Эритроциты, свойства и функции.

Э Р И Т Р О Ц И Т

(греч. erythoros – красный, cytus -клетка) – безъядерный форменный элемент крови, содержащий гемоглобин. Имеет форму двояковогнутого диска диаметром 7-8 мкм, толщиной 1-2,5 мкм. Они очень гибки и эластичны, легко деформируются и проходят через кровеносные капилляры с диаметром меньшим, чем диаметр эритроцита. Образуются в красном костном мозге, разрушаются в печени и селезенке. Продолжительность жизни эритроцитов составляет 100-120 дней. В начальных фазах своего развития эритроциты имеют ядро и называются ретикулоцитами. По мере созревания ядро замещается дыхательным пигментом – гемоглобином, составляющим 90% сухого вещества эритроцитов.

В норме в крови у мужчин 4 – 5 · 10¹² /л, у женщин 3,7 – 5 · 10¹² /л, у новорожденных до 6 · 10¹² /л. Увеличение количества эритроцитов в единице объема крови называется эритроцитозом (полиглобулией, полицитемией), уменьшение – эритропенией. Общая площадь поверхности всех эритроцитов взрослого человека составляет 3000-3800 м², что в 1500-1900 раз превышает поверхность тела.

Функции эритроцитов:

1. дыхательная – за счет гемоглобина, присоединяющего к себе О₂ и СО₂;

2. питательная – адсорбирование на своей поверхности аминокислот и доставка их к клеткам организма;

3. защитная – связывание токсинов находящимися на их поверхности антитоксинами и участие в свертывании крови;

4. ферментативная – перенос различных ферментов: угольной ангидразы (карбоангидразы), истинной холинэстеразы и др.;

5. буферная – поддержание с помощью гемоглобина рН крови в пределах 7,36-7,42;

6. креаторная – переносят вещества, осуществляющие межклеточные взаимодействия, обеспечивающие сохранность структуры органов и тканей. Например, при повреждении печени у животных эритроциты начинают транспортировать из костного мозга в печень нуклеотиды, пептиды, аминокислоты, восстанавливающие структуру этого органа.

Гемоглобин является основной составной частью эритроцитов и обеспечивает:

1. дыхательную функцию крови за счет переноса О₂ от легких тканям и СО₂ от клеток к легким;

2. регуляцию активной реакции (рН) крови, обладая свойствами слабых кислот (75% буферной емкости крови).

По химической структуре гемоглобин является сложным белком – хромопротеидом, состоящим из белка глобина и простетической группы гема (четырех молекул). Гем имеет в своем составе атом железа, способный присоединить и отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа не изменяется, т.е. оно остается двухвалентным.

В норме в крови человека должно содержатся в идеале 166,7 г/л гемоглобина. У мужчин в среднем нормальное содержание гемоглобина 130-160 г/л, у женщин 120-140 г/л. Снижение содержания гемоглобина в крови - анемия, цветовой показатель – это степень насыщения эритроцитов гемоглобином. В норме он составляет 0,86-1. Снижение цветного показателя обычно бывает при дефиците железа в организме – железодефицитной анемии, повышение выше 1,0 – при дефиците витамина В₁₂ и фолиевой кислоты. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. Разница в содержании эритроцитов и гемоглобина у мужчин и женщин объясняется стимулирующим действием на кроветворение мужских половых гормонов и тормозящим влиянием женских половых гормонов. Гемоглобин синтезируется эритробластами и нормобластами костного мозга. При разрушении эритроцитов гемоглобин после отщепления гема превращается в желчный пигмент – билирубин. Последний с желчью поступает в кишечник, где превращается в стеркобилин и уробилин, выводимые с калом и мочой. За сутки разрушается и превращается в желчные пигменты около 8 г гемоглобина, т.е. около 1% гемоглобина, находящегося в крови.

