Функции красного костного мозга. Иммунный комплекс органов. Красный костный мозг Как формируются клетки крови

Препарат № 72. Кроветворение. Костный мозг млекопитающего животного (рис. 68, 69 и 70)

В кровеносной системе постоянно идет отмирание различных кровяных клеток, закончивших свой жизненный цикл. Количество клеток уменьшается и при случайных кровопотерях. В кроветворных органах образуются клетки крови, которые пополняют убыль, так как для нормального функционирования организма необходимо, чтобы в крови было определенное количество различных кровяных клеток. В селезенке и лимфатических узлах развиваются лимфоциты и моноциты, в красном костном мозгу взрослых млекопитающих - эритроциты и зернистые лейкоциты. На препарате красного костного мозга при внимательном изучении можно найти все основные стадии развития эритроцитов и зернистых лейкоцитов и таким образом составить себе ясное представление о морфологических превращениях кровяных клеток в процессе их развития, вплоть до образования зрелых кровяных клеток, выходящих уже в кровяной ток.

Выделяют кусочек костного мозга из бедренной кости кролика (или другого небольшого животного - собаки, кошки и т. д.) таким способом, как это описано выше (препарат № 13). Фиксируют его жидкостью Хелли, заливают в парафин, делают срезы толщиной 3-4 μ и окрашивают азур П-эозином. Препарат представляет собой срез через красный костный мозг.

При малом увеличении прежде всего бросаются в глаза крупные круглые жировые клетки с очень большими светлыми вакуолями различной величины. В живой клетке вакуоли заполнены жиром, а на фиксированном препарате вследствие обработки спиртом и ксилолом жир растворен. Ядро имеет вид

узкого темного образования, расположенного у самого края клетки.

Почти такой же размер, как жировые клетки, имеют мегакариоциты, обладающие оксифильной цитоплазмой и сегментированным ядром и подробно описанные выше (см, препарат № 15).

Вся остальная ткань костного мозга, называемая миэлоидвой, состоит из узкопетлистого ретикулярного синцития (см.

1 -кровяные клетки на различных стадиях развития, 2 - жировые клетки, 3- мегакаржжиты

препарат № 77), в петлях которого расположено очень много мелких клеток. Клетки эти лежат настолько плотно, что обычно мешают видеть ретикулярный синцитий.

При помощи иммерсионной системы можно увидеть, что эти клетки различного типа. Наиболее крупные из них (намного мельче жировых и мегакариоцитов) - гемоцитобласты. Они базофильны, и потому их цитоплазма окрашена в голубой цвет. Ядра этих клеток очень светлые, большие, круглые, содержат мало хроматина и одно или два ядрышка. По-видимому, из гемоцитобласти развиваются другие кровяные клетки.

Процесс образования эритроцитов называется эритропоэзом. В течение этого процесса клетки развиваются, много раз делятся, значительно изменяются от одной стадии к другой. На препарате можно найти различные стадии развития - от эритробласта до зрелого эритроцита.

Эритробласт представляет собой округлую клетку, несколько меньшую чём гемоцитобласт, с базофильной цитоплазмой, окрашенной в синий цвет, и круглым фиолетовым ядром, содержащим много глыбок хроматина. Ядрышко иногда заметно, иногда же оно маскируется глыбками хроматина.

Здесь же можно найти клетки, отличающиеся от предыдущих тем, что цитоплазма их вместо синего цвета оказывается фиолетовой, или же на синем фоне цитоплазмы появляются красные участки. Красноватый, тон указывает на возникшую оксифилию, которая зависит здесь от присутствия гемоглобина в цитоплазме. Эти клетки называются полихроматофильными эритробластамй. Ядра их круглые с большим количеством глыбок хроматина, среди которых ядрышки незаметны.

Наряду с полихроматофильными эритробластами встречаются нормобласты и зрелые эритроциты.

Нормобласты равны по величине нормальному эритроциту. Они обладают маленьким, плотным темноокрашенным, почти черным ядром; цитоплазма их насыщена гемоглобином и поэтому оксифильна - она окрашивается в ярко-розовый цвет эозином.

