血细胞的生成和造血系统

人的血液在哪里制造生成？这是让许多人感到既神秘又陌生的问题。其实人的造血器官和造血功能在胚胎时期就已逐步形成，随着人体的发育和成长，造血器官又在不断变化。

（一）血细胞的生成

血细胞来源于骨髓的造血多能干细胞（multipotential stem cell）。干细胞除具有增殖能力外，在一定的情况下尚能从骨髓造血组织中迁出，随血流到达髓外组织形成造血细胞小结，称为集落形成单位。每一个小结由许多同类型分化的细胞组成，这些细胞是由一个干细胞分裂分化而来。干细胞虽有自身复制和分化为各种血细胞的能力，但在一般情况下，并不处于增殖状态，而是处于休止的G0期。

原始干细胞可分化为两大分支：一支是集落形成单位细胞（CFU-C），又称骨髓干细胞，它是红细胞、粒细胞和血小板等系的多能干细胞。集落形成单位细胞主要来源于骨髓，在发育为红细胞、粒细胞与巨核细胞之前，要经过各系的定向干细胞阶段。另一支为淋巴样干细胞，又称淋巴干细胞，是高等动物免疫系统的发源地，其分化和发育过程与抗原的刺激作用密切相关。淋巴干细胞亦是多能造血干细胞，可分化为两种不同的定向干细胞，一种是胸腺衍生的T淋巴细胞或称T细胞，另一种是骨髓依赖的B淋巴细胞或称B细胞。这两种细胞经过相应抗原的再刺激分别转化为原淋细胞和原浆细胞，然后逐步发育成熟，分别称为淋巴细胞和浆细胞。

总之，血细胞来源于骨髓的多能造血干细胞，首先由多能造血干细胞分化为集落形成单位细胞（骨髓干细胞）与淋巴样干细胞，再由骨髓干细胞分化为各系的定向干细胞，经过原始、幼稚等阶段，发育、增殖最后成熟为红细胞、粒细胞和单核细胞及血小板。淋巴样干细胞则经过原始、幼稚两阶段，发育增殖而成熟；在抗原的刺激下，再分别转化为原淋细胞和原浆细胞，并增殖、成熟为具有免疫活性淋巴细胞和浆细胞。

血细胞的增殖是以分裂的方式进行的，但只有幼稚细胞才有分裂能力，一旦发育成熟到一定阶段后增殖便告停止。一般细胞分裂的形式有2种。

1. 有丝分裂（间接分裂） 在细胞分裂时，有特殊的丝体出现，故称为有丝分裂。有丝分裂是血细胞增殖的主要形式。正常人循环血中不出现有丝分裂细胞。有丝分裂细胞在造血组织中的数量，反映其增殖的程度和状态。分裂过程可分为4期，主要表现在核的变化上。

（1）前期（又称单丝球期）：细胞开始分裂时，胞体变成球形，胞核膨大，核染色质聚集成单个柱状的染色体，核膜及核小体消失，形如丝球。细胞质染色变浅，细胞器及包涵物暂时隐匿，中心体显示。

（2）中期（又称单星状期）：中心体开始分裂，逐渐向两极，其间连有丝状体，形为纺锤，称纺锤体。细胞核染色体排列似星状或菊花状，在纺锤中部的平面——赤道板上。

（3）后期（又称双星状期）：每个染色体均匀分裂为二，丝状体收缩，使分裂后的染色体随中心体趋向细胞两端，分别排列为两个星状。细胞质开始收缩。

（4）末期（又称丝球期）：趋于细胞两端的染色体开始聚集为丝球状，进而分散为染色质，构成两个新核的小细胞核，此时胞质可形成铃状，最后胞质分开，细胞分裂为二。

2. 无丝分裂（直接分裂） 该分裂过程的表现形式较简单，通常是细胞的核小体首先开始分开，然后胞核表面出现收缩，随之逐渐加深而分解为二，继之胞质分开，从而直接形成2个子细胞。

（二）造血系统

血细胞生成于造血器官，在胚胎期及出生后的不同发育时期，其主要的造血器官并不相同。

1．胚胎期的造血系统

（1）中胚叶造血期：发生于胚胎的1～2个月。卵黄囊是最先出现的造血地点。卵黄囊壁上的中胚层间质细胞是造血系统的始基，最初血细胞产生于卵黄囊的血岛，血岛外周的细胞分化发育成原始血细胞，原始血细胞进一步分化为胞质内具有血红蛋白的初级原始红细胞，即胚胎的血细胞。

（2）肝造血期：发生于胚胎的2～5个月。卵黄囊萎缩退化，由肝取代其造血功能。它不但能分化初级的原始红细胞，而且能分化为次级原始红细胞，这些细胞逐渐发育成熟为红细胞，经血窦进入血液。此时，肝的造血活动甚为活跃。脾在胎儿第3个月左右亦参与造血，主要生成红细胞、粒细胞、淋巴细胞及单核细胞。至第5个月，脾造血功能逐渐减退，仅制造淋巴细胞及单核细胞，而这一造血活动则维持终生。

（3）骨髓造血期：此期始于胚胎的第4个月。胎儿开始出现骨髓造血组织，最初仅制造粒细胞，继之还制造红细胞和巨核细胞。在骨髓造血的同时，胸腺及淋巴结亦开始造血活动。胸腺生成淋巴细胞，至出生后仍保持此功能；淋巴结则主要生成淋巴细胞及浆细胞，早期也参与制造红细胞。

