовані макрофаги.
Клітини гранулоцитарних диферонів також утворюють острівці, головним чином по периферії кістковомозковою порожнини. Незрілі клітини гранулоцитарних диферонів оточені протеогликанами. В процесі дозрівання гранулоцити депонуються в червоному кістковому мозку, де їх налічується приблизно в 3 рази більше, ніж еритроцитів, і в 20 разів більше, ніж гран-лоцитов в периферичної крові.
Мегакаріобласти і мегакаріоцити розташовуються в тісному контакті з синусами так, що периферична частина їх цитоплазми проникає в просвіт судини через пори. Відділення фрагментів цитоплазми у вигляді тромбоцитів (кров'яні пластинки) відбувається безпосередньо в кров'яне русло.
Серед острівців клітин мієлоїдного ряду зустрічаються невеликі скупчення кістковомозкових лімфоцитів і моноцитів, які оточують кровоносну судину.
У нормальних фізіологічних умовах через стінку синусів кісткового мозку проникають лише дозрілі формені елементи крові. Мієлоцити і еритробласти потрапляють в кров тільки при патологічних станах організму. Факт проникнення незрілих клітин у кров'яне русло завжди служить вірною ознакою розлади кістково-мозкового кровотворення.
14.1.2. Жовтий кістковий мозок
Жовтий кістковий мозок (medulla ossium flava) у дорослих знаходиться в діа-фізах трубчастих кісток. У його складі знаходяться численні жирові клітини (адипоцити).
Завдяки наявності в жирових клітинах пігментів типу липохромов кістковий мозок в диафизах має жовтий колір, що і визначає його назву. У звичайних умовах жовтий кістковий мозок не здійснює кровотворної функції, але в разі великих крововтрат або при деяких патологічних станах організму в ньому з'являються осередки мієлопоез за рахунок диференціювання принесених сюди з кров'ю стовбурових і напівстовбурові клітин.
Різкого розмежування між жовтим і червоним кістковим мозком не існує. Невелика кількість адипоцитів постійно зустрічається і в червоному кістковому мозку. Співвідношення жовтого і червоного кісткового мозку може змінюватися в залежності від віку, умов харчування, нервових, ендокринних і інших чинників.
Васкуляризация. Кістковий мозок забезпечується кров'ю за допомогою судин, що проникають через окістя в спеціальні отвори в компактній речовині кістки. Увійшовши в кістковий мозок, артерії розгалужуються на висхідну і спадну галузі, від яких радіально відходять артеріоли. Спочатку вони переходять у вузькі капіляри (2-4 мкм), а потім в області ендоста тривають в широкі тонкостінні з щілиноподібними порами синуси (діаметром 10-14 мкм). З синусів кров збирається в центральну венулу. Постійне зяяння синусів і наявність щілин в ендотеліаль-ном шарі обумовлюються тим, що в синусах гідростатичний тиск дещо підвищений, так як діаметр виносить вени менше в порівнянні з діаметром артерії. До базальної мембрані із зовнішнього боку прилягають адвентіціальние клітини, які, однак, не утворюють суцільного шару, що створює сприятливі умови для міграції клітин кісткового мозку в кров. Менша частина крові проходить по судинах з боку периоста в канали остеонов, а потім в ендост і синус. У міру циркуляції в кістки кров збагачується мінеральними солями і регуляторами кровотворення (колониестимулирующие чинники та ін.).
Кровоносні судини складають 50% маси кісткового мозку, з них 30% припадає на синуси. В кістковому мозку різних кісток людини артерії мають товсту середню і адвентициальную оболонки, численні тонкостінні вени, причому артерії та вени рідко йдуть разом, частіше нарізно. Капіляри бувають двох типів: вузькі 6-20 мкм і широкі синусит-ідние діаметром 200-500 мкм. Вузькі капіляри виконують трофічну функцію, широкі є місцем дозрівання еритроцитів і виходу в кровотік різних клітин крові. Капіляри вистелені ендотеліоцитами, що лежать на переривчастою базальній мембрані (див. Рис. 13.9).
Іннервація. В іннервації беруть участь нерви судинних сплетінь, нерви м'язів і спеціальні нервові провідники до кістковому мозку. Нерви проникають в кістковий мозок разом з кровоносними судинами через кісткові канали. Далі залишають їх і тривають як самостійні гілочки в кістковому мозку в межах осередків губчастого речовини кістки. Вони розгалужуються на тонкі волокна, які або знову вступають в контакт з кістковомозкового судинами і закінчуються на їх стінках, або закінчуються вільно серед клітин кісткового мозку.
Вікові зміни. Червоний кістковий мозок в дитячому віці заповнює епіфізи і діафізи трубчастих кісток і знаходиться в губчастої речовини
плоских кісток. Приблизно в 12-18 років червоний кістковий мозок в диафизах заміщається жовтим. У старечому віці кістковий мозок (жовтий і червоний) набуває слизову консистенцію і тоді називається желатіноз-ним кістковим мозком. Цей вид кісткового мозку може зустрічатися і в більш ранньому віці, наприклад при розвитку кісток черепа та обличчя.
Регенерація. Червоний кістковий мозок має високу фізіологічну і репаративної регенераційної здатністю. Джерелом утворення гемопоетичних клітин є стовбурові клітини, які знаходяться в тісній взаємодії з стромальной ретикулярної тканиною. Швидкість регенерації кісткового мозку в значній мірі пов'язана з мікрооточенням і спеціальними ростостимулюючі факторами гемопоезу (див. Розділ 7). Крім цього, червоний кістковий мозок є джерелом стромаль-них стовбурових клітин для розвитку диферонів гемопоетичного мікрооточення периферичних органів кровотворення. Розроблено методи вилучення гемопоетичних стовбурових клітин з пуповинної крові, плаценти, червоного кісткового мозку для трансплантації при лікуванні ряду вроджених захворювань крові, при хіміотерапії раку і ін.