а) Кроветворение:
- Образование клеток в костном мозге находится под строгим контролем индукторов и супрессоров, присутствующих в микроокружении
- И гематопоэтические, и мезенхимальные стволовые клетки обладают особенными функциональными свойствами и иммунофенотипом
- Гематопоэтические стволовые клетки дают начало эритроцитам, нейтрофильным, эозинофильным, базофильным гранулоцитам, моноцитам/макрофагам/дендритным клеткам, тучным клеткам, лимфоцитам, естественным киллерам, остеокластам и тромбоцитам
- Микроокружение определяет на субмикроскопическом уровне место развития каждой линии дифференцировки
- Мезенхимальные стволовые клетки продуцируют жировые клетки, остеобласты, кровеносные сосуды и стромальные клетки
- Термин «бласт» означает самую раннюю идентифицируемую стадию клетки в каждой линии дифференцировки гемопоэтических клеток
- К уникальным свойствам гемопоэтических клеток относятся эндомитоз клеток мегакариоцитарной линии дифференцировки и энуклеация эритроцитов

б) Анатомия:
- Исследуют материал трепанобиопсии костного мозга, отпечатки, срезы сгустков и мазки аспиратов костного мозга
- Аспират костного мозга с добавлением антикоагулянтов можно использовать для различных специальных методов исследования, например, проточной цитометрии, цитогенетического исследования и молекулярного анализа

(Слева) На схематическом изображении показаны кроветворные и мезенхимальные стволовые клетки, которые занимают определенное положение в костном мозге. Остеобласты и макрофаги играют основную роль в регуляции кроветворения.
(Справа) На графике представлены возрастные изменения доли клеток эритроидной, гранулоцитарной и лимфоидной линий в костном мозге. Обратите внимание на возрастные изменения доли клеток эритроидной и лимфоидной линий дифференцировки и стабильность доли клеток гранулоцитарной линии.

(Слева) В мазке аспирата костного мозга при среднем увеличении присутствует смесь развивающихся клеток миелоидной и эритроидной линий дифференцировки. Незрелые миелоидные клетки представлены в меньшем количестве преобладают созревающие формы. Эритроидных клеток обычно меньше, чем гранулоцитарных.
(Справа) Морфологические характеристики ядер и цитоплазмы развивающихся гемопоэтических клеток лучше всего видны при большом увеличении

(Слева) На срезах сгустков можно оценить общую клеточность (в данном случае 70%). Кроме того, видны гемопоэтические клетки, в том числе колонии клеток эритроидной линии дифференцировки . В отдельных разрозненно расположенных макрофагах присутствует гемосидерин.
(Справа) В биопсийном материале костного мозга помимо гемопоэтических и стромальных клеток присутствуют костные трабекулы. В норме у взрослых лиц в костных трабекулах отсутствуют признаки ремоделирования. Видны разрозненные мегакариоциты и колонии клеток эритроидной линии дифференцировки

(Слева) В срезе сгустка костного мозга присутствует единичный мегакариоцит и несколько пенистых макрофагов . Макрофаги в сгустке и материале трепанобиопсии обычно незаметны.
(Справа) В мазках аспирата костного мозга можно обнаружить макрофаги, в которых удается оценить особенности строения ядер и содержимое цитоплазмы. В макрофаге присутствует фагоцитированное ядро, возможно, эритроидной клетки . Рядом расположенные гемопоэтические клетки в целом ничем не примечательны

в) Макроскопическая характеристика костного мозга:

1. Гранулопоэз:
• Процесс созревания миелобластов в нейтрофильные гранулоциты характеризуется постепенным увеличением в цитоплазме количества гранул, играющих крайне важную роль в функционировании этих клеток
• Незрелые гранулоциты находятся рядом с костными трабекулами и вокруг кровеносных сосудов
• Для выделения клеток той или иной линии дифференцировки и стадии созревания гранулоцитов применяют окрашивание на ферменты (цитохимическое) и иммунофенотипирование

