Возрастные изменения крови

В развитии крови как ткани в эмбриональном периоде можно выделить 3 основных стадии, сменяющих друг друга одна за другой – мезобластная, гепатолиальная и медуллярная.

Первая мезобластическая стадия – появление клеток крови во внеэмбриональных органах, а именно в мезенхиме стенки желточного мешка, в мезенхиме хориона и стебля. В этом случае появляется первое поколение стволовых клеток крови (СКК). Мезобластическая стадия наступает с 3-й по 9-ю неделю развития человеческого эмбриона.

Вторая гепатолиенальная стадия наступает на 5-6 неделе развития плода. Когда печень становится главным органом кроветворения, в ней образуется второе поколение стволовых клеток крови. Кроветворение в печени достигает максимума через 5 месяцев и заканчивается до рождения. ССК печени занимают тимус, селезенку и лимфатические узлы.

Третья медуллярная стадия (костномозговая) – это появление третьего поколения стволовых клеток крови в красном костном мозге, где кроветворение начинается с 10-й недели и постепенно увеличивается к рождению. После рождения костный мозг становится центральным органом кроветворения.

Рассмотрим подробнее особенности кроветворения в стенке желточного мешка, печени, тимусе, селезенке, лимфатических узлах и костном мозге [20].

Кроветворение в стенке желточного мешка

В мезенхиме стенки желточного мешка выделяются зачатки сосудистой крови или кровяные островки. В них мезенхимальные клетки округляются, теряют отростки и превращаются в стволовые клетки крови. Клетки, граничащие с островками крови, уплощаются, соединяются и образуют эндотелиальную выстилку будущего сосуда. Некоторые стволовые клетки дифференцируются в первичные клетки крови (бласты). Большинство первичных клеток крови митотически делятся и превращаются в первичные эритробласты, для которых характерны большие размеры – мегалобласты. Эта трансформация происходит в связи с накоплением эмбрионального гемоглобина (HbF) в цитоплазме бластов. В некоторых первичных эритробластах ядро подвергается кариорексису и удаляется из клеток, в других ядро сохраняется. В результате образуются ядросодержащие и ядерные первичные эритроциты, которые имеют большие размеры по сравнению с нормоцитами и поэтому называются мегалоцитами. Этот тип кроветворения известен как мегалобластический. И характерен он для эмбрионального периода, но при некоторых заболеваниях может возникнуть и в послеродовой период.

Вместе с мегалобластным в стенке желточного мешка начинается нормобластное кроветворение, в котором из бластов образуются вторичные эритробласты, из которых образуются вторичные эритроциты (нормоциты).

Развитие эритроцитов в стенке желточного мешка происходит внутри первичных кровеносных сосудов. В то же время небольшое количество гранулоцитов – нейтрофилов и эозинофилов – экстраваскулярно отличается от бластов, расположенных вокруг стенок сосудов.

Постэмбриональный гемопоэз - это физиологический процесс регенерации крови, который компенсирует физиологическое разрушение дифференцированных клеток. Он делится на миелопоэз и лимфопоэз [6].

Миелопоэз происходит в миелоидной ткани, которая расположена в эпифизах трубчатых и в полостях многих губчатых костей. Здесь развиваются эритроциты, гранулоциты, моноциты, тромбоциты, а также предшественники лимфоцитов. Миелоидная ткань содержит стволовые клетки крови и соединительной ткани. Предшественники лимфоцитов постепенно мигрируют и колонизируют тимус, селезенку, лимфатические узлы и некоторые другие органы.

Лимфопоэз происходит в лимфоидной ткани, которая имеет несколько разновидностей, обнаруживается в тимусе, селезенке и лимфатических узлах. Он выполняет функции образования Т- и В-лимфоцитов и иммуноцитов (например, плазматических клеток).

Миелоидная и лимфоидная ткань относятся к типам соединительной ткани, т.е. относятся к тканям внутренней среды. Они представляют собой две основные клеточные линии  клетки ретикулярной ткани и кроветворные клетки.

Ретикулярные, а также жировые, тучные и остеогенные клетки вместе с межклеточным веществом образуют микросреду для кроветворных элементов. Структуры микросреды и кроветворные клетки работают неразрывно друг с другом. Микроокружение влияет на дифференциацию клеток крови (через контакт с их рецепторами или путем выделения определенных факторов).

