Введение к работе
Актуальность проблемы. В основе интенсивного обновления разнообразных клеточных форм гемопоэза лежит единая клеточная линия. Полипотентная стволовая кроветворная клетка является общим предшественником всех известных линий гемшоэтической дифференциров-ки и всей мозаики лимфоидных элементов. Процессы, лежащие в основе самоподдержания и коммитирования стволовых кроветворных клеток, определяются регуляторними механизмами на уровне генома и эпигеном-ными факторами дифференцировки. Ведущими среди эпигеномных факторов, играющих іважную роль в жизнедеятельности стволовых клеток, являются межклеточные взаимодействия гемопоэтических предшественников с элементами кроветворного микроокружения, которые представлены в костном мозге синусоидальными сосудами, ретикулярными, жировыми и эндосталышш клетками( А.Я.Фрэдешатейн, 1980, 1982; И.І. ЧертКОВ, О.А.Гуревич, 1984; Lichtman, 1981; Weiss, 1981; 1984; $uesenberry, 1987 )
Функциональный потенциал' кооперации строыальных клеток реализуется посредством межклеточных взаимодействий и гуморальных факторов. Предполагается, что с помощью межклеточных контактов осуществляется передача физиологически активных субстанций, включая обмен генетическим материалом. Кроме того, создавая местно концентрацию биологически активных веществ и регуляторних факторов, элементы микроокружения обеспечивают необходимые условия для размножения и дифференцировки кроветворных клеток(їоі, 1979; Wilson, 1984- ).
Данные о ведущей роли кроветворного микроокружения в поддержании и регуляции кроветворения получены преимущественно на основании культуральных методов in. vitro и в условиях экспериментальных исследований на животных. Целенаправленно структурная организация и морфофункциональное состояние строыы костного мозга человека не изучались. До настоящего времени нет детальной морфологической характеристики клеточного состава кроветворного микроокружения, от-
сутствуют сведения о взаимоотношениях различных элементов стромы с кроветворными клетками, не охарактеризовано состояние стромы в зависимости от активности кроветворения и в период его становления в эмбриогенезе.
Очевидно, что функциональные и структурные изменения элементов микроокружения могут быть причиной нарушений кроветворной функ ции костного мозга. Согласно современным представлениям ряд заболе ваний системы крови связан не с поражением стволовых кроветворных клеток, а обусловлен дефектом регуляторних механизмов кроветворного микроокружения(Ershier et al. ,1980; Pasrles, 1981; Chauvet, 198? В связи с этим,ключевым становится вопрос об участии стромы в развитии патологических состояний гемопоэза. Имеются экспериментальные данные о патологических изменениях элементов микроокруяения при гемобластозах и способности интактной стромы вызывать дифферен цировку лейкозных клеток при остром миелобластноы лейкозе. Дальней шие исследования стромы в этом направлении будут способствовать раскрытию неизвестных ранее механизмов становления острого лейкозе в частности, роли повреждений микроокружения в развитии миелоде-прессии.
В настоящее время в клинике применяются интенсивные методы терапии, основанные на применении облучения и введении больших доз цитостатических препаратов. При этом, важное значение приобретает поиск источников регенерации костного мозга после развивающейся в таких случаях лекарственной и цитостатической аплазии, поскольку : последние годы появились данные, опровергающие представление о гиі тогенетической независимости сссудисто-соединительнотканного и кр ветворного компонентов костного мозга и указывающие на существова ние общей клетки предшественника для стромальной и гемопоэтическо: ткани(Біпєег et ai.,1984 ). Анализ степени поражения стромы костн го мозга больных системными заболеваниями крови в условиях современных методов лечения имеет важное значение для оценки полноты р
миссии, назначения терапии, определения показаний и сроков миело-' трансплантации.
Кроветворные и стромальные клетки костного мозга выделяют различные гуморальные регуляторы гемопоэза, которые действуют в тесной взаимосвязи друг с другом. Не вызывает сомнений, что их интрамедул-лярный уровень может играть существенную роль в патогенезе и течении заболеваний системы крови. Однако, природа стромальных клеток костного мозга, способных синтезировать стимуляторы и ингибиторы гемопоэза, до настоящего времени изучена недостаточно.
Цель исследования. Изучить в норме и при остром миелобластном лейкозе монофункциональный статус стромальных структур, формирующих кроветворное микроокружение костного мозга человека. Определить роль стромы в патогенезе острого лейкоза и ее значение в регенерации кроветворной ткани.
Задачи исследования.
-
Дать развернутую морфологическую характеристику синусоидальных сосудов, ретикулярных, жировых и эндостальных клеток костного мозга подвздошной кости здоровых лиц.
-
Выявить гистотопографические особенности локализации гемо-поэтических предшественников' относительно стромальных структур и оценить характер межклеточных взаимосвязей элементов микроокружения и кроветворных клеток.
-
Выяснить закономерности нарушений гемопоэза у больных острым миелобластным лейкозом в зависимости от функционального состояния структур микроокружения.
-
Охарактеризовать с учетом реакции стромы процесс восстановления кроветворения после цитостатической аплазии и определить значение отдельных элементов стромы в регенерации костного мозга.
-
Уточнить возможные источники формирования стромальной и кроветворной ткани.
-
Осуществить анализ становления гемопоэза на формирующейся
строме губчатой кости плодов человека.
-
Оценить в эксперименте влияние цитостатических препаратов и облучения на структурную организацию стромы костного мозга.