2. Эритропоэз:
• Процесс созревания эритробластов в эритроциты характеризуется утратой РНК, увеличением содержания гемоглобина, сморщиванием ядер и в конечном итоге их экструзией
• Эритроидные клетки формируют колонии вокруг центрально расположенных макрофагов
• Эритроидные клетки лучше всего идентифицировать по их морфологии и экспрессии CD71, гликофорина А и гемоглобина А
• Присутствие железа в эритроидных клетках и макрофагах можно установить с помощью окрашивания берлинской лазурью

3. Мегакариопоэз:
• Процесс созревания мегакариобластов в тромбоциты характеризуется прогрессирующим удвоением ДНК без митоза, что приводит к образованию очень крупных клеток с дольчатыми ядрами и широкой цитоплазмой
• Мегакариоциты располагаются рядом с синусами, что облегчает попадание тромбоцитов в кровоток за счет отщепления цитоплазмы
• Мегакариоциты, особенно незрелые и мелкие формы, удается выделить путем иммунофенотипирования на CD61, CD42b, CD41 и фактор VIII

4. Основными компонентами микроокружения костного мозга являются жировые клетки и макрофаги

5. Макрофаги участвуют в регуляции гемопоэза и в накоплении железа

6. Плазматические клетки располагаются рядом с кровеносными сосудами и представлены в небольшом количестве

7. Тучные клетки находятся премущественно в центральных и промежуточных зонах костного мозга. Их можно выделить по экспрессии CD117 и триптазы

(Слева) В мазке аспирата костного мозга присутствуют многочисленные созревающие клетки гранулоцитарной линии дифференцировки, в частности промиелоциты , миелоциты метамиелоциты , палочкоядерные нейтрофильные гранулоциты и зрелые сегментированные нейтрофильные гранулоциты .
(Справа) Незрелые гранулоцитарные клетки, такие как расположенный в центре промиелоцит , содержат базофильную цитоплазму с редкими гранулами. В миелоцитах и клетках последующих этапов гранулоцитарной линии дифференцировки цитоплазма эозинофильная вследствие появления вторичных гранул

(Слева) Метамиелоцит отличается от миелоцита наличием выемки в ядре, хотя следует помнить о том, что созревание — это непрерывный биологический процесс. Первичные более темные гранулы в миелоците заметны лучше.
(Справа) Палочкоядерные нейтрофильные гранулоциты отличаются от сегментоядерных нейтрофильных гранулоцитов по особенностям ядер. В палочкоядерных нейтрофильных гранулоцитах ядра однообразные, С-образной формы, без перетяжек. В представленном нейтрофиле начинается конечный этап созревания, который характеризуется разделением ядра на дольки

(Слева) В препарате трепанобиопсии костного мозга при большом увеличении видна нормальная паратрабекулярная локализация незрелых клеток гранулоцитарной линии дифференцировки . Более зрелые клетки этой линии дифференцировки расположены в центральных участках, что свидетельствует об их предстоящем выходе в циркулирующую кровь.
(Справа) В нижней части биопсийного препарата представлена пара-трабекулярная локализация нормальных незрелых клеток гранулоцитарной линии дифференцировки, которые выделены за счет окрашивания миелопероксидазы

(Слева) Эритробласты (в центре) характеризуются высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением и базофильно окрашенной цитоплазмой. В процессе созревания происходят выраженные изменения ядер и цитоплазмы.
(Справа) Более зрелые клетки эритроидной линии дифференцировки характеризуются серо-эозинофильной цитоплазмой, что указывает на синтез гемоглобина. Заметно выраженное сморщивание и пикноз ядер и в конечном итоге экструзия пикнотичного ядра . Эритроидные клетки склонны образовывать колонии

(Слева) Эритроидные клетки избирательно присоединяются к макрофагам, образуя так называемую клетку-няню. Этот процесс играет важную роль в гомеостазе железа. Макрофаг сразу готов к поглощению экструдированного пикнотичного ядра эритроидной клетки . Это происходит в конечной стадии созревания эритроцитов.
(Справа) В мазке аспирата костного мозга, окрашенном на железо, видно обилие железа (реакция Перлса)

