В чем заключается основная функция желтого и красного костного мозга
Функции и строение красного и желтого костного мозга у человека + 7 важных витаминов для его работы
Спросите любого взрослого или ребенка: какова задача человеческого скелета — почти каждый укажет на его опорно-двигательную функцию. Но у костей есть и еще одна не менее важная задача – производство кровяных клеток.
Точнее, процесс кроветворения происходит не в самих костных тканях, а в костном мозге – мягком губчатом веществе, который находится у человека внутри полых и некоторых плоских костей.
Кровь находится в постоянном химическом движении, как и все ткани организма, но именно она является наиболее интенсивно обновляющейся материей. Объясняется данная особенность не только ее «текучестью», но и потому что кровь является связующим звеном абсолютно всех остальных органов.
В человеческом организме ежечасно погибают и вновь рождаются 5 млрд. лейкоцитов, 10 млрд. эритроцитов и 20 млрд. тромбоцитов. Функция постоянного поддержания необходимого состава крови и лежит на костном мозге. Также он является центральным органом иммунной системы.
«Три мозга» человека
У каждого из нас есть три вида мозга — головной, спинной и костный. Первые два полностью соответствуют привычному в русском понимании названию, так как состоят из нейронов и отвечают за работу всей нервной системы, включая мышечные сокращения, моторику, рефлексы, мышление, память и способности слышать и говорить.
Костный мозг в прямом смысле слова мозгом не является (в английском языке его называют «marrow», в отличие от головного «brain»), так как в нем совершенно нет нейронов, и с работой нервной системы он связан не больше чем с работой всех остальных органов — опосредованно через производство кровяных клеток.
Общность названия «мозг» объясняется схожестью локализации всех трех органов – внутри костей или позвонков – так сама природа поместила эти ультра-важные «генераторы жизни» под надежную защиту.
Крастный костный мозг на латыни — medulla ossium rubra, а желтый — medulla ossium flava.
Строение и функции
В анатомии, гистологии и иммунологии костный мозг принято разделять на:
Таким образом желтый мозг играет роль гаранта или «резервного батальона» в деле гемопоэза: в случае недостатка стволовых клеток, по причине различных сбоев (заболевания, операции и проч.) он «перебрасывает в красный мозг» необходимое количество материала для их создания.
С его строением можете ознакомиться на фото:
Более подробно тут:
Сколько в нас костного мозга? Можно говорить примерно о 5-ти % всей массы тела, причем на долю красного и желтого составляющих приходится по половине.
Становится понятно, что жизненная важность костного мозга — «фабрики кроветворения» — первостепенна, а любые количественные, качественные и пропорциональные нарушения в производстве клеток приводят к серьезным заболеваниям, из которых самое распространенное – малокровие.
У здорового человека главным «депо крови» является красный костный мозг, который расположен в большом количестве в тазовых и в трубчатых костях конечностей. Другими (запасными) очагами кроветворения являются селезенка и печень. Показательно, что в случае патологических нарушений нормального гемопоэза, эти органы берут на себя повышенную нагрузку по производству необходимых организму форменных элементов крови.
Его развитие у эмбриона
Библейский рассказ о сотворении Евы из ребра Адама – не литературная аллегория, и тем более не выдумки предков. Научно доказано, что у человеческого зародыша в возрасте 2-х месяцев начинается развитие костного мозга в ключице.
В ходе внутриутробного развития человека, накапливается и потенциал кроветворящего органа:
7 типов продуктов, полезных для костного мозга
Полноценное полезное питание, богатое белками, железом, цинком, кобальтом очень важно для поддержания правильного функционирования костного мозга. Роль витаминов также неоспорима. Прежде всего, речь идет о витаминах группы В, С, D, E и А.
1. Витамин В 12. 
Он отвечает за созревание, образование и деление ядер эритроцитов, а также участвует в формировании других клеток крови. Его важность для организма доказывается хотя бы тем, что наших собственных запасов витамина В 12 может быть достаточно на срок до 5 лет (резерв расположен в печени).