Зрелые эритроциты отличаются от нормобластов только тем, что не содержат ядер. Следует отметить, что эритроциты на данном препарате не всегда имеют круглую форму. Иногда они угловатые в связи с тем, что клетки сдавливаются соседними, так как обычно они расположены кучкой,

1 -гемоцитобласт, 2- проэритробласт, 3- полихроматофильный эритробласт, 4 - нормобласт, 5 -эритроцит

Процесс образования зернистых кровяных клеток, или гранулоцитов, называется гранулопоэзом. При очень внимательном рассмотрении препарата можно найти различные стадии развития нейтрофила и эозинофила.

Так, например, в большом количестве представлены промиэлоциты. Это крупные клетки, иногда даже крупнее гемоцитобласта. Ядра их светлые, круглые, с небольшим количеством

1 - гемоцитобласт, 2 - промиэлоцит, 3 - эозинофилывдй миэлоцит, 4 - нейтрофилъный миэлоцит, 5 - базофильный миэлоцит

хроматина, среди зерен которого легко различить одно или два ядрышка. Цитоплазма промиэлоцитов базофильна, окрашена в голубой цвет и в ней находятся мелкие азурофильные (вишневого цвета) зернышки, которые часто располагаются группами.

Несколько меньшего размера клетки-миэлоциты. Следует найти на препарате миэлоциты нейтрофильного и эозинофильного ряда.

Миэлоцит нейтрофильного ряда характеризуется густо окрашенным в фиолетовый цвет плотным ядром. Ядрышек здесь не видно. Форма ядра может быть круглой или подковообразной. Цитоплазма оксифильна, розового цвета с мелкими розовыми зернами, заполняющими всю клетку.

Миэлоцит эозинофильного ряда очень легко отличить от всех остальных клеток по наличию крупных кирпично-красных, зерен, окрашивающихся эозином. Зерна лежат плотно, цитоплазма ввиду этого почти не видна. Ядро у этих клеток, как и у предыдущих, темно-фиолетовое, круглое, бобовидное или подковообразное. Ядрышек нет.

Наряду с описанными формами клеток можно всегда найти некоторое количество зрелых неитрофилов и эозинофилов. Кроме того, встречаются малые и средние лимфоциты и моноциты.

Окраска: Гематоксилин-эозин

Срез красного костного мозга выглядит как скопление множества клеток с синими ядрами. Это гемопоэтические клетки разных стадий развития и зрелые форменные элементы крови. В отличие от мазка красного костного мозга, на его срезе отдельные виды клеток практически невозможно отличить друг от друга. Исключение составляют гигантские клетки костного мозга – мегакариоциты. В красном костном мозге всегда присутствуют жировые клетки. На препарате можно встретить артерии и синусоидные капилляры, заполненные эритроцитами.

Задание:

а) рассмотреть гемопоэтическую ткань. Клетки миелоидной ткани мелкие, округлые, ядра окрашены базофильно.

б) найти адипоциты. Адипоциты (жировые клетки) - крупные, округлой формы, расположены обычно группами.

а) найти мегакариоцит. Гигантские клетки костного мозга мельче адипоцитов, имеют оксифильно окрашенную цитоплазму и базофильно окрашенное дольчатое ядро.

б) найти ретикулярную клетку. Ретикулярные клетки стромы костного мозга легче всего найти между прилегающими друг к другу клетками жировой ткани. Ретикулярные клетки мелкие, имеют отростки. Ядро округлое, цитоплазма слабо оксифильно окрашена.

Зарисовать препарат при большом увеличении микроскопа и обозначить:

1. гемопоэтические клетки

2. адипоцит

3. мегакариоцит

4. ретикулярную клетку

Фото 1.1.1. Красный костный мозг. Срез.

Гем.-Эоз. Малое увеличение. (Ув.10х7)

Гем.-Эоз. Большое увеличение. (Ув.40х7)

Тимус.

