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造血器官總述

正常人體血細(xì)胞是在骨髓及淋巴組織內(nèi)生成。

造血細(xì)胞均發(fā)生于胚胎的中胚層,隨胚胎發(fā)育過程,造血中心轉(zhuǎn)移,出生前的造血分為三個階段:①卵黃囊造血期始于人胚第3周,停止于第9周。卵黃囊壁上的血島是最初的造血中心。②肝造血期肝臟造血始于人胚第6周,至第4-5個月達(dá)高峰,以紅、粒細(xì)胞造血為主,不生成淋巴細(xì)胞。此階段還有脾、腎、胸腺和淋巴結(jié)等參與造血。脾臟自第5個月有淋巴細(xì)胞形成,至出生時成為淋巴細(xì)胞的器官。6-7周的人胚已有胸腺,并開始有淋巴細(xì)胞形成,胸腺中的淋巴干細(xì)胞也來源于卵黃囊和骨髓。③骨髓造血期開始于人胚第4個月,第5個月以后始成為造血中心,從此肝脾造血漸減退,骨髓造血功能迅速增加,成為紅細(xì)胞、粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞的主要生成器官,同時也生成淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞。淋巴結(jié)參與紅細(xì)胞生成時間很短,從人胚第4個月以后成為終生造淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞的器官,其多能干細(xì)胞來自胚胎肝臟和骨髓,淋巴干細(xì)胞還來自于胸腺。

剛出生時全身骨髓普遍造血,5歲以后由四肢遠(yuǎn)側(cè)呈向心性退縮,正常成人紅骨髓主要見于全身扁平骨,肱骨及股骨近端骨髓中尚殘留有紅骨髓組織,其余為黃骨髓。黃骨髓平時無造血功能,但在生理需要時,黃骨髓、肝、脾、甚至淋巴結(jié)可恢復(fù)造血功能,稱為髓外造血(extramedullary hemopoiesis)。

造血細(xì)胞生成,調(diào)控與破壞

通過脾集落的研究方法證實,現(xiàn)已公認(rèn)各種血細(xì)胞均起源于共同的骨髓造血干細(xì)胞(hemopoietic stem cell),自我更新與多向分化是造血干細(xì)胞的兩大特征。血細(xì)胞的發(fā)育共分為5個階段:①初級多能干細(xì)胞(pluripotent stem cell),為最原始未分化干細(xì)胞;②次級多能干細(xì)胞(mu ltipotent stem cell),部分分化,如CFU-S,淋巴性干細(xì)胞;③定向組細(xì)胞(commitedprogenitor cell),自我復(fù)制能力有限或消失,僅具有一系或2系分化潛能;④前體細(xì)胞(prec u rsor cell),如骨髓中形態(tài)已可辯認(rèn)的各系幼稚細(xì)胞;⑤各系血細(xì)胞,成熟血細(xì)胞。

血細(xì)胞生成除需要造血干細(xì)胞外,尚需有正常造血微環(huán)境及正、負(fù)造血調(diào)控因子的存在。造血組織中的非造血細(xì)胞成分,包括微血管系統(tǒng)、神經(jīng)成分、網(wǎng)狀細(xì)胞、基質(zhì)及其他結(jié)締組織,統(tǒng)稱為造血微環(huán)境。造血微環(huán)境可直接與造血細(xì)胞接觸或釋放某些因子,影響或誘導(dǎo)造血細(xì)胞的生成。

調(diào)控造血功能的體液因子,包括刺激各種祖細(xì)胞增殖的正調(diào)控因子,如促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin),集落形成刺激因子(colony-stimulatingfactor CSF)及白細(xì)胞介素3(IL-3)等,同時亦有各系的負(fù)調(diào)控因子,二者互相制約,維持體內(nèi)造血功能的恒定,血細(xì)胞的起源與分化見(圖5-1-1)

紅細(xì)胞的生存時間為100-120天,因此體內(nèi)每天約有1/120紅細(xì)胞被破壞,6.25g血紅蛋白分解,同時又有相應(yīng)量的紅細(xì)胞及血紅蛋白生成,以保持動態(tài)平衡。紅細(xì)胞的生理性破壞主要是由于衰老所致。紅細(xì)胞衰老時,細(xì)胞內(nèi)已糖激酶、磷酸葡萄糖異構(gòu)酶等逐漸失去活力,ATP酶含量亦漸降低,因而導(dǎo)致依賴于能量代謝的過程產(chǎn)生障礙,此外磷酸已糖旁路的衰竭也導(dǎo)致血紅蛋白結(jié)構(gòu)和功能的改變。衰老的紅細(xì)胞滲透脆性增加,可變形性減小,變成球形。衰老的紅細(xì)胞10%在血管內(nèi)破壞,但絕大部分在血管外破壞,其中脾臟起重要作用,衰老而變形性小的紅細(xì)胞在脾循環(huán)中被阻留并被單核巨噬細(xì)胞所吞噬。肝臟也是破壞衰老紅細(xì)胞的重要場所之一。其它器官的單核-巨噬細(xì)胞也有清除異常紅細(xì)胞的能力,但效率較小。

由于骨髓造血的代償能力為正常造血的6-8倍,當(dāng)紅細(xì)胞的生存時間短至10天(正常的1/12),每天約有75g血紅蛋白破壞,此時紅細(xì)胞破壞超過了骨髓的代償程度,而出現(xiàn)貧血。由于脾臟是識別、破壞異常紅細(xì)胞主要器官,因此臨床上采用脾切除治療某些溶血性貧血。

粒細(xì)胞在骨髓中成熟后即進(jìn)入血液中,在循環(huán)中停留時間短,半存留期為6-7小時,然后進(jìn)入組織內(nèi)再重往血管內(nèi),成熟中性粒細(xì)胞存活期為9天。主要被單核-巨噬細(xì)胞破壞,亦可隨各器官的分泌物排出體外。

單核細(xì)胞在骨髓中成熟后立即進(jìn)入循環(huán),其半衰期為71小時,以后進(jìn)入組織成為組織巨噬細(xì)胞。

淋巴細(xì)胞可分為短壽及長壽兩群,前者存活4-5天,后者經(jīng)數(shù)月或數(shù)年未分裂而存活。二者功能上的意義還不清楚。淋巴細(xì)胞可在靜脈-淋巴間進(jìn)行循環(huán),在其壽期內(nèi)可往返循環(huán)達(dá)數(shù)百次之多。

血小板的壽命為7-10天,衰老的血小板為單核巨噬系統(tǒng)所清除。血小板與粒細(xì)胞不同,在骨髓中并無儲備,如血小板被大量破壞,則恢復(fù)較慢,至少3-5天始能恢復(fù)正常,這正是巨核細(xì)胞成熟至產(chǎn)生血小板所需要的時間。

因此,當(dāng)骨髓功能發(fā)生嚴(yán)重障礙時,首先出現(xiàn)的癥狀為粒細(xì)胞缺乏所致的感染,隨之為血小板減少所致的出血傾向,最后出現(xiàn)貧血,而淋巴細(xì)胞減少所致的免疫功能低下則十分隱襲而且遲緩。

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