Кроме того, это почти единственный витамин, который не разрушается под воздействием очень высоких температур (термическая обработка продуктов не изменяет процент содержания в них витамина В 12). При длительном дефиците этого витамина в костном мозге начинают производиться так называемые «мегалобласты» — гигантские эритроидные клетки – прародительницы гигантских эритроцитов.
Скорость их произведения на свет замедленна, а жизненный цикл укорочен – в результате в крови обнаруживается недостаток эритроцитов, и ставится диагноз «анемия». Естественным источником витамина В 12 являются продукты только животного происхождения, а именно:
2. Витамин В 9 (фолиевая кислота). Этот витамин обеспечивает синтез ДНК в костном мозге. Запасы его в нашем теле намного меньше, чем В 12, а потому уже через 1—6 месяца его нехватки нарушается синтез ДНК и деление эритроидных клеток. В результате, ускоряется разрушение эритроцитов, и возникает анемия. В сутки взрослый человек нуждается в 500—700 мкг фолацина (фолиевой кислоты). Источниками его являются, в основном, растительные и самые зеленые продукты. Так, фолиевой кислотой богаты:
Однако и в печени фолиевой кислоты достаточно, именно поэтому данный продукт универсален для костного мозга.
3. Витамин В6 (пиридоксин). Это своеобразный активизатор фермента АЛК-синтетазы, который производит гема в эритроидных клетках. Его низкое содержание также приводит к анемии, из-за нарушения синтеза и снижения гемоглобина. Для пополнения запасов витамина В6 употребляйте:
4. Витамин D3. Этот элемент участвует в дифференциации стволовых клеток, а именно в их полном созревании до форм эритроцитов, лейкоцитов или тромбоцитов. Его источниками являются: 
5. Витамин А (ретиноловая кислота). Он несет практически те же функции, что и витамин D3, и находится в тех же животных продуктах. Кроме того, много его в зеленых и желтых овощах и фруктах: 
6. Витамин С. Благодаря ему сохраняется закономерность этапов эритропоэза, происходит метаболизм железа и фолиевой кислоты. Для поддержания необходимого уровня витамина С каждый день употребляйте: 
Характерно, что из продуктов животного происхождения аскорбиновая кислота содержится только в печени и почках различных животных.
7. Витамин Е (токоферол) и витамин РР (никотиновая кислота). Это своеобразные антиокислители. Они предотвращают мембрану эритроцитов от перекисного окисления, в результате которого усиливается их гемолиз (разрушение). Витамина Е много в:
За пополнением витамина РР употребляйте:
Народные средства
В до-научной медицине, когда люди не имели понятия ни о клетках, ни о кровяных тельцах, ни о том, что они зарождаются в костном мозге, существовало множество народных средств для лечения малокровия.
Среди известных по сей день наиболее доступными являются:
Восстановление кроветворения после операций
Даже незначительное угнетение и нарушение функций костного мозга чревато осложнениями для организма. Это тем более учитывается в клиниках для разработки диетических столов, например, для онкобольных после пересадки костного мозга.
Другим случаем, когда требуется усиленное питание для кроветворения для его восстановления, является донорская сдача крови.
Основным элементом питания выступает свежая печень, особенно говяжья и в полусыром виде. Ее узкие полоски немного обжаривают на раскаленной сковороде прямо перед подачей, так чтобы внутри цвет не менялся. Ежедневно нужно съедать по 100-200 г. Для лучшего усвоения и вкуса добавьте сенной пажитник, шафран, куркуму.
Полезное видео
Советуем просмотреть данное видео:
Заключение
Центральная роль в производстве кровяных клеток делает костный мозг органом первостепенной важности. Поддержание всех его функций в норме означает поддержание жизни в теле. Не надо вдаваться в глубокую этимологию, чтобы увидеть родство слов «кровь» и «человек» в древних языках (в латинском: «гемо» — кровь, «гомо» — люди).
Природа крови настолько сложна, что для ее обогащения требуются самые насыщенные кислотами, витаминами и жирами продукты. Богатое питание в целом и сезонное разнообразие блюд помогут вам поддерживать отличное состояние костного мозга – животворной кузницы вашего организма.
