Алексей Каменский
От зачатия до рождения ребенка кроветворные клетки несколько раз меняют место жительства
Донорство костного мозга не похоже на другие виды донорства, а сам костный мозг не похож на другие органы. Печень или почка не может сама собой разделиться на кусочки и начать путешествовать по организму. А костный мозг, точнее, находящиеся в нем кроветворные клетки, именно так и живут. По крайней мере до рождения. Зачем такие сложности и откуда эти клетки вообще берутся?
Дерево клеток
Стволовая клетка, предшественница всех клеток крови, самая главная и нужная часть трансплантата при пересадке, называется гемоцитобласт. Собственно, это почти дословный греческий перевод выражения «стволовая клетка крови». «Гемо» — «кровь». «Цито» — «клетка». «Бласт» — «росток, растительность» (согласитесь, нечто весьма близкое к «стволу»).
Ее очень краткую родословную начну со всеобщего пращура — зиготы, одной клеточки, из которой постепенно вырастет целый человек. Зигота — оплодотворенная яйцеклетка. В этом шарике размером в сотую долю миллиметра есть вся информация, которая в дальнейшем может понадобиться. Зигота начинает делиться, и получается почти такой же шарик, но уже многоклеточный. Клетки в нем пока что более-менее одинаковые. Их называют тотипотентными, потому что их способности безграничны, из них может развиться буквально что угодно.
А потом в шарике выделяется внешний слой клеток, трофобласты, и внутренний, эмбриобласты. Трофобласты — вообще не часть будущего человека. Из них потом вырастет соединительный элемент между ним и матерью — плацента. Так что к происхождению крови они отношения не имеют.
А клетки внутри шарика, эмбриобласты, образуют диск, состоящий из двух слоев, как бутерброд с колбасой (без масла). Сверху эпибласты, снизу гипобласты. С этим все просто: «эпи» значит «на», а «гипо» — «под». И не будем вдаваться в размышления, что такое в данном случае верх и низ.
Следом верх бутерброда разделяется на два слоя, и диск становится трехслойным, как тот же бутерброд, но уже с маслом. Названия слоев по ходу дела меняются: теперь это эктодерма (сверху), мезодерма (в середине) и энтодерма (снизу). Вся эта история неплохо рассказана вот здесь.
Родословная гемоцитобласта подходит к концу.
Из эктодермы со временем образуется кожа (верхние ее слои), слизистые оболочки (не все), зубная эмаль (но не другие части зубов), потовые железы, нервная система… В общем, ничего, связанного с кровью, об эктодерме можно забыть.
Не принимает участия в зарождении крови и нижний слой, энтодерма, в его сфере ответственности желудочно-кишечный тракт, легкие и пр.
А вот из мезодермы, промежуточного слоя, как раз и образуются стволовые клетки крови. Существенная особенность смены поколений: сначала выделяются предшественники сосудов и крови в одном лице, гемангиобласты, а уже от них берет начало гемоцитобласт.
Из мезодермы образуются также мышцы, связки, кости, урогенитальный тракт и некоторые другие наши части. А еще важная для дальнейшего деталь — желточный мешок.
Эритроцит в мешке
Есть люди, которым почему-то не сидится на одном месте, они меняют работу, квартиры, жен и мужей. Я отчасти такой: семь квартирных переездов, два брака и пара десятков разных мест работы. А бывает наоборот: мой тесть, например, уже 50 лет преподает в МГУ и живет на улице Матвеевской. Ему легкомысленное поведение стволовых клеток крови вряд ли понравится.
Прежде всего — зародышу тогда меньше месяца от роду — стволовые клетки крови появляются в желточном мешке, то есть вне его тела. Может, странный выбор объясняется тем, что органы, где эти клетки будут жить в дальнейшем, просто еще не готовы их принять, как квартира на стадии котлована? Кто знает.
Можно сказать, что кроветворные клетки рождаются из сосудов. В стенках желточного мешка возникают так называемые кровяные островки — отдельные участки, на которых появляются крошечные сосуды. Или скорее канатики, внутри них нет дырки.
Канатики разрастаются, соединяются между собой и становятся пустотелыми. На их внутренних стенках появляются стволовые клетки крови, а из них рождаются эритроциты. Красные кровяные тельца, переносящие кислород, — первые из клеток крови, которые нужны развивающемуся организму. Эти эритроциты необычные — большие, с ядром («взрослые» эритроциты безъядерные) и с особым эмбриональным гемоглобином. Ведь кислород им надо получать не из воздуха в легких, а из эритроцитов матери. Когда отдельные сосудики превращаются в сеть, первичные эритроциты отрываются от стенок и включаются в работу.
В желточном мешке, но уже вне сосудов образуются и первые лейкоциты — пока не все, только некоторые из их видов.
Сидят в печенках
До недавних пор считалось, что примерно с полутора месяцев (речь, как и раньше, о человеческом плоде) стволовые клетки крови начинают переселяться из желточного мешка в печень. Но, судя по всему, дело сложнее. Первичные стволовые клетки — в желточном мешке — не совсем такие, как понадобится в дальнейшем. Они могут производить только эритроциты, да и те особые. А «правильные» стволовые клетки рождаются в аорте — в одной из ее половинок, из которых аорта в это время состоит (мы частично описали процесс в этой новости. И вот оттуда-то они и перемещаются в печень, которая на некоторое время берет власть в свои руки и становится главным кроветворным органом. Здесь в пространстве между капиллярами образуются теперь все типы клеток крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Эритроциты обычного размера, но гемоглобин в них по-прежнему особый — уже не эмбриональный, но еще не «взрослый».
Заселенная стволовыми клетками печень становится главным кроветворным органом, а стволовые клетки из нее, как славяне в I тысячелетии, расселяются по всей территории и обосновываются на новых местах.
Мода на кроветворение захватывает множество органов, оно идет в селезенке, лимфатических узлах, тимусе (вилочковой железе), в костном мозге.
Каждому свое
Но общее увлечение производством крови постепенно слабеет. С четвертого месяца развития плода кроветворная активность печени начинает уменьшаться. Примерно тогда же прекращается образование клеток крови в желточном мешке, зато начинает расти их производство в костном мозге. К седьмому месяцу останавливает свои мощности селезенка.
У кроветворных органов, которые раньше делали примерно одно и то же, возникает специализация (обо всем этом довольно внятно рассказывается в этом видео).
Тимус теперь ограничивает свое участие в процессе организацией созревания и отбора Т-лимфоцитов. Лимфоузлы превращаются в место встречи Т- и В-лимфоцитов с антигенами — объектами, против которых они будут бороться. Селезенка принимает на себя много довольно интересных функций, о которых мы писали в статье «Блеск и нищета селезенки». А главным жилищем стволовых клеток к моменту рождения становится костный мозг.
Но все-таки кроветворные клетки и дальше сохраняют охоту к перемене мест. В длинных трубчатых костях они постепенно уходят из средней их части на концы. Активность тимуса как воспитателя Т-лимфоцитов снижается. Зато при некоторых проблемах костного мозга селезенка и печень даже у взрослого человека могут тряхнуть стариной и заняться кроветворением. Но это уже совсем другая история.
