3.7. Регуляция кроветворения

Кроветворение, или гемопоэз, — это процессы размножения (пролиферации), дифференцировки (специализации) и созревания форменных элементов крови. Число форменных элементов в крови у здоровых животных колеблется в небольших пределах и быстро восстанавливается до физиологического благодаря регуляции про­цессов кроветворения, кроверазрушения и перераспределения кро­ви между кровяными депо и циркулирующей кровью.

В эмбриональном периоде первые кроветворные очаги появля­ются в желточном мешке; затем, по мере закладки и развития внутренних органов, кроветворение происходит в печени, селе­зенке, тимусе, лимфатических узлах, костном мозге. После рожде­ния все клетки крови образуются только в красном костном мозге, а экстрамедуллярное кроветворение (вне костного мозга) может наблюдаться при заболеваниях.

Кроветворный костный мозг расположен главным образом в плоских костях — в грудной кости, костях таза, в ребрах, отрост­ках позвонков, в черепных костях. У молодых животных крове­творный аппарат находится и в трубчатых костях, но в дальней­шем он, начиная со средней части кости, замещается желтым (жировым) костным мозгом и очаги кроветворения сохраняются только в эпифизах (головках), а у старых животных гемопоэз в трубчатых костях отсутствует.

Все клетки крови происходят из одной клетки костного моз­га — стволовой клетки. Эти клетки называются полипотентны-ми, т. е. клетками разных возможностей (греч. poly — наиболь­ший, potentia — способность, потенция). Стволовые полипотент-ные клетки (СПК) пребывают в неактивном состоянии и начина­ют размножаться в тех случаях, когда необходима регенерация клеток крови. Из стволовых клеток в ходе их дальнейшей диффе­ренцировки развиваются все клетки крови — эритроциты, лейко­циты и тромбоциты.

Стволовые клетки окружены ретикулярными клетками, фиб-робластами, ретикулиновыми волокнами. Здесь же находятся мак­рофаги, эндотелиальные клетки кровеносных сосудов. Все эти клетки и волокна формируют так называемое микроокружение стволовых клеток. Микроокружение, или ниша стволовых клеток, в одних случаях ограждает СПК от дифференцирующих стимулов и тем самым способствует их самоподдержанию в неактивном со­стоянии или, наоборот, оказывает влияние на дифференцировку СПК в направлении миелопоэза или лимфопоэза.

В периферической крови стволовые клетки присутствуют в очень небольшом количестве, примерно 0,1 % от всех стволовых клеток костного мозга. Выявление их в крови методически слож­ное не только из-за малого числа, но и потому, что морфологичес­ки они очень похожи на лимфоциты. Физиологическое значение

циркуляции в крови стволовых клеток, очевидно, заключается в том, чтобы равномерно заселить ими костный мозг, участки кото­рого анатомически разобщены.

В регуляции кроветворения участвуют нервные и гуморальные механизмы. Еще в работах С. П. Боткина и И. П. Павлова было доказано влияние ЦНС на клеточный состав крови. В частности, хорошо известны факты условно-рефлекторного эритроцитоза или лейкоцитоза. Следовательно, на кроветворение оказывает влия­ние кора больших полушарий. Единый центр кроветворения (по аналогии с пищевым или дыхательным) не обнаружен, но боль­шое значение в регуляции гемопоэза отводится гипоталамусу — отделу промежуточного мозга.

В кроветворных органах имеется большое число нервных воло­кон и нервных окончаний, осуществляющих двустороннюю связь кроветворного аппарата с ЦНС. Поэтому нервная система оказы­вает прямое влияние на размножение, созревание клеток и на раз­рушение лишних клеток.

Влияние ЦНС на кроветворение осуществляется через вегетатив­ную нервную систему. Как правило, симпатическая нервная система стимулирует кроветворение, а парасимпатическая — угнетает.

Помимо прямого контроля за деятельностью костного мозга ЦНС влияет на кроветворение через образование гуморальных факторов. Под воздействием нервных импульсов в тканях некото­рых органов образуются гемопоэтины — гормоны белковой приро­ды. Гемопоэтины воздействуют на микроокружение СПК, опреде­ляя их дифференцировку. Различают несколько видов гемопоэ-тинов — эритропоэтины, лейкопоэтины, тромбоцитопоэтины. По своим функциям гемопоэтины относятся к цитомединам — веще­ствам, осуществляющим контакт между клетками. Кроме гемо-поэтинов в регуляции гемопоэза участвуют и другие биологически активные вещества — как эндогенные, образующиеся в организме, так и экзогенные, поступающие из внешней среды. Такова общая схема регуляции гемопоэза. В механизме регуляции числа отдель­ных видов клеток крови имеются особенности.

Регуляция эритропоэза. Постоянно действующим физиологи­ческим регулятором эритропоэза является эритропоэтин.

У здорового животного, если ему ввести плазму крови от другого животного, перенесшего кровопотерю, возрастает чис­ло эритроцитов в крови. Это объясняется тем, что после крово-потери уменьшается кислородная емкость крови и возрастает выработка эритропоэтина, который и активизирует эритропоэз костного мозга.