За что отвечает костный мозг
Костный мозг – это губчатая мягкая ткань, содержащаяся внутри большинства костей человеческого скелета. Иногда его путают со спинным, однако эти ткани не имеют ничего общего между собой. Спинной мозг находится в позвоночнике и выполняет проводниковую и рефлекторную функции. Первая заключается в передаче нервных импульсов к головному мозгу и обратно, а вторая, как можно догадаться по ее названию, – в организации рефлексов. А вот какие особенности присущи костному мозгу, за что он отвечает и почему так важен для человека, сейчас разберемся.
Что такое костный мозг
Костный мозг для кроветворной системы является важнейшим органом, ведь его главная функция – как раз осуществление гемопоэза, или кроветворения. Он непосредственно участвует в создании новых клеток крови взамен тех, что погибли, отмерли. Кроме того, единственной тканью взрослого человека, в которой содержатся незрелые клетки, известные также как стволовые, является именно костный мозг.
Костный мозг бывает двух типов: желтый, который представлен преимущественно жиром, и красный – основной орган кроветворения. В отличие от красного, желтый костный мозг не принимает участия в гемопоэзе.
Во время гемопоэза образуются клетки крови. Стартует гемопоэз в раннем эмбриональном периоде. Соответственно, существуют как эмбриональные кроветворные органы, так и те, что функционируют после рождения. К органам, которые отвечают за гемопоэз во время эмбрионального периода, относят желточный мешок, фетальную печень, селезенку и костный мозг. В желточном мешке появляются первые кроветворные стволовые клетки. Происходит это на 3-й неделе эмбриогенеза. Незадолго после, от 3-го месяца и до рождения, основным кроветворным органом плода становится печень, поскольку некоторые из стволовых клеток перемещаются туда. С 4-го же месяца эмбриогенеза начинается формирование клеток крови и в костном мозге. Кроме того, в кроветворении у плода участвуют тимус, лимфатические узлы и селезенка. В печени и селезенке сохраняются гемопоэтические стволовые клетки, находящиеся в «спящем» состоянии, чем часто объясняют факт возникновения за пределами костного мозга очагов кроветворения. Такое кроветворение называется экстрамедуллярным. Возникает оно при онкологических заболеваниях крови и в результате чрезмерной стимуляции гемопоэза.
Объем костномозговых полостей у только что родившегося ребенка составляет около 1,6 л., из которых красный костный мозг занимает почти 100% пространства. Когда человек взрослеет, происходит централизация кроветворения, при этом гемопоэтически активная ткань сохраняется в костях центральной части скелета. Общий объем костного мозга у взрослых достигает приблизительно 4 л.
Расположение гемопоэтической ткани у взрослого человека следующее: в костях таза ее больше всего – 40%, в телах позвонков значительно меньше – 28%, в костях черепа она составляет 13%, в эпифизах трубчатых костей и ребрах – 8%, в грудине меньше всего – только 2%. Оставшуюся часть костномозговых полостей занимает желтый костный мозг, являющийся, как вы помните, жировой тканью. При этом красный и желтый костный мозг находятся в равном соотношении: 1:1.
Структурно красный костный мозг подразделяется на: экстраваскулярный (собственно, гемопоэтическая ткань) и васкулярный, который состоит из широких венозных сосудов, называемых синусами. В сети ретикулиновых волокон внутри костных трабекул находится желеподобный дисперсный материал, который и является гемопоэтической тканью.
Кровоснабжение костного мозга называется перфузией. Его осуществляют основная питающая артерия и ее малые терминальные артериолы. Отток же крови происходит таким образом: по венозным капиллярам собирается кровь в центральный венозный синус через венозные сосуды. Стенки венозных сосудов состоят из следующих трех слоев клеток: адвентиции, базальной мембраны и эндотелия. Именно в ретикулуме – тонкой сети волокон соединительной ткани, образованной отростками адвентициальных клеток, располагаются кроветворные клетки. На объем гемопоэтического пространства влияют изменения в адвентициальных клетках: количество кроветворных клеток снижается, когда адвентициальные клетки увеличиваются из-за повышения содержания в них жира. Если рассматривать эту картину под микроскопом, она выглядит как трансформация красного костного мозга в желтый.
