1) питающими артериями, которые проходят через компактное вещество кости и распадаются на капилляры в самом костном мозге;
2) прободающими артериями, которые отходят от надкостницы, распадаются на артериолы и капилляры, проходящие в каналах остеонов, а затем впадают в синусы красного костного мозга.
Следовательно, красный костный мозг частично снабжается кровью, контактировавшей с костной тканью и обогащенной факторами, стимулирующими гемопоэз.
Артерии проникают в костномозговую полость и делятся на 2 ветви: дистальную и проксимальную. Эти ветви спирально закручены вокруг центральной вены костного мозга. Артерии разделяются на артериолы, отличающиеся небольшим диаметром (до 10 мкм). Для них характерно отсутствие прекапиллярных сфинктеров. Капилляры костного мозга делятся на истинные капилляры, возникающие в результате дихотомического деления артериол, и синусоидные капилляры, продолжающие истинные капилляры. В синусоидные капилляры переходит только часть истинных капилляров, тогда как другая их часть входит в гаверсовы каналы кости и далее, сливаясь, дает последовательно венулы и вены. Истинные капилляры костного мозга мало отличаются от капилляров других органов. Они имеют сплошной эндотелиальный слой, базальную мембрану и перициты. Эти капилляры выполняют трофическую функцию.
Синусоидные капилляры большей частью лежат вблизи эндоста кости и выполняют функцию селекции зрелых клеток крови и выделения их в кровоток, а также участвуют в заключительных этапах созревания клеток крови, осуществляя воздействие на них через молекулы клеточной адгезии. Диаметр синусоидных капилляров составляет от 100 до 500 мкм.
На срезах синусоидные капилляры могут иметь веретеновидную, овальную или гексагональную форму, выстланы эндотелием с выраженной фагоцитарной активностью. В эндотелии имеются фенестры, которые при функциональной нагрузке легко переходят в истинные поры. Базальная мембрана или отсутствует, или прерывиста. С эндотелием тесно связаны многочисленные макрофаги. Синусоиды продолжаются в венулы, а те, в свою очередь, вливаются в центральную вену безмышечного типа. Характерно наличие артериоло-венулярных анастомозов, по которым может сбрасываться кровь из артериол в венулы, минуя синусоидные и истинные капилляры. Анастомозы являются важным фактором регуляции гемопоэза и гомеостаза кроветворной системы.
Иннервация. Афферентная иннервация красного костного мозга осуществляется миелиновыми нервными волокнами, образованными дендритами псевдоуниполярных нейронов спинальных ганглиев соответствующих сегментов, а также черепно-мозговыми нервами, за исключением 1, 2 и 8-й пар.
Эфферентная иннервация обеспечивается симпатической нервной системой. Симпатические постганглионарные нервные волокна входят в костный мозг вместе с кровеносными сосудами, распределяясь в адвентиции артерий, артериол и в меньшей степени вен. Они также тесно связаны с истинными капиллярами и синусоидами. Факт непосредственного проникновения нервных волокон в ретикулярную ткань поддерживается не всеми исследователями, однако в последнее время доказано наличие нервных волокон между гемопоэтическими клетками, с которыми они образуют так называемые открытые синапсы. В таких синапсах нейромедиаторы из нервной терминали свободно изливаются в интерстиций, а затем, мигрируя к клеткам, оказывают на них регуляторное влияние. Большинство постганглионарных нервных волокон адренергические, однако часть из них является холинергическими. Некоторые исследователи допускают возможность холинергической иннервации костного мозга за счет постганглионаров, происходящих из параоссальных нервных ганглиев.
Прямая нервная регуляция кроветворения до сих пор ставится под сомнение, несмотря на обнаружение открытых синапсов. Поэтому считается, что нервная система оказывает трофическое влияние на миелоидную и ретикулярную ткани, регулируя кровоснабжение костного мозга. Десимпатизация и смешанная денервация костного мозга ведут к деструкции сосудистой стенки и к нарушению гемопоэза. Стимуляция симпатического отдела вегетативной нервной системы приводит к усилению выброса из костного мозга в кровоток клеток крови.
Регуляция кроветворения. Молекулярно-генетические механизмы кроветворения в принципе те же, что и любой пролиферирующей системы. Их можно свести к следующим процессам: репликация ДНК, транскрипция, сплайсинг РНК (вырезание из первоначальной молекулы РНК интронных участков и сшивка оставшихся частей), процессинг РНК с образованием специфических информационных РНК, трансляция – синтез специфических белков.
Цитологические механизмы кроветворения заключаются в процессах деления клеток, их детерминации, дифференцировке, росте, запрограммированной гибели (апоптозе), межклеточных и межтканевых взаимодействиях с помощью молекул клеточной адгезии и др.