Тимус (вилочковая железа) покрыт соединительнотканной капсулой, от которой отходят трабекулы, которые делят его на дольки. Строму долек тимуса образуют ретикулоэпителиальные клетки. В каждой дольке различают корковое и мозговое вещество. Корковое вещество образует периферическую часть дольки и содержит более 90% всех тимоцитов (Т-лимфоцитов тимуса). В этой зоне происходит антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов из полустволовых клеток, мигрирующих в орган из красного костного мозга. Ретикулоэпителиальные клетки стромы и эндотелий капилляров создают в корковом вещества тимуса барьер между кровью и развивающимися тимоцитами (гематотимусный). В мозговом веществе тимоцитов всего 10% и это, в основном, рециркулирующий пул зрелых лимфоцитов. Эпителиоретикулярные клетки в мозговом веществе дольки тимуса образуют тельца тимуса (слоистые эпителиальные тельца,тельца Гассаля). Тельца тимуса – это частично ороговевшие клетки стромы, образующие концентрические наслоения друг на друга.

Микропрепарат для изучения и зарисовки.

Тимус.

Окраска: Гематоксилин-эозин

Дольки состоят из округых тимоцитов, окрашенных резко базофильно. В дольке корковое вещество окрашено более интенсивно, чем центральная часть – мозговое вещество, что связано с различным содержанием тимоцитов (Т-лимфоцитов) в них. В мозговом веществе между лимфоцитами расположены оксифильно окрашенные тельца тимуса и хорошо видны сосуды (в основном вены).

Задание:

При малом увеличении микроскопа:

а) рассмотреть дольки тимуса

б) рассмотреть междольковую соединительную ткань

в) рассмотреть крупную дольку с хорошо выраженным корковым и мозговым веществом. Корковое вещество дольки тимуса более темное, т.к. в нем больше лимфоцитов. Между лимфоцитами располагаются клетки ретикулоэпителиальной стромы и макрофаги - крупные, слабо окрашенные клетки.

г) рассмотреть мозговое вещество тимуса. В мозговом веществе тимуса содержится 3-5% от всех лимфоцитов тимуса – оно светлее коркового. Между лимфоцитами мозгового вещества располагаются клетки ретикулоэпителиальной стромы, сосуды и слоистые эпителиальные тельца (тельца Гассаля, тельца тимуса).

д) рассмотреть в корковом веществе дольки тимуса ретикулоэпителиальные клетки.Они имеют отростки (на препарате отростки не видно из-за плотно лежащих лимфоцитов), слабо базофильно окрашенное ядро и оксифильно окрашенную цитоплазму.

Фото 1.2.1.; 1.2.2.

При большом увеличении микроскопа:

а) найти и рассмотреть в мозговом веществе дольки тимуса тимическое тельце тельце. Тельце тимуса имеет слоистое строение и ярко розовую окраску. Тельца расположены только в мозговом веществе.

б) найти и рассмотреть сосуды в мозговом веществе дольки тимуса. В отличие от оксифильно окрашенных телец тимуса, сосуд может быть полым или иметь зернистую структуру, если заполнен эритроцитами желтого цвета.

Зарисовать препарат и обозначить на рисунке:

1. капсулу

а) корковое вещество

б) мозговое вещество

3. междольковую соединительную ткань

4. междольковый сосуд

5. тимоцит

6. эпителиоретикулоцит

7. тельце тимуса

8. внутридольковый сосуд

Фото 1.2.1. Тимус. Гем.-Эоз.

Малое увеличение. (Ув.10х7)

тельце тимуса (слоистое эпителиальное тельце)

К системе реактивности организма человека принадлежат органы, осуществляющие восприятие всех внешних и внутренних сигналов, их анализ и адекватную конкретной обстановке регуляцию жизнедеятельности, а также интеграцию функций органов и систем организма. Систему реактивности представляют органы иммунной защиты, эндокринные железы, нервная система с ее периферическим сенсорным аппаратом. Эти три части организма объединяются в единую нейро-эндокринно-иммунную систему, поскольку их деятельность взаимно согласована и зависима. Так, нейропептиды, синтезируемые эндокринными нейронами, влияют на активность иммунокомпетентных клеток, а биологические активные вещества иммунокомпетентных клеток оказывают влияние на клетки и ткани, сходные с таковыми для гормонов эндокриноцитов и пептидов нейронов.

Иммунный комплекс органов

Иммунный комплекс органов включает вилочковую железу (тимус), лимфатические узлы, селезенку, лимфоидные образования в стенке пищеварительного тракта и в других органах и красный костный мозг, где развиваются все клетки крови, в том числе осуществляющие иммунный надзор.