В тот момент, когда требования к кроветворению повышаются – адвентициальные клетки уменьшаются, тем самым способствуя увеличению гемопоэтического компонента костного мозга.
За что отвечает красный костный мозг
Основной функцией, которую выполняет красный костный мозг, является функция кроветворения или гемопоэза. Она осуществляется постоянно и исключительно интенсивно – в кроветворных органах образуется более 300 млн. клеток крови в минуту. Функция кроветворения уникальна тем, что в нужное время и в нужном месте продуцируется огромное, но в то же время оптимальное количество клеток крови необходимого вида. Костный мозг может ускорить производство любой разновидности клеток крови в 5-6 раз, если организму требуется их больше. Все клетки крови развиваются из единой родоначальной клетки. Она имеет морфологию малого лимфоцита и называется мультипотентной гемопоэтической стволовой клеткой (ГСК). Ее потомками являются все клетки периферической крови. В процессе делений и дифференцировки мультипотентной ГСК образуется вся кроветворная ткань. Она объединяет как клетки-предшественники, так и созревающие и зрелые клетки крови: эритроциты, тромбоциты и лейкоциты, из которых состоит периферическая кровь человека.
Гемопоэз объединяет два больших отдела кроветворения: лимфопоэз и миелопоэз.
Эритроциты, которые также называют «красные кровяные тельца» – клетки, не имеющие ядра, которым присуща форма двояковогнутого диска. Она поддерживается в эритроцитах благодаря спектрину (стабилизирующему белку мембраны). Размер эритроцита в норме колеблется между 7,5 мкм и 8,3 мкм, а продолжительность жизни составляет 90-120 дней. Всем известные основные группы крови (I, II, III, IV) выделяют на основании антигенных свойств эритроцитов. Функцию эритроциты выполняют чрезвычайно важную – они транспортируют дыхательные газы. Цитоплазма эритроцита заполнена гемоглобином на 96%. Это хромопротеид, состоящий из двух частей: глобина и гема. Первая является белковой, а вторая – небелковой и представляет собой комплекс протопорфирина IX и железа. Кислород из альвеол легких транспортируется к клеткам всего организма именно благодаря гемоглобину, и наоборот, от клеток к альвеолам – с помощью углекислого газа. В норме каждая молекула гемоглобина содержит две пары идентичных белковых цепей. Их обозначают буквами α и β из греческого алфавита. В зависимости от состава этих цепей различают три вида гемоглобина: эмбриональный, фетальный и гемоглобин взрослых.
В периферической крови помимо зрелых эритроцитов можно обнаружить молодые эритроциты – ретикулоциты. Это клетки без ядра, но содержат в себе большое количество РНК и рибосом, которые имеют мембранные рецепторы к трансферрину. РНК ретикулоцитов продолжает производить гемоглобин. На этой стадии возможна выработка гемоглобина до 30% от общего количества в эритроците. Большая же часть синтезируются на преретикулоцитных стадиях дифференцировки клетки – 70-80% гемоглобина. Когда ретикулоцит превращается в зрелый эритроцит, он больше не может производить гемоглобин, так как теряет РНК. В костном мозге эритроцит на стадии ретикулоцита находится в течение одного дня, а затем еще один день – в периферической крови.
Лейкоциты, названные, в свою очередь, белыми кровяными тельцами – это неоднородная (гетерогенная) группа клеток периферической крови, которые содержат ядро. Они выполняют функцию иммунитета и различаются по нескольким признакам. По форме ядра – сегментированное или округлое, по цвету и характеру цитоплазмы, а также по зернистости – ее наличию или отсутствию.
Если специфическая зернистость отсутствует, лейкоциты называются агранулоцитами, а если присутствует – гранулоцитами. К первым относятся лимфоциты и моноциты.
Гранулоциты же отличаются между собой характером специфической зернистости и бывают трех видов:
Благодаря л ейкоцитам в организме реализуется защитная функция – иммунитет, который бывает специфический и неспецифический.
