Эритропоэз и места образования эритроцитов¶
Эритроциты (красные кровяные тельца) — клетки крови, осуществляющие перенос кислорода от лёгких к тканям и углекислого газа — обратно. У человека и большинства позвоночных они образуются в процессе, называемом эритропоэзом, который у взрослого человека происходит преимущественно в красном костном мозге трубчатых костей.
¶Где образуются эритроциты у взрослого человека
У здорового взрослого человека основным местом эритропоэза является красный костный мозг, расположенный в губчатом веществе плоских костей (грудина, подвздошная кость, рёбра, позвонки) и в эпифизах трубчатых костей (бедренная, большеберцовая, плечевая). Красный костный мозг — это мягкая ткань, заполняющая полости костей, где сосредоточены гемопоэтические стволовые клетки, способные давать начало всем форменным элементам крови.
Эритроциты развиваются из мультипотентных гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) под действием ряда факторов роста. Ключевым регулятором является гормон эритропоэтин, который продуцируют преимущественно клетки почечных канальцев (около 90 %) и, в меньшей степени, клетки печени. При снижении уровня кислорода в тканях (гипоксии) секреция эритропоэтина возрастает, что стимулирует пролиферацию и дифференцировку эритроидных предшественников.
¶Стадии развития эритроцита
Эритропоэз включает последовательные стадии, каждая из которых имеет морфологические особенности:
| Стадия | Характеристика |
|---|---|
| Гемоцитобласт | Мультипотентная стволовая клетка-предшественник |
| Общий миелоидный предшественник | Клетка, дающая начало всем миелоидным линиям |
| Пронормобласт | Первая клетка чисто эритроидного ряда, крупная, с крупным ядром |
| Базофильный нормобласт | Цитоплазма окрашивается базальными красителями из-за большого количества рибосом |
| Полихроматофильный нормобласт | Сочетание рибосом и накапливающегося гемоглобина |
| Оксифильный нормобласт | Ядро уменьшается, цитоплазма приобретает кислотные свойства |
| Ретикулоцит | Клетка, потерявшая ядро, содержит остатки органелл (сетчатую структуру) |
| Зрелый эритроцит | Двояковогнутый диск без ядра и органелл, заполненный гемоглобином |
Полный цикл развития от стволовой клетки до зрелого эритроцита занимает около 7 суток. Ретикулоциты составляют примерно 0,5–1,5 % от общего числа эритроцитов в периферической крови и остаются в костном мозге ещё 1–2 суток, прежде чем выйти в кровоток.
¶Эритропоэз в периоде внутриутробного развития
Локализация эритропоэза меняется в зависимости от возраста эмбриона или плода:
- Желточный мешок (первые 2–3 недели развития). Первые эритроциты образуются внекорпорально — в желточном мешке, и они крупнее обычных и содержат ядро (макроцитарные).
- Печень (с 3-й недели до 5–6-го месяца беременности). Основной орган кроветворения плода во втором триместре. Печёночные эритроциты постепенно теряют ядро.
- Селезёнка (с 3-го по 7-й месяц). Дополнительный, но не главный источник эритроцитов.
- Костный мозг (с 4-го месяца, становится основным к моменту рождения). К третьему триместру костный мозг берёт на себя основную функцию эритропоэза, и после рождения она остаётся за ним.
Эти различия объясняют, почему у новорождённых в крови могут присутствовать эритроциты с остаточными ядрами и почему при патологии (например, миелофиброзе) у взрослых может возобновляться внекостномозговое кроветворение — в печени и селезёнке (эктопический эритропоэз).
¶Регуляция эритропоэза
Процесс образования эритроцитов контролируется сложной системой:
- Эритропоэтин — основной стимулятор; его уровень повышается при гипоксии, анемии, кровопотере.
- Железо — необходимый компонент гемоглобина; дефицит железа приводит к снижению выработки эритроцитов (железодефицитная анемия).
- Витамины B6, B12 и фолиевая кислота — участвуют в синтезе ДНК и делении эритроидных предшественников; их дефицит вызывает мегалобластные анемии.
- Гормоны щитовидной железы, кортикостероиды и андрогены — модулируют активность эритропоэза.
¶Клиническое значение
Заболевания костного мозга (апластическая анемия, лейкозы, метастазы опухолей) нарушают эритропоэз и приводят к анемии. При тяжёлой почечной недостаточности снижение продукции эритропоэтина — одна из главных причин анемии, что лечится назначением рекомбинантного эритропоэтина. В диагностике используют показатели ретикулоцитов, уровень сывороточного эритропоэтина и исследование костного мозга (трепанобиопсия).
¶Интересные факты
- Ежесуточно в костном мозге образуется около 200 млрд новых эритроцитов — это один из самых интенсивных процессов клеточного деления в организме.
- Средняя продолжительность жизни зрелого эритроцита человека — около 120 дней; старые клетки уничтожаются макрофагами селезёнки и печени.
- У птиц, рептилий и амфибий эритроциты ядерные, а у млекопитающих — безъядерные, что связано с адаптацией к более интенсивному обмену веществ.