Плазменные факторы свертывания крови. Плазма крови

Кровь относится к жидкостям внутренней среды организма, точнее - к внеклеточной жидкости, ещё точнее - к циркулирующей в сосудистой системе плазме крови и взвешенным (суспендированным) в плазме клеткам. Свернувшаяся (коагулировавшая) кровь состоит из сгустка (тромб), включающего клеточные элементы и некоторые белки плазмы, и прозрачной жидкости, сходной с плазмой, но лишённой фибриногена (сыворотка). Система крови включает органы кроветворения (гемопоэз) и периферическую кровь, как её циркулирующую, так и депонированную (зарезервированную) в органах и тканях фракцию. Кровь - одна из интегрирующих систем организма. Различные отклонения в состоянии организма и отдельных органов приводят к изменениям в системе крови, и наоборот. Именно поэтому, оценивая состояние здоровья или нездоровья человека, тщательно исследуют параметры, характеризующие кровь (гематологические показатели).

Функции крови

Многочисленные функции крови определяются не только присущими самой крови (плазме и клеточным элементам) свойствами, но и теми обстоятельствами, что кровь циркулирует в сосудистой системе, пронизывающей все ткани и органы, и находится в постоянном обмене с интерстициальной жидкостью, омывающей все клетки организма. В самом общем виде к функциям крови относятся транспортная, гомеостатическая, защитная и гемокоагуляционная. Как часть внутренней среды организма, кровь явля- ется интегральной частью практически любой функциональной активности (например, участие крови в дыхании, питании и метаболизме, экскреции, регуляция гормональная и температурная, регуляция кислотно-щёлочного равновесия и объёма жидкостей, осуществление иммунных реакций).

Объёмы крови

Общий объём крови принято рассчитывать исходя из массы тела (без учёта жира), что составляет примерно 7% (6-8%, для ново- рождённых - 8,5%). Так, у взрослого мужчины массой 70 кг объём крови составляет около 5600 мл. При этом 3,5-4 л обычно циркулирует в сосудистом русле и полостях сердца (циркулирующая фракция крови, или ОЦК - объём циркулирующей крови), а 1,5-2 л депонировано в сосудах органов брюшной полости, лёгких, подкожной клетчатки и других тканей (депонированная фракция). Объ- ём плазмы составляет примерно 55% общего объёма крови, клеточные элементы - 45% (36-48%) общего объёма крови.

Гематокрит (Ht, или гематокритное число) - отношение объё- ма клеточных элементов крови (99% приходится на эритроциты) к объёму плазмы - в норме равен у мужчин 0,41-0,50, у женщин 0,36-0,44. Определение объёма крови осуществляют прямо (за счёт мечения эритроцитов 51 Cr) или косвенно (за счёт мечения альбумина плазмы 131 I или определения гематокрита).

Реологические свойства

Реологические (в том числе вязкие) свойства крови важны, когда необходимо оценить движение крови в сосудах и суспензион- ную стабильность эритроцитов.

Вязкость - свойство жидкости, влияющее на скорость её дви- жения. Вязкость крови на 99% определяют эритроциты. Сопротивление потоку крови (по закону Пуазейля) прямо пропорционально вязкости, а вязкость прямо пропорциональна гематокриту. Таким образом, увеличение гематокрита означает увеличение нагрузки на сердце (т.е. происходит увеличение объёмов наполнения и выброса сердцем).

Суспензионная стабильность эритроцитов. Эритроциты в крови отталкиваются друг от друга, так как имеют на поверхности отрицательный заряд. Уменьшение поверхностного отрицательного заряда эритроцитов обусловливает их агрегацию; такие агрегаты менее устойчивы в гравитационном поле, так как увеличена их эффективная плотность. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) является мерой оценки суспензионной устойчивости эритроцитов. Величину СОЭ измеряют градуированными капиллярными пипетками, а чтобы предотвратить свёртывание крови, к ней добавляют трёхзамещённый цитрат натрия (так называемая цитратная кровь).

В течение часа в верхней части капиллярной трубки появляется светлый столбик плазмы, высота которого в миллиметрах и явля- ется величиной СОЭ (у здоровых лиц 2-15 мм/ч). Наиболее типичная причина повышения СОЭ - воспаление различного генеза (бактериальное, аутоиммунное), беременность, опухолевые заболевания, что приводит к изменениям белкового состава плазмы крови (особенно «ускоряет» СОЭ увеличение содержания фибри- ногена и отчасти γ-глобулинов).

ПЛАЗМА

Надосадочная жидкость, образующаяся после центрифугирования свернувшейся крови, - кровяная сыворотка. Надосадочная жидкость после центрифугирования цельной крови с добавленными к ней антикоагулянтами (цитратная кровь, гепаринизированная кровь) - плазма крови. В отличие от плазмы в сыворотке нет ряда плазменных факторов свёртывания крови (I - фибриноген, II - протромбин, V - проакцелерин и VIII - антигемофиличе- ский фактор). Плазма - жидкость бледно-янтарного цвета, содержащая белки, углеводы, липиды, липопротеины, электролиты, гормоны и другие химические соединения. Объём плазмы - около 5% массы тела (при массе 70 кг - 3500 мл) и 7,5% всей воды организма. Плазма крови состоит из воды (90%) и растворённых в ней веществ (10%, органические - 9%, неорганические - 1%; в твёрдом остатке на долю белков приходится примерно 2 / 3 , а 1 / 3 - низкомолекулярные вещества и электролиты). Химический состав плазмы сходен с интерстициальной жидкостью (преобладающий катион - Na+, преобладающие анионы - Cl - , HCO 3 -), но концентрация белка в плазме выше (70 г/л).

Белки

В плазме содержится несколько сотен различных белков, поступающих в основном из печени, но, кроме того, и из цирку- лирующих в крови клеточных элементов и из множества внесосудистых источников. Функции плазменных белков крайне разнообразны.

Классификации. Плазменные белки классифицируют по физико-химическим признакам (точнее, по их подвижности в электрическом поле), а также в зависимости от выполняемых функций.

Электрофоретическая подвижность. Выделены пять электрофоретических фракций плазменных белков: альбумины и глобулины (α 1 - и α 2 -, β- и γ-).

Φ Альбумины (40 г/л, M r ~ 60-65 кД) в значительной степени определяют онкотическое (коллоидно-осмотическое) давление (25 мм рт.ст., или 3,3 кПа) крови (в 5 раз более онкотического давления межклеточной жидкости. Именно поэтому при массивной потере альбуминов (гипоальбуминемия) через почки развиваются «почечные» отёки, а при голодании - «голодные» отёки.

Φ Глобулины (30 г/л), в том числе (примеры):

♦ а^глобулины: а 1 -антитрипсин, а 1 -липопротеины (высокой плотности), протромбин;

♦ а 2 -глобулины: а 2 -макроглобулин, а 2 -антитромбин III, а 2 -гаптоглобулин, плазминоген;

♦ β-глобулины: β-липопротеины (низкой плотности), апоферритин, гемопексин, фибриноген, C-реактивный белок;

♦ γ-глобулины: иммуноглобулины (IgA, IgD, IgE, IgG, IgM). Функциональная классификация. Выделяют три главные группы: 1) белки системы свёртывания крови; 2) белки, участвую- щие в иммунных реакциях; 3) транспортные белки.

Φ 1. Белки системы свёртывания крови (см. подробнее ниже). Различают коагулянты и антикоагулянты. Обе группы белков обеспечивают равновесие между процессами формирования и разрушения тромба.

♦ Коагулянты (в первую очередь это плазменные факторы свёртывания) участвуют в формировании тромба, например фибриноген (синтезируется в печени и при гемокоагуляции превращается в фибрин).

♦ Антикоагулянты - компоненты фибринолитической системы (препятствуют свёртыванию).

Φ 2. Белки, участвующие в иммунных реакциях. К этой группе относят Ig (подробнее см. гл. 29) и белки системы комплемента.

Φ 3. Транспортные белки - альбумины (жирные кислоты), аполипопротеины (холестерин), трансферрин (железо), гаптоглобин (Hb), церулоплазмин (медь), транскортин (кортизол), транскобаламины (витамин B 12) и множество других

Липопротеины

В плазме крови холестерин и триглицериды формируют комплексы с белками. Такие различные по величине и другим при- знакам комплексы называются липопротеинами (ЛП). Транспорт холестерина осуществляют липопротеины низкой плотности (ЛПНП), ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП), ЛП промежуточной плотности (ЛППП), ЛП высокой плотности (ЛПВП), а также хиломикроны. С клинической точки зрения (вероятность развития артериосклеротического поражения - атеросклероза) существенное значение имеет содержание в крови холестерина и способность ЛП фиксироваться в стенке артерий (атерогенность).

ЛПВП - наименьшие по размеру (5-12 нм) ЛП - легко проникают в стенку артерий и также легко её покидают, т.е. ЛПВП не атерогенны.

ЛПНП (18-25 нм), ЛППП промежуточной плотности (25- 35 нм) и немногочисленные ЛПОНП (размер около 50 нм) слишком малы для того, чтобы проникнуть в стенку артерий. После окисления эти ЛП легко задерживаются в стенке артерий. Именно эти категории ЛП атерогенны.

Крупные по размеру ЛП - хиломикроны (75-1200 нм) и ЛПОНП значительных размеров (80 нм) - слишком велики для того, чтобы проникнуть в артерии, и не расцениваются как атерогенные.

Осмотическое и онкотическое давление

Содержащиеся в плазме осмолиты (осмотически активные вещества), т.е. электролиты низкомолекулярных (неорганические соли, ионы) и высокомолекулярных веществ (коллоидные соединения, преимущественно белки) определяют важнейшие свойства крови - осмотическое и онкотическое давление. В медицинской практике эти параметры важны не только по отношению к крови per se (например, представление об изотоничности растворов), но и для реальной ситуации in vivo (например, для понимания механизмов перехода воды через капиллярную стенку между кровью и межклеточной жидкостью, в частности механизмов развития отё- ков, разделёнными эквивалентом полупроницаемой мембраны - стенкой капилляра). В этом контексте для клинической практики существенны и такие параметры, как эффективное гидростатическое и центральное венозное давление.

Φ Осмотическое давление (π, см. подробнее в гл. 3, в том числе на рис. 2-9) - избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от растворителя (воды) полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (в условиях in vivo ею является сосудистая стенка). Осмотическое давление крови можно определить по точке замерзания (т.е. криоскопически); в норме оно составляет 7,5 атм (5800 мм рт.ст., 770 кПа, 290 мосмоль/кг воды).

Φ Онкотическое давление (коллоидно-осмотическое давление - КОД) - давление, которое возникает за счёт удержания воды в сосудистом русле белками плазмы крови. При нормальном содержании белка в плазме (70 г/л) КОД плазмы - 25 мм рт.ст. (3,3 кПа), тогда как КОД межклеточной жидкости значительно ниже (5 мм рт.ст., или 0,7 кПа).

Φ Эффективное гидростатическое давление - разница между гидростатическим давлением межклеточной жидкости (7 мм рт.ст.) и гидростатическим давлением крови в микрососудах. В норме эффективное гидростатическое давление составляет в артериальной части микрососудов 36-38 мм рт.ст., а в венозной - 14-16 мм рт.ст.

Φ Центральное венозное давление - давление крови внутри венозной системы (в верхней и нижней полых венах), в норме составляющее 4-10 см вод.ст. Центральное венозное давление снижается при уменьшении ОЦК и повышается при сердечной недостаточности и застое в системе кровообращения. Инфузионные растворы

Солевые инфузионные растворы для внутривенного введения должны иметь то же осмотическое давление, что и плазма, т.е. быть изоосмотическими (изотоническими, например так называемый физиологический раствор - 0,85% раствор хлорида натрия).

Кислотно-щелочное равновесие, включая буферные системы крови, рассмотрено в главе 28.

КЛЕТОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ

К клеткам крови (устаревшее название - форменные элементы) относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, или кровя- ные пластинки (рис. 24-1). Клетки крови изучают микроскопически

Рис. 24-1. Клетки крови . Кровь содержит три разновидности клеток: эритроциты (безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутого диска), лейкоциты (ядерные клетки шаровидной формы, содержащие различного типа гранулы) и тромбоциты (фрагменты цитоплазмы расположенных в костном мозге гигантских клеток - мегакариоцитов). А - эритроцит; Б - нейтрофил; В - эозинофил; Г - базофил; Д - лимфоциты (малый и большой); Е - моноцит; Ж - тромбоциты.

на мазках, окрашенных по Романовскому-Гимзе, Райту и др. Содержание в периферической крови взрослого человека эритроцитов у мужчин - 4,5-5,7х10 12 /л (у женщин - 3,9-5х10 12 /л), лейкоцитов - 3,8-9,8х10 9 /л (лимфоциты - 1,2-3,3х10 9 /л, моноциты - 0,2-0,7х10 9 /л, зернистые лейкоциты - 1,8-6,6х10 9 /л), тромбоцитов - 190-405х10 9 /л. В периферической крови циркулируют дефинитивные формы клеток, образование которых (кроветворение, или гемопоэз) происходит в красном костном мозге и органах лимфоидной системы (тимус, селезёнка, лимфатические узлы и лимфоидные фолликулы). Из стволовой кроветворной клетки в красном костном мозге формируются эритроидные клетки (в кровь поступают эритроциты и ретикулоциты), миелоидные клетки (зернистые лейкоциты, в кровь поступают палочко- и сегментоядерные нейтрофильные лейкоциты, зрелые базофильные и эозинофильные лейкоциты), моноциты, кровяные пластинки и часть лимфоцитов, в органах лимфоидной системы - T- и В-лимфоциты.

Гемопоэз

Кроветворение - образование из стволовой кроветворной клетки клеток-предшественниц конкретных гемопоэзов, их про-

лиферация и дифференцировка, а также созревание клеточных элементов крови в условиях специфического микроокружения и под влиянием факторов гемопоэза. В пренатальном периоде гемопоэз происходит в нескольких развивающихся органах (см. гл. 20). Кроветворение после рождения, у детей, подростков и взрослого человека осуществляется в костном мозге плоских костей (череп, рёбра, грудина, позвонки, кости таза) и эпифизов трубчатых ко- стей, а кроветворными органами для лимфоцитов являются се- лезёнка, тимус, лимфатические узлы, лимфоидные фолликулы в составе разных органов.

Зрелые клетки периферической крови развиваются из предшественников, созревающих в красном костном мозге. Унитарная теория кроветворения (рис. 24-2) предусматривает, что родона- чальница всех клеточных элементов крови - стволовая кроветворная клетка. Её потомки - полипотентные клетки-предшественницы лимфоцитопоэза (CFU-Ly) и миелопоэза (CFU-GEMM). В результате деления CFU-Ly и CFU-GEMM их потомки остаются

Рис. 24-2. Схема гемопоэза. CFU-GEMM - полипотентная клеткапредшественница миелопоэза; CFU-Ly - полипотентная клетка-предшественница лимфоцитопоэза; CFU-GM - полипотентная клеткапредшественница гранулоцитов и моноцитов; CFU-G - полипотентная клетка-предшественница нейтрофилов и базофилов. BFU-E и CFU-E - унипотентные предшественники эритроцитов; CFU-Eo - эозинофилов; CFU-M - моноцитов; CFU-Meg - мегакариоцитов. CFU (Colony Forming Unit) - колониеобразующая единица (КОЕ), BFU - Burst Forming Unit - взрывообразующая единица.

полипотентными или превращаются в коммитированные (пред- определённые судьбой) унипотентные клетки-предшественницы, также способные делиться, но дифференцирующиеся (развивающиеся) только в одном направлении. Пролиферацию унипотентных клеток-предшественниц стимулируют колониестимулирующие факторы и интерлейкины (особенно интерлейкин-3).

Эритропоэз. Начало эритроидного ряда - стволовая клетка эритропоэза, или взрывообразующая единица (BFU-E), из которой формируется унипотентный предшественник эритроцитов (CFU-E). Последний даёт начало проэритробласту. В результате дальнейшей дифференцировки увеличивается содержание Hb и потеря ядра. Из проэритробласта путём пролиферации и дифференцировки последовательно развиваются эритробласты: базофильный - полихроматофильный - оксифильный (нормобласт) и далее неделящиеся формы - ретикулоцит и эритроцит. От BFU-E до нормобласта - 12 клеточных поколений, а от CFU-E до позднего нормобласта - 6 или меньше клеточных делений. Длительность эритропоэза (от его стволовой клетки BFU-E до эритроцита) - 2 нед. Интенсивность эритропоэза контролируется эритропоэтином. Основной стимул для выработки эритропоэтина - уменьшение содержания кислорода в крови (рО 2) - гипоксия (рис. 24-3).

Гранулоцитопоэз (рис. 24-4). Гранулоциты образуются в костном мозге. Нейтрофилы и базофилы происходят из полипотентной клетки-предшественницы нейтрофилов и базофилов (CFU-G), а эозинофилы - из унипотентного предшественника эозинофилов (CFU-Eo). CFU-G и CFU-Eo - потомки полипотентной клетки-предшественницы гранулоцитов и моноцитов (CFU-GM). При развитии гранулоцитов можно выделить такие стадии: миелобласты - промиелоциты - миелоциты - метамиелоциты - палочкоядерные и сегментоядерные гранулоциты. Специфические гранулы появляются на стадии миелоцитов; с этого момента клетки называются в соответствии с типом образующихся из них зрелых гранулоцитов. Клеточное деление прекращается на стадии метамиелоцита. Пролиферацию и дифференцировку клеток-предшественниц контролируют колониестимулирующие факторы (гранулоцитов и макрофагов - GM-CSF, гранулоцитов - G-CSF), ИЛ-3 и ИЛ-5 (предшественники эозинофилов).

