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
Пункция 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, переводят ее в другое положение – выше, ниже или в стороны. Затем снова с помощью шприца насасывают немного пунктата. После взятия костного мозга иглу, не разъединяя со шприцем, извлекают из грудины, а место прокола закрывают стерильной наклейкой. Полученный материал переносят на часовое стекло, затем выбирают кусочки костного мозга и готовят из них тонкие мазки. Если пунктат содержит примесь крови, то последнюю удаляют с помощью фильтровальной бумаги или отсасывают пастеровской пипеткой. Если же получено большое количество жидкого костного мозга, то методом лейкоконцентрации отделяют клетки от плазмы и уже из осадка делают мазки. Очень большое практическое значение имеет правильное приготовление мазка из ткани костного мозга, иначе примесь периферической крови не даст точного представления о клеточном составе костного мозга. В хорошо приготовленном препарате клетки расположены густо, но отдельно, и их структура хорошо видна.
Рекомендуется делать как можно больше мазков, использовав для этого весь полученный материал костного мозга. Мазки необходимо готовить быстро, так как свертывание костного мозга наступает быстрее, чем периферической крови. При этом клетки повреждаются настолько, что их невозможно дифференцировать.
При гипопластических и апластических состояниях костного мозга мазки содержат небольшое количество клеток, а иногда они полностью отсутствуют. Вопрос о том, является ли это следствием патологических процессов или результатом неправильно проведенной пункции, можно решить при повторной пункции. Мазки пунктата фиксируют и окрашивают так же, как и мазки периферической крови.
Для замедления свертывания пунктата костного мозга, которое создает известные трудности при его исследовании, В. И. Каро рекомендует следующий простой прием: на часовое стекло, покрытое парафином, перед пункцией насыпают очень тонким слоем (припудривают) порошкообразный цитрат натрия. Полученный при пункции костный мозг сразу же помещают на часовое стекло поверх цитрата натрия, который, растворяясь в жидкой части пунктата, тормозит его свертывание. Мельчайшие кристаллики цитрата натрия не мешают приготовлению мазков, не деформируют клеток.
Трепанобиопсия подвздошной кости. Прижизненное изучение гистологических препаратов, полученных методом трепанобиопсии, становится необходимым в тех случаях, когда при пункции не удается получить достаточное количество костного мозга, подтверждающее тот или иной патологический процесс. Гистологический метод приобретает особо важное значение при таких заболеваниях, как лейкозы, эритремия, остеомиелосклероз, гипо– и апластические процессы и др.
Для прокола и извлечения кусочка костной ткани М. Г. Абрамов предложил пользоваться иглой-троакаром. Игла сконструирована по принципу стернальной иглы Кассирского. Толщина иглы-троакара – 3 мм, внутренний диаметр – 2 мм, длина – 6 см. Периферический конец иглы имеет подобие фрезы и спиралевидное очертание, благодаря чему игла приобретает способность при ее вращении срезать костную ткань. Составными частями иглы являются мандрен (стилет с заостренным концом) и рукоятка. В. А. Ершов, Н. А. Климков модернизировали иглу-троакар Абрамова, сделав ее более удобной в работе. Игла отличается от описанной выше тем, что мандрен ее ввинчивается в нижний конец рукоятки и при проколе кортикального слоя быстро извлекается из иглы без предварительной разборки, что ускоряет процесс трепанобиопсии.
Прокол производят в гребешок подвздошной кости, отступив 2–3 см кзади от ее передней верхней ости. Технически удобнее прокалывать левую подвздошную кость. Место прокола дезинфицируют спиртом и йодной настойкой. Предварительно иглу стерилизуют сухим методом или кипячением и высушивают спиртом и эфиром. На сухой игле при помощи винтовой нарезки устанавливают щиток-ограничитель на необходимую глубину прокола с учетом толщины подкожного жира. Перед введением иглы-троакара производят анестезию кожи, подкожной клетчатки и надкостницы 2%-ным раствором новокаина. Проникнув иглой-троакаром в мягкие ткани, нащупывают концом заостренного мандрена место кости, где должен быть произведен прокол. Иглу вводят в костную ткань под некоторым давлением вращательными движениями. При появлении ощущения прочной фиксации иглы мандрен извлекают. Разъединив мандрен и ручку, последнюю вновь навинчивают на иглу, зафиксированную в кости.
