Червоний кістковий мозок є центральним органом гемопоезу і імуногенезу. У ньому знаходиться основна частина стовбурових кровотворних клітин, відбувається розвиток клітин лімфоїдного і мієлоїдного рядів. У червоному кістковому мозку здійснюється універсальне кровотворення, тобто всі види миелоидного кровотворення, початкові етапи лимфоидного кровотворення і, можливо, антігеннезавісімая диференціювання В-лімфоцитів. На цій підставі червоний кістковий мозок можна віднести до органів імунологічної захисту.
Розвиток. Червоний кістковий мозок розвивається з мезенхіми, причому ретикулярна строма червоного кісткового мозку розвивається з мезенхіми тіла зародка, а стовбурові кровотворні клітини розвиваються з внезародишевой мезенхіми жовткового мішка і вже потім заселяють ретикулярную строму. В ембріогенезі червоний кістковий мозок з'являється на 2-му місяці в плоских кістках і хребцях, на 4-му місяці - в трубчастих кістках. У дорослих він знаходиться в епіфізах трубчастих кісток, губчастої речовини плоских кісток. Незважаючи на територіальну роз'єднаність, функціонально кістковий мозок пов'язаний в єдиний орган завдяки міграції клітин і регуляторним механізмам.
Маса червоного кісткового мозку становить 1,3-3,7 кг (3-6% маси тіла).
Будова. Строма червоного кісткового мозку представлена кістковими балками і ретикулярної тканиною. У ретикулярної тканини міститься безліч кровоносних судин, в основному синусоїдногокапілярів, які не мають базальної мембрани, але містять пори в ендотелії. У петлях ретикулярної тканини знаходяться гемопоетичні клітини на різних стадіях диференціювання - від стовбурової до зрілих (паренхіма органу). Кількість стовбурових клітин в червоному кістковому мозку найбільше (5 ґ 106). Країни, що розвиваються клітини лежать острівцями, які представлені дифферона різних клітин крові.
Кровотворна тканина червоного кісткового мозку пронизана синусоїдами перфорованого типу. Між синусоїдами у вигляді тяжів розташовується ретикулярна строма, в петлях якої знаходяться гемопоетичні клітини. Відзначається певна локалізація різних видів кровотворення в межах тяжів: мегакаріобласти і мегакаріоцити (тромбоцитопоез) розташовуються по периферії тяжів поблизу синусоидов, гранулоцитопоез здійснюється в центрі тяжів.
Найбільш інтенсивно кровотворення протікає поблизу ендоста. У міру дозрівання зрілі формені елементи крові проникають в синусоїди через пори базальної мембрани і щілини між ендотеліальними клітинами.
Ерітробластіческого острівці зазвичай формуються навколо макрофага, який називається клітиною-кормілкой (годувальницею). Клітка-кормілка захоплює залізо, що потрапляє в кров із загиблих в селезінці старих еритроцитів, і віддає його утворюється еритроцитів для синтезу гемоглобіну.
Що достигають гранулоцити формують гранулобластіческіе острівці. Клітини тромбоцитарного ряду (мегакаріобласти, про- і мегакаріоцити) лежать поруч з синусоїдними капілярами. Як зазначалося вище, відростки мегакариоцитов проникають в капіляр, від них постійно відділяються тромбоцити. Навколо кровоносних судин зустрічаються невеликі групи лімфоцитів і моноцитів.
Серед клітин кісткового мозку переважають зрілі і закінчують диференціювання клітини (депонує червоного кісткового мозку). Вони при необхідності надходять в кров.
У нормі в кров надходять тільки зрілі клітини.
Припускають, що при цьому в їх цитолемме з'являються ферменти, що руйнують основну речовину навколо капілярів, що полегшує вихід клітин в кров. Незрілі клітини таких ферментів не мають. Другий можливий механізм селекції зрілих клітин - поява у них специфічних рецепторів, що взаємодіють з ендотелієм капілярів. При відсутності таких рецепторів взаємодія з ендотелієм і вихід клітин в кровотік неможливі.