В скелетных мышцах и миокарде находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином. Его простетическая группа – гем идентична этой же группе молекулы гемоглобина крови, а белковая часть – глобин обладает меньшей молекулярной массой, чем белок гемоглобина. Миоглобин связывает до 14% общего количества кислорода в организме. Его назначение – снабжение кислородом работающей мышцы в момент сокращения, когда кровоток в ней уменьшается или прекращается.

В норме гемоглобин содержится в крови в виде трех физиологических соединений:

1. оксигемоглобин (HbO₂) – гемоглобин, присоединивший O₂; находится в артериальной крови, придавая ей ярко-алый цвет;

2. восстановленный, или редуцированный, гемоглобин, дезоксигемоглобин (Hb) – оксигемоглобин, отдавший O₂; находится в венозной крови, которая имеет более темный цвет, чем артериальная;

3. карбгемоглобин (HbСO₂) – соединение гемоглобина с углекислым газом; содержится в венозной крови.

Гемоглобин способен образовывать и патологические соединения.

Сродство железа гемоглобина к угарному газу превышает его сродство к O₂ , поэтому даже 0,1% угарного газа в воздухе ведет к превращению 80% гемоглобина в карбоксигемоглобин, который неспособен присоединить O₂; что является опасным для жизни. Слабое отравление угарным газом – обратимый процесс. Вдыхание чистого кислорода увеличивает скорость расщепления карбоксигемоглобина в 20 раз.

Метгемоглобин (MetHb) – соединение, в котором под влиянием сильных окислителей (анилин, бертолетова соль, фенацетин и др.) железо гема из двухвалентного превращается в трехвалентное. При накоплении в крови большого количества метгемоглобина транспорт кислорода тканям нарушается, и может наступить смерть.

Л Е Й К О Ц И Т

(греч. leukos – белый, cytus – клетка), или белое кровяное тельце – это бесцветная ядерная клетка, не содержащая гемоглобина. Размер лейкоцитов – 8-20 мкм. Образуются в красном костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, лимфатических фолликулах. В 1 л крови в норме содержится лейкоцитов 4 – 9 · 10⁹ /л. увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом, уменьшение – лейкопенией. Продолжительность жизни лейкоцитов составляет в среднем 15-20 дней, лимфоцитов – 20 и более лет. Некоторые лимфоциты живут на протяжении всей жизни человека.

Лейкоциты делят на две группы: гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые). В группу гранулоцитов входят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, а в группу агранулоцитов – лимфоциты и моноциты. При оценке изменений числа лейкоцитов в клинике решающее значение придается не столько изменениями их количества, сколько изменениям взаимоотношений между различными видами клеток. Процентное соотношение отдельных форм лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой, или лейкограммой.

Лейкоцитарная формула

Число лейко- цитов В 1 л	Гранулоциты, %						Агранулоциты,%
	Нейтрофилы				Эози- нофилы	Базо-филы	Лим-фоциты	Моно-циты
	Мие-лоциты	Мета-миело-циты (юные)	Палоч- коядер- ные	Сег-менто-ядерные
4 – 9 · 109/л	0	0-1	1-5	45-70	1-4	0-1	20-40	2-8

У здоровых людей лейкограмма довольно постоянна, и ее изменения служат признаком различных заболеваний. Так, например, при острых воспалительных процессах наблюдается увеличение количества нейтрофилов (нейтрофилия), при аллергических заболеваниях и глистной болезни – эозинофилия, при вялотекущих хронических инфекциях (туберкулез, ревматизм и др.) – лимфоцитоз.

По нейтрофилам можно определить пол человека. При наличии женского генотипа 7 из 500 нейтрофилов содержит особые, специфические для женского пола образования, называемые «барабанными палочками» (круглые выросты диаметром 1,5-2 мкм, соединенные с одним из сегментов ядра посредством тонких хроматиновых мостиков).