Производя вращательное движение по часовой стрелке, иглу без большого труда удается ввести в спонгиозное вещество костной ткани. После этого вращательным движением иглу извлекают. Цилиндрический столбик костной ткани, находящейся в игле, выталкивают мандреном из просвета иглы на предметное стекло, а оттуда переносят в банку с формалином и отправляют на гистологическое исследование. Из оставшегося на стекле, в игле и на мандрене костного мозга делают мазки. Чаще всего удается вырезать и извлечь кусочек костной ткани длиной от 6 до 10 мм, иногда больше.
Трепанат (спонгиозная костная ткань) у здоровых людей и у больных с гиперпластическими процессами богат костным мозгом. При тяжелых апластических процессах трепанат имеет желтый цвет, что обусловливается почти полным исчезновением костномозговых элементов и заменой их жировой тканью.
При всех формах остеомиелосклероза и миелофиброза извлеченный кусочек костной ткани выглядит нередко «сухим», и из него удается извлечь лишь очень небольшое количество костного мозга для приготовления мазков.
Исследование клеток
Пунктат костного мозга на часовом стекле осторожно растирают стеклянной палочкой и быстро насасывают в смеситель для эритроцитов, набирают 3–5%-ный раствор уксусной кислоты (разведение костного мозга можно также производить пробирочным методом по Николаеву). После этого поступают так же, как при подсчете лейкоцитов крови.
Общее количество ядерных элементов колеблется в больших пределах, по-видимому, вследствие неодинакового состава костномозговой ткани в различных участках и различной примеси периферической крови в пунктате. У здоровых людей количество костномозговых клеток составляет от 45 тыс. до 250 тыс. в 1 мкл.
Миелограмма представляет собой процентное отношение клеточных элементов в мазках, приготовленных из пунктатов костного мозга. Мазки пунктата костного мозга просматривают сначала с малым увеличением и отбирают те, которые содержат наибольшее количество клеток. При малом увеличении нужно тщательно просмотреть по возможности все мазки для выявления комплексов атипических клеток, клеток Березовского—Штернберга, клеток Пирогова—Лангханса и др. При этом же увеличении нужно обратить внимание на количество мегакариоцитов: есть ли они в мазках, много их или мало.
В тех случаях, когда в мазке не обнаруживают или находят единичные мегакариоциты, необходимо тщательно просмотреть конец мазка в «метелочке», где они иногда собираются в большом количестве. После тщательного просмотра мазков приступают к дифференциальному подсчету клеток костного мозга. Подсчитывают не менее 500 клеток и вычисляют процент каждого вида клеток.
Подсчет можно производить двумя способами:
1) метод Коста. Считают отдельно клетки лейкопоэза и эритропоэза. Сосчитывают 500 (или 1000) клеток лейкопоэза, а количество клеток красной крови вычисляют на 100 клеток лейкопоэза;
2) метод Аринкина. Считают подряд все клетки костного мозга и вычисляют процент каждого вида клеток.
При оценке пунктата костного мозга, кроме количества подсчитанных клеток, необходимо учитывать и соотношение между молодыми и более зрелыми формами нейтрофилов – так называемый костномозговой индекс созревания нейтрофилов. В норме этот индекс меньше 1 и равен 0,6–0,8.
При оценке миелограммы необходимо знать динамику периферической крови и состояние больного. Помимо количественных сдвигов клеток лейкопоэза и эритропоэза, надо учитывать степень их созревания. При увеличении эритробластических и лейкобластических элементов с задержкой их созревания в периферической крови может наблюдаться уменьшение количества лейкоцитов и эритроцитов. В других же случаях (например, при эритремии) в костном мозге отмечаются увеличенное количество нормобластов без нарушения их созревания и увеличение числа эритроцитов в крови.
При оценке пунктата костного мозга очень важно отношение количества элементов лейкопоэза к числу ядерных элементов эритробластического ряда. У здоровых людей это соотношение составляет 4 : 1 или 3 : 1.