Рис. 24-3. Регуляция эритропоэза . Пролиферацию взрывообразующей единицы эритропоэза (BFU-E) стимулирует интерлейкин-3. Унипотентный предшественник эритроцитов CFU-E чувствителен к эритропоэтину. Важнейший стимул для образования эритроцитов - гипоксия, запускающая синтез эритропоэтина в почке, а у плода - и в печени. Эритропоэтин выходит в кровь и поступает в костный мозг, где он стимулирует размножение и дифференцировку унипотентного предшественника эритроцитов (CFU-E) и дифференцировку последующих клеток эритроидного ряда. В результате количество эритроцитов в крови увеличивается. Соответственно возрастает количество кислорода, поступающего в почку, что тормозит образование эритропоэтина.

Моноцитопоэз. Моноциты и гранулоциты имеют общую клетку-предшественницу - колониеобразующую единицу гранулоцитов и моноцитов (CFU-GM), образующуюся из полипотентной клетки-предшественницы миелопоэза (CFUGEMM). В развитии моноцитов выделяют две стадии - монобласт и промоноцит.

Тромбоцитопоэз. Из мегакариобластов развиваются самые крупные (30-100 мкм) клетки костного мозга - мегакариоциты. При дифференцировке мегакариоцит увеличивается в размерах, его ядро становится дольчатым. Образуется развитая система демаркационных мембран, по которым происходит отделение («отшнуровка») тромбоцитов (рис. 24-5). Пролиферацию предшественников мегакариоцитов - мегакариобластов - стимулирует синтезируемый в печени тромбопоэтин.

Лимфопоэз. Из стволовой кроветворной клетки (CFU-blast) происходит полипотентная клетка-предшественница лимфо-

Рис. 24-4. Гранулоцитопоэз . В ходе дифференцировки предшественников гранулоцитов выделяют миелобласт, промиелоцит, миелоцит, метамиелоцит, палочкоядерный и сегментоядерный гранулоциты.

Рис. 24-5. Образование тромбоцитов . Находящийся в костном мозге мегакариоцит образует протромбоцитарную псевдоподию. Последняя проникает сквозь стенку капилляра в его просвет. От псевдоподии отделяются тромбоциты и поступают в кровоток.

поэза (CFU-Ly), которая впоследствии даёт начало клеткампредшественницам B-лимфопоэза, T-лимфопоэза и (частично) предшественницам NK-клеток. Ранние предшественники В-лимфоцитов образуются в костном мозге, а Т-лимфоцитов - в тимусе. Дальнейшая дифференцировка включает в себя уровни про-B(T)-клеток, пре-B(T)-клеток, незрелых B(T)-клеток, зрелых («наивных») B(T)-клеток и (после контакта с Аг) - зрелых B(T)-клеток окончательных стадий дифференцировки. Продуцируемый клетками стромы костного мозга ИЛ-7 способствует образованию Т- и В-лимфоцитов, воздействуя на их клетки-предшественницы. В отличие от других клеток крови, лимфоциты могут пролиферировать и за пределами костного мозга. Это происходит в тканях иммунной системы в ответ на стимуляцию.

Эритроциты

Из красного костного мозга в кровь поступают преимущественно незрелые эритроциты - ретикулоциты. Они (в отличие от зрелых эритроцитов) содержат рибосомы, митохондрии и комплекс Гольджи. Окончательная дифференцировка в эритроциты происходит в течение 24-48 ч после выхода ретикулоцитов в кровоток. Количество поступающих в кровоток ретикулоцитов в норме равно количеству удаляемых эритроцитов. Ретикулоциты составляют около 1% всех циркулирующих красных клеток крови. Эритроциты (см. рис. 24-1, А) - безъядерные клетки диаметром 7-8 мкм (нормоциты). Количество эритроцитов у женщин составляет 3,9- 4,9х10 12 /л, у мужчин - 4,0-5,2х10 12 /л. Более высокое содержание эритроцитов у мужчин обусловлено стимулирующим эритропоэз влиянием андрогенов. Продолжительность жизни (время циркуляции в крови) 100-120 дней.

Форма и размеры. Эритроцит в крови имеет форму двояковогнутого диска диаметром 7-8 мкм. Считают, что именно такая конфигурация создаёт наибольшую площадь поверхности по отношению к объёму, что обеспечивает максимальный газообмен между плазмой крови и эритроцитом. При любой другой форме эритроцитов говорят о пойкилоцитозе. Разброс размеров эритроцитов - анизоцитоз, клетки диаметром более 9 мкм - макроциты, менее 6 мкм - микроциты. При ряде заболеваний крови изменяются размеры и форма эритроцитов, а также снижается их осмотическая резистентность, что приводит к разрушению (гемолизу) эритроцитов.

Возрастные изменения эритроцитов. При рождении и в первые часы жизни количество эритроцитов в крови повышено и составляет 6,0-7,0х10 12 /л. У новорождённых наблюдают анизоцитоз с преобладанием макроцитов, а также повышенное содержание ретикулоцитов. В течение первых суток постнатального периода количество эритроцитов уменьшается, к 10-14-м суткам достигает уровня взрослого и продолжает уменьшаться. Минимальный показатель наблюдается на 3-6-м месяце жизни (физиологическая анемия), когда снижен уровень эритропоэтина. Это связано с уменьшением синтеза эритропоэтина в печени и началом его выработки в почке. На 3-4-м году жизни количество эритроцитов снижено (ниже, чем у взрослого), т.е. в 1 л их содержится менее 4,5х10 12 .

Рис. 24-6. Примембранный цитоскелет эритроцита . Белок полосы 3 - главный трансмембранный белок. Спектрин-актиновый комплекс формирует сетеподобную структуру примембранного цитоскелета. С комплексом спектрин-актин, стабилизируя его, связан белок полосы 4.1. Анкирин через белок полосы 3 соединяет спектрин-актиновый комплекс с клеточной мембраной. Наименования полос белков характеризуют их электрофоретическую подвижность.

Плазмолемма и примембранный цитоскелет. Клеточная мембрана эритроцита довольно пластична, что позволяет клетке деформироваться и легко проходить по узким капиллярам (их диаметр 3-4 мкм). Главные трансмембранные белки эритроцита - белок полосы 3 и гликофорины. Белок полосы 3 (рис. 24-6) вместе с белками примем- бранного цитоскелета (спектрин, анкирин, фибриллярный актин, белок полосы 4.1) обеспечивает поддержание формы эритроцита в виде двояковогнутого диска. Гликофорины - мембранные гликопротеины, их полисахаридные цепи содержат Аг-детерминанты (например, агглютиногены А и В системы групп крови AB0).

Гемоглобин

Практически весь объём эритроцита заполнен дыхательным белком - гемоглобином (Hb). Молекула Hb - тетрамер, состоя-

щий из четырёх субъединиц - полипептидных цепей глобина (две цепи α и две цепи β, γ, δ, ε, θ, ζ в разных комбинациях), каждая из которых ковалентно связана с одной молекулой гема. Гем построен из четырёх молекул пиррола, образующих порфириновое кольцо, в центре которого находится атом железа (Fe 2 +). Основная функция Hb - перенос O 2 . Существует несколько типов Hb, образующихся на разных сроках развития организма, различающихся строением глобиновых цепей и сродством к кислороду. Эмбриональные Hb (ζ- и ε-цепи) появляются у 19-дневного эмбриона, содержатся в эритроидных клетках в первые 3-6 мес беременности. Фетальный Hb (HbF - α 2 γ 2) появляется на 8-36-й неделе беременности и составляет 90-95% всего Hb плода. После рождения его количество постепенно снижается и к 8 мес составляет 1%. Дефинитивные Hb - основные Hb эритроцитов взрослого человека (96-98% - HbA (A 1 ,) - α 2 β 2 , 1,5-3% - HbA 2 - α 2 δ 2). Известно более 1000 мутаций разных глобинов, значительно изменяющих свойства Hb, в первую очередь способность транспортировать O 2 .

Формы гемоглобина. В эритроцитах Hb находится в восстановленной (HbH) и/или окисленной (HbO 2) формах, а также в виде гликозилированного Hb. В ряде случае возможно наличие карбоксигемоглобина и метгемоглобина.

Ф Оксигемоглобин. В лёгких при повышенном pO 2 Hb связывает (ассоциирует) O 2 , образуя оксигемоглобин (HbO 2). В этой форме HbO 2 переносит O 2 от лёгких к тканям, где O 2 легко освобождается (диссоциирует), а HbO 2 становится дезоксигенированным Hb (обозначают как HbH). Для ассоциации и диссоциации O 2 необходимо, чтобы атом железа гема был в восстановленном состоянии (Fe 2 +). При включении в гем трёхвалентного железа (Fe 3 +) образуется метгемоглобин - очень плохой переносчик O 2 . Ф Метгемоглобин (MetHb) - Hb, содержащий Fe гема в трёх- валентной форме (Fe 3 +), не переносит О 2 ; прочно связывает O 2 , так что диссоциация последнего затруднена. Это приводит к метгемоглобинемии и неизбежным нарушениям газообмена. Образование MetHb может быть наследственным или приобретённым. В последнем случае это результат воздействия на эритроциты сильных окислителей. К ним относят нитраты и неорганические нитриты, сульфаниламиды и местные анестетики (например, лидокаин).

Φ Карбоксигемоглобин - плохой переносчик кислорода. Hb легче (примерно в 200 раз), чем с O 2 , связывается с монооксидом углерода СО (угарный газ), образуя карбоксигемо- глобин (O 2 замещён CO).

Φ Гликозилированный Hb (HbA 1C) - HbA (А1:), модифицированный ковалентным присоединением к нему глюкозы (норма HbA 1C 5,8-6,2%). К одним из первых признаков са- харного диабета относят увеличение в 2-3 раза количества HbA 1C . Этот Hb имеет худшее сродство к кислороду, чем обычный Hb.

Транспорт кислорода. Кровь ежедневно переносит из лёгких в ткани около 600 л О 2 . Основной объём О 2 транспортирует HbO 2 (O 2 обратимо ассоциирован с Fe 2 + гемма; это так называемый химически связанный O 2 - неверный по существу, но, к сожалению, устоявшийся термин). Незначительная часть O 2 растворена в крови (физически растворённый O 2). Содержание O 2 в крови в зависимости от парциального давления O 2 (Po 2) представлено на рис. 24-7.

Физически растворённый в крови газ. Согласно закону Генри, количество растворённого в крови O 2 (любого газа) пропорционально Po 2 (парциальному давлению любого газа) и коэффициенту растворимости конкретного газа. Физическая растворимость O 2 в крови примерно в 20 раз меньше, чем растворимость СО 2 , но для обоих газов незначительна. В то же время физически растворённый в крови газ - необходимый этап транспорта любого газа (например, при перемещении O 2 в эритроцит из полости альвеол).

Кислородная ёмкость крови - максимально возможное количество связанного с HbО 2 - теоретически составляет 0,062 ммоль О 2 (1,39 мл О 2) на 1 г Hb (реальное значение несколько меньше - 1,34 мл О 2 на 1 г Hb). Измеренные же значения составляют для мужчин 9,4 ммоль/л (210 мл О 2 /л), для женщин 8,7 ммоль/л (195 мл О 2 /л).

Насыщение (сатурация, S) Hb() 2 (So 2) зависит от парциального давления кислорода (Po 2) и фактически отражает содержание оксигенированного Hb (HbО 2 , см. кривую А на рис. 24-7). So 2 может принимать значения от 0 (Hb() 2 нет) до 1 (нет HbH). При половинном насыщении (S 05) Po 2 равно 3,6 кПа (27 мм рт.ст.), при S 075 - 5,4 кПа, при S 0 98 1 3 , 3 кПа. Другими слова-

Парциальное давление кислорода (мм рт.ст.)

Рис. 24-7. Содержание кислорода в крови . А - ассовдированный с HbO 2 . Б - физически растворённый в крови O 2 . Обратите внимание, что кривая А (в отличие от кривой Б) не имеет линейного характера, - это так называемая S-образная (сигмовидная) кривая; такая форма кривой отражает то обстоятельство, что четыре субъединицы Hb связываются с O 2 кооперативно. Это обстоятельство имеет важное физиологическое значение: при конкретных и разных (!) значениях Po 2 в артериальной и смешанной (венозной) крови создаются наиболее благоприятные условия для ассоциации Hb и O 2 в капиллярах лёгкого и для диссоциации Hb и O 2 в тканевых капиллярах. В то же время в плазме крови физически растворена только небольшая часть О 2 (максимально 6%); физическую растворимость О 2 описывает закон Генри: с увеличением Po 2 содержание О 2 линейно возрастает.

ми (см. кривую А на рис. 24-7), зависимость между So 2 и Po 2 не является линейной (характерная S-образная кривая), что благоприятствует не только связыванию О 2 в лёгких (артериальная кровь) и транспорту О 2 , но и освобождению О 2 в кровеносных капиллярах органов и тканей, так как насыщение артериальной крови кислородом (S a o 2) составляет примерно 97,5%, а насыщение венозной крови (S v o 2) - 75%. Аффинитет Hb к О 2 , т.е. насыщение Hb() 2 при конкретном

Po 2 изменяет ряд факторов (температура, pH и Pco 2 , 2,3-бифос-

фоглицерат; рис. 24-8).

pH, Р со 2 и эффект Бора. Особенно существенно влияние pH: уменьшение водородного показателя (сдвиг в кислую сторо-

Рис. 24-8. Диссоциация оксигемоглобина в крови в зависимости от Po 2 . В зависимости от изменений (указаны стрелками) температуры, pH, Pco 2 крови и концентрации 2,3-бифосфоглицерата в эритроцитах кривая насыщения гемоглобина O 2 сдвигается вправо (что означает меньшее насыщение кислородом) или влево (что означает большее насыщение кислородом). На кривой кружочком отмечена позиция, соответствующая половинному насыщению (S 05).

ну - в зону ацидоза) сдвигает кривую диссоциации Hb вправо (что способствует диссоциации О 2), тогда как увеличение pH (сдвиг в щелочную сторону - в зону алкалоза) сдвигает кривую диссоциации Hb влево (что увеличивает аффинитет О 2). Воздействие же Рсо 2 на кривую диссоциации оксигемоглобина осуществляется преимущественно через изменение значений водородного показателя: при поступлении Co 2 в кровь происходит уменьшение pH, что способствует диссоциации О 2 и его диффузии из крови в ткани. Напротив, в лёгких CO 2 диффундирует из крови в альвеолы, что вызывает увеличение pH, т.е. способствует связыванию О 2 с Hb. Этот влияние CO 2 и H+ на аффинитет О 2 к Hb известно как эффект Кристиана Бора (отец великого физика Нильса Бора). Таким образом, эффект Бора обусловлен преимущественно изменением pH при увеличении содержания Co 2 и лишь частично - связыванием Co 2 с Hb (см. далее). Физиологическое следствие эффекта Бора - облегчение диффузии o 2 из крови в ткани и связывание o 2 артериальной кровью в лёгких.

Температура. Влияние температуры на аффинитет Hb к О 2 у гомойотермных животных теоретически не имеет значения, но может оказаться важным в ряде ситуаций. Так, при интенсивной мышечной нагрузке температура тела повышается, вследствие чего кривая диссоциации сдвигается вправо (возрастает поступление О 2 в ткани). При снижении температуры (особенно пальцев, губ, ушной раковины) кривая диссоциации сдвигается влево, т.е. увеличивается аффинитет О 2 ; следовательно, поступление О 2 в ткани не увеличивается.

2,3-Бифосфоглицерат (БФГ) - промежуточный продукт гликолиза - содержится в эритроцитах примерно в той же молярной концентрации, что и Hb. БФГ связывается с Hb (в основном за счёт взаимодействия с β-субъединицей, т.е. с дефинитивными Hb, но не с фетальным Hb, в составе которого нет β-субъединицы). Связывание БФГ с Hb сдвигает кривую диссоциации Hb вправо (см. рис. 24-8), что способствует диссоциации О 2 при умеренных значениях Ро 2 (например, в тканевых капиллярах), но практически не влияет на кривую диссоциации при высоких значениях Ро 2 (в капиллярах лёгкого). Существенно, что при усилении гликолиза (анаэробное окисление) концентрация БФГ в эритроцитах повышается, играя

роль механизма, приспосабливающего организм к гипоксии, которая наблюдается при заболеваниях лёгких, анемиях, подъёме на высоту. Так, в период адаптации к высокогорью (более 4 км над уровнем моря) концентрация БФГ уже через 2 дня возрастает почти в 2 раза (от 4,5 до 7,0 мМ). Понятно, что это снижает сродство Hb к О 2 и увеличивает количество О 2 , высвобождаемого из капилляров в ткани. Т ранспорт CO 2 . Как и О 2 , СО 2 транспортируется кровью как в физически растворённом, так и в химически связанном состоянии (в составе бикарбонатов и в соединении с белками, т.е. в форме карбаматов, в том числе в связи с Hb - карбогемоглобин). Во всех трёх состояниях (растворённое, бикарбонат, карбаматы) СО 2 содержится и в эритроцитах (89%), и в плазме крови (11%). При химическом связывании СО 2 образуется значительное количество протонов (H+).

Примерно 2 / 3 СО 2 (68%, в том числе 63% в эритроцитах) транспортируется кровью в виде бикарбоната (НСО 3 -). Пятую часть СО 2 (22%, в том числе в виде карбогемоглобина - 21%) переносят карбаматы (СО 2 обратимо присоединён к неионизированным концевым α-аминогруппам белков, образуя группировку R-NH-СОО -). 10% СО 2 находится в растворённом состоянии (поровну в плазме и в эритроцитах). Крайне существенно то обстоятельство, что в реакциях химического связывания СО 2 образуются ионы Н+:

СО 2 + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3 ↔ Н+ + НСО 3 - , R-NH 2 + СО 2 ↔ R-NH-СОО - + Н+.