Все виды лейкоцитов обладают тремя важнейшими физиологическими свойствами:

1. амебовидной подвижностью – способностью активно передвигаться за счет образования ложноножек (псевдоподий);

2. диапедезом – способностью выходить (мигрировать) через неповрежденную стенку сосуда;

3. фагоцитозом – способностью окружать инородные тела и микроорганизмы, захватывать их в цитоплазму, поглощать и переваривать. Это явление было подробно изучено и описано И.И. Мечниковым (1882).

Лейкоциты выполняют множество функций:

1. защитная – борьба с чужеродными агентами; они фагоцитируют (поглощают) чужеродные тела и уничтожают их;

2. антитоксическая – выработка антитоксинов, обезвреживающих продукты жизнедеятельности микробов;

3. выработка антител, обеспечивающих иммунитет, т.е. невосприимчивость к заразным болезням (В-лимфоциты);

4. участвуют в развитии всех этапов воспаления, стимулируют восстановительные (регенеративные) процессы в организме и ускоряют заживление ран;

5. ферментативная – они содержат различные фермент, необходимые для осуществления фагоцитоза;

6. участвуют в процессах свертывания крови и фибринолиза путем выработки гепарина, гистамина, активатора плазминогена. (Базофилы);

7. являются центральным звеном иммунной системы организма, осуществляя функцию иммунного надзора («цензуры»), защиты от всего чужеродного и сохраняя генетический гомеостаз (Т-лимфоциты);

8. обеспечивают реакцию отторжения трансплантата, уничтожение собственных мутантных клеток (Т-лимфоциты);

9. образуют активные (эндогенные) пирогены и формируют лихорадочную реакцию;

10. несут микромолекулы с информацией, необходимой для управления генетическим аппаратом других клеток организма; путем таких межклеточных взаимодействий (креаторных связей) восстанавливается и поддерживается целостность организма.

Лимфоцит – это вид лейкоцита, который отвечает за выработку иммунитета и борьбу с микробами и вирусами. Количество лимфоцитов в разных анализах может быть представлено в виде абсолютного числа (сколько лимфоцитов было обнаружено), либо в виде процентного соотношения (какой процент от общего числа лейкоцитов составляют лимфоциты). В норме количество лимфоцитов -20 -40% . Увеличение числа лимфоцитов (лимфоцитоз) встречается при некоторых инфекционных заболеваниях (краснуха, грипп, токсоплазмоз, инфекционный, мононуклеоз, вирусный гепатит и др.), а также при заболеваниях крови (хронический лимфолейкоз и др). Уменьшение числа лимфоцитов (лимфопения) встречается при тяжелых хронических заболеваниях, СПИДе, почечной недостаточности, приеме некоторых лекарств, подавляющих иммунитет (кортикостероиды и др.).

Моноциты – это лейкоциты, которые, попав в сосуды, вскоре выходят из них в окружающие ткани, где превращаются в макрофагов (макрофаги – это клетки, которые поглощают и переваривают бактерий и погибшие клетки организма). Количество моноцитов в различных анализах может выражаться в абсолютных показателях (MON#) и в процентах от общего числа лейкоцитов (MON%). Повышенное содержание моноцитов встречается при некоторых инфекционных заболеваниях (туберкулез, инфекционный мононуклеоз, сифилис и др.), ревматоидном артрите, заболеваниях крови. Снижение уровня моноцитов встречается после тяжелых операций, приема лекарств, подавляющих иммунитет (кортикостероиды и др.).

Нейтрофилы - самая большая группа лейкоцитов, обеспечивающих защиту организма от различных инфекций. Нейтрофилы образуются в костном мозге. Они проникают в ткани организма из крови и уничтожают чужеродные, патогенные микроорганизмы путем их фагоцитоза, то есть, поглощая и переваривая чужеродные частицы, и после их переваривания погибают. По нейтрофилам можно определить пол человека. При наличии женского генотипа 7 из 500 нейтрофилов содержит особые, специфические для женского пола образования, называемые «барабанными палочками» (круглые выросты диаметром 1,5-2 мкм, соединенные с одним из сегментов ядра посредством тонких хроматиновых мостиков).