В одном из проявлений неспецифического иммунитета участвуют нейтрофилы, моноциты и тканевые макрофаги (в них превращаются моноциты после того, как выходят за пределы кровеносного русла). Они фагоцитируют (захватывают) с последующим лизисом (растворением) микробы, токсины и клеточный детрит (проще говоря, мусор). Эозинофилы обеспечивают защиту от паразитов и участвуют в аллергических реакциях (как и базофилы).
Лимфоциты осуществляют реакции специфического иммунитета, будь то врожденного или приобретенного. Специфический иммунитет, в свою очередь, бывает гуморальный и клеточный. Гуморальный иммунитет реализуется благодаря синтезу В-лимфоцитами иммуноглобулинов классов A, M, G, E, D; а клеточный – с помощью многообразных функций Т-лимфоцитов. Приобретенный иммунитет может формироваться естественным путем, вследствие различных инфекционных заболеваний, или в результате иммунизации организма.
Размеры лейкоцитов составляют от 6 мкм (малые лимфоциты) до 14 мкм (моноциты).
Лейкоциты отличаются между собой не только внешним видом и функцией, но и продолжительностью жизни. Так, например, длительность жизни лимфоцитов колеблется между несколькими часами и десятками лет. Моноциты циркулируют в крови на протяжении 72 часов, а потом выходят в ткани, где превращаются в фиксированные или мигрирующие макрофаги. Нейтрофилы находятся в крови 4-10 ч, с последующим выходом в ткани.
Тромбоциты – третий форменный элемент крови. Их приравнивают к истинным клеткам, хотя они и не являются таковыми. На самом деле, это частицы отшнуровавшейся цитоплазмы мегакариоцитов костного мозга, так называемые кровяные пластинки. Тромбоциты характеризуются свойствами агрегации (склеивания) и адгезии (прилипания). Их участие в механизмах свертывания крови и фибринолиза определяется наличием особых биологически активных веществ. Также они помогают поддерживать нормальную резистентность и функционирование микрососудов (ангиотрофическая функция). Размер тромбоцитов составляет 1-2 мкм, а продолжительность жизни – 8 суток.
За что отвечает желтый костный мозг
Желтый костный мозг обычно находится в диафизах трубчатых костей. Состоит из ретикулярной ткани и клеток адипоцитов, которые содержат специальный пигмент-липохром в центре полости длинных костей, а снаружи ее окружает слой красного костного мозга. Жир из адипоцитов, в случае крайней необходимости, например, после длительного голодания, организм может использовать в качестве источника энергии. В обычных условиях желтый костный мозг не участвует в гемопоэзе, но в исключительных случаях, например, после сильной кровопотери или при острой анемии, часть желтого костного мозга может превратиться в красный, чтобы ускорить восстановление крови.
Главные функции костного мозга
Первая и главная задача костного мозга – производство элементов крови, или гемопоэз. Поэтому нарушения в процессе кроветворения напрямую связаны с проблемами функционирования костного мозга. Если он не работает должным образом, возможно ухудшение самочувствия человека без, казалось бы, видимых на то причин.
Недостаточная активность костного мозга может вызывать такие состояния как:
Кроме того, если вспомнить, что именно благодаря кровотоку все ткани и органы получают кислород и питательные вещества, то становится ясно: от костного мозга зависит абсолютно каждая клетка человеческого тела.
Также костный мозг – это стержневой элемент лимфатической системы. Все лимфоциты зарождаются именно в этой ткани. И если учесть, что иммунная система напрямую зависит от работоспособности лимфатической, то окажется, что без костного мозга не существовало бы и иммунитета. Большинство антител крови, которые защищают организм от патогенов, синтезируются именно в костном мозге.
Болезни костного мозга
Независимо от того, что вызвало повреждение ткани, особенно ее красной части – онкологическое заболевание или другие факторы – это всегда представляет угрозу для здоровья и жизни человека.
