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人体造血组织通常指体内生成的有功能的成熟血细胞的整个系统，由造血器官、造血细胞及调控系统组成，包括各种血细胞的生成、分化、发育、增殖、成熟、死亡等过程和对这些过程的反馈控制。
人体中的血细胞起源于造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC），造血干细胞由胚胎的中胚层细胞演化而成，属于多能干细胞，主要分布于骨髓，外周血液循环可有极少量，脐带血的造血干细胞浓度高于外周血，但低于骨髓。造血干细胞可以通过有丝分裂，自我更新和分化为不同种类的血细胞。血细胞是血液的有形成分，包括红细胞、白细胞和血小板（巨核细胞的功能形式）3大类，其中红细胞的主要功能是运送氧和二氧化碳，白细胞主要参与清除病原体及发挥免疫功能，血小板在止凝血过程中起重要作用。白细胞包括粒细胞、单核细胞和淋巴细胞，粒细胞根据功能和形态特征即胞质内颗粒的不同分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞。
机体有完善的组织器官能够生成并支持造血细胞分化、发育、增殖和成熟，这些组织器官称为造血器官（hematopoietic organ），造血器官生成各种血细胞的过程称为造血（hematopoiesis，hemopoiesis）。根据个体造血的起源和时间顺序，造血过程又分为胚胎期造血及出生后造血。不同的造血时期，主要的造血器官、生成血细胞的能力和生成的血细胞类型有所不同。各时期造血活动发生的器官部位见图1-1。
图1-1 各时期造血活动发生的器官部位的消长过程
胚胎发育过程中造血中心的位置不断迁移，胚胎期造血器官可分为中胚层造血、肝脏造血和骨髓造血，人胚胎期造血器官及造血特点见表1-1。在胚胎发育中，三个造血时期的造血特征有差别，是一个连续的互相交替、此消彼长的过程。胚胎期产生血细胞的顺序依次是：红细胞、粒细胞、巨核细胞、淋巴细胞和单核细胞。
表1-1 人胚胎期造血器官及造血特点
出生后，人体的造血器官包括骨髓、胸腺、脾、淋巴结等。根据造血器官不同，出生后造血分为骨髓造血和淋巴器官造血。
骨髓是人体最大、最主要的造血器官。正常情况下，骨髓是出生后生成、发育红细胞、粒细胞、单核细胞、巨核细胞的场所，巨核细胞除在骨髓生成、发育外，新近研究结果显示也可以在肺造血产生血小板。骨髓也能生成和发育B淋巴细胞（简称B细胞），直至具备进一步活化能力的纯真B细胞（naïve B lymphocyte）阶段，此时形态表现为成熟淋巴细胞。随即纯真B细胞进入周围淋巴组织活化演变为浆细胞，然后重新归巢（homing）至骨髓组织。T、NK淋巴细胞的前体均起源于骨髓造血干细胞，T淋巴细胞（简称T细胞）前体（定向的淋巴祖细胞）随血流迁移至胸腺，分化、发育至各种类型。NK细胞的分化、发育器官目前还没有准确定论。
骨髓按其构成和功能分为红骨髓和黄骨髓。红骨髓有着活跃的造血功能。5岁以下的儿童全身的骨髓腔内均为红骨髓，随着年龄的增长，至18岁时，骨髓腔内的红骨髓被大量脂肪细胞所替代，填充成为黄骨髓。黄骨髓在正常情况下不再参与造血，但仍保留造血的潜能。当机体需要时可重新恢复其造血功能。
淋巴器官根据结构和功能的不同，分为中枢淋巴器官和周围淋巴器官，中枢淋巴器官包括骨髓和胸腺，是淋巴细胞产生、增殖、分化、成熟的场所；周围淋巴器官包括脾、淋巴结和弥散的黏膜淋巴组织（如扁桃体），是淋巴细胞免疫应答、活化、再次分裂增殖、完成数量扩张的场所。B细胞在此过程中完成活化并分裂，生成数量庞大的浆细胞，从而在短时间内可提升体内针对某种抗原的抗体（免疫球蛋白）量以应机体之需。