Φ Из обеих равновесных реакций следует, что химическое связывание СО 2 идёт с образованием ионов Н+. Таким образом, для химического связывания СО 2 необходимо нейтрализовать Н+. Эту задачу решает гемоглобиновая буферная система.

Гемоглобиновая буферная система (связывание ионов Н+) важна для транспорта CO 2 кровью.

В капиллярах большого круга кровообращения HbO 2 отдаёт кислород, а в кровь поступает CO 2 . В эритроцитах под влиянием карбоангидразы CO 2 взаимодействует с H 2 O, образуется угольная кислота (H 2 CO 3), диссоциирующая на HCO 3 - и H+. Ион H+ связывается с Hb (образуется восстановленный Hb - HHb), а HCO 3 - из эритроцитов выходит в плазму крови; взамен в эритроциты поступает эквивалентное количество

Рис. 24-9. Перенос О 2 и СО 2 с кровью . А - влияние СО 2 и Н+ на высвобождение О 2 из комплекса с гемоглобином в тканях (эффект Бора); Б - оксигенирование дезоксигемоглобина в лёгких, образование и выделение СО 2 .

Рис. 24-10. Механизмы транспорта СО 2 с кровью .

Cl - . Одновременно часть CO 2 связывается с Hb (образуется карбогемоглобин). В капиллярах лёгких (т.е. в условиях низкого рCO 2 и высокого рO 2) Hb присоединяет O 2 и образуется оксигемоглобин (HbO 2). В то же время в результате разрыва карбаминовых связей высвобождается CO 2 . При этом HCO 3 - из плазмы крови поступает в эритроциты (в обмен на ионы Cl -) и взаимодействует с H+, отщепившимся от Hb в момент его оксигенации. Образующаяся угольная кислота (H 2 CO 3) под влиянием карбоангидразы расщепляется на CO 2 и H 2 O. CO 2 диффундирует в альвеолы и выводится из организма. Кривая диссоциации CO 2 показывает связь между содержанием в крови CO 2 и рCO 2 . В отличие от кривой диссоциации Hb и О 2 (см. рис. 24-7), кривая диссоциации CO 2 при физиологических значениях рОД 2 (кровь артериальная - 40 мм рт.ст., венозная - 46 мм рт.ст.) имеет линейный характер. Более того, при любом значении рCO 2 содержание CO 2 в крови обратно пропорционально рO 2 (насыщению Hb0 2). Эта обратная зависимость между содержанием CO 2 и парциальным давлением кислорода ^O 2) известна как эффект Холдейна. Как и эффект Бора, эффект Холдейна имеет важное физиологическое значение. Так, в капиллярах большого круга кровообращения по мере диффузии O 2 из капилляров возрастает способность крови поглощать CO 2 , в результате CO 2 поступает в кровь. Напротив, в капиллярах лёгкого при оксигенация крови её способность поглощать CO 2 уменьшается, в результате CO 2 «сбрасывается» в альвеолы.

МЕТАБОЛИЗМ ГЕМОГЛОБИНА

Удаление эритроцитов из кровотока происходит трояко: 1) путём фагоцитоза, 2) в результате гемолиза и 3) при тромбообразовании.

Распад гемоглобина. При любом варианте разрушения эритроцитов Hb распадается на гем и глобины (рис. 24-11). Глобины, как и другие белки, расщепляются до аминокислот, а при разрушении гема освобождаются ионы железа, оксид углерода (СО) и протопорфирин (вердоглобин, из которого образуется биливердин, восстанавливающийся в билирубин). Билирубин в комплексе с альбумином транспортируется в печень, откуда в составе желчи поступает в кишечник, где происходит его превращение в уроби-

Рис. 24-11. Обмен гемоглобина и билирубина .

линогены. Превращение гема в билирубин можно наблюдать в гематоме: обусловленный гемом пурпурный цвет медленно переходит через зелёные цвета вердоглобина в жёлтый цвет билирубина.

Гематины. При некоторых условиях гидролиз Hb обусловливает образование гематинов (гемомеланин, или малярийный пигмент, и солянокислый гематин).

МЕТАБОЛИЗМ ЖЕЛЕЗА

Железо участвует в функционировании всех систем организма. Суточная потребность в железе составляет для мужчин 10 мг, для женщин 18 мг (в период беременности и лактации - 38 и 33 мг соответственно). Общее количество железа (преимущественно в со-

Рис. 24-12. Схема обмена железа (Fe) в организме здорового мужчины с массой тела 70 кг .

ставе гема Hb) в организме - около 3,5 г (у женщин - 3 г). Железо абсолютно необходимо для эритропоэза. Различают клеточное, внеклеточное железо и железо запасов (рис. 24-12).

Основная масса железа организма входит в состав гема (Hb, миоглобин, цитохромы). Часть железа запасается в виде феррити- на (в гепатоцитах, макрофагах костного мозга и селезёнки) и гемосидерина (в клетках фон Купфера печени и макрофагах костного мозга). Некоторое количество находится в лабильном состоянии в связи с трансферрином. Железо, необходимое для синтеза гема, извлекается преимущественно из разрушенных эритроцитов. Ис- точники железа - поступление с пищей и разрушенные эритроциты.

Железо, поступающее с пищей, всасывается в кишечнике в двенадцатиперстной кишке и начальном отделе тощей кишки. Железо всасывается преимущественно в двухвалентной форме (Fe 2 +). Всасывание Fe 2 + в ЖКТ ограничено и контролируется его концентрацией в плазме крови (соотношение белков - апоферритина, свободного от железа, и ферритина). Усиливают всасывание аскорбиновая, янтарная, пировиноградная кислота, сорбит, алкоголь; подавляют - оксалаты, препараты кальция и содержащие кальций продукты (например, творог, молоко и т.д.). В среднем в сутки всасывается 10 мг железа. В ЖКТ железо накапливается в эпителиальных клетках слизистой оболочки тонкого кишечника. Отсюда трансферрин переносит железо в красный костный мозг (для эритропоэза, это всего 5% всосавшегося Fe 2 +), в печень, селезёнку, мышцы и другие органы (для запасания).

Железо погибших эритроцитов при помощи трансферрина поступает в эритробласты красного костного мозга (около 90%), часть этого железа (10%) запасается в составе ферритина и гемосидерина.

Физиологическая потеря железа происходит с калом. Незначительная часть железа теряется с потом и клетками эпидермиса. Общая потеря железа - 1 мг/сут. Физиологическими считают также потери железа с менструальной кровью и грудным молоком.

Дефицит железа наступает, когда его потери превышают 2 мг/сут. При дефиците железа развивается самая распространённая анемия - железодефицитная, т.е. анемия вследствие абсолютного снижения ресурсов железа в организме.

Эритроцитарные антигены и группы крови

В составе гликопротеинов и гликолипидов на поверхности эритроцитов существуют сотни антигенных детерминант, или антигенов (Аг), многие из которых определяют групповую принадлежность крови (группы крови). Эти Аг потенциально могут взаимодействовать с соответствующими им антителами (АТ), если бы такие АТ содержались в сыворотке крови. Однако тако- го взаимодействия в крови конкретного человека не происходит, так как иммунная система уже удалила клоны секретирующих эти АТ плазматических клеток (см. подробнее в гл. 29). Однако, если

соответствующие АТ попадают в кровь (например, при переливании чужой крови или её компонентов), развивается реакция взаи- модействия между эритроцитарными Аг и сывороточными АТ с зачастую катастрофическими последствиями (несовместимость по группам крови). В частности, при этом происходит агглютинация (склеивание) эритроцитов и их последующий гемолиз. Именно по этим причинам столь важно определять групповую принадлежность переливаемой крови (донорская кровь) и крови человека, которому переливают кровь (реципиент), а также неукоснительное выполнение всех правил и процедур при переливании крови или её компонентов (в РФ порядок переливания крови регламентирован приказом МЗ РФ и приложенной к приказу инструкцией по применению компонентов крови).

Из сотен эритроцитарных Аг Международное общество переливания крови (The International Society of Blood Transfusion - ISBT) к системам групп крови по состоянию на 2003 г. отнесло следующую в алфавитном порядке ABO [в англоязычной литературе принято наименование ABO (буква «O»), в русскоязычной - AB0 (цифра «0»)]. В практике переливания крови (гемотрансфузия) и её компонентов обязательная проверка на совместимость по Аг систем AB0 (четыре группы) и Rh (две группы), итого по восьми группам. Остальные системы (они известны как редкие) значительно реже вызывают несовместимость по группам крови, но их тоже следует учитывать, осуществляя гемотрансфузии и определяя вероятность развития гемолитической болезни у новорождённого (см. далее «Rh-система»).

АБ0-СИСТЕМА

Эритроцитарные Аг системы AB0: A, B и 0 - относятся к классу гликофоринов. Их полисахаридные цепи содержат Аг-детерминанты - агглютиногены А и В. Формирование агглютиногенов А и В происходит под влиянием гликозилтрансфераз, кодируемых аллелями гена АВ0. Этот ген кодирует три полипептида (А, В, 0), два из них (гликозилтрансферазы А и В) модифицируют полисахаридные цепи гликофоринов, полипептид 0 функционально не активен. В результате поверхность эритроцитов разных лиц может содержать либо агглютиноген А, либо агглютиноген В, либо оба агглютиногена (А и В), либо не содержать ни агглютиногена А, ни агглютиногена В. В соответствии с типом экспрессии на поверхности эритроцитов агглютиногенов А и В

в системе AB0 выделены четыре группы крови, обозначаемые римскими цифрами I, II, III и IV. Эритроциты группы крови I не содержат ни агглютиногена А, ни агглютиногена В, её со- кращённое наименование - 0(I). Эритроциты IV группы крови содержат оба агглютиногена - AB(IV), группы II - A(II), группы III - B(III). Первые три группы крови обнаружил в 1900 г. Карл Ландштайнер, а четвёртую группу немного позже Декастрелло и Штурли.

Агглютинины. В плазме крови к агглютиногенам А и В могут иметься АТ (соответственно α- и β-агглютинины). Плазма крови группы 0(I) содержит α- и β-агглютинины; группы A(II) - β-агглютинины, B(III) - α-агглютинины, плазма крови группы AB(IV) агглютининов не содержит.

Таблица 24-1. Содержание в крови разных групп (система AB0) агглюти- ногенов (Аг) и агглютининов (АТ)

Таким образом, в крови конкретного человека АТ к эритроцитарным Аг системы AB0 одновременно не присутствуют (табл. 24-1), но при переливании крови от донора с одной группой к реципиенту с другой группой может возникнуть ситуация, когда в крови реципиента одновременно будут находиться и Аг, и АТ именно к этому Аг, т.е. возникнет ситуация несовместимо- сти. Кроме того, такая несовместимость может возникнуть и по другим системам групп крови. Именно поэтому стало правилом, что переливать можно только одногруппную кровь. Если точнее, то переливают не цельную кровь, а компоненты, так как «показаний к переливанию цельной консервированной донорской крови нет, за исключением случаев острых массивных кровопотерь, когда от- сутствуют кровезаменители или свежезамороженная плазма, эритроцитная масса или их взвесь» (из приказа МЗ РФ). И именно поэтому теоретическое представление об «универсальном доноре» с кровью группы 0(I) на практике оставлено.

Rh-СИСТЕМА

Каждый человек может быть Rh-положительным либо Rh- отрицательным, что определяется его генотипом и экспрессируемыми Аг Rh-системы.

Φ Антигены. Шесть аллелей трёх генов системы Rh кодируют Аг: c, C, d, D, e, E. С учётом крайне редко встречающихся Аг системы Rh возможно 47 фенотипов этой системы. Φ Антитела системы Rh относятся к классу IgG (не обнаружены АТ только к Аг d). Rh-положительные и Rh-отрицательные лица. Если генотип конкретного человека кодирует хотя бы один из Аг C, D и E, такие лица резус-положительны (на практике резус-положительными считают лиц, имеющих на поверхности эритроцитов Аг D - сильный иммуноген). Таким образом, АТ образуются не только против «сильного» Аг D, но могут образоваться и против «слабых» Аг c, C, e и E. Резус-отрицательны только лица фенотипа cde/cde (rr).

Φ Резус-конфликт (несовместимость) возникает при переливании Rh-положительной крови донора Rh-отрицательному реципиенту либо у плода при повторной беременности Rh- отрицательной матери Rh-положительным плодом (первая беременность и/или роды Rh-положительным плодом). В этом случае развивается гемолитическая болезнь ново- рождённого.

Лейкоциты

Лейкоциты - ядерные клетки шаровидной формы (см. рис. 24-1). В цитоплазме лейкоцитов находятся гранулы. В зависимости от типа гранул лейкоциты подразделяют на гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые).

Φ Гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) содержат специфические (вторичные) и азурофильные (лизосомы) гранулы.

Φ Агранулоциты (моноциты, лимфоциты) содержат только

азурофильные гранулы. Φ Ядро. Гранулоциты имеют дольчатое ядро разнообразной

формы, отсюда их общее название - полиморфно-ядерные

лейкоциты. Лимфоциты и моноциты имеют недольчатое

ядро, это мононуклеарные лейкоциты.

Физиологический лейкоцитоз - состояние, характеризующееся увеличением числа лейкоцитов в единице объёма крови выше нормы (>9х10 9 /л). Среди физиологических лейкоцитозов выделяют функциональные и защитно-приспособительные.

Φ Функциональный лейкоцитоз обусловлен тем, что организм выполняет определённые функции (например, лейкоцитоз во время беременности, увеличение числа лейкоцитов в крови после приёма пищи или после длительной физической работы).

Φ Защитно-приспособительный лейкоцитоз развивается при воспалительных процессах, повреждении клеток и тканей (например, после инфарктов или инсультов, травмы мягких тканей), стресс-реакции.

Лейкопения - состояние, при котором количество лейкоцитов в единице объёма крови уменьшается ниже нормы (<4х10 9 /л). Различают первичные (врождённые или наследственные) и

вторичные (приобретённые, вследствие радиационного поражения, отравлений, применений ЛС) лейкопении. Лейкоцитарная формула - процентное содержание в периферической крови отдельных форм лейкоцитов. Подсчёт лейкоцитарной формулы крайне важен для клинической практики, посколь- ку именно лейкоциты раньше и быстрее других элементов крови реагируют на внешние и внутренние изменения (в частности, на воспаление).

Относительные и абсолютные изменения в лейкоцитарной формуле. При изменениях относительного (процентного) содержания того или иного вида лейкоцитов в лейкоцитарной формуле говорят либо об относительной нейтропении, эозинопении, лимфопении, моноцитопении (при уменьшении процентного содержания лейкоцитов соответствующего вида), либо об относительной нейтро- филии, эозонофилии, относительном моноцитозе, лимфоцитозе (при увеличении их относительного содержания).

Изменения абсолютного содержания лейкоцитов в единице объё- ма крови обозначают как абсолютную нейтропению, эозинопению, лимфопению, моноцитопению (если уменьшается их абсолютное число в единице объёма крови) или абсолютную нейтрофилию, эозинофилию, абсолютный моноцитоз или лимфоцитоз (если количество соответствующих разновидностей лейкоцитов возрастает).

Характеризуя изменения в составе лейкоцитов, необходимо оценивать как относительное, так и абсолютное (обязательно!) их содержание. Это определяется тем, что именно абсолютные величины отражают истинное содержание тех или иных видов лейкоцитов в крови, а относительные характеризуют только соотношение различных клеток между собой в единице объёма крови.

Во многих случаях направленность относительных и абсолютных изменений совпадает. Часто встречается, например, относительная и абсолютная нейтрофилия или нейтропения.

Отклонение относительного (процентного) содержания клеток в единице объёма крови не всегда отражает изменение их истинного, абсолютного количества. Так, относительная нейтрофилия может сочетаться с абсолютной нейтропенией (подобная ситуация возникает, если относительная нейтрофилия наблюдается в условиях значительной лейкопении: например, содержание нейтрофилов равно 80%, а общее число лейкоцитов составляет лишь 1,0х10 9 /л).

Чтобы определить абсолютное количество того или иного вида лейкоцитов в крови, необходимо рассчитать эту величину исходя из общего числа лейкоцитов и процентного содержания соответствующих клеток (в приведённом примере 80% от 1,0х10 9 /л составит 0,8х10 9 /л. Это более чем в два раза меньше 2,0х10 9 /л - нижней границы нормального абсолютного содержания нейтрофилов).

Возрастные изменения клеток крови

Эритроциты. При рождении и в первые часы жизни количество эритроцитов в крови повышено и составляет 6,0-7,0х10 12 /л. У новорождённых наблюдают анизоцитоз с преобладанием макроцитов, а также повышенное содержание ретикулоцитов. В течение первых суток постнатального периода количество эритроцитов уменьшается, к 10-14-м суткам достигает уровня взрослого и продолжает сокращаться. Минимальный показатель наблюдается на 3-6-м месяце жизни (физиологическая анемия), когда снижен уровень эритропоэтина. Это связано с уменьшением синтеза эритропоэтина в печени и началом его выработки в почке. На 3-4-м году жизни количество эритроцитов уменьшено (ниже, чем у взрослого), т.е. в 1 л их содержится менее 4,5х10 12 . Содержание эритроцитов достигает нормы взрослого в период полового созревания.