Существует несколько уровней регуляции кроветворения:
1) геномно-ядерный уровень. В ядре кроветворных клеток, в их геноме заложена программа развития, реализация которой приводит к образованию специфических клеток крови. К этому уровню в конечном итоге приложены все остальные регуляторные механизмы. Показано существование так называемых факторов транскрипции – связывающихся с ДНК белков различных семейств, функционирующих с ранних стадий развития и регулирующих экспрессию генов кроветворных клеток;
2) внутриклеточный уровень сводится к выработке в цитоплазме кроветворных клеток специальных триггерных белков, влияющих на геном этих клеток;
3) межклеточный уровень включает действие кейлонов, гемопоэтинов, интерлейкинов, вырабатываемых дифференцированными клетками крови или стромы и влияющих на дифференцировку стволовой кроветворной клетки;
4) организменный уровень заключается в регуляции кроветворения интегрирующими системами организма: нервной, эндокринной, иммунной, циркуляторной.
Следует подчеркнуть, что эти системы работают в тесном взаимодействии. Эндокринная регуляция проявляется в стимулирующем влиянии на гемопоэз анаболических гормонов (соматотропина, андрогенов, инсулина, других ростовых факторов). С другой стороны, глюкокортикоиды в больших дозах могут подавлять кроветворение, что используется в лечении злокачественных поражений кроветворной системы. Иммунная регуляция осуществляется на межклеточном уровне, проявляясь выработкой клеток иммунной системы (макрофагами, моноцитами, гранулоцитами, лимфоцитами и др.) медиаторов, гормонов иммунной системы, интерлейкинов, которые контролируют процессы пролиферации, дифференцировки и апоптоза кроветворных клеток.
Наряду с регуляторными факторами, вырабатывающимися в самом организме, на гемопоэз оказывает стимулирующее влияние целый ряд экзогенных факторов, поступающих с пищей. Это прежде всего витамины (В12, фолиевая кислота, оротат калия), которые участвуют в биосинтезе белка, в том числе и в кроветворных клетках.
Методы исследования костного мозга
Наиболее полное представление о состоянии кроветворной системы дают изучение пунктата костного мозга (из грудины) и трепанобиопсия, которыми широко пользуются в гематологической клинике.
Пункцию грудины по методу Аринкина производят при помощи иглы Кассирского, которая удобна и безопасна, так как имеет предохранительный щиток. Щиток-ограничитель может быть установлен на требуемую глубину проникновения в зависимости от толщины кожи и подкожной клетчатки и предохраняет от прокола задней пластинки грудины. Костный мозг забирают шприцем емкостью 10–20 мл. Для обеспечения требуемого вакуума предварительно удостоверяются, что шприц не пропускает воздуха.
Производят прокол рукоятки или тела грудины на уровне 3–4-го ребра по средней линии. Передняя стенка тела грудины тоньше и имеет ровную или слегка вогнутую поверхность, наиболее удобную для пункции. Кроме того, эта область костного мозга содержит большее количество клеток. Во время пункции грудины больной лежит на спине.
У детей существует опасность прокола грудины ввиду ее меньшей плотности и индивидуальных различий в толщине кости.
Поэтому у детей, особенно у новорожденных и грудных, предпочтительно делать пункцию в верхней трети большеберцовой кости, с внутренней стороны дистального эпифиза бедренной кости или пяточной кости.
Пункцию подвздошной кости производят на 1–2 см кзади от передней верхней ости ее гребешка. Можно пунктировать ребра и остистые отростки позвонков (удобнее – 3–4-й поясничные позвонки).
Пункция остистых отростков. При пункции остистых отростков позвонков пациент занимает сидячее положение, наклонившись вперед. Место пункции дезинфицируют спиртом и йодной настойкой. Затем кожу, подкожную клетчатку и надкостницу при помощи тонкой иглы инфильтрируют 1–2 %-ным раствором новокаина в количестве 2 мл. Для анестезии кожи можно применять хлорэтил. Пункцию производят и без обезболивания.
Шприц и пункционную иглу (игла Кассирского) стерилизуют сухим методом или кипячением и тщательно высушивают спиртом, а затем эфиром. Перед тем как сделать укол, при помощи винтовой нарезки предохранитель-ограничитель устанавливают на необходимую глубину прокола. Иглу направляют перпендикулярно к грудине по ее средней линии, быстрым движением прокалывают кожу и подкожно-жировой слой и проходят наружную пластинку грудины. В этот момент уменьшается сопротивление, и игла, как бы проваливаясь, входит в полость костного мозга. При этом она устанавливается вертикально и неподвижно.
Если игла не находится в неподвижном состоянии, то, не вынимая ее, отодвигают предохранитель несколько выше и вновь продвигают иглу в полость костного мозга.
Следует помнить, что при наличии рака, миеломной болезни, остеомиелита и других остеолитических процессов игла, попадая в очаг поражения, встречает меньшее сопротивление и плохо фиксируется в кости.
После того как игла войдет в полость костного мозга, вынимают мандрен и плотно насаживают шприц. Далее оттягивают поршень шприца и насасывают не более 0,5–1 мл костного мозга (при большем количестве пунктата в нем может содержаться больше периферической крови). Если не удается получить костный мозг, то, не вынимая иглы, снимают шприц, вставляют вновь мандрен и, не вынимая иглы, п