在某些病理情况下，如骨髓纤维化、骨髓增殖性疾病以及某些恶性贫血时，骨髓以外的组织（如肝、脾、淋巴结等）又可重新恢复其造血功能，称为髓外造血（extramedullary hematopoiesis）。髓外造血是机体对血细胞需求明显增加，或对骨髓造血功能障碍的一种代偿反应，这种代偿作用有限且不完善，没有严格的释放血细胞机制。除肝、脾、淋巴结等参与髓外造血外，胸腺、肾上腺、腹腔的脂肪、胃肠道等在某些情况下也可参与，常可导致相应器官肿大。
在造血过程中造血细胞与造血微环境密不可分。造血细胞赖以生长发育的内环境称为造血微环境（hematopoietic microenvironment，HIM）。骨髓造血微环境由骨髓基质细胞（stromal cell）、微血管、神经和基质细胞分泌的细胞因子等构成，是造血干细胞赖以生存的场所，也是造血细胞增殖、分化、发育、成熟、归巢的场所。造血微环境直接与造血细胞接触，对造血干细胞的自我更新、定向分化及血细胞的增殖、分化、成熟调控等起重要作用。造血细胞定居在适宜的造血微环境后，在各种调控因素的作用下，完成造血细胞增殖、分化、成熟、归巢和凋亡等过程。
血细胞的生成、发育是连续的，包括血细胞的增殖、分化、成熟和释放等过程，即多能造血干细胞→定向多能干细胞→祖细胞→成熟血细胞。人类血细胞主要包括粒细胞系、红细胞系、巨核细胞系、淋巴细胞系、单核细胞系、浆细胞系。造血器官的内环境，是多种造血刺激因子——细胞因子（cytokine，CK）参与调控生成的。CK由于作用不同可分为4类，集落刺激因子、白细胞介素、造血负调节因子及其他因子。血细胞的生成、分化见图1-2。
图1-2 造血干细胞到成熟血细胞的生成、分化示意图
血细胞的发育、进入血液循环需经历增殖、分化、成熟和释放等过程。
血细胞通过分裂使其数量增加的现象称为增殖。血细胞主要通过有丝分裂方式增殖，在增殖过程中，母细胞有丝分裂后形成的子细胞同时都趋向分化成熟。一般情况下，一个原始细胞到成熟细胞经过4~5次有丝分裂，可产生32个或64个成熟细胞。巨核细胞是以连续双倍增殖DNA的方式，即细胞核成倍增殖，每增殖一次，核即增大一倍，而胞质并不分裂，因此巨核细胞体积逐渐增大，属多倍体细胞。
血细胞在发育过程中失去某些潜能，转变为具有新功能细胞的过程称为分化。通过特定基因的表达合成了特定的蛋白质，与原来的细胞有了质的不同。
细胞定向分化后通过增殖和演变，由原始细胞经幼稚细胞到具备功能的成熟细胞的全过程，称为成熟。成熟贯穿于整个血细胞的发育过程中。一般来讲，细胞每进行一次有丝分裂和分化都伴有细胞的成熟，血细胞越成熟，其形态特征越明显，功能也就越完善。
是成熟的终末细胞通过骨髓屏障进入血液循环的过程。骨髓造血是血管外造血，成熟的血细胞需要通过骨髓-血屏障进入外周血液循环，而不具备执行功能的未成熟或还需活化才能有完整功能的前体细胞不能随意进入血液循环，即前体细胞通过血液循环完成迁移是有严格的量的限制和调控。
在正常生理情况下，血细胞有一定的形态结构，并有相对稳定的数量。为了维持血细胞形态结构和数量的稳定，造血系统需要合适的造血微环境及各种造血调控因子。这些造血调控因子包括通过反馈控制对造血干细胞的各系分化进行调控的负向调控因子和各种促细胞增殖的正向调控因子。正、负两种调控因子共同作用，维持体内血细胞数量的稳定。
正向调控因子包括各种集落刺激因子（colony simulating factor，CSF）、促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）和促血小板生成素（thrombopoietin，TPO）等，促进各系前体细胞的增殖和生长。