Лейкоциты. Количество лейкоцитов у новорождённых повышено и равно 10-30х10 9 /л. Число нейтрофилов составляет 60,5%, эозинофилов - 2%, базофилов - 0,2%, моноцитов - 1,8%, лимфоцитов - 24%. В течение первых 2 нед количество лейкоцитов сокращается до 9-15х10 9 /л, к 4 годам уменьшается до 7-13х10 9 /л, а к 14 годам достигает уровня, характерного для взрослого. Соотношение нейтрофилов и лимфоцитов меняется, что обусловливает возникновение так называемых физиологических перекрёстов.

Φ Первый перекрест. У новорождённого соотношение содержания этих клеток такое же, как у взрослого. В последующем содержание нейтрофилов падает, а лимфоцитов возрастает, так что на 3-4-е сутки их количество уравнивается. В дальнейшем количество нейтрофилов продолжает снижаться и к 1-2 годам достигает 25%. В этом же возрасте количество лимфоцитов составляет 65%.

Φ Второй перекрест. В течение следующих лет число нейтрофилов постепенно повышается, а лимфоцитов - снижа- ется, так что у четырёхлетних детей эти показатели снова уравниваются и составляют по 35% от общего количества лейкоцитов. Количество нейтрофилов продолжает увеличиваться, а количество лимфоцитов - уменьшаться, и к 14 го- дам эти показатели соответствуют таковым у взрослого.

Продолжительность жизни лейкоцитов

Гранулоциты живут в циркулирующей крови 4-5 ч, а в тканях - 4-5 дней. В случаях серьёзной тканевой инфекции продолжительность жизни гранулоцитов укорачивается до нескольких часов, поскольку они очень быстро поступают в очаг инфекции, выполняют свои функции и разрушаются.

Моноциты через 10-12 ч пребывания в кровотоке поступают в ткани. Попав в ткани, они увеличиваются в размерах и становятся тканевыми макрофагами. В этом виде они могут жить месяцами, до тех пор, пока не разрушатся, выполняя функцию фагоцитоза.

Лимфоциты поступают в систему кровообращения постоянно в процессе дренирования лимфы из лимфатических узлов. Несколько часов спустя они поступают обратно в ткани посредством диапедеза и затем снова и снова возвращаются с лимфой в кровь. Таким образом осуществляется постоянная циркуляция лимфоцитов через ткань. Продолжительность жизни лимфоцитов составляет месяцы и даже годы в зависимости от потребностей организма в этих клетках.

Микрофаги и макрофаги. Основная функция нейтрофилов и моноцитов заключается в фагоцитозе и последующем внутриклеточном разрушении бактерий, вирусов, повреждённых и закончивших жизненный цикл клеток, чужеродных агентов. Нейтрофилы (и в некоторой степени эозинофилы) - зрелые клетки, фагоцитирующие различный материал (другое название фагоцитирующих нейтрофилов - микрофаги). Моноциты крови - незрелые клетки. Только после попадания в ткани моноциты созревают в тканевые макрофаги и приобретают способность бороться с болезнетворными агентами. Нейтрофилы и макрофаги перемещаются в тканях посредством амёбоидных движений, стимулируемых веществами, которые образуются в воспалённой области. Это притяжение нейтрофилов и макрофагов к области воспаления называется хемотаксисом.

Нейтрофилы

Нейтрофилы - наиболее многочисленный тип лейкоцитов. Они составляют 40-75% общего количества лейкоцитов. Размеры нейтрофила в мазке крови - 12 мкм; диаметр нейтрофила, мигрирующего в тканях, увеличивается почти до 20 мкм. Нейтрофилы образуются в костном мозге в течение 7 сут, через 4 сут выходят в кровоток и находятся в нём 8-12 ч. Продолжительность жизни - около 8 сут. Старые клетки фагоцитируются макрофагами.

Пулы нейтрофилов. Выделяют три пула нейтрофилов: циркулирующий, пограничный и резервный.

Φ Циркулирующий - пассивно переносимые кровью клетки. При бактериальном инфицировании организма их количество возрастает в течение 24-48 ч в несколько (до 10) раз за счёт пограничного пула, а также за счёт ускоренного выхода резервных клеток из костного мозга.

Φ Пограничный пул состоит из нейтрофилов, связанных с эндотелиальными клетками мелких сосудов многих органов, особенно лёгких и селезёнки. Циркулирующий и пограничный пулы находятся в динамическом равновесии.

Φ Резервный пул - зрелые нейтрофилы костного мозга.

Ядро. В зависимости от степени дифференцировки различают палочкоядерные и сегментоядерные (см. рис. 24-1, Б) нейтрофилы. В нейтрофилах у женщин один из сегментов ядра содержит вырост в форме барабанной палочки - тельце Барра, или половой хроматин (эта инактивированная Х-хромосома заметна у 3% нейтрофилов в мазке крови женщин).

♦ Палочкоядерные нейтрофилы - незрелые формы клеток с подковообразным ядром. В норме их количество состав- ляет 3-6% общего количества лейкоцитов.

♦ Сегментоядерные нейтрофилы - зрелые клетки с ядром, которое состоит из 3-5 сегментов, соединённых тонкими перемычками.

Φ Ядерные сдвиги лейкоцитарной формулы. Поскольку при микроскопии мазка крови основным критерием, позволяющим идентифицировать разные формы зрелости зернистых лейкоцитов, является характер ядра (форма, размер, интенсивность окраски), сдвиги лейкоцитарной формулы обозначаются как «ядерные».

Φ Сдвиг влево характеризуется тем, что увеличивается количество молодых и незрелых форм нейтрофилов (см. рис. 24-4). При острых гнойно-воспалительных заболеваниях, помимо лейкоцитоза, возрастает содержание молодых форм нейтрофилов, обычно палочкоядерных, реже - юных нейтрофилов (метамиелоцитов и миелоцитов), что указывает на серьёзный воспалительный процесс.

Φ Сдвиг вправо проявляется повышенным числом сегментированных ядерных форм нейтрофилов.

Φ Индекс ядерного сдвига отражает отношение процентного содержания суммы всех молодых форм нейтрофилов (па- лочкоядерных, метамиелоцитов, миелоцитов, промиелоцитов, см. рис. 24-4) к их зрелым формам. У здоровых взрослых людей индекс ядерного сдвига колеблется в диапазоне от 0,05 до 0,10. Увеличение его свидетельствует о ядерном сдвиге нейтрофилов влево, уменьшение - о сдвиге вправо.

Гранулы нейтрофилов

Φ Азурофильные гранулы нейтрофилов содержат различные белки, разрушающие компоненты внеклеточного матрикса и обладающие антибактериальной активностью. В гранулах содержатся катепсины, эластаза, протеиназа-3 (миелобластин), азуроцидин, дефензины, катионные белки, лизоцим, арилсульфатаза. Главный фермент азурофильных гранул - миелопероксидаза. Этот белок составляет 2-4% массы нейтрофила, катализирует образование хлорноватистой кислоты и других токсичных агентов, значительно усиливающих бактерицидную активность нейтрофила.

Φ Специфические гранулы значительно мельче, но вдвое многочисленнее азурофильных. Гранулы содержат белки, обла- дающие бактериостатическими свойствами: лактоферрин, витамин В 12 -связывающие белки. Кроме того, в гранулах содержатся лизоцим, коллагеназа, щелочная фосфатаза, катионные белки.

Рецепторы. В плазмолемму нейтрофилов встроены рецепторы молекул адгезии, цитокинов, колониестимулирующих факторов, опсонинов, хемоаттрактантов, медиаторов воспаления. Связывание с этими рецепторами их лигандов приводит к активации нейтрофилов (выход из сосудистого русла, миграция

в очаг воспаления, дегрануляция нейтрофилов, образование супероксидов).

Функция нейтрофилов. В крови нейтрофилы находятся всего несколько часов (транзитом из костного мозга в ткани), а свойственные им функции выполняют за пределами сосудистого русла (выход из сосудистого русла происходит в результате хемотаксиса) и только после активации нейтрофилов. Главная функция - фагоцитоз тканевых обломков и уничтожение опсонизированных микроорганизмов. Фагоцитоз и последующее переваривание материала происходят параллельно с образованием метаболитов арахидоновой кислоты и респираторным взрывом. Фагоцитоз осуществляется в несколько этапов. После предварительного специфического распознавания подлежащего фагоцитозу материала происходит инвагинация мембраны нейтрофила вокруг частицы и образование фагосомы. Далее в результате слияния фагосомы с лизосомами образуется фаголизосома, после чего происходит уничтожение бактерии и разрушение захваченного материала. Для этого в фаголизосому поступают лизоцим, катепсин, эластаза, лактоферрин, дефензины, катионные белки; миелопероксидаза; супероксид О 2 - и гидроксильный радикал ОН - , образующиеся (наряду с Н 2 О 2) при респираторном взрыве. После единственной вспышки активности нейтрофил погибает. Такие нейтрофилы составляют основной компонент гноя («гнойные» клетки).

Φ Активация. Биологически активные соединения различного происхождения: например, содержимое гранул тромбоцитов, метаболиты арахидоновой кислоты (липидные медиаторы), - воздействуя на нейтрофилы, стимулируют их активность (многие из этих веществ в то же время - хемоаттрактанты, по градиенту концентрации которых происходит миграция нейтрофилов).

Φ Липидные медиаторы продуцируют активированные нейтрофилы, а также базофилы и тучные клетки, эозинофилы, моноциты и макрофаги, тромбоциты. В активированной клетке из мембранных фосфолипидов освобождается арахидоновая кислота, из которой образуются простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и ряд других биологически активных веществ.

Φ Респираторный взрыв. Нейтрофилы в течение первых секунд после стимуляции резко увеличивают поглощение кислоро- да и быстро расходуют значительное его количество. Это явление известно как респираторный (кислородный) взрыв. При этом образуются токсичные для микроорганизмов H 2 O 2 , супероксид O 2 - и гидроксильный радикал ОН - .

Φ Хемотаксис. Нейтрофилы мигрируют в очаг инфекции по градиенту концентрации многих химических факторов. Важное значение среди них имеют N-формилметионилпептиды (например, хемоаттрактант f-Met-Leu-Phe), образующиеся при расщеплении бактериальных белков или белков митохондрий при повреждении клеток.

Φ Адгезия. Активированный нейтрофил прикрепляется к эндотелию сосуда. Адгезию к эндотелию стимулируют многие агенты: анафилатоксины, ИЛ-I, тромбин, фактор активации тромбоцитов PAF, лейкотриены LTC 4 и LTВ 4 , фактор некроза опухоли α и др.

Φ Миграция. После прикрепления к эндотелию и выхода из сосуда нейтрофилы увеличиваются в размерах, удлиняются и становятся поляризованными, образуя широкий головной конец (ламеллоподия) и суженную заднюю часть. Нейтрофил, продвигая вперёд ламеллоподию, мигрирует к источнику хемоаттрактанта. При этом гранулы перемещаются к головному концу, их мембраны сливаются с плазмолеммой, и происходит выброс содержимого гранул (в том числе протеаз) из клетки - дегрануляция.

Эозинофилы

но 8-14 дней. Эозинофилы на поверхности имеют мембранные рецепторы Fc-фрагментов IgG, IgM и IgE, компонентов комплемента C1s, C3a, C3b, C4 и C5a, хемокина эотаксина, интерлейкинов. Миграцию эозинофилов в тканях стимулируют эотаксин, гистамин, фактор хемотаксиса эозинофилов ECF, интерлейкин-5 и др. После выполнения своих функций (после дегрануляции) или в отсутствие факторов активации (например, ИЛ-5) эозинофилы погибают.

Метаболическая активность. Как и нейтрофилы, эозинофилы синтезируют метаболиты арахидоновой кислоты (липидные медиаторы), включая лейкотриен LTC 4 и фактор активации тромбоцитов PAF.

Хемотаксис. Активированные эозинофилы перемещаются по градиенту факторов хемотаксиса - бактериальных продуктов и элементов комплемента. Особенно эффективны в качестве хемоаттрактантов вещества, выделяемые базофилами и тучными клетками, - гистамин и фактор хемотаксиса эозинофилов ECF.

Φ Участие в аллергических реакциях. Содержимое гранул эозинофилов инактивирует гистамин и лейкотриен LTC 4 . Эозинофилы вырабатывают ингибитор, блокирующий дегрануляцию тучных клеток. Медленно реагирующий фактор анафилаксии (SRS-A), выделяемый базофилами и тучными клетками, также ингибируется активированными эозинофилами.

Φ Побочные эффекты эозинофилов. Секретируемые эозинофилом вещества могут повреждать нормальные ткани. Так, при постоянном высоком содержании эозинофилов в крови хроническая секреция содержимого гранул эозинофилов вызывает тромбоэмболические повреждения, некроз тканей (особенно эндокарда) и образование фиброзной ткани. IgE-стимуляция эозинофилов может вызывать обратимые изменения проницаемости сосудов. Продукты секреции эо- зинофилов повреждают бронхиальный эпителий, активируют комплемент и систему свёртывания крови.

Базофилы

Базофилы составляют 0-1% общего числа лейкоцитов циркулирующей крови. В крови базофилы диаметром 10-12 мкм находятся 1-2 сут. Как и другие зернистые лейкоциты, при стимуляции могут покидать кровоток, но их способность к амёбоидному движению ограничена. Продолжительность жизни и судьба в тканях не известны.

Специфические гранулы довольно крупные (0,5-1,2 мкм), окрашиваются метахроматически (в иной цвет, чем краситель, от

красновато-фиолетового до интенсивно-фиолетового). В гранулах содержатся различные ферменты и медиаторы. К наиболее значимым из них можно отнести гепаринсульфат (гепа- рин), гистамин, медиаторы воспаления (например, медленно реагирующий фактор анафилаксии SRS-A, фактор хемотаксиса эозинофилов ECF).

Метаболическая активность. При активации базофилы вырабатывают медиаторы липидной природы. В отличие от тучных клеток, не обладают активностью PGD 2 -синтетазы и окисляют арахидоновую кислоту преимущественно до лейкотриена

LTC 4.

Функция. Активированные базофилы покидают кровоток и в тканях участвуют в аллергических реакциях. Базофилы имеют высокоаффинные поверхностные рецепторы к Fc-фрагментам IgE, а IgE синтезируют плазматические клетки при попадании в организм Аг (аллергена). Дегрануляция базофилов опосредована молекулами IgE. При этом происходит перекрёстное связывание двух и более молекул IgE. Выделение гистамина и других вазоактивных факторов при дегрануляции и окисление арахидоновой кислоты вызывают развитие аллергической реакции немедленного типа (такие реакции характерны для аллергического ринита, некоторых форм бронхиальной астмы, анафилактического шока).

Моноциты

Моноциты (см. рис. 24-1, Е) - самые крупные лейкоциты (диаметр в мазке крови около 15 мкм), их количество составляет 2-9% от всех лейкоцитов циркулирующей крови. Образуются в костном мозге, выходят в кровоток и циркулируют около 2-4 сут. Моноциты крови - фактически незрелые клетки, находящиеся на пути из костного мозга в ткани. В тканях моноциты дифференцируются в макрофаги; совокупность моноцитов и макрофагов - система мононуклеарных фагоцитов.

Активация моноцитов. Различные вещества, образующиеся в очагах воспаления и разрушения ткани, - агенты хемотаксиса и активации моноцитов. В результате активации увеличивается размер клетки, усиливается обмен веществ, моноциты выделяют биологически активные вещества (ИЛ-1, колониестимулирующие факторы M-CSF и GM-CSF, Пг, интерфероны, факторы хемотаксиса нейтрофилов и др.).

Функция. Главная функция моноцитов и образующихся из них макрофагов - фагоцитоз. В переваривании фагоцитированного материала участвуют лизосомные ферменты, а также формируемые внутриклеточно H 2 O 2 , OH - , O 2 - . Активированные моноциты/макрофаги продуцируют также эндогенные пирогены.

Φ Пирогены. Моноциты/макрофаги продуцируют эндогенные пирогены (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, фактор некроза опухоли TNF-α, α-интерферон) - полипептиды, запускающие метаболические изменения в центре терморегуляции (гипоталамус), что приводит к повышению температуры тела. Критическую роль играет образование простагландина PGE 2 . Образование эндогенных пирогенов моноцитами/ макрофагами (а также рядом других клеток) вызывают экзогенные пирогены - белки микроорганизмов, бактериальные токсины. Наиболее распространённые экзогенные пирогены - эндотоксины (липополисахариды грамотрицательных бактерий).

Макрофаг - дифференцированная форма моноцитов - крупная (около 20 мкм), подвижная клетка системы мононуклеарных фагоцитов. Макрофаги - профессиональные фагоциты, они найдены во всех тканях и органах; это мобильная популяция клеток. Продолжительность жизни макрофагов - месяцы. Макрофаги подразделяются на резидентные и подвижные. Резидентные макрофаги содержатся в тканях в норме в отсутствие воспаления. Среди них различают свободные, имеющие округлую форму, и фиксированные макрофаги - звёздообразной формы клетки, прикрепляющиеся своими отростками к внеклеточному матриксу или к другим клеткам.

