Глава 2. Метаболизм железа. Классификация анемий

2.1. Общая характеристика гемопоэза, обмена железа

2.1.1. Основы эритропоэза

Гемопоэз (кроветворение) — процесс образования клеток крови, происходящий в кроветворной системе. В норме кроветворение и кроверазрушение сбалансированы, что обеспечивает относительное постоянство состава крови.

Все эритроидные клетки объединены под названием «эритрон». Эритрон включает четыре категории:

1. ядросодержащие эритроидные клетки костного мозга;
2. ретикулоциты костного мозга;
3. ретикулоциты;
4. зрелые эритроциты.

Эритропоэз начинается с образования полипотентной стволовой клетки и заканчивается формированием зрелого эритроцита. В регуляции эритропоэза принимают участие большое количество факторов (стимуляторы и ингибиторы эритропоэза). Одним из наиболее изученных стимуляторов эритропоэза является эритропоэтин (ЭПО). Это гликопротеин, содержащий сиаловую кислоту. Основным источником ЭПО служат почки. Почки выделяют неактивный эритроген, который в сыворотке объединяется с определенными белками и превращается в ЭПО. В дальнейшем ЭПО связывается с клетками костного мозга, в которых происходят митоз и дифференцировка клеток, в частности стимуляция транспорта железа в эритрокариоцитах, синтез глобина, ферментов образования гема, синтез мембранных белков и эритроцитарных антигенов. Вопрос о синтезе ЭПО в гипофизе дискутабелен и на сегодня остается открытым [38] (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема эритропоэза [39]

Период полужизни ЭПО составляет 4–13 ч. Основные стимуляторы синтеза ЭПО — это гипоксия, андрогены, продукты гемолиза, монооксид углерода. При хронических заболеваниях почек, нефросклерозе, гипофизэктомии, гипопитуитаризме уровень выброса ЭПО снижается, что служит причиной развития соответствующих видов анемий. При снижении парциального давления кислорода в тканях (гипоксия, уменьшение числа эритроцитов) выделение ЭПО возрастает в десятки раз по сравнению с нормой.

Фактором, также влияющим на эритропоэз, являются эритроцитарные кейлоны. Кейлоны — специфические гормоны местного действия — выделяются эритроцитами и подавляют эритропоэз. Действие кейлонов непродолжительное и обратимое и регулируется антикейлонами [40].

Эритропоэз также активируется под действием интерлейкина-3 (гематопоэтина), который синтезируют Т-лимфоциты. К неспецифическим активаторам эритропоэза относят различные витамины и гормоны, а именно регулирующие обмен белков (соматотропный гормон, тироксин и т.д.) и кальция (паратгормон, кальцитонин). Андрогены стимулируют эритропоэз, в то время как эстрогены его подавляют. Этим и объясняется более высокий уровень Hb у мужчин.

Для нормального эритропоэза наиболее необходимыми витаминами являются В₁₂ и фолиевая кислота. Эти витамины взаимодополняют друг друга. Витамин В₁₂ — внешний фактор кроветворения — поступает в организм с пищей (наиболее богаты этим витамином печень, мясо, яичный желток). Для всасывания В₁₂ необходим внутренний фактор Касла, который вырабатывается в фундальном отделе слизистой оболочки желудка. В результате образуется комплекс, который не разрушается в кишечнике.

Фолиевая кислота, или витамин В₉, — это водорастворимый витамин, который содержится в большом количестве в растительной пище, а также в печени, яичном желтке.

Витамины В₁₂ и В₉ необходимы для нормального метаболизма нуклеиновых кислот. Кроме того, витамин В₁₂ необходим для превращения фолиевой кислоты в активную форму — тетрагидрофолат. Витамин В₁₂ предотвращает автоокисление эритроцитов.

Другими необходимыми витаминами для эритропоэза являются витамины Н и С. Витамин Е необходим для сдерживания процессов разрушения эритроцитов (эритродиереза).

Для нормального функционирования эритропоэза нужны металлы (кобальт, железо, медь) и аминокислоты. Железо поступает в костный мозг при разрушении эритроцитов и с пищей. Для человека необходимая доза поступления железа составляет 12–15 мг/сут. Железо откладывается в печени и селезенке. Для всасывания железа в кишечнике требуется аскорбиновая кислота, переводящая трехвалентное железо в двухвалентное, которое сохраняет растворимость в нейтральных и щелочных средах.

Медь как необходимый элемент в кроветворении усваивается непосредственно в костном мозге и принимает участие в синтезе глобина. При отсутствии меди эритроциты созревают до стадии ретикулоцита. Медь также регулирует захват железа трансферрином, что необходимо для включения железа в гем [41].

Определенное значение в гемопоэзе имеют кобальт и никель (входят в состав витамина В₁₂), селен (входит в состав антиоксидантной системы) и марганец. При отсутствии марганца значительно снижается продолжительность жизни эритроцита.

Эритропоэз угнетается при повышенной оксигенации. Подавляют эритропоэз эстрогены, глюкагон, ацетилхолин, интерфероны, ФНОá, интерлейкин-1, интерлейкин-5, эритроцитарные кейлоны.

Для поддержания постоянного количества циркулирующих эритроцитов, продолжительность жизни которых составляет 120 сут, необходим постоянный синтез эритроидных клеток в костном мозге. За время своей жизни эритроцит проходит по кровеносному руслу около 100 тыс. раз. При этом он циркулирует по различным сосудам — от крупных до капилляров, диаметр которых намного меньше диаметра эритроцитов. Прохождению эритроцитов через капилляры способствует особенность строения цитоскелета, который обеспечивает эритроциту прочность при деформациях.