Книга: Мононуклеарный онкогенез

Необходимо отметить, что процесс хронического воспаления – длительный и затяжной, может протекать месяцы и годы, значит и длительность формирования изолированной микрополости, также может составлять месяцы и годы.

СТРОЕНИЕ

Микрополость окружена несколькими слоями, образующими оболочку. Каждый из слоев может быть различно выраженным и каждый из них выполняет свою роль:

1. Внутренний – малые пролиферирующие фибробласты, не образующие сплошного монослоя, лежащие на среднем слое. Синтезируют компоненты межклеточного вещества белков (коллаген, эластин), протеогликанов, гликопротеинов, тем самым способствуют формированию соединительнотканной оболочки, также выступают в качестве подложки-фидера (от англ. feed – кормление, питание).

Laki (1974): пролиферация фибробластов идет на фибринных сгустках, как при заживлении ран, где фибрин играет роль матрицы, необходимой для регенерации тканевой структуры.

Герасимов И.Г., Попандопуло А.Г. (2007): фибробласты, распластанные в монослое, в результате лишения их CO2 в концентрации, необходимой для нормального функционирования, утрачивают контакт друг с другом, округляются и погибают путем некроза или апоптоза.

2. Средний слой – в основном это коллагеновые волокна, которые окружают микрополость достаточно плотным кольцом и, тем самым, изолируют микрополость от влияния микроокружения.

3. Наружный слой – не постоянный, различный по объему инфильтрат, состоящий по преимуществу из мелких лимфоидных клеток являющихся, главным образом, продуктом размножения местных соединительнотканных элементов.

4. O, Meara (1958): обнаружил фибриновые волокна в гистологических препаратах опухолей.

Фибрин возникает в результате повышения проницаемости сосудистой стенки, выхода белков плазмы крови в межклеточное пространство и явлению свертывания фибриногена. Свойства фибрина:

– является цементирующим материалом при соприкосновении с денатурированными тканевыми поверхностями окружающими сформированную микрополость;

– влияет на рост опухоли, т. к. может служить источником питания злокачественных клеток;

– защищает злокачественные клетки от разрушающего действия со стороны организма-носителя и тем самым содействует злокачественному росту;

– препятствует отрыву злокачественных клеток от основной массы опухоли;

– стимулирует активность процессов приживления разрозненных злокачественных клеток, дающих начало новым злокачественным очагам.

ФОРМА И ЛОКАЛИЗАЦИЯ

Изолированная микрополость равномерно заполнена жидкостью и имеет различную форму: щелевидную, овальную, округлую, звездчатую и др. (Рис. 5).

Рис. 5. Изолированная микрополость

Размеры микрополости зависят:

– от длительности и характера течения хронического воспаления;

– количества находящейся в ней жидкости;

– морфологического строения органа или ткани, в котором расположена микрополость;

– способности организма-носителя отграничить микрополость.

Первично сформированная изолированная микрополость имеет размеры до 1 мм, в дальнейшем ее размеры могут увеличиваться по мере увеличения массы злокачественных клеток за счет экспансивного роста.

Локализация и глубина залегания изолированной микрополости зависит от многих причин, одна из них – это рельеф слизистой оболочки:

– если рельеф слизистой оболочки «плоский» (протоки молочной железы, протоки предстательной железы, шейка матки и др.), то микрополость может формироваться под базальной мембраной, возможно участие базальной мембраны в формировании ее оболочки;

– если рельеф слизистой оболочки «сложный» (желудок, толстая кишка, легкие и др.), то микрополость формируется в глубине соединительной ткани, на уровне экзокринных желез.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЖИДКОСТИ

Физико-химические изменения межклеточного вещества в зоне хронического воспаления значительны и выражаются в нарушении нормальной установки коллоидных систем:

– увеличивается осмотическое давление (гиперосмия) – аналогично и в изолированной микрополости;

– увеличивается концентрация водородных ионов (гипероксия и ацидоз) – аналогично и в изолированной микрополости;

– ионы калия, натрия, хлора, анионы фосфорной кислоты и др. накапливаются вследствие разрушения клеток – все они или каждый в отдельности могут находиться в изолированной микрополости;

– белки отечной жидкости, а также белки связанные с бактериальными токсинами и токсическими продуктами распада тканей – могут находиться в изолированной микрополости;

– ферменты лизосом (протеазы, катепсин, химотрипсин, щелочная фосфатаза и др.) клеток поврежденных в ходе воспалительного процесса скапливаются в большом количестве в межклеточной жидкости – могут находиться в изолированной микрополости;

– белки–медиаторы воспаления с ферментативными свойствами (например, некрозин) – могут находиться в изолированной микрополости;

– органические кислоты цикла Кребса, жирные кислоты, молочная кислота, полипептиды и аминокислоты, возникшие в большом количестве вследствие активации процессов протеолиза, гликолиза и липолиза – все они вместе или каждая в отдельности могут находиться в изолированной микрополости;

– кислород количественно уменьшается, а увеличивается содержание углекислого газа в тканях, в изолированной микрополости создается бескислородная среда.