Таким образом, миелоидные и все типы лимфоидных тканей характеризуются наличием стромальных и кроветворных элементов, составляющих единое функциональное целое [8].

СКК относится к самоподдерживающейся популяции клеток. Они редко делятся. Идентификация СКК стала возможной благодаря методу образования колоний клеток  потомков стволовых клеток.

Пролиферативная активность СКК регулируется колониестимулирующими факторами (КСФ), различными типами интерлейкинов (ИЛ-3 и др.). Каждый CКК в эксперименте или лабораторном исследовании образует колонию и называется колониеобразующей единицей (КОЕ).

Исследование клеточного состава колоний позволило выявить две линии их дифференцировки. Одна линия дает начало мультипотентной клетке – родоначальнице гранулоцитарного, эритроцитарного, моноцитарного и мегакариоцитарного рядов гемопоэза (сокращенно КОЕ-ГЭММ). Вторая линия дает начало мультипотентной клетке – родоначальнице лимфопоэза (КОЕ-Л).

Эритроциты

Красные клетки крови, называемые также эритроцитами, являются наиболее распространенным типом клеток крови и основным средством доставки кислорода в ткани тела позвоночных - через кровоток в системе кровообращения. 

Цитоплазмы эритроцитов богаты гемоглобином, содержащим железо биомолекул, который может связывать кислород и отвечают за красный цвет клеток и крови. 

Каждый эритроцит человека содержит приблизительно 270 миллионов этих молекул гемоглобина. Клеточная мембрана состоит из белков и липидов, и эта структура обеспечивает свойства, необходимые для физиологической клеточной функции, таких как деформируемость и устойчивость при обходе кровеносной системы и, в частности, в капиллярной сеть.

У человека зрелые эритроциты представляют собой гибкие овальные двояковогнутые диски. В них отсутствует ядро и большинство органелл, чтобы разместить максимальное пространство для гемоглобина; их можно рассматривать как мешки с гемоглобином.

У взрослых людей в секунду вырабатывается около 2,4 миллиона новых эритроцитов. Клетки развиваются в костном мозге и циркулируют в организме в течение примерно 100-120 дней, прежде чем их компоненты будут переработаны макрофагами. Каждая циркуляция занимает около 60 секунд (одну минуту). 

Примерно 84% клеток человеческого тела составляют 20-30 триллионов эритроцитов. Почти половина объема крови (от 40% до 45%) – это эритроциты.

Типичный эритроцит человека имеет диаметр диска примерно 6,2-8,2 мкм, толщину в самом толстом месте 2-2,5 мкм и минимальную толщину в центре 0,8-1 мкм, что намного меньше, чем у большинства других эритроцитов. клетки человека. Эти клетки имеют средний объем около 90 мкл с площадью поверхности около 136 мкм и могут набухать до сферической формы, содержащей 150 мкл, без растяжения мембраны.

Красный цвет крови обусловлен спектральными свойствами гемических ионов железа в гемоглобине. 

Каждая молекула гемоглобина несет четыре гемовых группы; гемоглобин составляет около трети общего объема клеток. Гемоглобин отвечает за транспортировку более 98% кислорода в организме (оставшийся кислород переносится растворенным в плазме крови). В эритроцитах среднего взрослого мужчины-мужчины в совокупности хранится около 2,5 граммов железа, что составляет около 65% от общего количества железа, содержащегося в организме.

Общее количество крови и ее основные параметры

Количество крови в организме человека меняется с возрастом. Общее количество крови у взрослого человека 4-6 литров (у мужчин в среднем около 5,4 л, у женщин – около 4,5 л). По абсолютным значениям количество крови у детей меньше (что связано с небольшим объемом тела), в то время как на 1 кг массы тела в детском организме крови больше. 

Это объясняется более высоким уровнем обмена веществ, связанным с интенсивными процессами роста и развития. Так относительно массы тела у новорожденных количество крови составляет 14,7% (1/8 веса тела), у детей 58 одного года – 10,9% (1/10 веса тела), у подростков и взрослых – 7-8 % (1/14 веса тела). У мальчиков, как правило, количество крови несколько больше, чем у девочек. У новорожденных плотность (удельный вес) крови несколько выше (1,060-1,080), чем у детей более старших возрастов. Установившаяся с первых месяцев жизни плотность крови (1,052-1,063) сохраняется до конца жизни с небольшими колебаниями у взрослых и составляет в среднем 1,055-1,062 для мужчин и 1,050-1,056 для женщин. 