-
Изучить изменения гистологической картины цельных фрагментов подвздошной кости в условиях длительного культивирования и определить зависимость между колониестимулирущей активностью трепа-натов и морфологическим типом стромальных клеток, развивающихся в костной ткани.
Научная новизна. Впервые представлена структурная организация стромальных элементов костного мозга человека, формирующих индуци-руицее гемопоэз микроокружение. На основании гистологических и электронномикроскопических исследований получены новые данные о морфофункциональном состоянии эндотелиальных, ретикулярных, жировых и эндостальных клеток костного мозга, свидетельствующие об их участии в поддержании кроветворной функции.
Выявлены особенности локализации гемопоэтических предшествеа> пиков относительно структур микроокружения. Показано, что грануло-цитопоэз ассоциирован с эндостальными и ретикулярными клетками, эритрокариоциты тесно связаны с макрофагадышми и ретикулярными клеточными элементами.
Необходимым условием кроветворения в губчатой, кости человека являются межклеточные контакты стромальных элементов с кроветворными предшественниками. Структурные особенности межклеточных взаимодействий * свидетельствуют о существовании функциональных связей между стромальной и кроветворной тканью.
Получены неизвестные ранее данные о патогенезе острого лейкоза. В костном мозге больных выявлены значительные структурные и функциональные перестройки в системе элементов гемопоэтического микроокружения, указывающие на нарушение интрамедулдярной стромаль ной регуляции кроветворения. Обнаруженные изменения в сочетании с нарушением анатомической взаимосвязи стромальных и кроветворных
клеток могут явиться одной из причин, приводящих к равитию миело-депрессии.
На основании морфологических исследований регенерации костного " мозга после лучевой и лекарственной аплазии и изучения становления кроветворения в эмбриональной кости человека получены новые данные об источниках развития стромальной и кроветворной ткани. Показана способность эндостальных и ретикулярных клеток адвентидии восстанавливать кроветворение после различных повреддавдих воздействий.
С использованием культуральных методов получены оригинальные данные, свидетельствующие о способности жировой ткани костного мозга человека выделять стимуляторы гранулоцитопоэза.
Практическая денность. Разработанные критерии морфологической оценки состояния стромы костного мозга человека могут быть использованы при расшифровке трепанобиопсий больных с заболеваниями системы крови как способ качественной и количественной характеристики перестроек структур микроокруяения в условиях нарушения гемопэти-ческой функции.
Данные о гистологических изменениях стромы костного мозга расширяют возможности определения полноты ремиссии после цитостатиче-ской терапии и имеют практическое значение в качестве прогностического теста становления гемопоэза после аплазии.
Использование морфологического метода прижизненного исследо-'вания строїш имеет значение для определения побочного действия хи-миопрепаратов на сосудисто-соединительнотканный компонент костного мозга.
Выявленные морфологические особенности регенрации стромальной и гемопоэтической ткани могут быть использованы в качестве дополнительного критерия при назначении показаний и определении сроков миелотрансплантации.
Проведенные исследования показали принципиальную возможность электронномикроскопического исследования костного мозга без пред-
варительной декальцинации фрагментов трепанатов подвздошной кости.
Полученные в работе данные могут быть использованы в научных разработках при изучении роли стромы костного мозга в регуляции гемопоэза и ее участии в патогенезе заболеваний системы крови.
Основные положения .выносимые на защиту.
I. Стромальная и кроветворная ткань костного мозга человека находятся в тесных монофункциональных взаимоотношениях. Структурная организация интрамедуллярной стромы направлена на регуляцию процессов развития и миграции клеток крови.
. 2. Деятельный костный мозг подвздошной кости человека характеризуется упорядоченным распределением геыопоэтических предшественников относительно элементов стромы. Необходимым условием гемопоэ-тической функции являются межклеточные контакты стромальных и кроветворных клеток.-
-
Одним из патогенетических факторов развития миелодепрессии при остром лейкозе может быть изменение морфофункционального состоя ния стромы костного мозга с нарушением интрамедуллярной регуляции гемопоэза.
-
Повреждение стромы костного мозга больных острым миело-бластным лейкозом носит обратимый характер.
-
После лучевой и лекарственной аплазии восстановление стромы и регенерация гемопоэтической ткани происходят за счет эндосталь-ных и адвентициальных ретикулярных клеток.
Апробация таботы и "реализация результатов исследования. Основные положення диссертации долоаены на заседаниях Ленинградского общества гематологов и трансфузиологов; III Всесоюзном съезде врачей-лаборантов (Таллин,1985); II Всероссийском съезде гематологов и трансфузиологов (Челябинск, 1986); научно-практической конференции гематологв РСФСР (Саратов,1987); Псъезде гематологв и трансфузиологов ПНР (Люблин,1987); научно-практической конференции по вопросам инфузионно-трансфузнонной терапии в клинической медицине (Кироз
1988); II съезде терапевтов Киргизии {Фрунзе,1988).
Разработаны и изданы методические рекомендации "Метод гистологической оценки стромы костного ыозга здоровых лиц и больных острым миелобластным лейкозом", Л., 1988.
Морфологические критерии оценки состояния стромы костного мозга используются в гематологических отделениях Ленинградского и Киевского НИИ гематологии и переливания крови, отделении миелотранс-плантации НИИ онкологии МЗ СССР, гематологических отделениях больницы М5, Ленинград и Ивановской областной клинической больницы.
Результаты диссертационной работы с 1986г используются при проведении занятий с курсантами циклов усовершенствования врачей Ленинградского ГИДУВа.