Свойства макрофага зависят от их активности и локализации. В лизосомах макрофагов содержатся бактерицидные агенты: миелопероксидаза, лизоцим, протеиназы, кислые гидролазы, катионные белки, лактоферрин, супероксиддисмутаза - фермент, способствующий образованию H 2 O 2 , OH - , O 2 - . Под плазмолеммой в большом количестве имеются актиновые микрофиламенты, микротрубочки, промежуточные филаменты, необходимые для миграции и фагоцитоза. Макрофаги мигрируют по градиенту концентрации многих веществ, поступающих из различных источников. Активированные макрофаги

образуют цитоплазматические псевдоподии неправильной формы, участвующие в амебоидном движении и фагоцитозе. Функции. Макрофаги захватывают из крови денатурированные белки, состарившиеся эритроциты (фиксированные макрофаги печени, селезёнки, костного мозга). Макрофаги фагоцитируют обломки клеток и тканевого матрикса. Неспецифический фагоцитоз характерен для альвеолярных макрофагов, захватывающих пылевые частицы различной природы, сажу и т.п. Специфический фагоцитоз происходит при взаимодействии макрофагов с опсонизированной бактерией. Активированный макрофаг секретирует более 60 факторов. Макрофаги проявляют антибактериальную активность, выделяя лизоцим, кислые гидролазы, катионные белки, лактоферрин, H 2 O 2 , OH - , O 2 - . Противоопухолевая активность заключается в прямом цитотоксическом действии H 2 O 2 , аргиназы, цитолитической протеиназы, фактора некроза опухоли из макрофагов. Макрофаг - антигенпредставляющая клетка: он процессирует Аг и представляет его лимфоцитам, что приводит к стимуляции лимфоцитов и запуску иммунных реакций (см. подробнее в главе 29). Интерлейкин-1 из макрофагов активирует Т-лимфоцигы и в меньшей степени - В-лимфоциты. Макрофаги продуцируют липидные медиаторы: ПгE 2 и лейкотриены, фактор активации тромбоцитов PAF. Клетка также выделяет α-интерферон, блокирующий репликацию вирусов. Активированный макрофаг секретирует ферменты, разрушающие внеклеточный матрикс (эластазу, гиалуронидазу, коллагеназу). С другой стороны, факторы роста, синтезируемые макрофагом, эффективно стимулируют пролиферацию эпителиальных клеток (трансформирующий фактор роста TGFα, bFGF), пролиферацию и активацию фибробластов (фактор роста из тромбоцитов PDGF), синтез коллагена фибробластами (трансформирующий фактор роста TGFp), формирование новых кровеносных сосудов - ангиогенез (фактор роста фибробластов bFGF). Таким образом, основные процессы, лежащие в основе заживления раны (реэпителизация, образование внеклеточного матрикса, восстановление повреж- дённых сосудов), опосредованы факторами роста, производимыми макрофагами. Вырабатывая ряд колониестимулирующих факторов (макрофагов - M-CSF, гранулоцитов - G-CSF), макрофаги влияют на дифференцировку клеток крови.

Лимфоциты

Лимфоциты (см. рис. 24-1, Д) составляют 20-45% общего числа лейкоцитов крови. Кровь - среда, в которой лимфоциты цирку- лируют между органами лимфоидной системы и другими тканями. Лимфоциты могут выходить из сосудов в соединительную ткань, а также мигрировать через базальную мембрану и внедряться в эпителий (например, в слизистой оболочке кишечника). Продолжительность жизни лимфоцитов от нескольких месяцев до нескольких лет. Лимфоциты - иммунокомпетентные клетки, имеющие огромное значение для иммунных защитных реакций организма (см. подробнее в гл. 29). С функциональной точки зрения различают В-, Т-лимфоциты и NK-клетки.

B-лимфоциты (произносят как «бэ») образуются в костном мозге и составляют менее 10% лимфоцитов крови. Часть В-лимфоцитов в тканях дифференцируется в клоны плазматических клеток. Каждый клон синтезирует и секретирует АТ только против одного Аг. Другими словами, плазматические клетки и синтезируемые ими АТ обеспечивают гуморальный иммунитет.

T-лимфоциты. Клетка-предшественница T-лимфоцитов поступает в тимус из костного мозга. Дифференцировка T-лимфоцитов происходит в тимусе. Зрелые Т-лимфоциты покидают тимус, их обнаруживают в периферической крови (80% и более всех лимфоцитов) и лимфоидных органах. Т-лимфоциты, как и В-лимфоциты, реагируют (т.е. узнают, размножаются и дифференцируются) на конкретные Аг, но в отличие от В-лимфоцитов участие Т-лимфоцитов в иммунных реакциях сопряжено с необходимостью узнавать в мембране других клеток белки главного комплекса гистосовместимости MHC. Основные функции Т-лимфоцитов - участие в клеточном и гуморальном иммунитете (так, Т-лимфоциты уничтожают аномальные клетки своего организма, участвуют в аллергических реакциях и в отторжении чужеродного трансплантата). Среди Т-лимфоцитов различают CD4+- и CD8 + -лимфоциты. CD4 + -лимфоцитьI (Т-хелперы) поддерживают пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов и стимулируют образование цитотоксических Т-лимфоцитов, а также способствуют пролиферации и дифференцировке супрессорных Т-лимфоцитов.

NK-клетки - лимфоциты, лишённые характерных для Т- и В-клеток поверхностно-клеточных детерминант. Эти клетки составляют около 5-10% всех циркулирующих лимфоцитов, содержат цитолитические гранулы с перфорином, уничтожают трансформированные (опухолевые) и инфицированные вирусами, а также чужеродные клетки.

Кровяные пластинки

Тромбоциты, или кровяные пластинки (рис. 24-13), - фрагменты расположенных в красном костном мозге мегакариоцитов. Размеры кровяных пластинок в мазке крови составляют 3-5 мкм. Количество тромбоцитов в циркулирующей крови - 190-405х10 9 /л. Две трети кровяных пластинок находится в крови, остальные депонированы в селезёнке. Продолжительность жизни тромбоцитов - 8 дней. Старые тромбоциты фагоцитируются в селезёнке, печени и костном мозге. Циркулирующие в крови тромбоциты могут при ряде обстоятельств активироваться, активированные тромбоциты участвуют в свёртывании крови и восстановлении целостности стенки сосуда. Одно из важнейших свойств активированных кровяных пластинок - их способность ко взаимной адгезии и агрегации, а также адгезии к стенке кровеносных сосудов.

Гликокаликс. Выступающие наружу части молекул, составляющих интегральные белки плазматической мембраны, богатые полисахаридными боковыми цепями (гликопротеины), создают внешнее покрытие липидного бислоя - гликокаликс. Здесь же адсорбированы факторы коагуляции и иммуноглобулины. На наружных частях гликопротеиновых молекул находятся рецепторные места. После их соединения с агонистами индуцируется сигнал активации, передающийся к внутренним частям периферической зоны тромбоцитов.

Плазматическая мембрана содержит гликопротеины, выполняющие роль рецепторов при адгезии и агрегации тромбоцитов. Так, гликопротеин Ib (GP Ib, Ib-IX) важен для адгезии тромбоцитов, он связывается с фактором фон Виллебранда и подэндотелиальной соединительной тканью. Гликопротеин IV (GP IIIb) - рецептор тромбоспондина. Гликопротеин IIb-IIIa (GP IIb-IIIa) - рецептор фибриногена, фибронектина, тромбоспондина, витронектина, фактора фон Виллебранда; эти факторы способствуют адгезии и агрегации тромбо-

Рис. 24-13. Тромбоцит имеет форму овального или округлого диска. В цитоплазме видны мелкие скопления гликогена и крупные гранулы нескольких типов. Периферическая часть содержит циркулярные пучки микротрубочек (необходимы для сохранения овальной формы тромбоцита), а также актин, миозин, гельзолин и другие сократительные белки, нужные для изменения формы тромбоцитов, их взаимной адгезии и агрегации, а также для ретракции сгустка крови, образовавшегося при агрегации тромбоцитов. По периферии тромбоцита расположены также анастомозирующие мембранные канальцы, открывающиеся во внеклеточную среду и необходимые для секреции содержимого α-гранул. В цитоплазме рас- сеяны узкие, неправильной формы мембранные трубочки, составляющие плотную тубулярную систему. Трубочки содержат циклооксигеназу (необходима для окисления арахидоновой кислоты и образования тромбоксана TXA 2 . Ацетилсалициловая кислота (аспирин) необратимо ацетилирует циклооксигеназу, локализованную в трубочках плотной тубулярной системы, что блокирует образование тромбоксана, необходимого для агрегации тромбоцитов; в результате функция тромбоцитов нарушается и время кровотечения удлиняется) .

цитов, опосредуя формирование между ними «мостиков» из фибриногена.

Гранулы. Тромбоциты содержат три типа гранул (α-, δ-, λ-) и микропероксисомы.

Φ α-Гранулы содержат различные гликопротеины (фибронектин, фибриноген, фактор фон Виллебранда), связывающие гепарин белки (например, фактор 4 тромбоцитов), тромбоцитарный фактор роста PDGF и трансформирующий фактор роста β, плазменные факторы свёртывания VIII и V, а также тромбоспондин (способствует адгезии и агрегации тромбоцитов) и рецептор клеточной адгезии GMP-140. Φ Другие гранулы. δ-Гранулы накапливают неорганический фосфат P., АДФ, АТФ, Ca 2 +, серотонин и гистамин (серотонин и гистамин синтезируются не в тромбоцитах, а поступают из плазмы). λ-Гранулы содержат лизосомные ферменты и могут участвовать в растворении тромба. Микропероксисомы обладают пероксидазной активностью. Функции тромбоцитов. В физиологических условиях тромбоциты находятся в неактивном состоянии, т.е. свободно циркулируют в крови, не адгезируют друг с другом и не прикрепляются к эндотелию сосуда (частично это связано с тем, что эндотелиальные клетки вырабатывают простациклин PGI 2 , препятствующий адгезии тромбоцитов к стенке сосуда). Однако при повреждении кровеносного сосуда тромбоциты вместе с плазменными факторами свёртывания крови образуют сгусток крови - тромб, предотвращающий кровотечение.

Остановка кровотечения происходит в три этапа. 1. Сначала происходит сокращение просвета кровеносного сосуда. 2. Далее в повреждённом участке сосуда тромбоциты прикрепляются к стенке сосуда и, наслаиваясь друг на друга, образуют тромбоцитарную гемостатическую пробку (белый тромб). Эти процессы (изменение формы кровяных пластинок, их адгезия и агрегация) обратимы, так что слабо агрегированные тромбоциты могут отделяться от гемостатических тромбоцитарных пробок и возвращаться в кровоток. 3. Наконец растворимый фибриноген превращается в нерастворимый фибрин, который формирует прочную трёхмерную сеть, в петлях которой расположены клетки крови, в том числе и эритроциты. Это фибриновый, или красный, тромб.

Φ Образованию фибринового тромба предшествует каскад протеолитических реакций, приводящий к активации фермента тромбина, который и превращает фибриноген в фибрин. Таким образом, на одном из этапов тромбообразования происходит свёртывание крови (гемокоагуляция) - часть системы гемостаза, самое непосредственное отношение к которой имеют тромбоциты.

Гемостаз

В прикладном смысле термин «гемостаз» (от гр. haima - кровь, stasis - остановка) применяют, обозначая собственно процесс остановки кровотечения. Система гемостаза включает факторы и механизмы трёх категорий: свёртывающую, противосвёртываю- щую и фибринолитическую.

Φ Свёртывающая система, а именно плазменные факторы свёртывания (прокоагулянты), формируя сложный гемокоагуляционный каскад, обеспечивает коагуляцию фибриногена и тромбообразование (рис. 24-14). Каскад реакций, при- водящий к образованию тромбина, может осуществляться двумя путями - внешним (на рисунке слева и сверху) и внутренним (на рисунке справа и сверху). Для инициации реакций внешнего пути необходимо появление тканевого фактора на внешней поверхности плазматической мембраны тромбоцитов, моноцитов и эндотелия. Внутренний путь начинается с активации фактора XII при его контакте с по- вреждённой поверхностью эндотелия. Понятие о внутреннем и внешнем путях свёртывания весьма условно, так как каскад реакций свёртывания крови идёт преимущественно внешним путём, а не по двум относительно независимым путям.

Φ Противосвёртывающая система физиологических антикоагулянтов обусловливает торможение или блокаду свёртыва- ния крови.

Φ Фибринолитическая система осуществляет лизис фибринового тромба.

Плазменные факторы свёртывания - различные компоненты плазмы, осуществляющие образование сгустка крови. Факторы свёртывания обозначают римскими цифрами (к номеру активированной формы фактора добавляют строчную букву «а»).

Рис. 24-14. Гемокоагуляционный каскад . Активация фактора XII запускает внутренний (контактный) механизм, высвобождение тканевого фактора, а активация фактора VII - внешний механизм свёртывания. Оба пути приводят к активации фактора Х. В прямоугольниках с закруглён- ными углами - номера плазменных факторов свёртывания. Ферментные комплексы - рядом расположенные прямоугольники сплошного и прерывистого начертания границ.

♦ I - растворимый фибриноген, превращающийся в нерас- творимый фибрин под влиянием тромбина (фактор На).

♦ II - протромбин (профермент), превращающийся в протеазу тромбин (фактор IIa) под влиянием комплекса фактора Xa, фосфолипидов мембран тромбоцитов и других клеток, Са 2 + и фактора Va.

♦ III - тканевый фактор. Комплекс тканевого фактора, фосфолипидов, фактора VIIa и Са 2 + запускает внешний механизм свёртывания.

♦ IV - Ca 2 +.

♦ V - проакцелерин - предшественник акцелерина (Va) - белка-активатора мембранного комплекса Xa-Va-Ca 2 +.

♦ VII - проконвертин (профермент), VIIa - протеаза, ак- тивирующая факторы X и IX.

♦ VIII - неактивный антигемофильный глобулин А - пред- шественник фактора VIIIa (активного антигемофильного глобулина) - белка-активатора мембранного комплекса IXa-VIIIa-Ca 2+ . Недостаточность фактора VIII обусловливает развитие классической гемофилии А, наблюдающейся только у мужчин.

♦ IX - неактивный антигемофильный глобулин В (профермент, неактивный фактор Кристмаса) - предшественник активного антигемофильного фактора В (активный фактор Кристмаса) - протеазы, активирующей фактор X. Недостаточность фактора IX приводит к развитию гемофилии В (болезнь Кристмаса).

♦ X - неактивный фактор Стюарта-Прауэр (активная форма - фактор Xa - протеаза, активирующая фактор II), недостаточность фактора Стюарта приводит к дефектам свёртывания.

♦ XI - профермент контактного пути свёртывания крови - неактивный плазменный предшественник тромбопластина (активная форма - фактор XIa - сериновая протеаза, превращающая фактор IX в фактор IXa). Недостаточность фактора XI является причиной кровоточивости.

♦ XII - неактивный фактор Хагемана - профермент кон- тактного пути свёртывания крови, активная форма - фактор XIIa (активный фактор Хагемана) - активирует фактор XI, прекалликреин (профермент контактного пути свёртывания крови), плазминоген.

♦ XIII - фибринстабилизирующий фактор (фактор Лаки- Лорана) - активированный тромбином фактор XIII (фактор XIIIa), образует нерастворимый фибрин, катализируя образование амидных связей между молекулами фибрина-мономера, фибрином и фибронектином.

Внешний путь занимает центральное место в свёртывании крови. Ферментные мембранные комплексы (см. ниже) образуются только при наличии на внешней поверхности плазматической мембраны тромбоцитов, эндотелиальных клеток тканевого фактора и отрицательно заряженных фосфолипидов, т.е. при формировании отрицательно заряженных (тромбогенных) участков и экспозиции апопротеина тканевого фактора. При этом тканевый фактор и поверхность клеточной мембраны становятся доступными для плазменных факторов. Ф Активация ферментов. В циркулирующей крови содержатся проферменты (факторы II, VII, IX, X). Белки-кофакторы (факторы Vа, VIIIa, а также тканевый фактор - фактор III) способствуют превращению проферментов в ферменты (сериновые протеазы). Ф Ферментные мембранные комплексы. При включении каскадного механизма активации ферментов последовательно образуются три ферментных комплекса, связанных с фосфолипидами клеточной мембраны. Каждый комплекс состоит из протеолитического фермента, белка-кофактора и ионов Са 2 +: VIIa-тканевый фактор-фосфолипид-Са 2 +, Ка-VIIIа-фосфолипид-Са2+ (теназный комплекс, активатор фактора Х); Xa-Va-фосфолипид-Ca 2+ (протромбиназный комплекс, активатор протромбина). Каскад ферментативных реакций завершается образованием мономеров фибрина и последующим формированием тромба. Ф Ионы Ca 2 +. Взаимодействие ферментных комплексов с клеточными мембранами происходит с участием ионов Са 2 +. Остатки γ-карбоксиглутаминовой кислоты в факторах \VIIIа, Ка, Xа и протромбине обеспечивают взаимодействие этих факторов посредством Са 2 + с отрицательно заряженными фосфолипидами клеточных мембран. Без ионов Са 2 + кровь не свёртывается. Именно поэтому, чтобы предотвратить свёртывание крови, снижают концентрацию Ca 2 + деионизацией кальция цитратом (цитратная кровь) либо осаждением кальция в виде оксалатов (оксалатная кровь). Ф Витамин К. Карбоксилирование остатков глутаминовой кислоты в проферментах прокоагулянтного пути катализирует карбоксилаза, коферментом которой является восстановленная форма витамина К (нафтохинон). Поэтому

недостаточность витамина К тормозит свёртывание крови и сопровождается кровоточивостью, подкожными и внутренними кровоизлияниями, а структурные аналоги витамина К (например, варфарин) применяются в клинической практике для предупреждения тромбозов.

Контактный путь свёртывания крови начинается со взаимодействия профермента (фактор XII) с повреждённой эндотелиальной поверхностью сосудистой стенки. Такое взаимодействие приводит к активации фактора XII и инициирует образование мембранных ферментных комплексов контактной фазы свёр- тывания. Эти комплексы содержат ферменты калликреин, факторы XIa (плазменный предшественник тромбопластина) и XIIa (фактор Хагемана), а также белок-кофактор - высокомолекулярный кининоген.