Таким образом, в зоне хронического воспаления формируется «предопухолевое» ложе в виде изолированной микрополости, внутри которой возникает среда характеризующаяся, как «суперусловия».

5. Инициация костномозгового мононуклеара

Костный мозг является одновременно органом кроветворения и центральным органом иммунной системы. Общая масса костного мозга у взрослого человека примерно 2,5–3,0 кг (4,5–4,7% от массы тела). Около половины составляет красный костный мозг, располагающийся в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных (трубчатых) костей. Остальное – желтый костный мозг, выполняющий костномозговые полости диафизов длинных (трубчатых) костей.

В состав костного мозга входят стволовые клетки, из которых формируются основные клеточные элементы крови, клеточные элементы скелетных тканей, клеточные элементы сосудов. Чем моложе человек, тем активнее стволовые клетки костного мозга.

1. ГЕМОПОЭЗ

Гемопоэз (от греч. háima – кровь и póiēsis – сотворение) или кроветворение – процесс образования, развития и созревания клеток крови у животных и человека. Все клетки крови происходят из единой родоначальной клетки – полипотентной стволовой кроветворной клетки в эмбриогенезе и после рождения, они обладают способностью к дифференцировке во все без исключения клетки крови и возможностью участия в образовании других тканей организма. Различают эмбриональный и постэмбриональный гемопоэз.

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ

Эмбриональный гемопоэз представляет собой процесс развития крови, как ткани в эмбриональном периоде развития человека в результате последовательно сменяющихся трех основных этапов:

1.  Первый этап – мезобластический: у человека начинается в конце 2-й – в начале 3-й недели, протекает по 9-ю неделю развития зародыша и характеризуется появлением первой генерации стволовых клеток крови. При этом клетки крови появляются во внезародышевых органах: мезенхиме стенки желточного мешка, мезенхиме хориона и стебля.

Кроветворение в стенке желточного мешка: в мезенхиме обособляются зачатки сосудистой крови или кровяные островки. В них клетки округляются, теряют отростки и преобразуются в стволовые клетки крови. Клетки, ограничивающие кровяные островки, уплощаются, соединяются между собой и образуют эндотелиальную выстилку будущего сосуда. Часть стволовых клеток дифференцируется в первичные клетки крови (бласты).

В поддержании плюрипотентности эмбриональных стволовых клеток млекопитающих, большое значение играют фибробласты в качестве подложки-фидера (от англ. feed – кормление, питание).

2. Второй этап – гепатолиенальный: начинается с 5–6-й недели развития плода, когда печень становится основным органом гемопоэза, в ней образуется вторая генерация стволовых клеток крови. Кроветворение в печени достигает максимума через 5 месяцев и завершается перед рождением. Стволовые клетки крови печени заселяют тимус, селезенку и лимфатические узлы.

3. Третий этап – медуллярный (костномозговой): начинается с 10-й недели и постепенно нарастает к рождению, характеризуется появлением третьей генерации стволовых клеток крови в красном костном мозге. После рождения красный костный мозг становится центральным органом гемопоэза.

Необходимо отметить, что все органы, в которых осуществляется кроветворение: лимфатические узлы, печень, селезенка, вилочковая железа и костный мозг, обладают определенными анатомо-физиологическими особенностями и имеют общие черты строения:

– строму составляет ретикулярная ткань, паренхиму – кроветворные клетки;

– богаты элементами, относящимися к системе Мононуклеарных фагоцитов;

– имеют капилляры синусоидного типа.

ПОСТЭМБРИОНАЛЬНЫЙ

Постэмбриональный гемопоэз представляет собой процесс физиологической регенерации крови, компенсирующий физиологическое разрушение дифференцированных клеток. Нормальное кроветворение осуществляется одновременно многими клонами – поликлонально и все клетки крови имеют костномозговое происхождение.

Структура костного мозга

Костный мозг обладает определенными анатомо-физиологическими особенностями. Его строму составляет ретикулярная ткань, паренхиму – кроветворные клетки. У человека красный костный мозг является высоко васкуляризированным органом, сообщается с кровотоком посредством капиллярной сети. Различают два типа капилляров: питающие (обычные) и функциональные (синусоиды), которые впадают в общий ствол – центральную вену.