Если в организме появляется какая-то инфекция или воспалительный процесс, костный мозг выбрасывает в кровь незрелые нейтрофилы, и по их количеству можно определять наличие бактериальной инфекции и судить о ее активности в организме. Появление в крови незрелых форм (промиелоциты, миелоциты), увеличение количества юных и палочкоядерных форм носит название сдвига влево (потому что в лейкоцитарной формуле крови различные формы нейтрофилов указываются слева направо от молодых к зрелым).Нейтрофилез – повышение количества нейтрофилов – является отражением своеобразной защиты организма от инфекций и воспалений. Нейтрофилез в большинстве случаев сочетается с лейкоцитозом (нейтрофильный лейкоцитоз), а нейтрофилез с палочкоядерным сдвигом довольно типичен для бактериальных инфекций. Нейтропения – снижение числа нейтрофилов – свидетельствует о функциональном или органическом угнетении кроветворения в костном мозге или об усиленном разрушении нейтрофилов под воздействием антител к лейкоцитам, токсических факторов или циркулирующих иммунных комплексов. Снижение количества нейтрофилов в крови может наблюдаться при вирусных инфекциях, при использовании некоторых лекарств. Нейтропения обычно свидетельствует о снижении иммунитета.

Эозинофилы (один из видов лейкоцитов) – это неделящиеся гранулоциты, которые беспрерывно образуются в костном мозге. Эозинофилы созревают в костном мозге в течение 3-4 дней, потом покидают его и циркулируют в крови несколько часов. Далее они перемещаются из кровяного русла в периваскулярные ткани, преимущественно в легкие, кожу и желудочно-кишечный тракт, где могут оставаться до 10-14 дней. Эозинофилы отвечают за уничтожение чужеродного белка в организме. Они поглощают белок, после чего растворяют его своими ферментами. Норма эозинофилов в крови 1-4%. Увеличение количества эозинофилов в крови называется эозинофилией. Эозинофилия может возникнуть вследствие усиленного образования эозинофилов в костном мозге. Это является защитной реакцией организма в ответ на то, что в кровь поступают продукты чужеродного белка. Наиболее частой причиной эозинофилии являются аллергические заболевания, в первую очередь это болезни дыхательных путей и кожи. Во время аллергических заболеваний и реакций эозинофилы осуществляют транспортную и антитоксическую функции. Они способны переносит продукты распада белка, которые обладают антигенными свойствами, предотвращают местное скопление антигенов, и кроме этого обладают способностью к активному фагоцитозу. Эозинофилы играют немаловажную роль в борьбе с гельминтами, их личинками и яйцами. Например, при контакте личинок с активированным эозинофилом происходит его дегрануляция, вследствие чего на поверхность личинки выделяется большое количество белка и ферментов, что приводит к разрушению личинки.Уменьшение количества эозинофилов в крови (эозинопения), также как и полное исчезновение их из крови (анэозинофилия) может наблюдаться практически при всех острых инфекционных заболеваниях в разгаре болезни. Возникновение эозинофилов в крови во время острого инфекционного заболевания считается одним из ранних признаков того, что начинается выздоровление, и является очень благоприятным симптомом. Процент эозинофилов в крови в первые дни после выздоровления продолжает нарастать и может на некоторое время превысить нормальный (постинфекционная эозинофилия).

Базофилы – это самая малочисленная группа лейкоцитов. Как и все гранулоциты, базофилы образуются в костном мозге, после чего попадают в кровь, где циркулируют несколько часов. Из крови базофилы мигрируют в ткани и находятся там 8–12 дней. Базофилы играют важную роль при аллергических реакциях (крапивница, глистные инвазии, бронхиальная астма, лекарственная болезнь и др.). Когда базофил встречает аллерген, то происходит дегрануляция – разрушение гранул находящихся внутри него, и в кровь поступают биологически активные соединения, которые обуславливают клиническую картину заболевания. Норма базофилов в крови 0-1%. Повышение количества базофилов в крови называется базофилия. Базофилия может наблюдаться при аллергических состояниях (за исключением периода максимального проявления аллергических реакций, который сопровождается выходом базофилов в ткани в следствие чего снижается их концентрация в крови), при инфекциях (ветряная оспа, натуральная оспа), заболеваниях системы крови, при отравлениях. У женщин повышение уровня базофилов в крови характерно для начала менструального цикла, а также для периода овуляции. Отсутствие базофилов в крови (базопения) не имеет диагностического значения. Может выявляться иногда при острых инфекциях, гипертиреозе, после приема кортикостероидов.

