Строение красного костного мозга: строма и ниши

Красный костный мозг не похож на «запас крови» внутри кости. Это живая ткань, где клетки крови одновременно рождаются, созревают и попадают в сосуды. На препарате сначала легко заметить губчатые костные трабекулы и промежутки между ними. Но в этих промежутках расположена сложная организация: опорная строма, сосудистые синусоиды и группы созревающих клеток. Понимание этой архитектуры помогает не путать красный мозг с жёлтым, а также объяснить, почему один мазок не заменяет срез ткани.

Где находится красный мозг и чем он отличается от жёлтого

В детском возрасте кроветворный мозг занимает большинство костномозговых полостей. По мере роста часть пространства замещают адипоциты, и формируется жёлтый костный мозг. У взрослого активный красный мозг преимущественно сохраняется в плоских костях, позвонках, рёбрах, грудине, костях таза и проксимальных отделах плечевой и бедренной костей. Это не резкая граница: состав меняется с возрастом, состоянием организма и конкретной костью.

Жёлтый мозг не является «пустой» тканью: в нём преобладают жировые клетки, но остаются сосуды, строма и небольшое число кроветворных элементов. При усиленной потребности в кроветворении часть жёлтого мозга может вновь участвовать в нём. Поэтому на гистологическом срезе важно оценивать соотношение клеточных участков и жировых вакуолей, а не делать вывод по одному адипоциту.

Рассчитать для своей задачи

Строма: каркас и регулятор микроокружения

Между трабекулами находится строма - не пассивная сетка, а среда, в которой удерживаются и получают сигналы кроветворные клетки. Её основу образуют ретикулярные клетки и их волокна внеклеточного матрикса. Рядом располагаются адипоциты, макрофаги, эндотелиальные клетки сосудов и клетки, связанные с костной поверхностью, включая остеобластический ряд. Каждый тип клеток влияет на то, где будет удерживаться предшественник и когда он начнёт созревать.

Стромальные клетки контактируют с кроветворными клетками, выделяют сигнальные молекулы и создают физическую опору. Макрофаги поглощают клеточный материал, а адипоциты занимают объём и меняют свойства микроокружения. У костной поверхности особенно важны клетки остеогенного ряда: костная ткань и гемопоэз функционально связаны, хотя на схеме их удобно различать.

Такой локальный набор клеток называют нишой. Ниша не превращает клетку в стволовую «по желанию», а поддерживает баланс покоя, самообновления и дифференцировки уже имеющихся гемопоэтических стволовых клеток. Сама идея ниши пригодится при разборе видов стволовых клеток: мультипотентность ГСК определяется их программой, а не только адресом в костном мозге.

В учебной модели различают ниши, связанные с костной поверхностью, и сосудистые ниши у синусоидов. Это полезное упрощение, но не две герметичные комнаты: сигналы и клетки действуют в общем трёхмерном пространстве. Стволовая клетка может находиться в состоянии покоя, делиться или давать предшественников в ответ на сочетание контактов, кислорода, матрикса и регуляторных молекул. Поэтому на реальном срезе нельзя надёжно назвать нишей любую клетку, лежащую рядом с трабекулой; важны также маркеры и метод исследования.

Синусоидные капилляры и выход клеток в кровь

Сосудистое русло красного костного мозга представлено широкими венозными синусоидами. Их эндотелий образует границу между тканью мозга и кровотоком. Созревающие клетки не просто «смываются» в сосуд: они должны достигнуть стадии, на которой могут пройти через эту границу. Так зрелые элементы поступают в периферическую кровь, а ранние предшественники остаются в паренхиме и продолжают деление.

Синусоиды располагаются среди кроветворных клеток, поэтому на хорошей схеме они выглядят как путь от островка к циркуляции, а не как отдельная трубка на периферии. В обзоре по гистологии гемопоэза кроветворные островки описаны как группы клеток, окружённые сосудистыми синусами: именно эта пространственная связка объясняет выход зрелых клеток.

Гемопоэтические островки и эритробластический островок

Кроветворение идёт не хаотично. Клетки одной линии и разных стадий образуют локальные группы, или гемопоэтические островки. Самый наглядный пример - эритробластический островок. В его центре находится макрофаг, вокруг которого размещаются эритробласты. Макрофаг поддерживает их созревание и фагоцитирует ядра, которые поздние эритробласты выталкивают при превращении в ретикулоциты.

По мере созревания эритроидные клетки оказываются ближе к синусоиду; ретикулоцит затем проходит в кровоток и дозревает до эритроцита. Центральный макрофаг не следует ошибочно называть «будущим эритроцитом»: это отдельная клетка стромального микроокружения. Морфологическое описание островка с центральным макрофагом и его связью с синусоидным эндотелием приведено в обзоре биопсий костного мозга.