Миелопролиферативные расстройства
Нарушения со столь сложным названием возникают, если стволовые клетки размножаются неправильно. Таких заболеваний существует несколько типов:
Апластическая анемия
Апластическая анемия – это болезнь, из-за которой угнетается кроветворная функция костного мозга. Иными словами, он теряет способность производить необходимое для организма количество кровяных клеток. Такое случается из-за повреждения стволовых клеток, которые теряют способность расти и развиваться в новые клетки крови.
Апластическая анемия может быть приобретенной или врожденной. В первом случае стволовые клетки могут потерять способность превращаться в кровяные из-за воздействия токсинов, радиации или после тяжелых инфекционных заболеваний. Кроме того, эта болезнь иногда может проявляться как осложнение некоторых аутоиммунных нарушений, например, волчанки или ревматоидного артрита.
Лейкемия
Лейкемия, или “белокровие” – это вид рака, при котором в периферической крови появляется большое количество белых кровяных телец – лейкоцитов. Эти заболевания объединены под общим названием – гемобластозы.
Существуют такие принципы разделения гемобластозов:
Ученым трудно сказать, что именно вызывает лейкоз. Но принято считать, что повышают риск онкологических процессов в костном мозге облучение, влияние некоторых химических веществ, а также ряд генетических болезней.
Пересадка костного мозга: как, кому и зачем
Повреждение костного мозга опасно для жизни. К счастью, красный костный мозг можно восстановить путем пересадки. Трансплантация костного мозга (ТКМ) – это способ лечения, при котором пациенту вводится заранее заготовленный костный мозг. Эта процедура является практически единственным спасением при таких сложных, смертельно опасных и ранее неизлечимых заболеваниях, как лимфома, лейкемия, сложная форма анемии, злокачественные образования различного генеза, патологии аутоиммунного характера.
Пересадка костного мозга – это, по сути, внедрение в организм пациента необходимых стволовых клеток. Стволовые клетки содержатся в эмбрионе, костном мозге, периферической крови человека, а также в пуповинной крови. Источником для пересадки могут служить все перечисленные варианты, кроме первого. Во время процедуры трансплантации собранные стволовые клетки внутривенно вводятся пациенту. После проникновения в кровоток донорские гемопоэтические стволовые частицы перемещаются в костный мозг больного, где, в случае удачно проведенной процедуры, начинают производить эритроциты, тромбоциты и лейкоциты.
На то, чтобы пересаженный материал прижился, обычно необходимо около 2-4 недель. Пересадка помогает больному организму восстановить способность самостоятельно производить необходимые элементы крови. К этой процедуре прибегают для лечения как онкологических, так и болезней другого типа.
Рассмотрим виды трансплантации костного мозга. Существует:
Возможные риски пересадки костного мозга
Несмотря на, казалось бы, простоту процедуры, на самом деле пересадка костного мозга не лишена серьезных рисков. После введение донорского материала у пациента может возникнуть реакция, которую называют «трансплантат против хозяина» (ТПХ). Это считается одним из самых опасных и самых частых осложнений после аллогенной пересадки. Суть реакции в том, что донорский костный мозг воспринимает организм реципиента как врага и начинает работать против него. Реакция «трансплантат против хозяина» случается почти в 40% случаев пересадки стволовых клеток. Это противостояние может привести даже к смерти реципиента. Считается, что риск возникновения реакции ТПХ увеличивается, если пациент старше 30 лет. В течение долгого времени врачи не брались пересаживать костный мозг людям в возрасте за 50, риск смертности после процедуры у них чрезвычайно высок. В наши дни к возрастному цензу врачи относятся уже с меньшей опаской.
Помимо реакции ТПХ, как осложнение на пересадку могут развиваться офтальмологические, эндокринные, легочные, неврологические, скелетно-мышечные, иммунные, инфекционные болезни, сердечная недостаточность, прогрессирование онкологического заболевания.
Эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и компоненты лимфатической системы – все они производятся костным мозгом. О нем вспоминают редко и, как правило, только в случаях серьезных заболеваний. Костный мозг нельзя увидеть или прикоснуться к нему, а если с ним что-то не так, он не болит. Тем не менее это одна из наиболее важных тканей в организме и сбои в ее работе во многих случаях заканчиваются летальным исходом.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru