造血的器官

正常人体血细胞是在骨髓及淋巴组织内生成。
造血细胞均发生于胚胎的中胚层,随胚胎发育过程,造血中心转移,出生前的造血分为三个阶段:①卵黄囊造血期始于人胚第3周,停止于第9周。卵黄囊壁上的血岛是最初的造血中心。②肝造血期肝脏造血始于人胚第6周,至第4-5个月达高峰,以红、粒细胞造血为主,不生成淋巴细胞。此阶段还有脾、肾、胸腺和淋巴结等参与造血。脾脏自第5个月有淋巴细胞形成,至出生时成为淋巴细胞的器官。6-7周的人胚已有胸腺,并开始有淋巴细胞形成,胸腺中的淋巴干细胞也来源于卵黄囊和骨髓。③骨髓造血期开始于人胚第4个月,第5个月以后始成为造血中心,从此肝脾造血渐减退,骨髓造血功能迅速增加,成为红细胞、粒细胞和巨核细胞的主要生成器官,同时也生成淋巴细胞和单核细胞。淋巴结参与红细胞生成时间很短,从人胚第4个月以后成为终生造淋巴细胞和浆细胞的器官,其多能干细胞来自胚胎肝脏和骨髓,淋巴干细胞还来自于胸腺。
刚出生时全身骨髓普遍造血,5岁以后由四肢远侧呈向心性退缩,正常成人红骨髓主要见于全身扁平骨,肱骨及股骨近端骨髓中尚残留有红骨髓组织,其余为黄骨髓。黄骨髓平时无造血功能,但在生理需要时,黄骨髓、肝、脾、甚至淋巴结可恢复造血功能,称为髓外造血(extramedullary hemopoiesis)。
造血细胞生成,调控与破坏
通过脾集落的研究方法证实,现已公认各种血细胞均起源于共同的骨髓造血干细胞(hemopoietic stem cell),自我更新与多向分化是造血干细胞的两大特征。血细胞的发育共分为5个阶段:①初级多能干细胞(pluripotent stem cell),为最原始未分化干细胞;②次级多能干细胞(mu ltipotent stem cell),部分分化,如CFU-S,淋巴性干细胞;③定向组细胞(commitedprogenitor cell),自我复制能力有限或消失,仅具有一系或2系分化潜能;④前体细胞(prec u rsor cell),如骨髓中形态已可辩认的各系幼稚细胞;⑤各系血细胞,成熟血细胞。
血细胞生成除需要造血干细胞外,尚需有正常造血微环境及正、负造血调控因子的存在。造血组织中的非造血细胞成分,包括微血管系统、神经成分、网状细胞、基质及其他结缔组织,统称为造血微环境。造血微环境可直接与造血细胞接触或释放某些因子,影响或诱导造血细胞的生成。
调控造血功能的体液因子,包括刺激各种祖细胞增殖的正调控因子,如促红细胞生成素(erythropoietin),集落形成刺激因子(colony-stimulatingfactor CSF)及白细胞介素3(IL-3)等,同时亦有各系的负调控因子,二者互相制约,维持体内造血功能的恒定,血细胞的起源与分化见(图5-1-1)
红细胞的生存时间为100-120天,因此体内每天约有1/120红细胞被破坏,6.25g血红蛋白分解,同时又有相应量的红细胞及血红蛋白生成,以保持动态平衡。红细胞的生理性破坏主要是由于衰老所致。红细胞衰老时,细胞内已糖激酶、磷酸葡萄糖异构酶等逐渐失去活力,ATP酶含量亦渐降低,因而导致依赖于能量代谢的过程产生障碍,此外磷酸已糖旁路的衰竭也导致血红蛋白结构和功能的改变。衰老的红细胞渗透脆性增加,可变形性减小,变成球形。衰老的红细胞10%在血管内破坏,但绝大部分在血管外破坏,其中脾脏起重要作用,衰老而变形性小的红细胞在脾循环中被阻留并被单核巨噬细胞所吞噬。肝脏也是破坏衰老红细胞的重要场所之一。其它器官的单核-巨噬细胞也有清除异常红细胞的能力,但效率较小。
由于骨髓造血的代偿能力为正常造血的6-8倍,当红细胞的生存时间短至10天(正常的1/12),每天约有75g血红蛋白破坏,此时红细胞破坏超过了骨髓的代偿程度,而出现贫血。由于脾脏是识别、破坏异常红细胞主要器官,因此临床上采用脾切除治疗某些溶血性贫血。
粒细胞在骨髓中成熟后即进入血液中,在循环中停留时间短,半存留期为6-7小时,然后进入组织内再重往血管内,成熟中性粒细胞存活期为9天。主要被单核-巨噬细胞破坏,亦可随各器官的分泌物排出体外。
单核细胞在骨髓中成熟后立即进入循环,其半衰期为71小时,以后进入组织成为组织巨噬细胞。
淋巴细胞可分为短寿及长寿两群,前者存活4-5天,后者经数月或数年未分裂而存活。二者功能上的意义还不清楚。淋巴细胞可在静脉-淋巴间进行循环,在其寿期内可往返循环达数百次之多。
血小板的寿命为7-10天,衰老的血小板为单核巨噬系统所清除。血小板与粒细胞不同,在骨髓中并无储备,如血小板被大量破坏,则恢复较慢,至少3-5天始能恢复正常,这正是巨核细胞成熟至产生血小板所需要的时间。
因此,当骨髓功能发生严重障碍时,首先出现的症状为粒细胞缺乏所致的感染,随之为血小板减少所致的出血倾向,最后出现贫血,而淋巴细胞减少所致的免疫功能低下则十分隐袭而且迟缓。

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