Противосвёртывающая система крови. Физиологические ингибиторы играют важную роль в поддержании крови в жидком состоянии и препятствуют распространению тромба за пределы повреждённого участка сосуда. Тромбин, образующийся в результате реакций свёртывания крови и обеспечивающий формирование тромба, вымывается током крови из тромба; в дальнейшем тромбин инактивируется при взаимодействии с ингибиторами ферментов свёртывания крови и в то же время активирует антикоагулянтную фазу, тормозящую образование тромба.

Ф Антикоагулянтная фаза. Эту фазу запускает тромбин (фактор II), вызывая образование ферментных комплексов антикоагулянтной фазы на неповреждённом эндотелии сосудов. В реакциях антикоагулянтной фазы, помимо тромбина, участвуют тромбомодулин эндотелиальных клеток, витамин К-зависимая сериновая протеаза - протеин С, активирующий протеин S и плазменные факторы свёртывания Va и

VIIIa.

Ф Физиологические ингибиторы ферментов свёртывания крови (антитромбин III, гепарин, а 2 -макроглобулин, антиконвертин, a j -антитрипсин) ограничивают распространение тромба местом повреждения сосуда.

Фибринолитическая система. Тромб может раствориться в течение нескольких дней после образования. При фибринолизе - ферментативном расщеплении волокон фибрина - об-

разуются растворимые пептиды. Фибринолиз происходит под действием сериновой протеазы плазмина, точнее - при взаимодействии фибрина, плазминогена и тканевого активатора плазминогена.

Лабораторные показатели системы гемостаза. Кровь здорового человека in vitro свёртывается за 5-10 мин. При этом образование протромбиназного комплекса занимает 5-8 мин, активация протромбина - 2-5 с и превращение фибриногена в фибрин - 2-5 с. В клинической практике для оценки гемостаза оценивают содержание разных компонентов системы свёртывания, антикоагулянтов и фибринолиза. К простейшим лабораторным методам относят определение времени кровотечения, тромбинового и протромбинового времени, активированного частичного тромбопластинового времени и протромбинового индекса.

Обобщение главы

Кровь - циркулирующая в сосудистой системе жидкая соединительная ткань, обладающая важнейшими функциями: транспортной, иммунной, свёртывания крови и поддержания гомеостаза организма.

В среднем у взрослого человека содержится приблизительно 5 л цельной крови, в которой около 45 % форменных элементов, суспензированных в 55% плазмы и растворов.

Плазма содержит белки (альбумины, глобулины, фибриноген, ферменты, гормоны и др.), липиды (холестерин, триглицериды) и углеводы (глюкоза).

Эритроциты - безъядерные дископодобные клетки, которые доставляют кислород всем клеткам организма за счёт гемоглобина.

Изменения количества эритроцитов, их формы, размеров, цвета и зрелости являются ценным индикатором для диагностики раз- личных заболеваний.

В конце 4-го месяца жизни старые эритроциты поглощаются макрофагами. Их гемоглобин, включая железо, перерабатывается в дигностически важное вещество - билирубин.

Лейкоциты морфологически подразделяются на гранулоциты (эозинофилы, базофилы и нейтрофилы) и агранулоциты (моноциты и лимфоциты). Лимфоциты функционально подразделяются на T- и B-клетки с различными подгруппами.

Лейкоциты защищают организм от инфекции, используя фагоцитоз и различные антимикробные средства, выделяя медиаторы, контролирующие воспаление, и тем самым способствуя излечению.

Гемопоэз представляет собой развитие клеток крови из нейтральных мультипотентных стволовых клеток костного мозга. Не- зрелые клетки дифференцируются в зрелые клетки под влиянием гемопоэтинов и других цитокинов.

Тромбоциты (кровяные пластинки) - небольшие неправильной формы безъядерные структуры, которые вместе с белками плазмы контролируют свёртывание крови.

При переливании крови донор и реципиент должны избегать агглютинации между ассоциированными с эритроцитами антигенами A, B и Rh и анти-А-, анти-B- и анти-Rh-антителами, находящимися в плазме.

Кровь, sanguis, - это особая ткань, состоящая из форменных элементов (40-45%) и жидкого межклеточного вещества – плазмы (55-60% объема крови).

Кровь циркулирует в кровеносных сосудах и отделена от других тканей сосудистой стенкой, однако форменные элементы, а также плазма крови могут переходить в соединительную ткань, окружающую кровеносные сосуды. Благодаря этому кровь обеспечивает постоянство состава внутренней среды организма.

Функции крови:

1. Транспортная

Дыхательная (транспорт кислорода и углекислого газа)

Выделительная (транспорт продуктов обмена – мочевой кислоты, билирубина и др. к органам выделения – почкам, кишечнику, коже и др.)

Питательная (транспорт глюкозы, аминокислот и др.)

Гомеостатическая (равномерное распределение крови между органами и тканями, поддержание постоянного осмотического давления и pH с помощью белков плазмы крови и др.)

2. Защитная (обезвреживание микроорганизмов, токсинов, продуктов распада тканей, образование антител, образование тромба)

3. Регуляторная

Регуляторная (транспорт гормонов)

Терморегуляторная (перенос тепла наружу из глубоколежащих органов к сосудам кожи, равномерное распределение тепла в организме благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности крови)

У человека масса крови составляет 6-8% массы тела (4,5-5л). В состоянии покоя циркулирует 40-50% всей крови, остальная находится в депо (печень, селезенка, кожа). В малом круге кровообращения находится 20-25% объема крови, в большом – 75-80%. В артериальной системе циркулирует 15-20% крови, в венозной – 70-75%, в капиллярах – 5-7%.

Состав крови:

1. форменные элементы – 40-45% объема крови

2. плазма крови (межклеточное вещество) – 55-60% объема крови (ок.3л)

Плазму можно получить путем центрифугирования крови – это жидкая светло-желтого цвета часть крови, без форменных элементов.

Плазма крови на 90% состоит из воды, в которой растворены соли и низкомолекулярные органические вещества, а также содержатся липиды, белки и их комплексы. Белки (7-8 %) представлены:

Фибриногеном, участвующим в процессе свертывания крови

Альбумином (60% белков), низкомолекулярные белки, транспортирующим малорастворимые вещества, в т.ч. лекарственные

Глобулином, образующим антитела (высокомолекулярный белок)

Плазма обеспечивает постоянство объема внутрисосудистой жидкости и кислотно-щелочное равновесие (КЩР), участвует в переносе активных веществ и продуктов метаболизма.

Плазма крови, лишенная фибриногена, называется сывороткой . Сыворотка не свертывается. Сыворотка остается после свертывания крови (при удалении сгустка).

Форменные элементы крови подразделяются на:

1. эритроциты,

2. лейкоциты и

3. тромбоциты.

Все форменные элементы крови образуются в костном мозге из стволовой клетки, оттуда поступают в венозную кровь. Все клетки выполняют специфические функции, но в то же время все они участвуют в транспорте различных веществ, выполняют защитные и регуляторные функции.

Количество форменных элементов в единице объема крови называется гемограммой – это клинический анализ крови. Включает данные о количестве всех форменных элементов крови, их морфологических особенностях, СОЭ, содержании гемоглобина соотношении различных видов лейкоцитов и др.

Эритроциты – впервые обнаружены в крови лягушки Мальпигием (1661г), а Левенгук показал, что они есть и в крови человека (1673г). Это высокоспециализированные безъядерные клетки диаметром 7-8 мкм, по форме напоминают двояковогнутый диск (площадь поверхности такого диска в 1,7 раза больше, чем сферы такого же диаметра). Эритроциты отличаются большой эластичностью, они легко проходят по капиллярам, имеющим вдвое меньший диаметр, чем сама клетка.

Продолжительность жизни эритроцита около 3 месяцев. Образуются эритроциты в красном костном мозге из клеток-предшественниц, которые теряют ядро перед выходом в кровеносное русло, а погибают (разрушаются) – в селезенке и печени.

Функции эритроцитов:

1. Дыхательная – гемоглобин способен связать в 70 раз больше кислорода, чем растворено в плазме

2. Питательная – адсорбируют на поверхности аминокислоты

3. Защитная – способны связывать токсины за счет антител на поверхности, а также участвуют в свертывании крови

4. Ферментативная – являются носителями ферментов.

В цитоплазме эритроцита содержится особый белок хромопротеид -гемоглобин, который состоит из белковой (глобин) и железосодержащей (гемм) части. Занимает 25% объема эритроцита. На 1 молекулу глобина приходится 4 молекулы гемма. С молекулой Hb может связаться 4 молекулы кислорода. Атомы Fe(II) придают отдельным эритроцитам в свежей крови желтый цвет, а самой крови (много эритроцитов) – красный. В норме в крови содержится 140г/л гемоглобина (женщины 135-140г/л, мужчины 135-155г/л). О содержании в эритроцитах гемоглобина судят по цветовому показателю (процентное соотношение гемоглобина и эритроцитов), который в норме 0,75-1,0. Основное назначение гемоглобина – транспорт кислорода и углекислого газа, кроме того он обладает буферными свойствами и способен связывать токсичные вещества.

После разрушения в селезенке эритроцитов, атомы железа используются в основном для нужд организма, часть гемма превращается в желчные пигменты (билирубин и биливердин), которые и обусловливают цвет мочи и кала.

Виды гемоглобина :

§ Гемоглобин, присоединивший кислород, называется оксигемоглобином,

§ отдавший кислород – восстановленный, или редуцированный гемоглобин.

В артериальной крови преобладает оксигемоглобин, от чего ее цвет приобретает алую окраску. В венозной крови до 35% восстановленного гемоглобина.

§ Кроме того, часть гемоглобина связывается с углекислым газом, образуя карбогемоглобин, благодаря чему переносится от 10 до 20% всего транспортируемого кровью СО 2 .

§ Карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина и угарного газа, который в 300 раз легче присоединяется к гемоглобину, чем кислород. Поэтому гемоглобин, присоединивший СО, не способен связываться с О 2 . При отравлении угарным газом наблюдается рвота, головная боль, потеря сознания; надо дать подышать чистым кислородом, что ускоряет распад карбоксигемоглобина. В норме – ок.1% карбоксигемоглобина, у курильщиков – 3-10%.

§ Сильные окислители (ферроцианид, перекись водорода и др.) изменяют заряд железа с 2+ на 3+, в результате чего возникает окисленный гемоглобин – метгемоглобин, который очень прочно удерживает кислород, при этом нарушается транспорт кислорода. Имеет коричневый цвет. Чаще встречается у людей занятых на вредных хим. Производствах, а также при чрезмерном потреблении лекарств, обладающих окислительными свойствами.

§ Миоглобин – дыхательный пигмент, находящийся в мышцах; по структуре близок к гемоглобину; способен связывать гораздо большее количество кислорода и поэтому выполняет депонирующую функцию (запас кислорода в мышцах)

В крови содержится 4-4,5 млн эритроцитов/мл у женщин и 4,5-5 млн эритроцитов/мл у мужчин. Повышенное количество эритроцитов (эритроцитоз) у жителей высокогорья, у спортсменов, у детей, при гипоксии, врожденных пороках сердца, сердечно-сосудистой недостаточности. Уменьшение количества гемоглобина эритроцитов в крови называется анемией . Разрушение эритроцитов, при котором гемоглобин выходит в плазму, называется гемолизом. При этом кровь приобретает лаковый цвет. Гемолиз может быть вызван химическими агентами, разрушающими мембрану эритроцитов (отравление уксусной кислотой, укусы некоторых змей); механический гемолиз – при встряхивании ампулы с кровью, у больных с кардиопротезами клапанов, при длительной ходьбе; иммунный гемолиз - при переливании несовместимой крови.

Удельная плотность эритроцитов выше плотности плазмы (1,096 и 1,027), поэтому в вертикальной пробирке происходит оседание эритроцитов (необходимо добавить в кровь цитрат натрия – для предотвращения свертывания крови). Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) характеризует некоторые физико-химические свойства крови. Наибольшее влияние на величину СОЭ оказывает содержание фибриногена (более 4 г/л СОЭ повышается), поэтому СОЭ больше зависит от свойств плазмы, чем эритроцитов. СОЭ у мужчин в норме 5-7 мм/ч, у женщин 8-12 до 15 мм/ч. Повышенная СОЭ характерна для беременных – до 30 мм/ч, больных инфекционными и воспалительными заболеваниями, а также со злокачественными образованиями – до 50 и более мм/ч.

Гемоглобин – хромопротеид и содержит белок – глобин. Раствор такого вещества в плазме повысил бы вязкость крови в несколько раз. Это привело бы к повышению кровяного давления и расплачиваться пришлось бы сердцу.

Лейкоциты – шаровидные клетки, в отличие от эритроцитов имеют ядро. Размер лейкоцита до 20 мкм. Продолжительность жизни лейкоцита – несколько суток. В 1 мл крови содержится 4-9тысяч лейкоцитов. Количество лейкоцитов меняется на протяжении суток, меньше всего утром натощак. Увеличение количества лейкоцитов в крови – лейкоцитоз, уменьшение – лейкопения.

Образуются в красном костном мозге из стволовых клеток, в селезенке, тимусе, лимфоузлах. Разрушаются в селезенке и печени.

Продолжительность жизни лейкоцитов в среднем от неск. Суток до неск. Десятков суток. Более 50% лейкоцитов находятся за пределами сосудистого рксла – в различных тканях.

Лейкоциты способны к активному движению (как амебы), они могут проникать через стенку капилляров в окружающую соединительную и эпителиальную ткани и участвовать в защитных реакциях организма (переваривание инородных тел, микроорганизмов, образование антител).

Лейкоциты могут иметь в цитоплазме зернистость(гранулы) – гранулоциты , которые незернистые – агранулоциты. Гранулы могут окрашиваться в различные цвета. В зависимости от окраски гранул гранулоциты делятся на:

- эозинофилы (окрашиваются кислыми красителями в розовый цвет) – способны обезвреживать чужеродные белки и белки отмерших тканей. Количество эозинофилов увеличивается при аллергических реакциях.

- базофилы (окрашиваются основными красителями в синий цвет) – принимают участие в свертывании крови и регуляции проницаемости сосудов для форменных элементов. Базофилы вырабатывают гепарин и гистамин.

- нейтрофилы (окрашиваются нейтральными красителями в розово-фиолетовый цвет) – способны проникать в межклеточные пространства и захватывать и переваривать микроорганизмы, стимулировать размножение клеток. Погибшие нейтрофилы вместе с остатками клеток и тканей образуют гной.

Агранулоциты – это лейкоциты, которые состоят из ядра округлой формы и незернистой цитоплазмы. Их разделяют на лимфоциты и моноциты.

Лимфоциты – шаровидные, диаметром 7-10мкм. Состоят из двух популяций: лимфоциты, образующиеся в вилочковой железе (тимусе) – Т-лимфоциты (отвечают за систему клеточного иммунитета и при помощи ферментов самостоятельно уничтожают чужеродные клетки, в т.ч.мутировавшие, противодействуют патогенным вирусам, грибкам - Т-киллеры, усиливающие клеточный иммунитет или облегчающие течение гуморального иммунитета Т-хелперы, препятствующие иммунитету при выздоровлении Т-супрессоры, Т-клетки памяти – хранят информацию о ранее действующих антигенах, т.о. ускоряют вторичный иммунный ответ) и В-лимфоциты, образующиеся из стволовых лимфоидных клеток костного мозга и селезенки, лимфоидных скоплениях стенки тонкой кишки, миндалинах, лимфатических узлах (они ответственны за систему гуморального иммунитета и защищают организм от бактерий и вирусов путем выработки специальных белков – антител). Продолжительность жизни лимфоцитов от 3 суток до 6 месяцев, а некоторых – до 5 лет.

Моноциты – самые крупные клетки крови, размер до 20 мкм. Образуются в костном мозге. Они активно проникают в очаги воспаления и поглощают (фагоцитируют) бактерии.

Соотношение форменных элементов крови называется гемограммой (формулой крови), процентное соотношение различных видов лейкоцитов называется лейкоцитарной формулой :

Лейкоциты 4-9 *10 9 /л

Эозинофилы 1-5%

Базофилы 0-0,5%

Нейтрофилы 60-70%: юные 0-1%, палочкоядерные 2-5%,

сегментоядерные 55-68%

Лимфоциты 25-30%

Моноциты 5-8%

В крови здорового человека могут встречаться зрелые и юные формы лейкоцитов, однако в норме обнаружить их удается только у самой многочисленной группы – нейтрофилов. К ним относятся юные и палочкоядерные нейтрофилы. Увеличение количества юных и палочкоядерных нейтрофилов свидетельствует об омоложении крови и носит название сдвиг лейкоцитарной формулы влево , часто наблюдается при лейкозах, инфекционных и воспалительных заболеваниях. При ряде заболеваний количество отдельных видов лейкоцитов увеличивается. При коклюше, брюшном тифе – лимфоцитов, при малярии – моноцитов, при бактериальных инфекциях – нейтрофилов, при аллергических реакциях – эозинофилов.

Тромбоциты – бесцветные полиморфные безъядерные тельца размером 1-4 мкм., содержат большое количество гранул. Образуются тромбоциты в клетках костного мозга мегакариоцитах. Продолжительность их жизни 5-11 дней. В 1 мл крови содержится 180-320 до 400 тысяч тромбоцитов. При мышечной работе, стрессе, принятии пищи, беременности количество тромбоцитов увеличивается (тромбоцитоз). Основное назначение тромбоцитов – участие в процессе гемостаза (способствуют остановке кровотечения). При нарушении целостности стенки сосуда тромбоциты разрушаются и выделяют специфическое вещество, способствующее свертыванию крови.

При активации тромбоциты приобретают сферическую форму и образуют специальные выросты (псевдоподии), с помощью которых они могут соединяться друг с другом (агрегировать) и прилипать к поврежденной стенке сосуда. В тромбоцитах содержится фибриноген, а также сократительный белок тромбастенин. Они богаты гликогеном, серотонином (суживает сосуды), гистамином, содержат неактивный тромбопластин (запускает свертывание).