Несмотря на топографическую разобщенность , эти органы вместе с кровью и лимфой образуют единую в функциональном отношении систему, обеспечивающую поддержание процессов кроветворения и иммунной защиты. Органы кроветворения представляют собой открытую систему с постоянным перемещением клеток крови.

Различают центральные и периферические органы кроветворения и иммуногенеза. К центральным органам относят красный костный мозг и вилочковую железу. К периферическим кроветворным и иммунным органам принадлежат лимфатические узлы, селезенка, миндалины и другие лимфоидные образования в составе слизистных оболочек органов.

Красный костный мозг

Красный костный мозг - центральный гемопоэтический орган. В нем находится основная часть стволовых кроветворных клеток и происходит развитие клеток миелоидного и лимфоидного рядов, осуществляется антигеннезависимая дифференцировка В-лимфоцитов (рис. 108).

В эмбриогенезе человека костный мозг появляется впервые на 2-3-м месяцах в плоских костях и позвонках, на 4-м месяце - в трубчатых костях конечностей. Различают красный костный мозг и желтый костный мозг. Красный костный мозг находится в эпифизах трубчатых костей, в губчатом веществе плоских костей, в лопатках, грудине, позвонках, костях черепа. Несмотря на такое рассредоточение, функционально он тесно взаимосвязан благодаря постоянной миграции клеток и наличию общих механизмов регуляции процессов кроветворения.

Масса костного мозга 1,6-3,7 кг, что составляет 3-6% от массы тела. Красный костный мозг имеет темно-красный цвет. Консистенция его полужидкая. Это позволяет делать из него тонкие мазки, изучение которых имеет большое диагностическое значение в клинике.

Образована костными перекладинами, идущими от эндоста. Между ними располагается ретикулярная ткань. Последняя состоит из трехмерной сети гетероморфных ретикулярных клеток фибробластического вида (фибробласты костного мозга). Они вырабатывают межклеточное вещество, включающее ретикулярные волокна и амфорный компонент с большим содержанием гликозаминогликанов, ростовые факторы (интерлейкины). Кроме ретикулярных клеток к стромальным клеточным элементам относятся остеобласты, входящие в состав эндоста и способные влиять на пролиферацию гемопоэтических клеток, адвентициальные - малодифференцированные клетки, сопровождающие кровеносные сосуды, жировые клетки. Все эти клетки развиваются в результате дивергентной дифференцировки стромальной стволовой клетки и играют роль микроокружения для развивающихся клеток крови.

Строма красного костного мозга пронизана кровеносными сосудами микроциркуляторного русла. В основном это капилляры синусоидного типа с диаметром около 30 мкм.

В петлях ретикулярной ткани красного костного мозга расположено множество кроветворных клеток (в том числе стволовых кроветворных, клеток-предшественников миело- и лимфопоэза, клеток гранулоцитарного, эритроцитарного, лимфоцитарного, моноцитарного и тромбоцитарного рядов на различных стадиях дифференцировки).

Количество стволовых кроветворных клеток в красном костном мозге наибольшее по сравнению с другими кроветворными органами (50 на 105 клеток). Концентрация стволовых кроветворных клеток вблизи эндоста в 3 раза больше, чем в других участках костного мозга. Именно здесь наиболее интенсивно идет кроветворение, что связывается с выработкой остеобластами интерлейкинов и повышенным содержанием кальция.

Развивающиеся клетки крови располагаются в красном костном мозге группами (островками, "гнездами"), представляющими собой диффероны, или гистогенетические ряды клеточной дифференцировки. Эритробласты находятся вблизи макрофагов, содержащих железо фагоцитированных эритроцитов, и получают от них железо, необходимое для построения гемоглобина. Созревающие гранулоциты образуют островки, подобно эритроидным клеткам, с тем, однако, отличием, что они не имеют связи с макрофагами.

Клетки тромбоцитарного ряда (мегакариобласты и мегакариоциты) локализуются преимущественно вблизи кровеносных синусоидов. Отростки цитоплазмы мегакариоцитов при этом проникают через поры в стенке синусоидов внутрь сосудов, и от них отделяются фрагменты цитоплазмы в виде кровяных пластинок (тромбоцитов). Последние тут же поступают в кровоток.

