辐射与造血系统损伤

二胚层时期
三胚层时期立体切面
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一、造血的发育
来源：胚外中胚层的间充质细胞
1、卵黄囊造血
人在妊娠2周开始开始造血，这是第一代造血，
时间短，以天计算。在胚胎4个月可完全消失。
卵黄囊造血时期主要是红系造血；粒系和巨 核系细胞很少。
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造血器官中干细胞数量比较
造血组织 胚胎（4-5个月） 成体 _______________________________ 红骨髓 7.8 × 105 4.4 × 107 肝 脏 6.0 × 106 25 脾 脏 6.0 × 105 1.0 × 106
胚胎期（或胎儿期）和生后造血变化图
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生后造血
髓外造血
应激 体征 外周血象
婴幼儿“急救箱”
感染 溶血性贫血 肝脾淋巴结肿大 有核红细胞 幼稚粒细胞
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第一节 造血系统的正常结构与功能
一、造血的发育
正 常 造 血 过 程 几 个 转 移 卵黄囊（2W）
肝脏（6W）
脾（12W）
骨（4月后）（定居）
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胚胎的生长发育
2细胞
4细胞
8细胞
12-16细胞 （桑椹胚） 72h后
祖细胞→原红→早幼红→中幼红→晚幼红→网 织红→成熟 巨核系： 祖细胞→原巨核→幼巨核→颗粒型（成熟型） →血小板
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血细胞生成动力学
根据各类细胞的功能特征、将血细胞生成的动力 学过程归纳成：
造血基质细胞是造血微环境结缔组织成分的主要 组分，是造血微环境在细胞水平调控造血的基础。 造血基质细胞种类繁多、功能复杂。它们既可通 过细胞与细胞间近距离进行诱导影响；又能通过
分泌释放体液因子作用于造血干祖细胞的增殖及
分化。
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淋巴结：散在分布
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生后造血

骨髓造血
红骨髓 黄骨髓
红骨髓
（婴儿期）
婴幼儿期 5~7y后 潜在造血功能
红骨髓＋黄骨髓
↓ （５～７岁） 扁骨 不规则骨
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2、组成
造血基质（stroma）
细胞性基质：是HIM结缔组织的主要组分，是 HIM在细胞水平调控造血的基础。包括：成纤维细 胞、巨噬细胞、网状细胞、血窦内皮细胞等及其 分泌的细胞因子
非细胞性基质：主要由糖蛋白、蛋白多糖和 胶原组成；与细胞生长、分化、粘连、移动和增 殖有关。 细胞因子：CSF、CF、VECSF、SCGF、SDF等。
辐射血液学的研究历史
1895年伦琴发现x射线后，辐射对血液的观 察得到足够的重视。 造血组织的损伤是急性放射病的主要病理 生理基础
造血器官变化出现早，具有明显的时效性， 可作为分类诊断和判断预后的依据。
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中间阶段：即造血祖细胞和稍后阶段，主要 在分子水平进行造血微环境调节。
晚期阶段：即成熟血细胞贮存、释放阶段， 造血微环境主要在组织水平参与调控。
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4、造血微环境的调节 1）造血基质细胞的调控
四、造血微环境（HIM）
1、概念
造血微环境（Hematopoietic inductive
microenvironment）是造血干细胞在造血
组织内赖以增殖和分化的微小区段，即造
血干细胞在造血组织内增殖和分化的场所， 也叫干细胞的窝。
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CFU-G CFU-GM CFU-M CFU-Meg 前B细胞 前胸腺细胞
原幼红
原幼粒 原幼单 原幼巨核 成熟巨核
网红、RBC
成熟粒细胞 单核细胞 血小板 B细胞 T细胞
造 血 干 细 胞
原幼B淋巴细胞 原幼T淋巴细胞
造血干细胞
造血祖细胞
原始幼稚细胞
成熟细胞
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干细胞池
中性粒C
增殖池
成熟贮存池
骨髓→血液 杆状核→分叶 核 无
功能池
外周血 根据需要而 变化 外周血 成熟为红细 胞 外周血 形成终末血 小板 同左 发挥免疫功 能
骨髓 骨髓 ①保持干细胞数量恒 继续分裂 定②保证血液中足够 的细胞量 骨髓 输送后代细胞 骨髓 将细胞培养成 网织红
红细胞
血小板
骨髓 骨髓 多能干转化为巨核细 巨核细胞分化 胞 产生血小板 胸腺、淋巴结、脾等 同左 增殖分化为小淋巴细 发挥免疫监视 胞 和防御
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一、造血的发育
3、脾脏造血
在肝脏造血时期，人胚胎约12周开始，脾
也开始造血。
生成红系细胞、粒系细胞、单核—巨噬 细胞系、巨核细胞系和淋巴系细胞等。 生成粒系细胞的功能持续时间短，红系 保持到出生前，淋巴系造血维持终生。
胚胎期造血
肝造血期
卵黄囊 造血期
骨髓造血期
脾造血期
2 3 4 5 6 7 8 9 10(m)
1