以上3个阶段，彼此相互交错，实际上很难截然分开。

2．出生后的造血系统

（1）骨髓：骨髓是人体出生后唯一生成红细胞、粒细胞和巨核细胞的造血器官，同时也生成淋巴细胞和单核细胞。从新生儿到4岁的幼儿，全身骨髓具有活跃的造血功能。5—7岁时，在管状骨的造血细胞之间开始出现脂肪细胞。随着年龄的增长，管状骨中红髓的范围逐渐减少，脂肪组织逐渐增多，骨髓变黄色，称为黄骨髓。黄髓中虽已不再造血，但仍保留有潜在的造血功能。在18—20岁，红髓仅局限于颅骨、胸骨、脊椎、髂骨等扁平骨以及肱骨与股骨的近端。红髄约占骨髓总量的1/2。以后红髓的造血活动持续终身，但其活跃程度可随年龄的增长而稍有减少。

肉眼观察骨髓是一种海绵状、胶状或脂肪性的组织，封闭在坚硬的骨髓腔内。分为红髓（造血细胞）和黄髓（脂肪细胞）两部分，正常成年人骨髄重量为1600～3700g，合体重的3.4%～5.9%，其中红髓的重量约1000g。

骨髓有复杂和丰富的血管系统。人的骨髓中主要靠营养动脉供应整个骨髓腔的毛细血管。骨髓的全部动脉都有神经束伴行，神经纤维来源于脊神经，和动脉共同自营养孔进入骨髄腔，与营养动脉平行分布于骨髓腔，并终止于动脉壁的平滑肌纤维。骨髓的血窦之间充满实质细胞，即造血细胞，骨髓造血多能干细胞向红系、粒系及巨核系的分化和造血微环境有关，造血微环境应可能由血管、巨噬细胞、神经及基质等组成。若从其功能考虑，造血微环境应包括影响造血作用的全部因素，其中血管因素是很重要的，因为各种造血物质及其刺激物质都要通过血管进入骨髓，才能造血。造血部位和血液循环之间存在屏障，即骨髓-血液屏障，它具有控制血细胞进出骨髓的作用。

（2）胸腺：出生后至老年，胸腺经历了一定的变化。到青春期后造血活动逐渐消失，为脂肪组织所代替。

胸腺不但是胚胎时期的重要造血器官之一，而且出生后仍具有活跃的造血功能，特别在出生后2年内，腺体组织的生长较为迅速，造血活动也很旺盛。胸腺被结缔组织分隔成许多不完全的小叶。小叶的周围部分称皮质，中央部分称髓质。皮质充满密集的淋巴细胞，最浅层为较原始的淋巴细胞，中层为中等大小的淋巴细胞，深层为小淋巴细胞，从浅层到深层呈干细胞增殖分化成为胸腺依赖淋巴细胞（T细胞）的过程。成年胸腺虽然萎缩，但由于T细胞已在周围淋巴组织中定居，自己能够繁殖。胸腺除向周围淋巴组织输送T淋巴细胞外，还由上皮性网状分泌胸腺素，干细胞在胸腺激素的作用下，被诱导分化成熟为免疫活性T淋巴细胞。

（3）脾：脾是人体最大的淋巴器官，其实质分为红髓和白髓两部分。白髓包括中央动脉周围淋巴鞘与脾小结。在中央动脉周围的是脾的胸腺依赖区，区内主要是T淋巴细胞。而脾小结即脾内的淋巴小结，小结内有生发中心，主要是B淋巴细胞。脾除能产生淋巴细胞及单核细胞以外，尚具有贮血和破坏衰老红细胞的功能。

（4）阑尾及回肠的淋巴结：骨髓的干细胞在此集结，能诱导增殖的干细胞分化为骨髓依赖淋巴细胞（B细胞），并播散于周围淋巴器官中。

（5）淋巴结：分为周围部分的皮质和中央部分的髓质。皮质浅层淋巴滤泡的中央为B细胞增殖的场所，称为生发中心或反应中心；皮质深层主要是由胸腺迁来的T细胞构成，称胸腺依赖区；在抗原的刺激下，T淋巴细胞可以增殖，产生大量致敏的小淋巴细胞，经血流直接作用于抗原。髓质主要由髄索（淋巴索）和淋巴窦构成。髓索的主要成分是B淋巴细胞、浆细胞及巨噬细胞等。

以上（2）（3）（4）（5）部位属淋巴器官造血。淋巴器官分为中枢淋巴器官和周围淋巴器官。胸腺及骨髄中的淋巴组织属中枢淋巴器官，为淋巴系定向于细胞聚焦的场所；淋巴结、脾及其他淋巴组织为周围淋巴器官，是分化了的T细胞及B细胞所在的场所。

（6）网状内皮系统（RES）：包括脾和淋巴结的网状细胞，覆盖在肝、骨髓、肾上腺皮质、脑垂体前叶的窦状隙上的内皮细胞以及其他器官内的游离组织细胞。其主要细胞成分为网状细胞，网状细胞能分化为吞噬性网状细胞。血中单核细胞自髓生成后进入网状组织，则为组织细胞；在一定条件下，可转化为具吞噬功能的游离吞噬细胞，形成所谓的单核-巨噬细胞系统。

在正常情况下，出生2个月后的婴儿绝不会有骨髓外造血。在病理状态下，骨髓以外的组织器官如脾、肝、淋巴结等都可出现造血灶，此即髓外造血，这是由于这些部位保留具有造血能力的间质细胞，恢复其胚胎时期的造血功能。