骨髓和血细胞的发生

骨髓与血细胞的发生,付长其s20110502,一、胚胎时期造血器官的演变,血发生的个体发生是其种系发生的重演。血发生首先开始于胚外中胚层组织，特别是卵黄囊。然后迁往胚内的肝、脾和骨髓。在哺乳动物，生后造血器官的迁变继续进行，表现为造血活动的向心性退化。因此，在成年动物和人的血发生仅限于躯干骨，四肢骨已无造血能力。,（一）卵黄囊造血期,最早的造血活动发生在体蒂、绒毛膜和次级卵黄囊壁紧贴内胚层的胚外间充质，称为第一代造血。部分间充质细胞聚集成团，称血岛。血岛的细胞向两个方向分化，周边的细胞变扁，形成毛细血管内皮细胞，称为成血管细胞；中央的细胞变园，强嗜碱性，与周边细胞脱离，形成原始成血细胞或最早的多能造血干细胞。,（二）肝造血期,在鼠胚发育的第10天，虽然此时的卵黄囊红系造血仍在高峰，血发生已从胚外向胚内肝迁移。大约在第13天，小鼠卵黄囊失去造血功能，不在含有造血细胞。在人胚，大约在第6周，即可检测出肝血发生。肝造血时期，以红细胞生成为主，亦可见巨核细胞和粒细胞，红/粒比例为5：1。,（三）脾造血期,继肝造血期后，脾表现短暂的造血功能。小鼠脾造血始于胚胎第15天。肝造血在生后两周内停止，而脾造血可以持续更长时间，甚至终身保持造血功能。在人类，大约在第12周胚胎就可以检测出脾造血。,(四)骨髓造血期,在进化过程中，骨髓是出现最迟的造血器官，具有造血功能的骨髓首见于两栖类，但两栖类骨髓造血是暂时性和季节性的。在爬行类，骨髓承担了更多的造血功能；鸟类的骨髓才成为血生成的主要部位。在哺乳类，骨髓是血发生中最主要和最重要的器官，灵长类的骨髓是成体造血的唯一器官。,各种血细胞都有一定的寿命，红细胞的寿命平均约120天，白细胞的寿命为数天、数周或数年。血细胞不断地衰老和死亡，由新生的血细胞不断补充，使外周血循环中血细胞数量和质量保持动态平衡。 人的血细胞最早是在胚胎卵黄囊壁的血岛生成，胚胎第6周，从卵黄囊迁入肝的造血干细胞开始造血，第45月脾内造血干细胞增殖分化产生各种血细胞。从胚胎后期至生后终身，骨髓成为主要的造血器官，产生红细胞系、粒细胞系、单核细胞系和巨核细胞血小板系；这些细胞系称为骨髓成分。脾和淋巴结等淋巴器官以及淋巴组织产生淋巴成分。,二、骨髓和血细胞的发生,（一）骨 髓 的 结 构,骨髓位于骨髓腔中，骨髓分为红骨髓（red bone marrow）和黄骨髓（yellow bone marrow）。新生儿所有的骨髓都是红骨髓，进行着活跃的造血。长骨干的骨髓腔内出现脂肪组织，并随年龄增长而增多，即为黄骨髓。红骨髓分布在扁骨、不规则骨和长骨骺端的骨松质中，造血功能活跃。黄骨髓内仅有少量的幼稚血细胞团，其造血功能微弱，但仍保持着造血潜能，当机体需要时可转变为红骨髓进行造血。,黄骨髓,红骨髓,(Red bone marrow),造血组织血窦,网状组织造血细胞,（yellow bone marrow）,一、红 骨 髓 的 组 织 结 构,1造血组织主要由网状结缔组织和造血细胞组成。网状细胞和网状纤维构成造血组织的网架，网孔中充满不同发育阶段的各种血细胞，以及少量造血干细胞、巨噬细胞、脂肪细胞和间充质细胞等。（下图）,2血窦由动脉毛细血管分支而成。血窦腔大而迂曲，最终汇入骨髓的中央纵行静脉（下图）。血窦形状不规则。窦壁衬贴有孔内皮，内皮基膜不完整，呈断续状。基膜外有扁平多突的周细胞覆盖，当造血功能活跃，血细胞频繁穿过内皮时，覆盖面减小。血窦壁周围和血窦腔内的单核细胞和巨噬细胞，有吞噬清除血流中的异物、细菌和衰老死亡血细胞的功能。,红 骨 髓 组 织 结 构 模 式 图,骨髓幼红细胞岛超微结构模式图P吞噬体 Ly溶酶体,巨核细胞,脂肪细胞,血窦,网状细胞,发育的血细胞,(二) 多能造血干细胞的分化与祖细胞,血细胞发育过程中，多能造血干细胞首先分化增生为各种造血祖细胞，祖细胞可进一步分化为形态上可识别的幼稚血细胞。