Синусоиды располагаются радиарно, между ними находится гемопоэтическая ткань. В синусах между эндотелиальными клетками имеются поры, связывающие ткань кроветворных органов с кровеносным руслом. Такое строение обеспечивает транспорт клеток в кровь, а также поступление из крови в кроветворные органы гуморальных факторов (гемопоэтинов), которые наряду с нервной системой оказывают влияние на кроветворение. Будучи гистогенетически единой, кроветворная система в своем функционировании характеризуется определенной независимостью поведения отдельных ростков кроветворения.

Интенсивность гемопоэза

Владимирская Е.Б. (2001): у мужчин массой тела 70 кг, в сутки образуется 1 х 10 в 11 степени лейкоцитов и 2 х 10 в 11 степени эритроцитов, что составляет клеточную массу в 300 грамм (100 + 200 грамм соответственно) в сутки, в месяц образуется 9 кг клеток, в год – около 100 кг. За 70 лет жизни клеточная продукция нормального кроветворения очень велика и составляет порядка 7 тонн клеток крови.

Кроветворение в красном костном мозге

Кроветворение в красном костном мозге происходит островками, в которых группируются клетки по росткам гемопоэза. Предшественники и развивающиеся кроветворные клетки расположены следующим образом: в центре – делящиеся и незрелые клетки, на периферии (около стенок синусоидов) – более зрелые клетки.

Из полипотентной стволовой кроветворной клетки в красном костном мозге формируются все форменные элементы крови, развитие которых происходит экстраваскулярно. Часть их сохраняется в костном мозге в недифференцированном состоянии. Они могут расселяться по другим органам и тканям и являться источником развития клеток крови и соединительной ткани. Полипотентные стволовые кроветворные клетки относятся к самоподдерживающейся популяции клеток, и они редко делятся.

Рис. 6. Обобщенная схема первых трех классов кроветворения:

1 класс – полипотентная стволовая кроветворная клетка.

П класс – полипотентные клетки-предшественницы лимфоцито- и миелопоэза.

Ш класс – унипотентные клетки-предшественницы Т и В-лимфоцитов; би- и унипотентные клетки-предшественницы гранулоцитарного, эритроцитарного, моноцитарного и мегакариоцитарного гемопоэза.

Все стадии костномозгового кроветворения составляют шесть основных классов:

I класс – полипотентная стволовая кроветворная клетка – общая родоначальная клетка. Каждая полипотентная стволовая кроветворная клетка образует одну колонию и называется колониеобразующей единицей (КОЕ). Исследование клеточного состава колоний позволило выявить две линии их дифференцировки.

II класс – одна линия дает начало полипотентной клетке-предшественнице – родоначальнице гранулоцитарного, эритроцитарного, моноцитарного и мегакариоцитарного ростка гемопоэза – родоначальнице миелопоэза (КОЕ-ГЭММег). Вторая линия дает начало полипотентной клетке-предшественнице – родоначальнице лимфоцитопоэза (КОЕ-Л).

III класс – из полипотентных клеток дифференцируются би- и унипотентные родоначальные клетки. Методом колониеобразования определены би- и унипотентные клетки-предшественницы родоначальницы моноцитов (КОЕ-М), гранулоцитов и моноцитов (КОЕ-ГМ), нейтрофильных гранулоцитов (КОЕ-Гн), эозинофилов (КОЕ-Эо), базофилов (КОЕ-Базо), эритроцитов (БОЕ-Э и КОЕ-Э), мегакариоцитов (КОЕ-Мег), мегакариоцитов и эритроцитов (КОЕ-МегЭ). И унипотентные родоначальные клетки-предшественницы для Т- и В-лимфоцитов.

IV класс – из би- и унипотентных родоначальных клеток-предшественниц образуются бластные клетки различных линий гемопоэза, идентифицируемые при анализе миелограммы (эритробласт, мегакариобласт и т.д.);

V класс – созревающие клетки различных линий гемопоэза.

VI класс – зрелые клетки различных линий гемопоэза.

Все клеточные элементы, входящие в первые 3 класса и онтогенетически связанные, морфологически – не дифференцируемы (Рис. 6). Если даже обращается внимание на особенности в структуре ядра и цитоплазмы, то при изучении гематологических препаратов, их относят к лимфоидным элементам и бластным клеткам. Морфологически распознаваемые – это клетки 1У, У и У1 классов.

В процессе дифференцировки морфологически распознаваемые клетки эритроцитарного ряда претерпевают 5–6 митозов, гранулоцитарные клетки – 4 митоза, при моноцитопоэзе от монобласта до макрофага происходит 7–8 митозов.

Образующиеся в красном костном мозге клетки по мере созревания равномерно поступают в кровеносное русло, при этом время циркуляции их постоянно: эритроциты 100–120 суток и погибают, тромбоциты около 7–10 суток и погибают, нейтрофилы менее 6–8 часов и погибают, моноциты 1,5–4,5 суток и выходят в ткани.

