Читать книгу Hematologia. Kompendium - Группа авторов - Страница 5

Krew jako tkanka składa się z dwóch głównych części, tj. krwi obwodowej, czyli płynu wypełniającego naczynia, oraz tkanki krwiotwórczej, którą u osoby dorosłej w normalnych warunkach stanowi szpik znajdujący się w kościach. Z kolei krew obwodowa składa się z komórek zwanych krwinkami oraz z części bezkomórkowej zwanej osoczem. Osocze pozbawione czynników krzepnięcia nazywa się surowicą.

Krew pełni w organizmie trzy podstawowe funkcje: transportową, odpornościową i krzepnięciową. Do ich wypełniania służą wyspecjalizowane komórki (krwinki) oraz cząsteczki, głównie białka zawarte w osoczu i płynach ustrojowych. Krwinki są wytwarzane pierwotnie w tkance krwiotwórczej, a dla niektórych rodzajów proces wytwarzania kontynuowany jest także w innych lokalizacjach, w tym dla limfocytów w narządach limfopoetycznych, tj. w grasicy, śledzionie i węzłach chłonnych.

Wytwarzanie krwi rozpoczyna się od powstania krwiotwórczej komórki macierzystej (KKM), jednego z rodzajów tkankowych komórek macierzystych, wytwarzanego przez zarodkowe komórki macierzyste. Krwiotwórcza komórka macierzysta, podobnie jak inne komórki macierzyste, ma zdolność do samoodnawiania się, tj. do wytwarzania wielu sobie podobnych krwiotwórczych komórek macierzystych, których ostatecznie w układzie krwiotwórczym człowieka dorosłego są miliony. Druga zdolność krwiotwórczych komórek macierzystych to zdolność do różnicowania, czyli do wytwarzania różnorodnego potomstwa. Trzecia ich zdolność to przejawianie tych dwóch cech w odpowiednim natężeniu, inaczej mówiąc zdolność do wytwarzania bilionów (a w skali życia trylionów, a nawet kwadrylionów), a nie setek czy tysięcy komórek potomnych.

Potomstwo komórki macierzystej jest klonem komórkowym, czyli wszystkie jej komórki potomne mają ten sam genom. Po wytworzeniu pierwszej KKM ich liczba szybko się zwiększa i ostatecznie w układzie krwiotwórczym człowieka co 100-tysięczna komórka jest KKM (a np. w mililitrze szpiku jest kilkadziesiąt milionów komórek). To skutkuje bardzo dużymi zdolnościami regeneracyjnymi tego układu, który musi wytworzyć około 0,2 biliona krwinek czerwonych i około 0,1 biliona neutrofili dziennie. Dodatkowo poszczególne KKM konkurują ze sobą o to, która swoim potomstwem wypełni organizm.

Najpierw KKM wytwarzają komórki macierzyste dla mielopoezy i limfopoezy, a następnie te komórki wytwarzają komórki wyjściowe, tzw. ukierunkowane, dla poszczególnych linii komórkowych.

W mielopoezie są to:

• linia erytropoetyczna, której końcowy produkt stanowią krwinki czerwone,

• linia megakariopoetyczna, której końcowym produktem są fragmenty cytoplazmy megakariocytów, zwane płytkami krwi lub trombocytami,

• wspólny prekursor dla linii neutrofilopoetycznej i monocytopoetycznej,

• linia neutrofilopoetyczna, której końcowym produktem są neutrofile, czyli granulocyty obojętnochłonne,

• linia monocytopoetyczna, wśród której komórek końcowych znajdują się makrofagi, niekiedy nazywane też histiocytami, osteoklasty (komórki kościogubne) oraz komórki dendrytyczne typu 1,

• linia eozynofilopoetyczna, której końcowym produktem są eozynofile, czyli granulocyty kwasochłonne,

• linia bazofilopoetyczna, której końcowy produkt stanowią bazofile, czyli granulocyty zasadochłonne, i

• linia komórek tucznych.

Limfopoetyczne komórki macierzyste wytwarzają:

• linię limfocytów B,

• linię limfocytów T,

• linię limfocytów naturalnie (tj. bez wcześniejszego uczulenia) zabijających (inaczej NK – natural killers).

W obrębie linii limfocytów T wyróżnia się jeszcze podlinię limfocytów z receptorem αβ i podlinię limfocytów z receptorem γδ. W ramach tej pierwszej podlinii wytwarzane są limfocyty pomocnicze CD4+ (nazwa CD –„cluster of differentiation” odnosi się do mianownictwa cząsteczek znajdujących się na powierzchni komórek, a numer do kolejności ich identyfikacji, nie ma sama w sobie znaczenia merytorycznego i powinna być traktowana jako nazwa własna) oraz limfocyty zabijające CD8+. Dodatkowo w obrębie linii T wytwarzane są komórki dendrytyczne typu 2.

Zarówno limfopoeza B, jak i T ma dodatkowo zróżnicowanie klonalne związane z rearanżacją genów odpowiednio: immunoglobulin i receptorów limfocytów T. Każdy z tych klonów reaguje na inny antygen, wytwarzając oddzielne przeciwciało (klon limfocytów B) lub komórkę zabijającą (klon limfocytów T). Komórki macierzyste każdego z takich klonów mają w razie kontaktu ze „swoim” antygenem możliwość różnicowania się do komórek bezpośrednio efektorowych (a więc np. wytwarzających przeciwciało przeciwko temu antygenowi) oraz komórek pamięci odpornościowej, które przy ponownym kontakcie z tym antygenem znacznie szybciej wytwarzają odpowiednie komórki odpornościowe niż taka komórka (zwana dziewiczą) przy swoim pierwszym kontakcie.

Rycina 1. Prawidłowy obraz szpiku. Barwienie H & E. Powiększenie obiektywu 20 × (B. Z-W).

Rycina 2. Uproszczony schemat hematopoezy. KKM – krwiotwórcza komórka macierzysta, DC – komórka dendrytyczna.

Krwiotwórcze komórki macierzyste pojawiają się pierwotnie na poziomie zarodka w tzw. regionie AGM (aorta, gonady, mesonephros) i stamtąd zasiedlają wątrobę oraz śledzionę, które są narządami krwiotwórczymi płodu. Następnie, w miarę rozwoju kości, przenoszą się do ich wnętrza wytwarzając szpik, który jest narządem krwiotwórczym człowieka dorosłego (ryc. 1). Po wytworzeniu szpiku w różnych kościach KKM nadal krążą pomiędzy nimi. Z jednej strony utrzymuje to jedność szpiku jako narządu (mimo znajdowania się w wielu różnych miejscach). Z drugiej strony jest to wykorzystywane w celach leczniczych, gdyż stała obecność KKM we krwi obwodowej umożliwia ich pobranie do celów przeszczepienia właśnie z tej krwi.

Mimo że KKM krążą po całym organizmie, to wytwarzają komórki krwi tylko w szpiku, a w warunkach chorobowych także w wątrobie i śledzionie, czyli w miejscach, w których już wcześniej były to w stanie robić. To ograniczenie jest narzucone KKM przez tzw. mikrośrodowisko krwiotwórcze, czyli zespół czynników środowiskowych niezbędny im do samoodnawiania, różnicowania i dojrzewania. Kluczowym składnikiem tego środowiska są wyspecjalizowane komórki mezenchymalne podścieliska krwiotwórczego, wywodzące się z mezenchymalnych komórek macierzystych, które z jednej strony wytwarzają mechaniczny zrąb dla komórek krwiotwórczych, a z drugiej są źródłem specjalnych cząsteczek regulacyjnych, które wpływają na zachowanie tych ostatnich komórek.