二、骨髓和血細胞發(fā)生
各種血細胞都有一定的壽命,紅細胞的壽命平均約120天,白細胞的壽命為數(shù)天、數(shù)周或數(shù)年。血細胞不斷地衰老和死亡,由新生的血細胞不斷補充,使外周血循環(huán)中血細胞數(shù)量和質(zhì)量保持動態(tài)平衡。
人的血細胞最早是在胚胎卵黃囊壁的血島生成,胚胎第6周,從卵黃囊遷入肝的造血干細胞開始造血,第4~5月脾內(nèi)造血干細胞增殖分化產(chǎn)生各種血細胞。從胚胎后期至生后終身,骨髓成為主要的造血器官,產(chǎn)生紅細胞系、粒細胞系、單核細胞系和巨核細胞-血小板系;這些細胞系稱為骨髓成分。脾和淋巴結(jié)等淋巴器官以及淋巴組織產(chǎn)生淋巴成分。
。ㄒ)骨髓的結(jié)構(gòu)
骨髓位于骨髓腔中,約占體重的4%-6%,是人體最大的造血器官。骨髓分為紅骨髓(red bone marrow)和黃骨髓(yellow bone marrow)。胎兒及嬰幼兒時期的骨髓都是紅骨髓,大約從5歲開始,長骨干的骨髓腔內(nèi)出現(xiàn)脂肪組織,并隨年齡增長而增多,即為黃骨髓。成人的紅骨髓和黃骨髓約各占一半。紅骨髓主要分布在扁骨、不規(guī)則骨和長骨骺端的骨松質(zhì)中,造血功能活躍。黃骨髓內(nèi)僅有少量的幼稚血細胞,故仍保持著造血潛能,當(dāng)機體需要時可轉(zhuǎn)變?yōu)榧t骨髓進行造血。
紅骨髓主要由造血組織和血竇構(gòu)成。
1.造血組織主要由網(wǎng)狀結(jié)締組織和造血細胞組成。網(wǎng)狀細胞和網(wǎng)狀纖維構(gòu)成造血組織的網(wǎng)架,網(wǎng)孔中充滿不同發(fā)育階段的各種血細胞,以及少量造血干細胞、巨噬細胞、脂肪細胞和間充質(zhì)細胞等(圖5-8)。
目前認為,造血細胞賴以生長發(fā)育的內(nèi)環(huán)境也就是造血誘導(dǎo)微環(huán)境(hemopoietic inductive microenvironment)極為重要。骨髓造血誘導(dǎo)微環(huán)境包括骨髓神經(jīng)成分、微血管系統(tǒng)及纖維、基質(zhì)以及各類基質(zhì)細胞組成的結(jié)締組織成分;|(zhì)細胞(stromal cell)是造血微環(huán)境中的重要成分,包括有網(wǎng)狀細胞、成纖維細胞、血竇內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、脂肪細胞等。一般認為,骨髓基質(zhì)細胞不僅起支持作用,并且分泌體液因子,調(diào)節(jié)造血細胞的增殖與分化。發(fā)育中的各種血細胞在造血組織中的分布呈現(xiàn)一定規(guī)律。幼稚紅細胞常位于血竇附近,成群嵌附在巨噬細胞表面,構(gòu)成幼紅細胞島(erythroblastic islet)(圖5-9);隨著細胞的發(fā)育成熟而貼近并穿過血竇內(nèi)皮,脫去胞核成為網(wǎng)織紅細胞。幼稚粒細胞多遠離血竇,當(dāng)發(fā)育至晚幼粒細胞具有運動能力時,則借其變形運動接近并穿入血竇。巨核細胞常常緊靠血竇內(nèi)皮間隙,將胞質(zhì)突起伸入竇腔,脫落形成血小板。這種分布狀況表明造血組織的不同部位具有不同的微環(huán)境造血誘導(dǎo)作用。
2.血竇由動脈毛細血管分支而成。血竇腔大而迂曲,最終匯入骨髓的中央縱行靜脈(圖5-8)。血竇形狀不規(guī)則。竇壁襯貼有孔內(nèi)皮,內(nèi)皮基膜不完整,呈斷續(xù)狀;ね庥斜馄蕉嗤坏闹芗毎采w,當(dāng)造血功能活躍,血細胞頻繁穿過內(nèi)皮時,覆蓋面減小。血竇壁周圍和血竇腔內(nèi)的單核細胞和巨噬細胞,有吞噬清除血流中的異物、細菌和衰老死亡血細胞的功能。
圖5-8 紅骨髓組織結(jié)構(gòu)模式圖
示巨核細胞生成血小板與成熟的血細胞進入血竇
圖5-9 骨髓幼紅細胞島超微結(jié)構(gòu)模式圖
P吞噬體 Ly溶酶體
。ǘ)造血干細胞和造血細胞
血細胞發(fā)生是造血干細胞經(jīng)增殖、分化直至成為各種成熟血細胞的過程。造血干細胞(hemoplietic stem cell)是生成各種血細胞的原始細胞,又稱多能干細胞(multipotential stem cell)。造血干細胞在一定的微環(huán)境和某些因素的調(diào)節(jié)下,增殖分化為各類血細胞的祖細胞,稱造血祖細胞(hemopoietic progenitor),它也是一種相當(dāng)原始的具有增殖能力的細胞,但已失去多向分化能力,只能向一個或幾個血細胞系定向增殖分化,故也稱定向干細胞(committed stem cell)。
1.造血干細胞 造血干細胞起源于人胚(受精后第2周末)的卵黃囊血島;當(dāng)胚體建立循環(huán)后,造血干細胞經(jīng)血流遷入胚肝。第3~6月的胎兒肝是主要的造血器官,含造血干細胞較多,近年應(yīng)用分離的胎肝造血細胞治療再生障礙性貧血等血液病患者。出生后,造血干細胞主要存在于紅骨髓,約占骨髓有核細胞的0.5%,其次是脾和淋巴結(jié),外周血中也有極少量。關(guān)于造血干細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),至今尚無定論,多數(shù)學(xué)者認為類似小淋巴細胞,直徑7~9μm,胞質(zhì)內(nèi)除大量游離核糖體和少量線粒體外,無其他細胞器。