Эритропоэтин образуется в почках и активизируется при взаимодействии с глобулином крови, который образуется в пече­ни. Образование эритропоэтина стимулируется при уменьшении содержания кислорода в тканях — например, при кровопотере, при длительном нахождении животных в условиях пониженного

128

9 — 3389

129

барометрического давления, при систематических тренировках спортивных лошадей, а также при заболеваниях, связанных с нару­шением газообмена. Стимуляторами эритропоэза являются продук­ты распада эритроцитов, кобальт, мужские половые гормоны.

В организме имеются также ингибиторы эритропоэтина — ве­щества, подавляющие его выработку. Ингибитор эритропоэтина активизируется при повышенном содержании кислорода в тка­нях — например, снижение числа эритроцитов в крови у высоко­горных жителей после попадания в местность на уровне моря. Ингибитор эритропоэтина обнаружен у новорожденных в первые дни и недели жизни, вследствие чего число эритроцитов у них снижается до уровня взрослого животного.

Таким образом, выработка эритроцитов регулируется посред­ством колебания содержания кислорода в тканях путем обратной связи, а реализуется этот процесс через образование эритропоэти­на, его активацию или ингибирование.

Довольно значительна в эритропоэзе роль кормовых факто­ров. Для полноценного эритропоэза необходимо достаточное со­держание в кормах белков, аминокислот, витаминов В₂, В₆, Bi₂, фолиевой кислоты, аскорбиновой кислоты, железа, меди, магния, кобальта. Эти вещества входят либо в гемоглобин, либо в состав ферментов, участвующих в его синтезе.

Витамин Bi2 называют внешним фактором кроветворения, так как он поступает в организм с кормом. Для его усвоения необ­ходим внутренний фактор — муцин (гликопротеид) желудочного сока. Роль муцина заключается в защите молекул витамина В₁₂ от разрушения микроорганизмами, заселяющими кишечник. Совокупность витамина Bj₂ и муцина желудочного сока называ­ют «фактор Боткина — Касла» — по фамилиям ученых, открыв­ших этот механизм.

Регуляция лейкопоэза. Пролиферацию и дифференцировку лей­коцитов индуцируют лейкопоэтины. Это тканевые гормоны, ко­торые образуются в печени, селезенке, почках. В чистом виде они пока не выделены, хотя известно об их неоднородности. Среди них различают эозинофилопоэтины, базофилопоэтины, нейтрофилопоэтины, моноцитопоэтины. Каждый вид лейко-поэтинов стимулирует лейкопоэз специфично — в направлении уве­личения образования эозинофилов, базофилов, нейтрофилов или моноцитов. Главным регулятором образования и дифференцировки Т-лимфоцитов является гормон тимуса — тимопоэтин.

Не вызывает сомнения также то, что в организме образуются стимуляторы и ингибиторы лейкопоэтинов. Они находятся между собой в определенных взаимоотношениях для поддержания ба­ланса между отдельными классами лейкоцитов (например, между нейтрофилами и лимфоцитами).

Продукты распада лейкоцитов стимулируют образование но­вых клеток того же класса. Поэтому чем больше клеток разруша-

ется в ходе защитных реакций, тем больше новых клеток выходит из кроветворных органов в кровь. Так, при образовании гнойника (абсцесса) в пораженном участке скапливается большое количест­во нейтрофилов, осуществляющих фагоцитоз. Значительная часть нейтрофилов при этом погибает, из клеток выделяются различные вещества, в том числе и те, которые стимулируют образование но­вых нейтрофилов. В результате в крови наблюдается высокая ней-трофилия. Это — защитная реакция организма, направленная на усиление борьбы с патогенным агентом.

В регуляции лейкопоэза участвуют железы внутренней секре­ции — гипофиз, надпочечники, половые железы, тимус, щитовид­ная железа. Например, адренокортикотропный гормон гипофиза вызывает снижение содержания эозинофилов в крови вплоть до полного их исчезновения и увеличивает количество нейтрофилов. Такое явление часто наблюдается у здоровых животных в условиях длительного стресса.

Регуляция тромбоцитопоэза. Число тромбоцитов в крови, так же как и других форменных элементов, регулируется нейрогумораль-пыми механизмами. Гуморальные стимуляторы называются тром-боцитопоэтинами, они ускоряют образование мегакариоцитов в костном мозге из их предшественников, а также их пролифера­цию и созревание.

При различных экспериментальных исследованиях и клини­ческих наблюдениях за больными обнаружены и ингибиторы об­разования тромбоцитов. Очевидно, только при уравновешивании ноздействий стимуляторов и ингибиторов поддерживается опти­мальный уровень образования тромбоцитов и их содержания в пе­риферической крови.

Итак, у здоровых животных поддерживается постоянное число форменных элементов в крови, но при различных физиологичес­ких состояниях или при внешних воздействиях в организме может изменяться концентрация отдельных клеток или их соотношение. )ти изменения происходят либо быстро, путем перераспределе­ния имеющегося запаса клеток между органами и тканями, либо медленно, но более продолжительно во времени — благодаря из­менению скорости кроветворения.