多能造血干细胞分化潜能广泛，但目前还无法测定其潜能，仅能从细胞的表现间接推测。多能造血干细胞在不同的环境中可表现出不同的分化潜能。可分为： 粒系祖细胞 红系祖细胞 巨核系祖细胞 淋巴系祖细胞 多向性祖细胞,血细胞发生的形态及动力学特点,血细胞的生成是一个较长的细胞增殖、分化、成熟和释放的过程，从细胞的形态和功能特征出发，可以把血细胞的生成的动力过程分为三个细胞池：(1)增殖池：具有增殖能力的造血细胞都归入增殖池中，增殖池又分为造血干细胞池、造血祖细胞池和骨髓分裂细胞池。(2)成熟贮存池：此池中的细胞已失去增殖能力，它们经进一步成熟与贮存之后逐渐被释放入血。(3)功能池：主要指外周血中的各类成熟细胞。,红细胞系的发生,多能造血干细胞在刺激因子的作用下，首先分化为红系造血祖细胞，然后进一步分化为形态可识别的原红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞和晚幼红细胞等。,原红细胞,早幼红细胞,中幼红细胞,晚幼红细胞,网织红细胞,红细胞,原粒细胞,早幼粒细胞,晚幼粒细胞,杆状核粒细胞,分叶核粒细胞,中幼粒细胞,粒细胞系的发生,多能造血干细胞在刺激因子的作用下，生成粒单系祖细胞，然后再进一步分化为形态学可识别的粒系各阶段细胞。,单核细胞系的发生,单核细胞和中性粒细胞有着共同的造血祖细胞，造血干细胞增殖分化，经原单核细胞和幼单核细胞，形成单核细胞，后者离开血流进入组织，发育成为巨噬细胞。组织中的巨噬细胞主要来源于血流中的单核细胞，其中约有10%的巨噬细胞仍能复制DNA，具有增殖能力，称为未成熟巨噬细胞；但正常情况下，组织中巨噬细胞的更新不是依靠其自身的分裂。单核细胞在骨髓中的储存量不像粒细胞那样多。一旦机体需要，幼单核细胞能迅速增殖发育，以提供大量单核-巨噬细胞。机体急性炎症时，单核细胞的产生速率提高50%左右、而且单核细胞本身的分裂增殖也明显增多。,淋巴细胞系的发生,淋巴细胞系的造血干细胞起源于骨髓，经血流到胸腺皮质，增生并出现T细胞特异性的表面标记，称前胸腺细胞或前T细胞，它们最终成熟为具不同功能的T淋巴细胞，部分T淋巴细胞从胸腺迁移到周围淋巴器官。T淋巴细胞的分化在胸腺特定微环境中进行，其诱导机理涉及到两方面：一是可能通过细胞间的直接接触，通过其表面抗原或受体的相互作用；二是胸腺上皮细胞分泌的胸腺激素和非上皮样基质细胞分泌的细胞因子，对胸腺细胞的发育分化起重要作用。,巨核细胞-血小板系的发生,巨核-血小板系也源于骨髓的多能造血干细胞，巨核细胞和红系具有共同的造血祖细胞。可以增殖分化形成红系和巨核细胞系单能定向祖细胞。可进一步分化为形态学上可识别的原巨核细胞，幼巨核细胞和巨核细胞最终形成血小板。成熟巨核细胞紧靠血窦，伸出称之为前血小板的突起，穿过血窦内皮进入窦腔，每个前血小板可形成1200个左右的血小板。,血细胞发生的调节和影响因素,血细胞是在造血组织中有少数造血干细胞通过细胞增殖和分化而生成的。造血微环境中的基质细胞对造血细胞的发育起重要作用，它们通过细胞与细胞之间的直接接触，与细胞表面的受体相互作用，以及基质细胞释放细胞因子，近距离的调控造血细胞的增殖活动。红细胞生成的调节因子中，最重要的是红细胞生成素（EPO）。肾是产生EPO的主要器官。体内调节粒细胞生成的因子种类繁多，从其作用来看，大致可归纳为两类。一类是促进白细胞生成的，如集落刺激因子；另一类是刺激储存的白细胞的释放，如白细胞增多诱导因子和白细胞生成素G等。,淋巴细胞生成的调节了解很少。近年来发现一些特殊的淋巴因子具有支持某些淋巴细胞增殖分化的能力，称为白细胞介素（IL）。几乎所