EPO是主要的红细胞生成调控因子。正常情况下，EPO的产生和释放与组织中的含氧水平有关，如果氧的水平降低则EPO的水平会升高，并通过抑制前体红细胞的凋亡来刺激前体红细胞的增生，提高红细胞的数量以运输更多的氧来维持组织中氧水平，红细胞通过EPO形成一个正负反馈调控机制。
血小板的主要功能包括止凝血、血栓的形成。骨髓组织是产生血小板的主要位置，近年来的研究发现肺也能生成血小板，是另一个产生血小板并且储存造血原始细胞的组织。血小板生成的调控机制与红细胞类似，通过TPO形成反馈调控。正常情况下如果血液中的血小板减少，则TPO的产生会增加，进而增加血小板的数量。
白细胞包括粒细胞、单核细胞、淋巴细胞和浆细胞等，这些细胞生成的调控机制各不相同，如中性粒细胞生成调控主要通过粒细胞集落刺激因子（granulocyte-colony stimulating factor，G-CSF）。G-CSF的主要作用是调控造血干细胞向髓系祖细胞分化、发育成中性粒细胞的过程，加速骨髓生成中性粒细胞并刺激中性粒细胞从骨髓到血液循环的释放。中性粒细胞的水平通过G-CSF形成负反馈调控。
造血调控过程是通过循环系统中的成熟血细胞对骨髓中血细胞前体细胞的生长过程进行调控的，因为这些前体细胞收到反馈信息至产生成熟细胞的过程需要一定的时间（通常是几天），因此造血系统的调控属于滞后反馈控制系统。
造血细胞的增殖、分化与成熟的调控是一个涉及多因素、多水平的复杂的调控，包括基因水平调控，微环境中的细胞因子、细胞因子受体、细胞黏附分子、细胞外基质及细胞信号传递等的调控。它们以不同的方式共同调控造血细胞的增殖、分化、成熟、归巢和凋亡等过程，以达到维持正常造血平衡的目的。
在所有调控因素中，细胞因子的调控占重要地位。细胞因子对造血的调控包括造血的正向调控和负向调控，正常情况下，造血正、负向调控作用呈动态平衡，它们之间的协同作用引发了细胞内部的一系列生化反应，最终决定了造血细胞的增殖、分化、成熟、释放以及衰老、凋亡等生理活动。
多细胞生物的细胞死亡有两种方式，一种是细胞坏死（necrosis），是细胞在生理过程中意外死亡，常见于各种因素对细胞的侵袭使细胞损伤，是一种被动死亡过程；另一种死亡方式是细胞凋亡（apoptosis），又称程序性细胞死亡（programmed cell death，PCD），是由凋亡相关基因调控的细胞自主死亡。除细胞坏死和凋亡外，在某些条件下，细胞自噬（autophagy）也能导致细胞死亡，即自噬性细胞死亡，研究表明细胞自噬性死亡也属于细胞程序性死亡，是一种不同于凋亡的新的程序性细胞死亡方式。
血细胞发生凋亡的细胞膜发生皱缩、凹陷，染色质变得致密，最后裂解成小碎片，然后细胞膜将细胞质分割包围，有些包围了染色质的片段，染色质致密，成了多个膜结构完整的泡状小体，膜基本完整，称为凋亡小体（apoptotic body），然后被巨噬细胞吞噬清除。
凋亡时细胞形态学改变与坏死细胞有明显区别，后者表现为细胞膜不完整、染色质被分解、溶酶体解体以及DNA弥散降解等，坏死细胞由于胞质内容物包括溶酶体的释放，可引起炎症反应。
成熟红细胞的死亡比较特殊，因其没有细胞核，也没有线粒体等细胞器，也不能再进行物质的合成，所以不能像一般细胞一样通过基因调控细胞的死亡。成熟红细胞的死亡是不同于一般凋亡的新方式，被命名为“eryptosis”，即erythrocyte和apoptosis的组合，称为红细胞衰亡。成熟红细胞是通过细胞质内已有的RNA或者蛋白质调控衰亡的信号通路。
细胞凋亡是生命的基本现象，是细胞遵循自身程序结束其生命的主动死亡过程，是保证生命进化的基础，是维持体内细胞数量动态平衡的必要措施。细胞凋亡是机体用于清除体内多余的、受损的、衰老的、病变的或被病原体感染的细胞的重要手段。多细胞生物的诞生、生长、发育、存活以及死亡均伴随着细胞凋亡过程，要维持完整性和保持平衡性，凋亡是一个非常重要的生物学过程。
（岳保红）