В красном костном мозге обычно вокруг кровеносных сосудов встречаются небольшие группы лимфоцитов и моноцитов. Среди множества кровяных клеток в красном костном мозге больше всего зрелых клеточных форм или близких к состоянию зрелости (эритробластов, метамиелоцитов и др.). В случае необходимости, например, при кровопотере, они могут быстро завершить дифференцировку и перейти в кровоток. В нормальных условиях через стенку синусоидных капилляров могут проникать лишь зрелые формы клеточных дифферонов.

Желтый костный мозг расположен в диафизах трубчатых костей. Он представлен преимущественно жировой тканью. В жировых клетках содержится пигмент липохром, имеющий желтый цвет. Желтый костный мозг рассматривается как кроветворный резерв, и в случае больших кровопотерь он начинает функционировать как кроветворный орган. Желтый и красный костный мозг - это два функциональных состояния одного кроветворного органа.

Красный костный мозг очень чувствителен к действию радиации, интоксикаций бензолом, толуолом и другими ядами. Особенно уязвимы при этом "бластные" клеточные формы. Происходит опустошение костного мозга и в результате остается лишь ретикулярная строма. Отмечаются выраженные изменения костного мозга, связанные с превращением миелоидной ткани в жировую, а в старческом возрасте - в слизистую, желатинозную ткани.

Красный костный мозг – это место, где рождаются и развиваются лейкоциты, эритроциты, тромбоциты, после чего выходят в кровь и приступают к своим обязанностям, заменяя погибшие или отжившие клетки. Благодаря этой особенности костный мозг является очень важным органом кроветворной системы организма.

Основной задачей красного костного мозга является кроветворение. Вместе с другими органами кроветворной системы он принимает участие в поддержании стабильного числа клеток крови (лейкоцитов, тромбоцитов, эритроцитов). С этой функцией костный мозг справляется за счет того, что на замену отмершим или погибшим клеткам он продуцирует новые, молодые и здоровые клетки.

Костный мозг формироваться начинает ещё в ключице малыша через два месяца после оплодотворения. Месяц спустя он уже есть во всех плоских костях и начинает активно влиять на формирование костной ткани. К началу одиннадцатой неделе в нем начинают скапливаться стволовые клетки. Между 20-28 неделями у малыша образовывается костномозговой канал, который в течение этого времени превращается в кроветворный орган.

Костный мозг бывает красным и желтым. В кроветворении принимает участие красный костный мозг. Что касается желтого, то он состоит в основном из жировой ткани, и в формировании клеток крови не участвует. Хотя в экстремальных ситуациях способен взять на себя эту функцию.

Между красным и желтым мозгом разделения четкого нет. Объясняется это тем, что сразу после рождения желтый мозг медленно начинает вытеснять красный из костей. В результате уже к четырем-пяти годам все крупные полости трубчатых костей заполняются желтым мозгом. Поэтому с возрастом у человека функция кроветворения уменьшается, а потому кровяные клетки обновляются не так быстро, как в детстве.

Как формируются клетки крови

Красный костный мозг по виду является полужидкой субстанцией красного темного цвета, которая находится в пористой части костей скелета. Большая часть его располагается в костях ребер и таза. Помимо этого он есть в позвонках, длинных трубчатых костях.

Состоит красный костный мозг из кроветворной ткани и стромы (неоформленной соединительной ткани). При этом он полностью пронизан питающими и синусоидными капиллярами, через которые молодые сформировавшиеся клетки выходят в кровь. Также в костный мозг проникают нервные волокна, которые обеспечивают его связь с центральной нервной системой.

В красном костном мозгу находится три основных вида клеток, которые участвуют в кроветворении. К первому относят стволовые клетки, которые в ходе деления образуют клетки, из которых впоследствии будут сформированы эритроциты, лейкоциты, тромбоциты.