Если количество костномозговых клеток увеличивается в основном за счет клеток эритропоэза, это указывает на гиперплазию последнего, и соотношение лейко / эритро уменьшается, достигая величины 1 : 1 и меньше. Такая картина наблюдается при различных формах малокровия (постгеморрагической, гемолитической и В12-дефицитной анемиях).
При нелеченной анемии Аддисона—Бирмера количество клеток увеличивается преимущественно за счет мегалобластов, а в начале ремиссии – за счет эритронормобластов. При этом соотношение лейко / эритро достигает 1 : 8. При полной ремиссии оно приближается к норме.
При уменьшении количества клеток в костном мозге уменьшение соотношения лейко / эритро может быть и не связано с гиперплазией эритропоэза, а является следствием уменьшения образования клеток гранулопоэза. Такая картина встречается при агранулоцитозе.
При одновременном уменьшении числа клеток лейкопоэза и эритропоэза может сохраниться нормальное соотношение между ними, и в то же время оба указанных выше ростка будут подавлены.
Подобное состояние встречается при гипо– и апластических процессах.
Резкое увеличение количества костномозговых элементов с увеличением соотношения лейко / эритро свидетельствует о гиперплазии миелоидных элементов, встречается при лейкозах, инфекциях, интоксикациях и других состояниях.
Для количественной оценки мегакариоцитов используют следующие методы:
1) подсчет в камере;
2) подсчет в мазках: по полям зрения, по отношению к количеству всех ядерных клеток костного мозга.
Все эти методы не являются достаточно точными. Наиболее точное количественное представление дает подсчет их в срезах костного мозга, полученного при трепанобиопсии.
Подсчет в счетной камере. При разведении пунктата костного мозга уксусной кислотой (1 : 20) происходит гемолиз эритроцитов, позволяющий производить подсчет мегакариоцитов в счетной камере. Разведение пунктата костного мозга и методика подсчета аналогичны подсчету лейкоцитов в крови.
Подсчет производят на всей поверхности сетки, затем число сосчитанных мегакариоцитов умножают на разведение (20) и делят на объем камеры (3,2).
Мегакариоциты в камере видны в виде крупных клеток с полиморфным гиперсегментированным ядром и широкой зоной цитоплазмы. Недостаточная точность метода обусловлена тем, что в камере не распознаются мелкие формы (мегакариобласты, голые ядра и др.), которые не попадают в счет. Преимущество метода – равномерное распределение клеток в счетной камере. У здорового человека в 1 мкл пунктата костного мозга при подсчете в счетной камере обнаружено (по данным разных авторов) 63 ± 10 и 83 ± 13,86 мегакариоцитов. У здоровых детей в возрасте от 5 месяцев до 3 лет общее количество мегакариоцитов составляет около 116 ± 10,8 в 1 мкл пунктата.
Подсчет в мазках по полям зрения. В мазках пунктата костного мозга подсчитывают мегакариоциты при малом увеличении микроскопа с выведением средних цифр.
Неточность метода обусловлена тем, что в мазках мегакариоциты располагаются неравномерно, сосредоточиваясь больше по краям препарата и в конце мазка. У здорового человека в мазках пунктата костного мозга в 250 полях зрения содержится 5–12 мегакариоцитов.
Подсчет в мазках по отношению к числу всех ядерных клеток. В мазках пунктата костного мозга при выведении миелограммы (подсчет не менее 500 клеток) отмечается процент мегакариоцитов. Недостаток метода тот же, что и при подсчете в мазках по полям зрения.
В среднем у здорового человека в пунктате костного мозга количество мегакариоцитов составляет 0,1–0,2%. Данные разных авторов свидетельствуют о широких колебаниях процента мегакариоцитов в мазках пунктата костного мозга – от 0 до 1,2%, в среднем он составляет 0,4 × 0,18%.
Резкое увеличение количества мегакариоцитов в костном мозге наблюдается при миелопролиферативном синдроме, особенно при полицитемии, а также при идиопатической тромбоцитопенической пурпуре (болезни Верльгофа), при циррозе печени с явлениями гиперспленизма.
Увеличение числа мегакариоцитов выявляется при злокачественных новообразованиях, симптоме геморрагической тромбоцитемии, после острой кровопотери. Уменьшение количества мегакариоцитов характерно для большинства системных гиперпластических процессов.