Лимфа – жидкость, возвращаемая в кровоток из тканевых пространств по лимфатической системе. Лимфа образуется из тканевой жидкости, накапливающейся в межклеточном пространстве. Наиболее важной функцией лимфы является возврат белков, электролитов и воды из межтканевого пространства в кровь. За сутки возвращается более 100г. белка. Лимфатическая система действует как транспортная система по удалению эритроцитов, оставшихся в тканях после кровотечения, а также по удалению и обезвреживанию бактерий, попавших в ткани. Она состоит из плазмы и форменных элементов. Лимфоплазма в отличие от крови содержит больше продуктов обмена веществ, поступающих из тканей. Из форменных элементов в лимфе преобладают лимфоциты (до 20.000/мл), в небольшом количестве встречаются моноциты и эозинофилы.

Кровь - это жидкая соединительная ткань, циркулирующая у человека и млекопитающих животных по замкнутой кровеносной системе. Ее объем в норме составляет 8-10% от массы тела человека (от 3,5 до 5,5 л ). Находясь в непрерывном движении по сосудистому руслу , кровь переносит определенные вещества от одних тканей к другим, выполняя транспортную функцию, предопределяющую ряд других:

{C}Ø {C}дыхательную , состоящую в транспорте О 2 из легких к тканям и СО 2 в обратном направлении;

{C}Ø {C}питательную (трофическую), заключающуюся в переносе кровью питательных веществ (аминокислоты, глюкоза, жирные кислоты и т.д.) от органов желудочно-кишечного тракта, жировых депо, печени ко всем тканям организма;

{C}Ø {C}экскреторную (выделительную), состоящую в переносе кровью конечных продуктов метаболизма из тканей, где они постоянно образуются, к органам выделительной системы, через посредство которых они выводятся из организма;

{C}Ø {C}гуморальной регуляции (от лат. humor - жидкость), заключающуюся в транспорте кровью биологически активных веществ из органов, где они синтезируются, к тканям, на которые оказывают специфическое действие;

{C}Ø {C}гомеостатическую , обусловленную постоянной циркуляцией крови и взаимодействием со всеми органами организма, в результате чего поддерживается постоянство как физико-химических свойств самой крови, так и других компонентов внутренней среды организма;

{C}Ø {C}защитную , которая обеспечивается в крови антителами, некоторыми белками, обладающими неспецифическим бактерицидным и противовирусным действием (лизоцим, пропердин, интерферон, система комплемента), и некоторыми лейкоцитами, способными обезвреживать генетически чужеродные субстанции, проникающие в организм.

Постоянное же движение крови обеспечивается деятельностью сердца - насоса в сердечно-сосудистой системе.

Кровь подобно другим соединительным тканям состоит из клеток и межклеточного вещества . Клетки крови называются форменными элементами (на их долю приходится 40-45% от общего объема крови), а межклеточное вещество - плазмой (составляет 55-60% от общего объема крови).

Плазма состоит из воды (90-92%) и сухого остатка (8-10%), представленного органическими и неорганическими веществами. Причем 6-8% от общего объема плазмы приходится на белки, 0,12% - на глюкозу, 0,7-0,8% - на жиры, менее 0,1% - на конечные продукты метаболизма органической природы (креатинин, мочевина) и 0,9% - на минеральные соли. Каждый компонент плазмы выполняет какие-то определенные функции. Так, глюкоза, аминокислоты и жиры могут использоваться всеми клетками организма для строительных (пластических) и энергетических целей. Белки плазмы крови представлены тремя фракциями:

{C}Ø {C}альбумины (4,5%, глобулярные белки, отличающиеся от других наименьшими размерами и молекулярной массой);

{C}Ø {C}глобулины (2-3%, глобулярные белки, более крупные, чем альбумины);

{C}Ø {C}фибриноген (0,2-0,4%, фибриллярный крупномолекулярный белок).

Альбумины и глобулины выполняют трофическую (питательную) функцию: под действием ферментов плазмы они способны частично расщепляться и образующиеся в результате этого аминокислоты потребляются клетками тканей. Вместе с тем альбумины и глобулины связывают и доставляют к определенным тканям биологически активные вещества, микроэлементы, жиры и т.д. (транспортная функция ). Подфракция глобулинов, называемая g -глобулинами и представляющая собой антитела, обеспечивает защитную функцию крови. Некоторые глобулины принимают участие в свертывании крови , а фибриноген является предшественником фибрина, представляющего собой основу фибринового тромба, образующегося в результате свертывания крови. Кроме того, все белки плазмы определяют коллоидно-осмотическое давление крови (доля осмотического давления крови, создаваемого белками и некоторыми другими коллоидами называется онкотическим давлением ), от которого во многом зависит нормальное осуществление водно-солевого обмена между кровью и тканями.

Минеральные соли (преимущественно ионы Na + , Cl - , Ca 2+ , K + , HCO 3 - и др.) создают осмотическое давление крови (под осмотическим давлением понимают силу, определяющую движение растворителя через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией).

Клетки крови, называемые ее форменными элементами, классифицируют на три группы: эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки (тромбоциты) . Эритроциты - это самые многочисленные форменные элементы крови, представляющие собой безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутого диска, диаметр 7,4-7,6 мкм, толщину от 1,4 до 2 мкм. Количество их в 1 мм 3 крови взрослого человека составляет от 4 до 5,5 млн., причем у мужчин данный показатель выше такового женщин. Эритроциты образуются в органе кроветворения - красном костном мозге (заполняет полости в губчатых костях) - из своих ядерных предшественников эритробластов. Продолжительность жизни эритроцитов в крови составляет от 80 до 120 дней, разрушаются они в селезенке и печени. В цитоплазме эритроцитов содержится белок гемоглобин (называемый также дыхательным пигментом, на его долю приходится 90% от сухого остатка цитоплазмы эритроцита), состоящий из белковой части (глобина) и небелковой части (гема). Гем гемоглобина включает атом железа (в форме Fe 2+ ) и обладает способностью связывать кислород на уровне капилляров легких, превращаясь в оксигемоглобин, и освобождать кислород в капиллярах тканей. Белковая часть гемоглобина химически связывает небольшое количество СО 2 в тканях, освобождая его в капиллярах легких. Большая часть углекислого газа транспортируется плазмой крови в виде бикарбонатов (НСО 3 - -ионов). Следовательно, эритроциты выполняют свою главную функцию - дыхательную , находясь в кровяном русле .

Эротроцит

Лейкоциты - это белые клетки крови, отличающиеся от эритроцитов наличием ядра, большими размерами и способностью к амебоидному движению. Последнее делает возможным проникновение лейкоцитов через сосудистую стенку в окружающие ткани , где они выполняют свои функции . Количество лейкоцитов в 1 мм 3 периферической крови взрослого человека составляет 6-9 тыс. и подвержено значительным колебаниям в зависимости от времени суток, состояния организма, условий, в которых он пребывает. Размеры различных форм лейкоцитов находятся в пределах от 7 до 15 мкм. Продолжительность пребывания лейкоцитов в сосудистом русле составляет от 3 до 8 суток, после чего они покидают его, переходя в окружающие ткани. Причем лейкоциты лишь транспортируются кровью, а свои основные функции - защитную и трофическую - выполняют в тканях . Трофическая функция лейкоцитов состоит в их способности синтезировать ряд белков, в том числе белков-ферментов, которые используются клетками тканей для строительных (пластических) целей. Кроме того, некоторые белки, выделяющиеся в результате гибели лейкоцитов, также могут служить для осуществления синтетических процессов в других клетках организма.

Защитная функция лейкоцитов заключается в их способности освобождать организм от генетически чужеродных субстанций (вирусов, бактерий, их токсинов, мутантных клеток собственного организма и т.д.), сохраняя и поддерживая генетическое постоянство внутренней среды организма. Защитная функция белых клеток крови может осуществляться либо

Ø {C}путем фагоцитоза («пожирание» генетически чужеродных структур),

Ø {C}путем повреждения мембран генетически чужеродных клеток (что обеспечивается Т-лимфоцитами и приводит к гибели чужеродных клеток),

Ø {C}продукцией антител (веществ белковой природы, которые продуцируются В-лимфоцитами и их потомками - плазматическими клетками и способны специфически взаимодействовать с чужеродными субстанциями (антигенами) и приводить к их элиминации (гибели))

Ø {C}выработкой ряда веществ (например, интерферона, лизоцима, компонентов системы комплемента), которые способны оказывать неспецифическое противовирусное или противобактериальное действие .

Кровяные пластинки (тромбоциты) представляют собой фрагменты крупных клеток красного костного мозга - мегакариоцитов . Они безъядерны, овально-округлой формы (в неактивном состоянии имеют дисковидную форму, а в активном - шаровидную) и отличаются от других форменных элементов крови самыми малыми размерами (от 0,5 до 4 мкм). Количество кровяных пластинок в 1 мм 3 крови составляет 250-450 тыс. Центральная часть кровяных пластинок зернистая (грануломер), а периферическая - не содержит гранул (гиаломер). Они выполняют две функции: трофическую по отношению к клеткам сосудистых стенок (ангиотрофическая функция: в результате разрушения кровяных пластинок выделяются вещества, которые используются клетками для собственных нужд) и участвуют в свертывании крови . Последняя является их основной функцией и определяется способностью тромбоцитов скучиваться и склеиваться в единую массу в месте повреждения сосудистой стенки, образуя тромбоцитарную пробку (тромб), которая временно закупоривает брешь в стенке сосуда. Кроме того, по мнению некоторых исследователей, кровяные пластинки способны фагоцитировать инородные тела из крови и подобно другим форменным элементам - фиксировать на своей поверхности антитела.

Библиография.

1. Агаджанян А.Н. Основы общей физиологии. М., 2001

Кровь состоит из форменных элементов (42-46%) — эритроцитов (красных кровяных клеток), лейкоцитов (белых кровяных клеток) и тромбоцитов (кровяных пластинок) и жидкой части — плазмы (54-58%). Плазма крови, лишенная фибриногена, называется сывороткой. У взрослого человека общее количество крови составляет 5-8%массы тела, что соответствует 5-6л. Объем крови принято обозначать по отношению к массе тела (мл? кг-1). В среднем, он равен у мужчин — 65 мл * кг1, у женщин — 60 мл * кг-1 и у детей — около 70 мл *кг1.

Количество эритроцитов в крови примерно в тысячу раз больше, чем лейкоцитов, и в десятки раз выше, чем тромбоцитов. Последние по своим размерам в несколько раз меньше, чем эритроциты. Поэтому эритроциты составляют более 90% всего объема, приходящегося на долю форменных элементов крови. Выраженное в процентах отношение объема форменных элементов к общему объему крови называется гематокритом. У мужчин гематокрит составляет в среднем — 46%, у женщин — 42%. Это означает, что у мужчин форменные элементы занимают 46%, а плазма — 54% объема крови, а у женщин — 42 и 58%, соответственно. Эта разница обусловлена тем, что у мужчин содержание эритроцитов в крови больше, чем у женщин. У детей гематокрит выше, чем у взрослых; в процессе старения гематокрит снижается. Увеличение гематокрита сопровождается возрастанием вязкости крови (внутренним ее трением), которая у здорового взрослого человека составляет 4-5 ед. Поскольку периферическое сопротивление кровотоку прямопропорционально вязкости, любое существенное увеличение гематокрита приводит к повышению нагрузки на сердце, в результате чего кровообращение в некоторых органах может нарушаться.

Кровь выполняет в организме целый ряд физиологических функций.

Транспортная функция крови заключается в переносе всех необходимых для жизнедеятельности организма веществ (питательных веществ, газов, гормонов, ферментов, метаболитов).

Дыхательная функция состоит в доставке кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Кислород переносится преимущественно эритроцитами в виде соединения с гемоглобином — оксигемоглобином (НвО2), углекислый газ — плазмой крови в форме бикарбонатных ионов (НСО3-). В обычных условиях при дыхании воздухом 1 г гемоглобина присоединяет 1.34 мл кислорода, а так как в одном литре крови содержится 140-160 г гемоглобина, то количество кислорода в нем составляет около 200 мл; эту величину принято называть кислородной емкостью крови (иногда этот показатель рассчитывают на 100 мл крови).

Таким образом, если принять во внимание, что общий объем крови н организме человека составляет 5 л, то количество кислорода, связанное с гемоглобином, в ней будет равно около одного литра.

Питательная функция крови обусловлена переносом аминокислот, глюкозы, жиров, витаминов, ферментов и минеральных веществ от органов пищеварения к тканям, системам и депо.

Терморегуляторная функция обеспечивается участием крови в переносе тепла от органов и тканей, в которых оно вырабатывается, к органам, отдающим тепло, что и поддерживает температурный гомеостаз.

Выделительная функция направлена на перенос продуктов обмена (мочевина, креатин, индикан, мочевая кислота, вода, соли и др.) от мест их образования к органам выделения (почки, легкие, потовые и слюнные железы).

Защитная функция крови, прежде всего, состоит в формировании иммунитета, который может быть как врожденным, так и приобретенным. Различают также тканевой и клеточный иммунитет. Первый из них обусловлен выработкой антител в ответ на поступление в организм микробов, вирусов, токсинов, ядов, чужеродных белков; второй связан с фагоцитозом, в котором ведущая роль принадлежит лейкоцитам, активно уничтожающим попадающие в организм микробы и инородные тела, а также собственные отмирающие и мутагенные клетки.

Регуляторная функция заключается в осуществлении как гуморальной (перенос кровью гормонов, газов, минеральных веществ), так и рефлекторной регуляции, связанной с влиянием крови на интерорецепторы сосудов.

Форменные элементы крови

Образование форменных элементов крова называется гемопоэзом. Он осуществляется в различных кроветворных органах. В костном мозге образуются эритроциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. В селезенке и лимфатических узлах формируются лейкоциты. Образование моноцитов осуществляется в костном мозге и в ретикулярных клетках печени, селезенки и лимфатических узлов. В красном костном мозге и селезенке образуются тромбоциты.

Функции эритроцитов

Основной физиологической функцией эритроцитов является связывание и перенос кислорода от легких к органам и тканям. Этот процесс осуществляется благодаря особенностям строения эритроцитов и химического состава гемоглобина.

Эритроциты являются высокоспециализированными безядерными клетками крови диаметром 7-8 микрон. В крови человека содержится 4.5-5-1012 * л-1 эритроцитов. Форма эритроцитов в виде двояковогнутого диска обеспечивает большую поверхность для свободной диффузии газов через его мембрану. Суммарная поверхность всех эритроцитов в циркулирующей крови составляет около 3000 м2.

В начальных фазах своего развития эритроциты имеют ядро и называются ретикулоцитами. В нормальных условиях ретикулоциты составляют около 1 % от общего числа циркулирующих в крови эритроцитов. Увеличение числа ретикулоцитов в периферической крови может зависеть как от активации эритроцитоза, так и от усиления выброса ретикулоцитов из костного мозга в кровоток. Средняя продолжительность жизни зрелых эритроцитов составляет около 120 дней, после чего они разрушаются в печени и селезенке.

В процессе передвижения крови эритроциты не оседают, так как они отталкиваются друг от друга, поскольку имеют одноименные отрицательные заряды. При отстаивании крови в капилляре эритроциты оседают на дно. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) анормальных условиях у мужчин составляет 4-8 мм в 1 час, у женщин — 6-10 мм в 1 час.

По мере созревания эритроцитов их ядро замещается дыхательным пигментом- гемоглобином (Нв), составляющим около 90% сухого вещества эритроцитов, а 10% составляют минеральные соли, глюкоза, белки и жиры. Гемоглобин — сложное химическое соединение, молекула которого состоит из белка глобина и железосодержащей части — гема. Гемоглобин обладает свойством легко соединяться с кис/юродом и столь же легко его отдавать. Соединяясь с кислородом, он становится оксигемоглобином (HbO2, а отдавая его — превращается в восстановленный (редуцированный) гемоглобин. Гемоглобин крови человека составляет 14-15% ее массы, т. е. около 700 г.

В скелетных и сердечной мышцах содержится близкий по своему строению белок миоглобин (мышечный гемоглобин). Он более активно, чем гемоглобин, соединяется с кислородом, обеспечивая им работающие мышцы. Общее количество миоглобина у человека составляет около 25% гемоглобина крови, В большей концентрации миоглобин содержится в мышцах, выполняющих функциональную нагрузку. Под влиянием физических нагрузок количество миоглобина в мышцах повышается.

Функции лейкоцитов

Лейкоциты по функциональным и морфологическим признакам представляют собой обычные клетки, содержащие ядро и протоплазму. Количество лейкоцитов в крови здорового человека составляет 4 — 6 * 109 * л-1. Лейкоциты неоднородны по своему строению: в одних из них протоплазма имеет зернистое строение (гранулоциты), и других зернистости нет (агранулоциты). Гранулоциты составляют 65- 70% всех лейкоцитов и делятся в зависимости от способности окрашиваться нейтральными, кислыми или основными красками на нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.

Агранулоциты составляют 30-35% всех белых кровяных клеток и включают в себя лимфоциты и моноциты. Функции различных лейкоцитов разнообразны.

Процентное соотношение различных форм лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой. Общее количество лейкоцитов и лейкоцитарная формула не являются постоянными. Увеличение числа лейкоцитов в периферической крови называется лейкоцитозом, а уменьшение — лейкопенией. Продолжительность жизни лейкоцитов составляет 7-10 дней.

Нейтрофилы составляют 60-70% всех лейкоцитов и являются наиболее важными клетками защиты организма от бактерий и их токсинов. Проникая через стенки капилляров, нейтрофилы попадают в межтканевые пространства, где осуществляется фагоцитоз — поглощение и переваривание бактерий и других инородных белковых тел.