Второй вид – это мультипотентные клетки. В ходе их деления образуются лейкоцитарный, а также эритроцитарный ростки кроветворения, из которых выходят лейкоциты и эритроциты. Каждый лейкоцит является важной частью иммунной системы: он защищает от патогенов, которые атакуют извне, также к его функциям относится уничтожение поврежденных клеток организма. Эритроциты обладают способностью насыщать ткани кислородом, забирать и выводить наружу углекислый газ. Среди их функций – участие в различных обменных процессах, транспортировка к клеткам некоторых питательных элементов.

Помимо этого, из дочерних клеток мультипотентных частиц появляются предшественники тромбоцитов. Их называют мегакариобласты.

К третьему виду относят зрелые ростки кроветворной системы. Из миелоидной стволовой клетки идут четыре ростка:

• Мегакариоцитарный – из него развиваются тромбоциты. Так называют клетки, которые являются частью свертывающей системы, и активизируются сразу, как только повреждаются ткани организма. Также среди их функций – участие в некоторых иммунных реакциях.

• Эритроидный – здесь образуются эритроциты.

• Гранулоцитарный – отсюда появляются лейкоциты, в составе которых есть ядро (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы).

• Моноцитарно-макрофагальный – образуются моноциты (безъядерные лейкоциты).

Также в красном костном мозгу находится лимфоидная стволовая клетка, которая дает лимфоцитарный росток. Он является ответственным за ранние этапы созревания лимфоцитов. Так называют ещё один вид лейкоцитов, что не имеет ядра.

После того как процесс формирования эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов в красном костном мозге заканчивается, они по мере необходимости по капиллярам поступают кровоток. При этом лейкоциты через какое-то время покидают кровеносные сосуды и расселяются вокруг них.

Некоторые В-лимфоциты после контакта с антигеном (белковыми соединениями, которые вызывают иммунный ответ организма) возвращаются в красный мозг. Дальше они преобразуются в плазматические клетки, которые отвечают за выработку антител. В дальнейшем, при повторном соприкосновении с антигенами, иммунитет будет готов с ними бороться.

Зачем нужна биопсия?

У здорового человека в крови незрелые клетки крови находятся в очень малом количестве, поскольку в кровь поступают лишь после полного созревания. Если анализ показал их присутствие в крови, это однозначно говорит о развитии в организме патологических процессов.

Как это происходит, можно рассмотреть на примере лейкоцитов. Если организм поражает болезнь, первыми начинают гибнуть самые зрелые из них. Если они не справились с задачей, в бой вступают более молодые клетки крови. В случае их гибели из костного мозга в кровь выходят незрелые лейкоциты и атакуют патогены. Поэтому если анализ показал присутствие до конца несозревших лейкоцитов в крови, это сигнализирует о серьезных патологических процессах в организме.

Поэтому при тяжелой форме анемии, при подозрении на развитие некоторых видов раковых опухолей, заболеваний крови, лейкоза, врачи назначают сделать процедуру, которая называется биопсия костного мозга. Затем, на основе полученных результатов врач сможет сделать заключение о характере заболевания.

Гистология костного мозга является самым точным методом для диагностики онкологического заболевания. Ошибка при биопсии возможна лишь в том случае, если были нарушены правила изъятия образца на анализ, а также, если на момент обследования злокачественные клетки только начали зарождаться. При этом гистология не только является единственным методом точно определить наличие злокачественных клеток на начальной стадии недуга, но и позволяет подобрать подходящий метод лечения.

Биопсия не является опасной процедурой, по времени занимает несколько минут. Проводят гистологию под местным обезболиванием. Вначале пациент ложится на спину, затем кожу грудины обрабатывают антисептиком. Затем с помощью иглы делают прокол на уровне грудины напротив третьего ребра посередине. После этого шприцом отсасывают небольшое количество костного мозга, затем вынимают иглу, наложив после этого стерильную повязку.

Мазок красного костного мозга из извлеченного материала готовят немедленно и сразу же приступают к подсчетам. Повышение или понижение количества клеточных элементов костного мозга является свидетельствованием о самых разных заболеваниях системы крови. Поэтому результаты гистологии должны изучить гематологи, терапевты, онкологи, неврологи.

Прежде чем поставить точный диагноз, также должны быть учтены данные других обследований, а также результаты анализов крови, которые были сданы пациентом. И лишь затем врач назначает лечение, придерживаться которого нужно обязательно.