МИКРООКРУЖЕНИЕ

Миелоидная и лимфоидная ткани относятся к тканям внутренней среды и являются разновидностями соединительной ткани. В них представлены две основные клеточные линии – клетки ретикулярной ткани и гемопоэтические клетки, т.е. для них характерно наличие стромальных и гемопоэтических элементов, образующих единое функциональное целое.

Ретикулярные, а также жировые, тучные и остеогенные клетки вместе с межклеточным веществом формируют микроокружение для гемопоэтических элементов. Структуры микроокружения и гемопоэтические клетки функционируют в неразрывной связи друг с другом. Микроокружение оказывает воздействие на дифференцировку клеток крови при контакте с их рецепторами или путем выделения специфических факторов.

РЕГУЛЯЦИЯ

Стволовые кроветворные клетки в стадии созревания находятся под строгим регулирующим контролем, механизм которого достаточно не изучен. В регуляции процессов пролиферации и дифференцировки гемопоэтических клеток большую роль играют:

1. Стромальное микроокружение:

– клеточный компонент: фибробласты, жировые клетки, макрофаги, остеобласты, эндотелиальные клетки;

– внеклеточный (экстрацеллюлярный) матрикс, который составляют продукты секреции стромальные клеток: коллаген, фибронектин, ламинин, гликозаминогликаны и другие белковые компоненты.

2. Факторы роста – обеспечивают пролиферацию и дифференцировку стволовых кроветворных клеток, и последующие стадии их развития. Факторы роста включают:

– колониестимулирующие факторы (КСФ) – стимулируют гемопоэз. Среди них наиболее изучены факторы, стимулирующие развитие гранулоцитов и макрофагов (ГМ-КСФ, Г-КСФ, М-КСФ);

– ингибирующие факторы – тормозят гемопоэз. Выделен ингибирующий лейкемию фактор (ЛИФ), который тормозит пролиферацию и дифференцировку моноцитов-макрофагов;

– интерлейкины.

3. Факторы транскрипции – влияют на экспрессию генов, определяют направление дифференцировки гемопоэтических клеток (поэтины).

4. Витамин В12 – необходим для стимуляции пролиферации и дифференцировки гемопоэтических клеток.

Таким образом, кроветворение в красном костном мозге – это единственная локализация ткани в организме человека, где в эмбриональном и постэмбриональном периодах жизни сконцентрировано большое количество клеток различной потентности и происходит интенсивная пролиферация.

2. МОНОНУКЛЕАРНАЯ ФРАКЦИЯ В СИСТЕМЕ КРОВИ

Мононуклеарная фракция в системе крови – это клетки, выделенные из костного мозга или периферической крови посредством отделения от эритроцитов, тромбоцитов и гранулоцитов на градиенте плотности.

МОНОЦИТОПОЭЗ

Моноцитопоэз берет свое начала от полипотентной клетки-предшественницы родоначальницы миелопоэзе с последующим развитием в Моноцитарный росток (П класс), продолжается в унипотентную клетку-предшественницу родоначальницу Моноцитов (Ш класс). Однако клеточные элементы, входящие во П и Ш классы морфологически не дифференцируемы. Морфологическое распознавание начинается с бластной клетки Моноцитарного ростка (1У класс) – монобласт, который через стадию Промоноцит, превращается в Моноцит.

В отличие от клеток других линий, цикл созревания которых заканчивается в красном костном мозге, клетки Моноцитарного ростка окончательно созревают только в тканях, где Промоноцит и Моноцит трансформируются в Макрофаг.

Морфология клеток:

По мере дифференцировки монобласта в промоноцит и моноцит клетка претерпевает ряд морфологических и функциональных изменений (Рис. 7):

В красном костном мозге

1. Монобласт – диаметром 12–20 мкм. В норме его трудно отличить от миелобласта или недифференцируемого бласта, а также не всегда можно отличить от лимфобласта. Только отмеченные очертания ядра и более широкая светло-базофильная цитоплазма могут указать на развитие этого «бласта» в сторону моноцитарной клетки. Ядро нежной структуры содержит 1–2 нуклеолы голубоватого цвета. Цитоплазма голубого цвета, в ней могут присутствовать пылевидные азурофильные гранулы.

Рис. 7. Моноцитарный ряд клеток: А – монобласты, Б – промоноциты, В-моноциты.

2. Промоноцит – диаметром 15–20 мкм. В норме имеет ядро промиелоцита бобовидной формы, светло-фиолетового цвета. Хроматин нежный, крупносетчатый. В ядре 1–2 нуклеолы. Цитоплазма серо-голубого, дымчатого цвета с мелкой азурофильной зернистостью.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5