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二、成体造血器官 骨髓：红 黄
胸腺：13～15岁，最重；30岁后萎缩
脾：胚胎‹5月，造血；以后免疫为主
成熟贮存池
功能池
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原、早、中幼粒
晚幼粒 杆状 分叶
干细胞池
4～6d
3.5～5.5d,
0.4d,
增殖池
成熟池
功能池
中性粒细胞更新系统示意图
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一、造血的发育
2、肝脏造血
妊娠40天以后，卵黄囊造血趋向衰竭，肝脏 开始造血，称第二代造血。
肝脏造血主要以红系为主，粒系次之：
原因：
①胚胎需要红细胞运送氧以满足迅速发育的需要
②母体可以代为执行免疫功能，胎儿并不亟需粒 系细胞。
1、干细胞池：未分化的前体细胞；（在骨髓） 干细胞池 增殖池
2、分裂增殖池：中幼粒、中幼红、幼巨核以前的发 育阶段。(可细分为造血干细胞分裂池、造血祖细 胞分裂池和骨髓分裂细胞池）；（放大器作用）
3、成熟贮存池：分裂增殖池其后发育阶段细胞亚群 不再分裂增殖，只能不断成熟释入血循环； 4、功能池：各类具有特异功能的终末成熟细胞。
分化的条件； 3、体外复制不同的HIM条件，可获得不同系 列的造血祖细胞集落； 4、造血系统损伤和恢复过程中都伴有HIM结 构和功能的变迁。
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4、造血微环境的调节
血细胞生成的早期阶段：即造血干细胞阶段， 造血微环境主要在细胞水平给以调节。
Hematopoietic Stem Cells: Regulation of Fate Options
淋巴系 红系 巨核系 粒系
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正常血细胞分化
多 向 祖 细 胞 淋 巴 系 干 细 胞
BFU-E、CFU-E
第六章
电离辐射对造血系统的作用
龙鼎新 讲授 南华大学公共卫生学院 2011.05.11
电离辐射作用于机体后，通过 物理、化学和生物学的复杂机理： DNA等大分子损伤→出现细胞、 组织、器官→系统及整个机体功 能代谢和形态的辐射损伤。
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三、造血实质细胞
（一）造血干细胞
• 1.造血干细胞 (Hemopoietic Stem Cell)亦称 Pluripotent Hemopoietic Stem Cell
• --------造血干细胞是一个具有自我更新能力并有 进一部分化为各系祖细胞潜能的低分化细胞团体， 它是由胚胎间叶细胞发育而来的最原始的造血细 胞，主要存在于骨髓中，约占骨髓有核细胞总数 的0.05%，外周血中少量存在。
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2.造血干细胞的主要作用
①具有向各类血细胞分化的能力；
②具有潜在的自我更新能力 3. 特征： ①自我复制； ② 90％以上处于G0期， 强的增殖潜能； ③多向分化； ④表达特征为CD34+， CD38-。
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一、造血的发育
4、骨髓造血
妊娠5周开始，胚胎4个
月后，肝脾造血功能明显减
弱，骨髓成为体内最主要的
造血器官。
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(二)造血祖细胞
造血干细胞在形态可辨认的幼稚细 胞之前所经历的一个中间阶段细胞。 特征： ①丧失自我复制；
②丧失多向分化；
③定向分化； ④有限的细胞增殖； ⑤细胞表面标志发生改变。
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_______________________________________________
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五、血细胞的更新系统
粒系细胞：
祖细胞→原粒→早幼粒→中幼粒→晚幼粒 →杆 状核→多叶核→成熟 红系细胞：
4、造血微环境的调节
2）细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的作用 细胞外基质主要由糖蛋白、蛋白多糖和胶原组成。 它们积极参与造血细胞生长、分化、粘附、移动 以及增殖的调控过程。甚至有人提出细胞外基质
是造血微环境的核心。
3）细胞因子：近距离调节造血细胞的生理活动。 4）转录因子：不同细胞系的分化需要不同转录因 子的激活、失活、表达上调与下调。p173
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4.如何辨认造血干细胞 造血组织中的造血干细胞至今 在形态上尚无法辨认，因为它的结 构和小淋巴细胞相似，只能从造血 干细胞的功能上加以认识。
方法： 在培养体系中加入一定量的细胞团，
生成的细胞团数与种入的骨髓细胞数之间呈 线性关系，在琼脂培养中每生成一个细胞团， 成为一个细胞团生成单位，主要由粒系组成。 是一类向粒系细胞方向继续分化的支干细胞 或定向干细胞。
各种化学成分：Vit C、激素等
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3、造血微环境的功能与特点
1、HIM的发育是个体发育和种属进化中或造 血组织损伤后重建时造血干细胞种植的前提；
2、HIM的诱导是影响造血干细胞向不同方向