Жила-была кровь. Кладезь сведений о нашей наследственности и здоровье

Кровь кажется нам долгой спокойной рекой, всегда одной и той же, неизменной. Но это не так. Как все живое, компоненты крови рождаются и умирают. Ее состав постоянно обновляется, особенно часто это происходит с белкáми. Кровь эмбриона несравнима с кровью взрослого человека, и она продолжает меняться с возрастом. Кроме того, состав крови у людей разных полов, как и у каждого человека в отдельности, имеет свои тонкие, но различимые нюансы, что делает каждого из нас уникальным. Ваша кровь не похожа на кровь другого человека.

Откуда она берется в организме? Основной ее источник — костный мозг, который находится в полостях костей. Он производит гигантское количество красных кровяных телец — по 100 миллиардов в день! Эритроциты недолговечны, они живут до четырех месяцев, быстро стареют, умирают и исчезают, а содержащиеся в них железо и белки перерабатываются. Тромбоциты получаются из фрагментов цитоплазмы мегакариоцитов — крупных клеток, которые находятся только в костном мозге.

На самом деле есть два типа костного мозга (не путайте его со спинным[15], который проводит нервные импульсы), и они отличаются по цвету: красный и желтый. Первый располагается в плоских костях (тазовые кости, грудина) и на концах трубчатых (бедренная, большая берцовая, локтевая), второй присутствует в основном в средней части трубчатых костей. Красный костный мозг производит кровяные клетки, а желтый[16]

в этом почти не участвует, так как состоит преимущественно из жира.

При некоторых заболеваниях крови костный мозг становится фиброзным, кровяные клетки больше не могут там развиваться, и их производство перемещается в печень и селезенку — туда, где этот процесс проходит у эмбриона. Для печени и селезенки это непростое испытание, поэтому они увеличиваются в размерах и вызывают болевые ощущения у человека. Впрочем, какая-то часть клеток, возможно, вырабатывается в легких (речь может идти о тромбоцитах, вероятность этого сейчас исследуют ученые).

Как же появляются компоненты крови? Всему начало — стволовые клетки. Эти незрелые структуры — предшественницы всех остальных клеток. В костном мозге четко выстроены механизмы создания, дифференцировки (специализации), а затем миграции одного за другим всех видов клеток — в этот процесс вовлечены десятки генов. Когда клетка созревает, становится полностью рабочей, напряжение ее мембраны уменьшается, что позволяет ей выйти в кровоток. В этой цепочке событий участвуют десятки гормонов, наиболее известный из них — эритропоэтин. Ученые уже определили ключевые этапы дифференцировки клеток и охарактеризовали некоторые регуляторные механизмы, которые действуют в этом процессе. Такие знания позволяют биологам и врачам предлагать новые терапевтические методы. Анализ явлений, происходящих в клетках благодаря генам (а те, в свою очередь, содержатся в хромосомах этих клеток или их предшественников), помогает обнаружить нарушения, возникшие на этапах образования компонентов крови, и спрогнозировать успешность лечения.

Микроскопический мир, покажись!

Как гематологи определяют, что процесс образования клеток крови нарушен? Особо чувствительных просим не читать этот абзац. Пациент ложится, врач берет толстую иглу, вводит в полость кости и забирает образец жидкой части костного мозга, то есть проводит так называемую аспирацию. Пункция может сопровождаться биопсией — взятием плотной ткани костного мозга, что позволяет определить его структуру. Материал для анализа, как правило, забирают из таза со стороны спины (из заднего гребня подвздошной кости). Эта процедура требует местного обезболивания.

Затем гематолог исследует костный мозг на предметных стеклах (цитологическое исследование), а также изучает тонкие срезы тканей, полученных во время биопсии (гистологическое исследование). Взятые образцы подвергаются разным манипуляциям: обычному или более сложному иммунному окрашиванию, которое выделяет тот или иной элемент клетки. Рассмотреть его подробно помогают микроскопы. Эти приборы бывают разной сложности: например, простой оптический микроскоп (мы все использовали такой на уроках биологии), конфокальный[17] или сложнейший электронный. Выбор прибора зависит от задач биолога.

Микроскоп дает хорошее изображение трех основных типов клеток крови (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты) — и гематологи могут исследовать как размер клетки, так и ядро или окружающую его цитоплазму, они изучают зернистость, контуры, относительные размеры компонентов. Полученные результаты позволяют отличить здоровые клетки от больных и определить стадии их созревания. Гематологи также выявляют относительное количество жира в клетках, отслеживают возможные появления чужеродных клеток (например, раковых) и микроорганизмов (в частности, паразитов) — все то, чего не должно быть в кроветворной ткани. Словом, исследование костного мозга — целое морфологическое путешествие.