Относительная вязкость крови велика в первые дни постнатального периода в основном из-за увеличения числа эритроцитов. К концу первого месяца жизни вязкость снижается и остается затем на более или менее постоянном уровне. У новорожденных в возрасте 3-5 дней вязкость крови порядка 10,0-14,8 усл. ед., что в 2-3 раза превышает показатели взрослого человека. Постепенно снижаясь, она достигает к концу первого месяца обычных цифр – в среднем 4,6 усл. ед. Данный показатель зависит от пола: у девочек средняя величина относительной вязкости крови составляет 4,58, у мальчиков – 4,6 усл. ед. В пожилом и старческом возрасте относительная вязкость крови составляет в среднем 4,5 при колебаниях в диапазоне 3,5 – 5,4 усл. ед. Относительная вязкость сыворотки крови у детей всех возрастов (после периода новорожденности) составляет в среднем 1,88 усл. ед. 

Возрастные особенности форменных элементов крови

Количество эритроцитов в 1 мм3 крови новорожденных колеблется в довольно широких пределах: от 4,50 млн. до 7,20 млн. (в среднем 5,80 млн.). Наибольшее число эритроцитов наблюдается в первые часы жизни (7,20 млн.); затем их количество быстро понижается (6,20 млн.), и к 12-му дню жизни достигает относительной нормы (4,98 млн.). У недоношенных новорожденных детей общее количество эритроцитов колеблется в пределах от 7,225 млн. до 4,450 млн. в 1 мм3. 

Диаметр эритроцитов у новорожденных колеблется в пределах от 3,25 до 10,25 мкм. У детей в возрасте 1-3 лет количество эритроцитов в среднем составляет 3,07-5,00 млн.; 4-6 лет – 3,70-4,50 млн.; 7-12 лет – 4,00-4,70 млн. У детей от 1 до 2 лет наблюдаются большие индивидуальные колебания в числе красных кровяных телец. 

Гемопоэз – образование кровиклеточные компоненты. Все клеточные компоненты крови происходят из гемопоэтических стволовых клеток. У здорового взрослого человека ежедневно вырабатывается примерно 1011-1012 новых клеток крови для поддержания стабильного уровня в периферическом кровообращении. 

Под эмбриональным кроветворением понимают процесс кроветворения как ткани, а постэмбриональный гемопоэз – это процесс физиологической и репаративной регенерации крови.

В развитии крови как ткани в эмбриональном периоде можно выделить 3 основных стадии, которые одна за другой сменяют: мезобластический, когда начинается развитие клеток крови во внеэмбриональных органах – мезенхиме стенки желточного мешка, хориона и стебля и появляется первое поколение стволовых клеток крови; печеночный, которая начинается в печени с 5-й-6-й недели внутриутробного развития, когда печень становится главным органом кроветворения, в ней формируется ССК; костномозговая – появление третьего поколения СКК в костном мозге, где кроветворение начинается с 10-й недели и постепенно увеличивается к рождению, а после рождения костный мозг становится центральным органом кроветворения.

Постэмбриональный гемопоэз – это процесс физиологической регенерации крови (обновления клеток), который компенсирует физиологическое разрушение дифференцированных клеток. Он делится на миелопоэз и лимфопоэз.

Миелопоэз происходит в миелоидной ткани, которая расположена в эпифизах канальцев и в полостях многих губчатых костей. Здесь развиваются эритроциты, гранулоциты, моноциты, тромбоциты, а также предшественники лимфоцитов. Миелоидная ткань содержит стволовые клетки крови и соединительной ткани. Предшественники лимфоцитов постепенно мигрируют и колонизируют тимус, селезенку, лимфатические узлы и некоторые другие органы.

Лимфопоэз происходит в лимфоидной ткани, которая имеет несколько разновидностей, обнаруживается в тимусе, селезенке и лимфатических узлах. Он выполняет функции образования Т- и В-лимфоцитов и иммуноцитов (например, плазматических клеток).

Количество крови в целом и некоторых клеток крови в организме человека в частности меняется с возрастом. В абсолютном выражении крови у детей меньше, а в организме ребенка крови на 1 кг больше.