Поряд з червоним існує жовтий (жировий) кістковий мозок. Він зазвичай знаходиться в диафизах трубчастих кісток. Складається з ретикулярної тканини, яка місцями замінена на жирову. Кровотворні клітини відсутні. Жовтий кістковий мозок являє собою своєрідний резерв для червоного кісткового мозку. При крововтратах в нього заселяються гемопоетичні елементи, і він перетворюється в червоний кістковий мозок. Таким чином, жовтий і червоний кістковий мозок можна розглядати як 2 функціональних стану одного кровотворного органу.
Кровопостачання. Червоний кістковий мозок забезпечується кров'ю з двох джерел:
1) живлять артеріями, які проходять через компактне речовина кістки і розпадаються на капіляри в самому кістковому мозку;
2) прободающие артеріями, які відходять від окістя, розпадаються на артеріоли і капіляри, що проходять в каналах остеонов, а потім впадають в синуси червоного кісткового мозку.
Отже, червоний кістковий мозок частково забезпечується кров'ю, що контактувала з кістковою тканиною і збагаченої факторами, що стимулюють гемопоез.
Артерії проникають в кістково-мозкову порожнину і діляться на 2 гілки: дистальную і проксимальную. Ці гілки спірально закручені навколо центральної вени кісткового мозку. Артерії поділяються на артеріоли, що відрізняються невеликим діаметром (до 10 мкм). Для них характерна відсутність прекапілярнихсфінктерів. Капіляри кісткового мозку діляться на істинні капіляри, що виникають в результаті дихотомічного поділу артеріол, і синусоїдного капіляри, що продовжують справжні капіляри. У синусоїдного капіляри переходить тільки частину істинних капілярів, тоді як інша їх частина входить в гаверсови канали кістки і далі, зливаючись, дає послідовно венули і вени. Справжні капіляри кісткового мозку мало відрізняються від капілярів інших органів. Вони мають суцільний ендотеліальний шар, базальнумембрану і перицитів. Ці капіляри виконують трофічну функцію.
Синусоїдного капіляри здебільшого лежать поблизу ендоста кістки і виконують функцію селекції зрілих клітин крові і виділення їх в кровотік, а також беруть участь в заключних етапах дозрівання клітин крові, здійснюючи вплив на них через молекули клітинної адгезії. Діаметр синусоїдногокапілярів становить від 100 до 500 мкм. На зрізах синусоїдного капіляри можуть мати веретеновидную, овальну або гексагональну форму, вистелені ендотелієм з вираженою фагоцитарної активністю. В ендотелії є фенестри, які при функціональному навантаженні легко переходять в справжні пори. Базальна мембрана або відсутній, або переривчаста. З ендотелієм тісно пов'язані численні макрофаги. Синусоїди тривають в венули, а ті в свою чергу вливаються в центральну вену безмишечного типу. Характерно наявність артеріол-венулярних анастомозів, за якими може скидатися кров з артеріол в венули, минаючи синусоїдного і справжні капіляри. Анастомози є важливим фактором регуляції гемопоезу та гомеостазу кровотворної системи.
Іннервація. Аферентна іннервація червоного кісткового мозку здійснюється мієліновими нервовими волокнами, освіченими дендритами псевдоуніполярних нейронів спінальних гангліїв відповідних сегментів, а також черепно-мозковими нервами, за винятком 1, 2 і 8-й пар.
