Хемопоеза

Поради факта, че кръвните клетки имат определена продължителност на живот, се изисква тяхното постоянно обновяване, което се извършва с процесите на хемопоеза. Хемопоезата е процес на образуване на кръвни клетки. Нарича се още кръвотворене или кръвообразуване. Хемопоезата е един интензивен процес, който продължава през целия живот на организма. Цел на кръвотворенето е да замести загиналите кръвни клетки, както и тези преминали от кръвта в други тъкани. При екстремни състояния, като хипоксия, инфекциозен процес, хемопоезата се адаптира към нуждите на организма.

Кръвотворенето започва още в жълтъчното мехурче на ембриона. От втория лунарен месец този процес се извършва в черния дроб и слезката, а от четвъртия и в костния мозък. След раждането хемопоезата се измества в червения костен мозък на скелетните кости, а в лимфоидната тъкан се образуват лимфоцити. Образуването на различните видове кръвни клетки се извършва в синусите на костния мозък. В този процес участват хемопоетичните стволови клетки и стромални клетки, фибробласти, остеобласти, ендотелни клетки и макрофаги. Всички тези клетки образуват необходимата микросреда за нормалното протичане на хемопоезата.

Хемопоетична стволова клетка

Стволовите клетки имат забележителния потенциал да се диференцират в много различни видове клетки в организма. Освен това в много тъкани те служат като вид ремонтна среда. Стволовите клетки се отличават от другите чрез две важни характеристики. Първо, те са неспециализирани клетки и са способни да се подновяват чрез клетъчно делене, дори и след дълги периоди на неактивност. Второ, при определени условия те могат да бъдат подтикнати от определени фактори да се диференцират в орган специфични клетки със специални функции.

Кръвните клетки се образуват от хематопоетичните стволови клетки чрез процеси на пролиферация и диференциация. Диференциацията се регулира от растежни фактори и цитокини, които се освобождават от клетките на микрообкръжението. След началото на процесите на диференциация хематопоетичните стволови клетки губят способността си да се самообновяват. Те могат да се диференцират в прогениторни клетки, които могат да станат кръвоначалници на два основни реда: на миелоидния ред или на лимфоидния ред. След многократни деления се получават унипотентни прогениторни клетки, които имат възможността да се диференцират само в една клетъчна линия – гранулоцитно-моноцитна, еритроидна, мегакариоцитна, В- или Т-лимфоцити. 

Хемопоезата е няколко вида, в зависимост от клетките, които се диференцират:

• еритропоеза;
• гранулоцитопоеза;
• лимфоцитопоеза;
• моноцитопоеза;
• тромбоцитопоеза.

Еритропоеза

Процесът на образуване на еритроцитите се нарича еритропоеза или еритроцитопоеза. Той започва с диференциация на плурипотентната стволова клетка в мултипопентна стволова клетка, последвана от еритроцит-колония образуваща прогениторна клетка и проеритробласт. Проеритробластът е клетка, която съдържа ядро и много рибозоми, в които започва да се синтезира хемоглобинът. От проеритробласта се диференцира базофилният еритробласт, които е по-малък по размер. След още няколко етапа на делене се образува ретикулоцитът, който е първата безядрена клетка, в която има остатъци от клетъчни органели. След като ретикулоцитът загуби органелите си се образува еритроцитът. Зрелият еритроцит изпълнява своите функции и живее около 120 дни. След това той се разгражда в слезката и хемоглобина, който се е съдържал в него се трансформира в черния дроб и се отделя под формата на билирубин.

Гранулоцитопоеза

Гранулоцитопоезата започва от плурипотентната хематопоетична стволова клетка. Първият индентифициран предшественик на гранулоцитите е миелобластът. От миелобласта се образува промиелоцитът, а от него миелоцитът. Миелоцитите съдържат специфични гранули и се делят на неутрофилни, еозинофилни и базофилни. Неутрофилният миелоцит притежава бъбрековидно ядро и два вида гранули (азурофилни и специфични). Еозинофилният миелоцит има овално ядро и еозинофилни гранули. Базофилният миелоцит притежава овално ядро и азурофилни гранули. След няколко последователни деления на миелоцитите се образуват метамиелоцити, който отново се делят на неутрофилни, еозинофилни и базофилни. Следва образуване на пръчковидни и сегментоядрени гранулоцити. Времето необходимо за диференциране на стволовата клетка до зрял гранулоцит е около 10 дни.

Лимфоцитопоеза

Лимфоцитопоезата е процес на образуване на лимфоцитите. Той преминава през следните стадии: хематопоетична стволова клетка, лимфоцитна прогениторна клетка, лимфобласт и лимфоцит. От прогениторните клетки се развиват три вида клетки – В- и Т-лимфоцити и клетки естествени убийци (NK-клетки).

Моноцитопоеза

Чрез моноцитопоезата се образуват моноцити, които навлизат в кръвния ток и при нужда се трансформират в макрофаги. Процесът на образуване на моноцити започва от хематопоетичната стволова клетка, последвана от моноцит колония образуваща прогениторна клетка, монобласти, промоноцити и моноцити. Времето необходимо за диференциране на зрял моноцит е около 55 часа.

Тромбоцитопоеза

В процесът на тромбоцитопоезата се образуват тромбоцитите (кръвните плочици). Той започва от хематопоетичната стволова клетка, последвана от колония-образуващата единица мегакариоцит, мегакариобласт, мегакариоцит и тромбоцити. Мегакариоцитите са големи клетки, от които чрез частична фрагментация се получават протромбоцити, от които се образуват тромбоцитите.

Регулация на хемопоезата

Регулацията на хемопоезата се осъществява чрез взаимодействие на генетичния потенциал с факторите на средата, към които спадат микрообкражението и растежните фактори. Растежните фактори, наречени още хемопоетични цитокини, са семейство от повече от 20 гликопротеина. Те се произвеждат от стромални клетки, ендотелни клетки, фибробласти, макрофаги, лимфоцити и други. Някои от по-известните хемопоетични цитокини са гранулоцитен-колония стимулиращ фактор, моноцитен-колония стимулиращ фактор, еритропоетин, тримбоцитопоетин и други. Техните ефекти се изразяват в стимулиращо или инхибиращо действие върху клетъчното делене, диференциация, пролиферация и апоптоза. В допълнение те улесняват взаимодействията между стволовите клетки и компонентите на микрообкръжението. Еритропоетинът е хормон, който регулира образуването на червените кръвни клетки. Произвежда се в бъбреците и в черния дроб. Еритропоетинът осъществява своето действие чрез свързването му с рецептори, разположени по мембраната на еритроидните клетки. Тази връзка между хормон и рецептор стимулира, тяхната диференциация и пролиферация. Еритропоетинът действа върху късните етапи на еритропоезата. Тромбоцитопоетинът е хормон, който се произвежда в черния дроб и ранните етапи на хемопоезата. При нормални условия по-голяма част от клетките в костния мозък не се делят. По-зрелите прогениторни клетки пролиферират и формират относително постоянен брой кръвни клетки, а една част от тях се подлага на апоптоза. Този тип хемопоеза се нарича конститутивна, тъй като се осъществява при относително постоянни условия. Различаваме и индуцируема хемопоеза, която се стимулира при наличие на стресови въздействия върху организма.

Хемопоезата е жизнено важен процес, подложен на прецизна регулация. Благодарение на него броят на кръвните клетки в организма се поддрържа относително постоянен. Това позволява на кръвта да изпълнява своите важни физиологични функции.