Эозинофилы (1-4% от общего числа лейкоцитов) адсорбируют на свою поверхность антигены (чужеродные белки), многие тканевые вещества и токсины белковой природы, разрушая и обезвреживая их. Кроме дезинтоксикационной функции эозинофилы принимают участие в предупреждении развития аллергических реакций.

Базофилы составляют не более 0.5% всех лейкоцитов и осуществляют синтез гепарина, входящего в антисвертывающую систему крови. Базофилы участвуют также в синтезе ряда биологически активных веществ и ферментов (гистамин, серотонин, РНК, фосфотаза, липаза, пероксидаза).

Лимфоциты (25-30% от числа всех лейкоцитов) играют важнейшую роль в процессах образования иммунитета организма, о также активно участвуют в нейтрализации различных токсических веществ.

Главным фактором иммунологической системы крови являются Т- и В-лимфоциты. Т-лимфоциты прежде всего выполняют роль строгого иммунного контролера. Вступив в контакте любым антигеном, они надолго запоминают его генетическую структуру и определяют программу биосинтеза антител (иммуноглобулинов), которая осуществляется В-лимфоцитами. В-лимфоциты, получив программу биосинтеза иммуноглобулинов, превращаются в плазмоциты, являющиеся фабрикой антител.

В Т-лимфоцитах происходит синтез веществ, активирующих фагоцитоз и защитные воспалительные реакции. Они следят за генетической чистотой организма, препятствуя приживлению чужеродных тканей, активируя регенерацию и уничтожая отмершие или мутантные (в том числе и опухолевые) клетки собственного организма. Т-лимфоцитам принадлежит также важная роль регуляторов кроветворной функции, заключающаяся в уничтожении чужеродных стволовых клеток коси юго мозга. Л имфоциты способны синтезировать бета-и гамма-глобулины, входящие в состав антител.

К сожалению, лимфоциты не всегда могут выполнять свою роль в образовании эффективной системы иммунитета. В частности, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий грозное заболевание СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита), может резко снижать иммунологическую защиту организма. Главным пусковым механизмом СПИДа является проникновение ВИЧ из крови в Т-лимфоциты. Там вирус может оставаться в неактивном, латентном состоянии несколько лет, пока в связи со вторичной инфекцией не начнется иммунологическая стимуляция Т-лимфонитов. Тогда вирус активируется и размножается так бурно, что вирусные клетки, покидая пораженные лимфоциты, полностью повреждают мембрану и разрушают их. Прогрессирующая гибель лимфоцитов снижает сопротивляемость организма к различным интоксикациям, в том числе и к микробам, безвредным для человека с нормальным иммунитетом. Кроме того, резко ослабевает уничтожение Т-лимфоцитами мутантных (раковых) клеток, в связи с чем существенно возрастает вероятность возникновения злокачественных опухолей. Наиболее частыми проявлениями СПИДа являются. воспаления легких, опухоли, поражения ЦНС и гнойничковые заболевания кожи и слизистых оболочек.

Первичные и вторичные нарушения при СПИДе обусловливают пеструю картину изменения периферической крови. Наряду со значительным снижением числа лимфоцитов, в ответ на воспаление или гнойничковые поражения кожи (слизистых) может возникать нейтрофильный лейкоцитоз. При поражении системы крови появляются очаги патологического кроветворения и в кровь будут поступать в большом количестве незрелые формы лейкоцитов. При внутренних кровотечениях и истощении больного начинает развиваться прогрессирующая анемия с уменьшением числа эритроцитов и гемоглобина в крови.

Моноциты (4-8%) являются самыми крупными клетками белой крови, которые называют макрофагами. Они обладают самой высокой фагоцитарной активностью по отношению к продуктам распада клеток и тканей, а также обезвреживают токсины, образующиеся в очагах воспаления. Считают также, что моноциты принимают участие в выработке антител. К макрофагам, наряду с моноцитами, относят ретикулярные и эндотелиальные клетки печени, селезенки, костного мозга и лимфатических узлов.

Функции тромбоцитов

Тромбоциты — это мелкие, безъядерные кровяные пластинки (бляшки Биццоцери) неправильной формы, диаметром 2-5 микрон. Несмотря на отсутствие ядра, тромбоциты обладают активным метаболизмом и являются третьими самостоятельными живыми клетками крови. Число их в периферической крови колеблется от 250 до 400 * 10 9 * л -1; продолжительность жизни тромбоцитов составляет 8-12 дней.

Тромбоцитам принадлежит ведущая роль в свертывании крови. Недостаток тромбоцитов в крови — тромбопения — наблюдается при некоторых заболеваниях и выражается в повышенной кровоточивости.

Физико-химические свойства плазмы крови

Плазма кров и человека представляет собой бесцветную жидкость, содержащую 90-92% воды и 8-10% твердых веществ, к которым относятся глюкоза, белки, жиры, различные соли, гормоны, витамины, продукты обмена веществ и др. Физико-химические свойства плазмы определяются наличием в ней органических и минеральных веществ, они относительно постоянны и характеризуются целым рядом стабильных констант.

Удельный вес плазмы равен 1.02-1.03, а удельный вес крови — 1.05-1.06; у мужчин он несколько выше (больше эритроцитов), чем у женщин.

Осмотическое давление является важнейшим свойством плазмы. Оно присуще растворам, отделенным друг от друга полупроницаемыми мембранами, и создается движением молекул растворителя (воды) через мембрану в сторону большей концентрации растворимых веществ. Сила, которая приводит и движение растворитель, обеспечивая его проникновение через полупроницаемую мембрану, называется осмотическим давлением. Основную роль в величине осмотического давления играют минеральные соли. У человека осмотическое давление крови составляет около 770 кПа (7.5-8 атм,). Та часть осмотического давления, которая обусловлена белками плазмы, называется онкотическим. Из общего осмотического давления на долю белков приходится примерно 1/200 часть, что составляет примерно 3.8 кПа.

Клетки крови имеют осмотическое давление одинаковое плазмой. Раствор, имеющий осмотическое давление, равное давлению крови, является оптимальным для форменных элементов и называется изотоническим. Растворы меньшей концентрации называются гипотоническими; вода из этих растворов поступает в эритроциты, которые набухают и могут разрываться — происходит их гемолиз. Если из плазмы крови теряется много воды и концентрация солей в ней повышается, то в силу законов осмоса вода из эритроцитов начинает поступать в плазму через их полупроницаемую мембрану, что вызывает сморщивание эритроцитов; такие растворы называют гипертоническими. Относительное постоянство осмотического давления обеспечивается осморецепторами и реализуется главным образом через органы выделения.

Кислотно-шелочное состояние представляет одну из важных констант жидкой внутренней среды организма и является се активной реакцией, обусловленной количественным соотношением Н+ и ОН- ионов. В чистой воде содержится одинаковое количество Н+ и ОН- ионов, поэтому она нейтральна. Если число ионов Н+ в единице объема раствора превышает число ионов ОН-, раствор имеет кислую реакцию; если соотношение этих ионов обратное, раствор является щелочным Для характеристики активной реакции крови пользуются водородным показателем, или рН, который является отрицательным десятичным логарифмом концентрации водородных ионов. В химически чистой воде при температуре 25°С рН равен 7 (нейтральная реакция). Кислая среда (ацидоз) имеет рН ниже 7, щелочная (алкалоз) — выше 7. Кровь имеет слабощелочную реакцию: рН артериальной крови равен 7.4; рН венозной крови — 7.35, что обусловлено большим содержанием в ней углекислого газа.

Буферные системы крови обеспечивают поддержание относительного постоянства активной реакции крови, т. е. осуществляют регуляцию кислотно-щелочного состояния. Эта способность крови обусловлена особым физико-химическим составом буферных систем, нейтрализующих кислые и щелочные продукты, накапливающиеся в организме. Буферные системы состоят из смеси слабых кислот с их солями, образованными сильными основаниями. В крови имеется 4 буферных системы: 1) бикарбонатная буферная система — угольная кислота-двууглекислый натрий (Н2СО3 — NаНСО3), 2) фосфатная буферная система — одноосновный-двуосновный фосфорнокислый натрий (NaH2PO4- Na2HPO4); 3) гемоглобиновая буферная система — восстановленный гемоглобин-калийная соль гемоглобина (ННв-КНвО2); 4) буферная система белков плазмы. В поддержании буферных свойств крови ведущая роль принадлежит гемоглобину и его солям (около 75%), в меньшей степени бикарбонат ному, фосфатному буферам и белкам плазмы. Белки плазмы играют роль буферной системы, благодаря своим амфотерным свойствам. В кислой среде они ведут себя как щелочи, связывая кислоты. В щелочной среде белки реагируют как кислоты, связывающие щелочи.

Все буферные системы создают в крови щелочной резерв, который в организме относительно постоянен. Величина его измеряется количеством миллилитров углекислого газа, которое может быть связано 100 мл крови при напряжении СО2 в плазме, равном 40 мм рт. ст. В норме она равна 50-65 объемного процента СО2. Резервная щелочность крови выступает прежде всего как резерв буферных систем против сдвига рН в кислую сторону.

Коллоидные свойства крови обеспечиваются, главным образом, за счет белков и в меньшей мере — углеводами и липоидами. Общее количество белков в плазме крови составляет 7-8% ее объема. В плазме находится ряд белков, отличающихся по своим свойствам и функциональному значению: альбумины (около 4.5%), глобулины (2-3%) и фибриноген (0.2-0.4%).

Белки плазмы крови выполняют функции регуляторов полного обмена между кровью и тканями. От количества белков зависят вязкость и буферные свойства крови; они играют важную роль в поддержании онкотического давления плазмы.

Свертывание и переливание крови

Жидкое состояние крови и замкнутость кровеносного русла являются необходимыми условиями жизнедеятельности организма. Эти условия создает система свертывания крови (система гемокоагуляции), сохраняющая циркулирующую кровь в жидком состоянии и предотвращающая ее потерю через поврежденные сосуды постредством образования кровяных тромбов; остановка кровотечения называется гемостазом.

Вместе с тем, при больших кровопотерях, некоторых отравлениях и заболеваниях возникает необходимость в переливании крови, которое должно осуществляться при строгом соблюдении ее совместимости.

Свертывание крови

Основоположником современной ферментативной теории свертывания крови является профессор Дерптского (Тартуского) университета А. А. Шмидт (1872). В дальнейшем эта теория была значительно дополнена и в настоящее время считают, что свертывание крови проходит три фазы: 1) образование протромбиназы, 2) образование тромбина, 3) образование фибрина.

Образование протромбиназы осуществляется под влиянием тромбопластина(тромбокиназы), представляющего собой фосфолипиды разрушающихся тромбоцитов, клеток тканей и сосудов. Тромбопластин формируется при участии ионов Са2+ и некоторых плазменных факторов свертывания крови.

Вторая фаза свертывания крови характеризуется превращением неактивного протромбина кровяных пластинок под влиянием протромбиназы в активный тромбин. Протромбин является глюкопротеидом, образуется клетками печени при участии витамина К.

В третьей фазе свертывания из растворимого фибриногена крови, активированного тромбином, образуется нерастворимый белок фибрин, нити которого образуют основу кровяного сгустка (тромба), прекращающего дальнейшее кровотечение. Фибрин служит также структурным материалом при заживлении ран. Фибриноген представляет собой самый крупномолекулярный белок плазмы и образуется в печени.

Переливание крови

Основоположниками учения о группах крови и возможности ее переливания от одного человека к другому были К. Ландштейнер (1901) и Я. Янский (1903). В нашей стране переливание крови впервые было проведено профессором Военно-медицинской академии В. Н. Шамовым в 1919 г., а в 1928 г. им было предложено переливание трупной крови, за что он был удостоен Ленинской премии.

Я. Янский выделил четыре группы крови, встречающиеся у людей. Эта классификация не утратила своего значения и до настоящего времени. Она основана на сравнении антигенов, находящихся в эритроцитах (агглютиногенов), и антител, имеющихся в плазме (агглютининов). Выделены главные агглютиногены А и В и соответствующие агглютинины альфа и бета. Агглютиноген А и агглютинин альфа, а также В и бета называются одноименными. В крови человека не могут содержаться одноименные вещества. При встрече их возникает реакция агглютинации, т.е. склеивания эритроцитов, а в дальнейшем и разрушение (гемолиз). В этом случае говорят о несовместимости крови.

В эритроцитах крови, отнесенной к I (0) группе, не содержится агглютиногенов, в плазме же имеются агглютинины альфа и бета. В эритроцитах II (А) группы имеется агглютиноген А, а в плазме — агглютинин бета. Для III (В) группы крови характерно наличие агглютиногена В в эритроцитах и агглютинина альфа в плазме. IV (АВ) группа крови характеризуется содержанием агглютиногенов А и В и отсутствием агглютининов.

Переливание несовместимой крови вызывает гемотрансфузионный шок — тяжелое патологическое состояние, которое может закончиться гибелью человека. В таблице 1 показано, в каких случаях при переливании крови донора (человек, дающий кровь) реципиенту (человек, принимающий кровь) возникав! агглютинация (обозначено знаком +).

Таблица 1.

Людям первой (I) группы можно переливать кровь только этой группы, а также эту группу можно переливать людям всех других групп. Поэтому людей с I группой называют универсальными донорами. Людям IV группы можно переливать одноименную кровь, а также кровь всех остальных групп, поэтому этих людей называют универсал ьн ым и реципиентами. Кровь людей II и III групп можно переливать людям с одноименной, а также с IV группой. Указанные закономерности отражены на рис. 1.

Важное значение при переливании крови имеет совместимость по резус-фактору. Впервые он был обнаружен в эритроцитах обезьян-макак породы «резус». Впоследствии оказалось, что резус-фактор содержится в эритроцитах 85% людей (резус-положительная кровь) и лишь у 15% людей отсутствует (резус-отрицательная кровь). При повторном переливании крови реципиенту, несовместимому по резус-фактору с донором, возникают осложнения, связанные с агглютинацией несовместимых донорских эритроцитов. Это является результатом воздействия специфических антирезус-агглютининов, вырабатываемых ретикуло-эндотелиальной системой после первого переливания.

При вступлении в брак резус-положительного мужчины с резус-отрицательной женщиной (что нередко случается) плод часто наследует резус-фактор отца. Кровь плода проникает в организм матери, вызывая образование антирезус-агглютининов, которые приводят к гемолизу эритроцитов будущего ребенка. Однако, для выраженных нарушений у первого ребенка их концентрация оказывается недостаточной и, как правило, плод рождается живым, но с гемолитической желтухой. При повторной беременности в крови матери резко возрастает концентрация антирезусных веществ, что проявляется не только гемолизом эритроцитов плода, но и внутрисосудистым свертыванием крови, нередко приводящим к его гибели и выкидышу.

Рис. 1.

Регуляция системы крови

Регуляция системы крови включает в себя поддержание постоянства объема циркулирующей крови, ее морфологического состава и физико-химических свойств плазмы. В организме существует два основных механизма регуляции системы крови — нервный и гуморальный.

Высшим подкорковым центром, осуществляющим нервную регуляцию системы крови, является гипоталамус. Кора головного мозга оказывает влияние на систему крови также через гипоталамус. Эфферентные влияния гипоталамуса включают механизмы кроветворения, кровообращения и перераспределения крови, ее депонирования и разрушения. Рецепторы костного мозга, печени, селезенки, лимфатических узлов и кровеносных сосудов воспринимают происходящие здесь изменения, афферентные импульсы от этих рецепторов служат сигналом соответствующих изменений в подкорковых центрах регуляции. Гипоталамус через симпатический отдел вегетативной нервной системы стимулирует кроветворение, усиливая эритропоэз. Парасимпатические нервные влияния тормозят эритропоэз и осуществляют перераспределение лейкоцитов: уменьшение их количества в периферических сосудах и увеличение в сосудах внутренних органов. Гипоталамус принимает также участие в регуляции осмотического давления, поддержании необходимого уровня сахара в крови и других физико-химических констант плазмы крови.

Нервная система оказывает как прямое, так и косвенное регулирующее влияние на систему крови. Прямой путь регуляции заключается в двусторонних связях нервной системы с органами кроветворения, кровераспределения и кроверазрушения. Афферентные и эфферентные импульсы идут в обоих направлениях, регулируя все процессы системы крови. Косвенная связь между нервной системой и системой крови осуществляется с помощью гуморальных посредников, которые, влияя на рецепторы кроветворных органов, стимулируют или ослабляют гемопоэз.

Среди механизмов гуморальной регуляции крови особая роль принадлежит биологически активным гликопротеидам — гемопоэтинам, синтезируемым главным образом в почках, а также в печени и селезенке. Продукция эритроцитов регулируется эритропоэтинами, лейкоцитов — лейкопоэтинами и тромбоцитов — тромбопоэтинами. Эти вещества усиливают кроветворение в костном мозге, селезенке, печени, ретикулоэндотелиальной системе. Концентрация гемопоэтинов увеличивается при снижении в крови форменных элементов, но в малых количествах они постоянно содержатся в плазме крови здоровых людей, являясь физиологическими стимуляторами кроветворения.

Стимулирующее влияние на гемопоэз оказывают гормоны гипофиза (соматотропный и адренокортикотроппый гормоны), коркового слоя надпочечников (глюкокортикоиды), мужские половые гормоны (андрогены). Женские половые гормоны (эстрогены) снижают гемопоэз, поэтому содержание эритроцитов, гемоглобина и тромбоцитов в крови женщин меньше, чем у мужчин. У мальчиков и девочек (до полового созревания) различий в картине крови нет, отсутствуют они и у людей старческого возраста.