Клетки крови имеют основное значение в переносе кислорода к тканям и двуокиси углерода от тканей, транспорте питательных материалов от пищеварительного тракта к тканям и удалении отработанных продуктов обмена веществ к местам их выведения, в защитных реакциях организма, обмене информацией между тканями и организмом, реализации эндокринной регуляции.
Продолжительность жизни эритроцитов составляет в среднем 120 суток, тромбоцитов — 7–10 суток, а гранулоцитов — всего 6–8 часов. Лимфоциты живут дольше всех (месяцы и годы), но лишь 5% лимфоцитов в процессе созревания попадают в кровь. Поддержание постоянства состава крови обеспечивается кроветворением. У взрослых кроветворение происходит в телах позвонков, ребрах, грудине, костях черепа и таза. Основными кроветворными клетками являются стволовые клетки, составляющие 0,01% фракции костномозговых клеток.
Из стволовых клеток развиваются частично детерминированные полипотентные клетки-предшественники (возможен термин "полустволовые клетки"), которые представлены колониеобразующей единицей гранулоцитарно-эритроцитарно-моноцитарно-мегакариоцитарной (КОЭ — ГЭММ) и лимфоцитарной (КОЕ — Л).
Следующий уровень дифференциации — образование унипотентных предшественников всех форменных элементов (эритроидный для эритроцитов, миелоидный для трех типов зернистых лейкоцитов, гранулоцитарно-моноцитарный для нейтрофильных лейкоцитов и моноцитов, тромбоцитарный для мегака- риоцитов, лимфоидный для Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов).
Существует мнение о целесообразности именовать стволовые клетки, полустволовые клетки и унипотентные предшественники все вместе стволовыми клетками.
Из унипотентных предшественников формируются все ростки крови, каждый из которых имеет собственную стволовую клетку и представляет обновляющуюся клеточную популяцию.
Следующим этапом дифференциации является образование бластных элементов, обладающих функциями пролиферации и дифференцировки под управлением колониестимулирующих факторов (гранулоцитарного, гранулоцитарно-макрофагального и макрофагального колониестимулирующих факторов — Г-КСФ, ГМ-КСФ, М-КСФ — эритропоэтина и тромбопоэтина) и цитокинов (ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-7), действие которых опосредовано также индукцией факторов транскрипции. Этому процессу предшествует повышение экспрессии колониестимулирующих факторов.
Окончательная дифференцировка созревающих клеток происходит при действии факторов роста, специфичных для каждой линии клеток. Дифференцировка эритроцитов и мегакариоцитов регулируется эритропоэтином и тромбопоэтином; базофилов, эозинофилов и нейтрофилов — ИЛ-3, ИЛ-5 и Г-КСФ; моноцитов и макрофагов — М-КСФ; плазматических клеток и лимфоцитов — ИЛ-2, ИЛ-5, ИЛ-7. Дифференцированные клетки из костного мозга выходят через костномозговые синусы в кровь.
Нормальное кроветворение в костном мозге обеспечивается тесным взаимодействием кроветворных клеток с окружающей и регулирующей стромой, основными элементами которой являются липоциты, фибробласты, эндотелиальные клетки и Т-лимфоциты. Кроветворение связано с коллагеном, ламинином, фибронектином и различными протеогликанами, составляющими внеклеточный матрикс, обеспечивающий взаимодействие с цитокинами, колониестимулирующими факторами и трансформирующим фактором роста Р.
Кроветворение осуществляется также при наличии железа, витамина В12, фолиевой кислоты и аминокислот, обеспечивающих метаболические потребности.