(Слева) Незрелый мегакариоцит с недольчатым ядром и гипердольчатый зрелый мегакариоцит . Созревание мегакариоцитов характеризуется пропорционально увеличивающимся удвоением ДНК без деления клеток (эндомитоз).
(Справа) Широкая цитоплазма зрелого мегакариоцита. В конечном итоге фрагменты цитоплазмы отделяются прямо в кровь в виде тромбоцитов. Через цитоплазму мегакариоцита способны проходить нейтрофильные гранулоциты

(Слева) Плазматические клетки хорошо различимы в мазках аспирата костного мозга по их эксцентрически расположенным ядрам и базофильной цитоплазме. В клетках присутствует зона перинуклеарного просветления . Плазматические клетки можно принять за эритроидные клетки-предшественницы , поскольку в клетках обоих типов имеется базофильно-окрашенная цитоплазма.
(Справа) В препарате трепанобиоптата костного мозга плазматические клетки расположены периваскулярно

(Слева) Иммуногистохимическое исследование с антителами к CD138 позволяет определить количество, распределение и локализацию плазматических клеток в препаратах трепанобиопсии костного мозга. CD138(+) плазматические клетки окаймляют мелкие кровеносные сосуды.
(Справа) В мазках аспирата костного мозга иногда встречаются двуядерные плазматические клетки . Двуядерность не является признаком опухолевых изменений, это явление встречается при многих реактивных процессах

(Слева) Остеобласты — клетки, образующие кость, которые встречаются и в мазках аспирата костного мозга, особенно их много у детей. В костном мозге детей с физиологически активным ростом и ремоделированием костей эти клетки могут быть многочисленными. Маркерным признаком остеобластов являются эксцентрически расположенные ядра .
(Справа) При большом увеличении в остеобласте различимо эксцентрически расположенное ядро и просветление цитоплазмы, которое, в отличие от плазматической клетки, отделено от ядра

(Слева) Признаки ремоделирования кости — нормальное явление в материале трепанобиопсии костного мозга у детей. Остеокласты находятся в лакунах , а остеобласты окаймляют костные трабекулы . Остеокласты развиваются из гемопоэтических стволовых клеток, а остеобласты — из мезенхимальных стволовых клеток.
(Справа) В препарате трепанобиопсии костного мозга подростка видны остеобласты, расположенные каймой рядом с костными трабекулами. Остеобласты представляют собой костеобразующие клетки, они присутствуют у детей и подростков в норме

(Слева) Артефакт частичной аспирации костного мозга в центральной части препарата трепанобиоптата костного мозга — в этом месте отсутствует материал костного мозга. Этот артефакт обусловлен выполнением биопсии вблизи места предыдущей аспирации. Артефакта аспирации можно избежать, если вначале выполнить трепанобиопсию.
(Справа) Довольно крупный интактный фрагмент трепанобиопсии костного мозга , рядом с которым находится неадекватный фрагмент разрушенной кости без гемопоэтических клеток

(Слева) Гематогоны — доброкачественные лимфоидные клетки-предшественницы, которые могут иметь разный размер (предшественницы В-лимфоцитарной линии). При большом увеличении в гематогонах обнаруживают плотный ядерный хроматин, неприметные ядрышки и скудную цитоплазму .
(Справа) Эти клетки особенно хорошо представлены в мазках аспирата костного мозга молодых пациентов. В клетках нередко есть морфологические признаки гематогонов. При исследовании материала с физиологическим увеличением доли гематогонов можно ошибочно заподозрить лейкоз

г) Особенности и варианты:

1. Возрастные особенности:
- Для костного мозга характерны отчетливые возрастные изменения клеточности, особенностей строения костных структур, количества лимфоцитов и иммунофенотипа лимфоидных клеток:
• У детей и подростков остеокласты и остеобласты расположены вдоль костных трабекул
• Общая клеточность с возрастом уменьшается

2. Ошибки и артефакты:
- Основной источник диагностических ошибок — плохое качество материала
- Аспирация костномозгового пространства часто происходит при выполнении трепанобиопсии, когда вначале выполняют аспирацию, а затем рядом с местом аспирации выполняют биопсию

- Читать "Кровь - нормальная гистология под микроскопом"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 26.9.2023