§ 20. Кроветворение

Определения и обозначения

Кроветворение — образование и обновление клеток крови. Оно необходимо, потому что клетки крови не могут служить организму бесконечно: они стареют, разрушаются или погибают. Чтобы кровь продолжала переносить кислород, защищать организм и участвовать в свёртывании, запас её клеток нужно пополнять.

Стволовая клетка — клетка, способная делиться и давать начало разным клеткам крови. Её нельзя считать готовым эритроцитом или лейкоцитом: сначала она создаёт клетки-предшественники. Благодаря этому из общего исходного материала организм может получать клетки с разными задачами.

Красный костный мозг — ткань внутри некоторых костей, где образуются клетки крови. Он содержит клетки, необходимые для их образования, и служит основным местом кроветворения. Поэтому состояние этой ткани влияет на пополнение сразу нескольких видов клеток.

Дифференцировка — процесс, при котором клетка приобретает строение и функции определённого типа клеток крови. В ходе этого процесса клетки-предшественники специализируются и становятся, например, эритроцитами или лейкоцитами. Так организм получает не одинаковые клетки, а разные элементы крови, выполняющие свои задачи.

Как это устроено

Кроветворение начинается со стволовых клеток, которые делятся и создают клетки-предшественники. Одни из этих клеток продолжают делиться, другие направляются по пути развития определённого типа. Такое устройство нужно, чтобы одновременно поддерживать запас исходных клеток и производить новые клетки крови. Если бы запас не восполнялся, после гибели клеток организм постепенно потерял бы возможность нормально поддерживать состав крови.

Основное место образования клеток крови — красный костный мозг, находящийся внутри некоторых костей. Кости создают защищённое пространство, в котором расположена ткань с кроветворными клетками. Здесь из клеток-предшественников формируется большая часть новых клеток крови, поэтому костный мозг связан не только с опорой и движением, но и с обновлением крови. Повреждение этой ткани может нарушить образование нескольких типов клеток одновременно.

При дифференцировке клетки приобретают разные строение и функции. Одни становятся эритроцитами, которые переносят кислород; другие — лейкоцитами, участвующими в защите организма. Из клеток-предшественников также образуются кровяные пластинки, помогающие свёртыванию крови. Разделение на типы необходимо, потому что одна клетка не может одинаково эффективно выполнять все эти задачи.

Лимфоциты — разновидность лейкоцитов, связанная с иммунной защитой. Их предшественники образуются в красном костном мозге, но образование и созревание — не одно и то же. B-лимфоциты созревают в костном мозге, а T-лимфоциты — в тимусе, органе иммунной системы. Такое разделение помогает лимфоцитам приобрести свойства, нужные для дальнейшей работы в защите организма.

Клетки крови живут разное время, а затем стареют и разрушаются. Поэтому кроветворение не может быть разовым событием: иначе потери постепенно превысили бы количество новых клеток. Организм постоянно производит их взамен, сохраняя нужный запас для переноса кислорода, защиты и свёртывания. Именно поэтому кроветворение продолжается и после завершения роста человека.

Образование и роль клеток крови

Сначала найдите в таблице нужный тип клеток, затем сопоставьте место его образования или созревания с выполняемой функцией. Обратите внимание, что место созревания указано отдельно от места образования: особенно это важно для лимфоцитов. Функции тоже различаются, поэтому перенос кислорода, защита и свёртывание не следует приписывать одним и тем же клеткам.

Разбор задач

Задача 1. Объясните, почему кроветворение должно происходить постоянно.

1. Установим, что происходит с клетками крови со временем: их жизнь ограничена, и старые клетки разрушаются.
2. Сопоставим это с потребностями организма: для переноса кислорода, защиты и свёртывания ему нужен достаточный запас клеток.
3. Сделаем вывод: образование новых клеток должно возмещать потери, иначе запас будет уменьшаться.

Ответ: кроветворение происходит постоянно, потому что разрушенные и погибшие клетки крови необходимо заменять новыми.

Задача 2. Укажите, где образуются клетки крови и из каких клеток они развиваются.

1. Назовём основное место кроветворения — красный костный мозг внутри некоторых костей.
2. Начальную клетку назовём отдельно от готовых клеток: это стволовая клетка, а не уже сформированный эритроцит или лейкоцит.
3. Проследим развитие: стволовая клетка делится, даёт начало клеткам-предшественникам, а те дифференцируются в клетки разных типов.

Ответ: большинство клеток крови образуется в красном костном мозге и развивается из стволовых клеток через клетки-предшественники.

Задача 3. После повреждения красного костного мозга образование нескольких типов клеток крови нарушилось. Объясните, почему это может произойти.

1. Вспомним роль костного мозга: в нём образуется не один вид клеток, а разные элементы крови.
2. Установим общую связь: развитие разных клеток начинается со стволовых клеток и их потомков, находящихся в системе кроветворения.
3. Применим это к условию: повреждение места, где образуются клетки-предшественники, затрагивает несколько направлений их развития.

Ответ: повреждение красного костного мозга может нарушить образование нескольких типов клеток, потому что он является общим местом кроветворения для их предшественников.

Типичные ошибки

• Ошибка: считать, что все клетки крови образуются и созревают в одном месте. Её допускают, потому что красный костный мозг — основное, но не единственное место, связанное с развитием клеток. Проверьте себя: различайте место образования и место созревания, особенно у лимфоцитов.
• Ошибка: принимать стволовую клетку за готовую клетку крови. Так можно подумать, если не учитывать промежуточные этапы развития. Проверьте себя: стволовая клетка даёт начало клеткам-предшественникам, а уже из них формируются специализированные клетки.
• Ошибка: думать, что кроветворение происходит только в детстве. Такое представление может возникнуть из-за связи роста организма с образованием новых тканей. Проверьте себя: клетки крови разрушаются и у взрослого человека, значит, их запас нужно постоянно возмещать.
• Ошибка: смешивать функции разных клеток крови. Поскольку все они находятся в крови, их задачи иногда ошибочно приписывают одной группе. Проверьте себя: эритроциты переносят кислород, лейкоциты участвуют в защите, а кровяные пластинки — в свёртывании.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в кроветворении, нужно знать состав крови и различать эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки. Эта тема объясняет, как организм поддерживает постоянный состав крови и восполняет её клетки. Она также подготавливает к изучению иммунитета, потому что лимфоциты связаны с защитой организма. Представление о кровяных пластинках помогает понять свёртывание крови, а нарушение кроветворения — разобраться в некоторых заболеваниях крови.

Что запомнить

• Кроветворение — образование и обновление клеток крови.
• Основное место кроветворения — красный костный мозг.
• Начало клеткам крови дают стволовые клетки.
• В ходе дифференцировки возникают клетки с разным строением и функциями.
• Эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки выполняют разные задачи.
• Кроветворение продолжается всю жизнь, возмещая гибель и разрушение клеток крови.