Еферентна іннервація забезпечується симпатичною нервовою системою. Симпатичні постгангліонарні нервові волокна входять в кістковий мозок разом з кровоносними судинами, розподіляючись в адвентиції артерій, артеріол і в меншій мірі вен. Вони також тісно пов'язані з істинними капілярами і синусоїдами. Факт безпосереднього проникнення нервових волокон в ретикулярну тканину підтримується не всіма дослідниками, проте останнім часом доведено наявність нервових волокон між гемопоетичними клітинами, з якими вони утворюють так звані відкриті синапси. У таких синапсах нейромедіатори з нервової терміналі вільно виливаються в інтерстицій, а потім, мігруючи до клітин, надають на них регуляторний вплив. Більшість постгангліонарних нервових волокон адренергические, однак частина з них є холинергическими. Деякі дослідники допускають можливість холінергічної іннервації кісткового мозку за рахунок постгангліонаров, що походять з параоссальних нервових гангліїв.
Пряма нервова регуляція кровотворення досі ставиться під сумнів, не дивлячись на виявлення відкритих синапсів. Тому вважається, що нервова система робить трофічна вплив на миелоидную і ретикулярну тканини, регулюючи кровопостачання кісткового мозку. Десимпатизацию і змішана денервация кісткового мозку ведуть до деструкції судинної стінки і до порушення гемопоезу. Стимуляція симпатичного відділу вегетативної нервової системи призводить до посилення викиду з кісткового мозку в кровотік клітин крові.
Регуляція кровотворення. Молекулярно-генетичні механізми кровотворення в принципі ті ж, що і будь-який пролиферирующей системи. Їх можна звести до наступних процесів: реплікація ДНК, транскрипція, сплайсинг РНК (вирізання з початкової молекули РНК інтрони ділянок і зшивання частин, що залишилися), процесинг РНК з утворенням специфічних інформаційних РНК, трансляція - синтез специфічних білків.
Цитологічні механізми кровотворення полягають в процесах ділення клітин, їх детермінації, диференціювання, зростанні, запрограмованої загибелі (апоптозу), міжклітинних і міжтканинних взаємодіях за допомогою молекул клітинної адгезії та ін.
Існує кілька рівнів регуляції кровотворення:
1) геномної-ядерний рівень. В ядрі кровотворних клітин, в їх геномі закладена програма розвитку, реалізація якої призводить до утворення специфічних клітин крові. До цього рівня в кінцевому підсумку включені всі інші регуляторні механізми. Показано існування так званих факторів транскрипції - зв'язуються з ДНК білків різних сімейств, що функціонують з ранніх стадій розвитку і регулюючих експресію генів кровотворних клітин;
2) внутрішньоклітинний рівень зводиться до вироблення в цитоплазмі кровотворних клітин спеціальних тригерних білків, що впливають на геном цих клітин;
3) міжклітинний рівень включає дію кейлонов, гемопоетіни, інтерлейкінів, що виробляються диференційованими клітинами крові або строми і впливають на диференціювання стовбурової кровотворної клітини;
4) організменний рівень полягає в регуляції кровотворення інтегруючими системами організму: нервової, ендокринної, імунної, циркуляторной.
Слід підкреслити, що ці системи працюють в тісній взаємодії. Ендокринна регуляція проявляється в стимулюючий вплив на гемопоез анаболічних гормонів (соматотропіну, андрогенів, інсуліну, інших ростових факторів). З іншого боку, глюкокортикоїди у великих дозах можуть пригнічувати кровотворення, що використовується в лікуванні злоякісних поразок кровотворної системи. Імунна регуляція здійснюється на міжклітинному рівні, проявляючись виробленням клітин імунної системи (макрофагами, моноцитами, гранулоцитами, лімфоцитами і ін.) Медіаторів, гормонів імунної системи, інтерлейкінів, які контролюють процеси проліферації, диференціювання та апоптозу кровотворних клітин.
Поряд з регуляторними факторами, що виробляються в самому організмі, на гемопоез має стимулюючий вплив цілий ряд екзогенних факторів, що надходять з їжею. Це перш за все вітаміни (В12, фолієва кислота, оротат калію), які беруть участь в біосинтезі білка, в тому числі і в кровотворних клітинах.