Кровь, состоящая из плазмы и форменных элементов, образуется в результате взаимодействия многих органов и систем организма. В данном разделе рассмотрены механизмы создания форменных элементов крови (поддержание определенного уровня компонентов плазмы зависит от функции печени, почек и других органов и рассматривается в соответствующих разделах).
У взрослого человека форменные элементы крови образуются (кроветворения) в костном мозге. Кроветворения - многостадийный процесс клеточных дифференцировок, в результате которого в кровь выходят зрелые форменные элементы - лейкоциты, эритроциты, тромбоциты. Большинство клеток крови являются конечными, неспособными к самообновлению элементами. Постоянный процесс обновления заключается в гибели части клеток и замене их новообразованными. Схема кроветворения основывается на гипотезе А. А. Максимова, которая была предложена еще в начале нашего века, о унитарное (Из общей клетки) происхождения всех клеток крови.
На данном этапе процесс развития клеток в костном мозге, его регулирования изучены сравнительно неплохо. Хотя остаются еще белые пятна, которые касаются как морфологии, так и тонкостей некоторых механизмов. Механизмы, обеспечивающие дифференцировку (регуляторы кроветворения), должны поддерживать процесс создания форменных элементов на таком уровне, чтобы в периферической крови не возник дефицит клеток. Поскольку развитие клеток в костном мозге продолжается в течение многих суток, то заметный прирост клеток, связан с увеличением количества форменных элементов крови, будет ощущаться на периферии лишь через несколько суток.
В реальной жизни возникают состояния, требующие изменения активности кроветворения. Чаще возникает потребность в активизации создания какого-то одного типа клеток. В связи с отсутствием настоящего депо эритроцитов при возникновении потребности в повышенном снабжении организма кислородом (при кровопотере и т.д.) возникает необходимость в усиленном эритропоэза. В отличие от этого, всегда довольно много тромбоцитов, особенно лейкоцитов содержится в депо. В случае необходимости они, исходя из депо, быстро пополняют пул циркулирующих клеток и доходят до места инфекции или участка повреждения сосудов. Поэтому, например, интенсификация процесса лейкоцитов наблюдается лишь при длительном существовании в организме очага инфекции. Указанные различия накладывают отпечаток и на скорость изменения активности систем регулирования для красного и других побегов кроветворения.
Кроветворные клетки происходят от одной клетки-предшественницы. Это так называемая стволовая клетка. Одной из характерных свойств ее является самоподдержания. Оно заключается в том, что при делении одна из дочерних клеток остается стволовой, а вторая может стать на путь дальнейшего дифференцирования и пролиферации. После нескольких делений эта клетка образует класс полипотентных клеток, то есть способных дифференцироваться во все клетки крови.
При выращивании культуры клеток in vitro заметили, что каждая клетка-предшественница образует колонии, состоящие из дочерних клеток, которые прошли ту или иную стадию дифференцировки и пролиферации. Поэтому такие клетки называются колониеобразующих единиц.
Дальнейшее развитие клеток связан с формированием унипотентних клеток, которые превращаются во время своего развития только в соответствующий тип форменных элементов крови. Первой «видшнуровуеться» клетка, которая дает колонию лимфоцитов. Клетки, оставшиеся еще содержат плюропотентний потенциал - они могут дать начало всем клеткам, за исключением лимфоцитов. После нескольких разделов и эти клетки превращаются в предшественницы строго специализированного побега крови. Появляются предшественницы колоний эритроидного, нейтрофильного, эозинофильные, базофильные, моноцитарного и мегакариоцитарного рядов.
Ввважають, что в норме для формирования зрелых клеток крови клетка-предшественник должна осуществить не менее И-г-12 делений. Продолжительность каждого митотического цикла в среднем составляет около суток, поэтому, например, к выходу эритроцитов в кровь проходит 12 дней. Эти особенности кроветворения необходимо учитывать в гематологической практике. Так, при лейкозе тип патологических клеток зависит от уровня «повреждения». Процесс может включать один побег кроветворения или несколько (на менее зрелом уровне).