Рассчитать для своей задачи

Какие клетки образуются: схема Чертковой и Воробьёва

В учебной схеме И. Л. Черткова и А. И. Воробьёва кроветворные клетки располагают по степени дифференцировки. Сначала выделяют стволовую клетку, способную к самообновлению. Затем следуют более ограниченные клетки-предшественники, далее бластные и созревающие формы конкретных рядов, а в конце - зрелые клетки периферической крови. Историческая публикация авторов о современной схеме кроветворения датируется 1973 годом в базе PubMed.

Для ответа на занятии полезно назвать ветви без искусственной точности: миелоидное направление даёт эритроцитарный, гранулоцитарный, моноцитарный и тромбоцитарный ряды; лимфоидное - лимфоциты. Это схема судеб клеток, а не набор одинаково видимых объектов в каждом поле зрения. Например, зрелый эритроцит уже не делится, тогда как ранние предшественники активно пролиферируют обычным митозом.

Что видно в мазке, а что в трепанобиоптате

Для исследования костного мозга используют два дополняющих метода. При пункции получают аспират, из которого делают мазки: в нём удобно рассматривать отдельные клетки, их стадии созревания и выполнять ряд дополнительных исследований. При трепанобиопсии получают столбик ткани с костными трабекулами и костномозговыми пространствами. Он показывает архитектуру: клеточность, распределение жира, фиброз, очаговые скопления и отношение клеток к сосудам.

Поэтому «какой анализ лучше?» - неверный вопрос. Аспират может оказаться малоклеточным или не представить очаг, а биопсия хуже подходит для части детальной цитологической оценки. Их сопоставление особенно важно, когда результаты расходятся. Показания и ограничения определяет врач; обзор NCBI StatPearls относит к показаниям, в частности, выяснение причин необъяснимой анемии и диагностику ряда гематологических заболеваний.

Обычная гистология использует Г-Э, а специальные окраски помогают выделить отдельные структуры; среди них упоминают Ван Гизон, Маллори и Романовского. Название окраски само по себе не является диагнозом: его интерпретируют вместе с качеством материала, морфологией и клиническими данными.

Как читать учебную схему по шагам

Начните с костной трабекулы: она ограничивает костномозговое пространство. Затем найдите широкий синусоид и отличите его от плотной группы клеток. После этого ищите строму - ретикулярные клетки и волокна между клетками, а не только крупные жировые вакуоли. Наконец, распознайте островок: у эритроидного варианта макрофаг центральный, а окружающие его эритробласты различаются по зрелости.

Полезно связать строение с функцией: опора и сигналы идут от стромы, созревание происходит в островке, транспорт - через синусоид. Так легче объяснить, почему группы крови AB0 и резус-фактор характеризуют уже циркулирующие эритроциты, тогда как в костном мозге видны их ядерные предшественники. Не путайте также синусоид костного мозга с обычным капилляром плотной ткани: это специализированный участок выхода клеток.

Частые ошибки

• Считать весь костный мозг красным. У взрослого есть и жёлтый компонент, а их соотношение зависит от участка и возраста.
• Называть строму только волокнами. В неё входят клетки, матрикс и сосудистое микроокружение.
• Принимать макрофаг в центре островка за эритробласт. Макрофаг обслуживает островок и утилизирует вытолкнутые ядра.
• Ставить знак равенства между пунктатом и биоптатом. Первый лучше демонстрирует отдельные клетки, второй сохраняет архитектуру ткани.

FAQ

Почему красный костный мозг называют красным? Из-за высокой клеточности и обилия развивающихся клеток крови с гемоглобином и сосудов. Это макроскопическое название, а не описание одного типа клеток.

Где находится ниша гемопоэтической стволовой клетки? Это не одна точка, а микроокружение вокруг стволовой клетки: соседние стромальные, эндотелиальные и костные клетки, матрикс и локальные сигналы.

Можно ли по одному мазку оценить всё строение костного мозга? Нет. Мазок даёт цитологию отдельных клеток, а сохранённую пространственную организацию оценивают по трепанобиоптату.

Коротко

Красный костный мозг состоит из костных трабекул, стромы, синусоидных сосудов и организованных кроветворных островков. Строма поддерживает клетки и образует ниши ГСК, синусоиды принимают зрелые элементы в кровь, а эритробластический островок строится вокруг центрального макрофага. У ребёнка активный мозг распространён шире, у взрослого заметна замена части пространства жёлтым мозгом. Пункция показывает клетки, трепанобиопсия - архитектуру, поэтому методы дополняют друг друга.