Т Р О М Б О Ц И Т

(от греч. thrombos – сгусток крови, cytus – клетка), или кровяная пластинка, - участвующий в свертывании крови форменный элемент, необходимый для поддержания целостности сосудистой стенки. Представляет собой округлое или овальное безъядерное образование диаметром 2-5 мкм. Тромбоциты образуются в красном костном мозге из гигантских клеток – мегакариоцитов. В норме в крови содержится в 1 л 180-320 · 10⁹/л тромбоцитов. Увеличение количества тромбоцитов в периферической крови называется тромбоцитозом, уменьшение – тромбоцитопенией. Продолжительность жизни тромбоцитов составляет 2-10 дней.

Основными физиологическими свойствами тромбоцитов являются:

1. амебовидная подвижность за счет образования ложноножек;

2. фагоцитоз, т.е. поглощение инородных тел и микробов;

3. прилипание к чужеродной поверхности и склеивание между собой, при этом они образуют 2-10 островков, за счет которых происходит прикрепление;

4. легкая разрушаемость;

5. выделение и поглощение различных биологически активных веществ типа серотонина, адреналина, норадреналина и др.;

6. содержат в себе много специфических соединений (тромбоцитарных факторов), участвующих в свертывании крови: тромбоцитарный тромбопластин, антигепариновый, свертывающий факторы, тромбостенин, фактор агрегации и т.д.

Все эти свойства тромбоцитов обуславливают их участие в остановке кровотечения.

В кровеносном русле тромбоциты передвигаются по периферии кровеносного сосуда. При повреждении стенки сосуда они прилипают к поврежденной поверхности и запускается реакции свертывания крови.

Г Е М О Л И З

(греч. haima – кровь, lisis – распад, растворение), или гематолизис, эритролиз, - это процесс внутрисосудистого распада эритроцитов и выхода из них гемоглобина в кровяную плазму, которая окрашивается при этом в красный цвет и становится прозрачной («ласковая кровь»). Строма разрушенных, лишенных гемоглобина эритроцитов образует так называемые «тени эритроцитов». Однако имеются данные о том, что нарушение целостности эритроцитов при гемолизе необязательно, и что процесс может быть ограничен лишь функциональными изменениями эритроцитов с растяжением мембраны клетки и изменением ее проницаемости.

В зависимости от причины различают несколько видов гемолиза.

1. Осмотический гемолиз возникает при уменьшении осмотического давления, что вначале приводит к набуханию, а затем к разрушению эритроцитов. Мерой осмотической стойкости (резистентности) эритроцитов является концентрация NаСl, при которой начинается гемолиз. У человека это происходит в 0,4% растворе, а в 0,34% растворе разрушаются все эритроциты. При некоторых заболеваниях осмотическая стойкость эритроцитов уменьшается, и гемолиз может наступить при больших концентрациях NаСl в плазме.

2. Химический гемолиз происходит под влиянием химических веществ, разрушающих белково-липидную оболочку эритроцитов (эфир, хлороформ, алкоголь, бензол, желчные кислоты и т.д.).

3. Механический гемолиз наблюдается при сильных механических воздействиях на кровь, например, при перевозке ампульной крови по плохой дороге, сильном встряхивании ампулы с кровью и т.д.

4. Термический гемолиз возникает при замораживании и размораживании ампульной крови, а также при нагревании ее до температуры 68-80°С.

5. Биологический гемолиз развивается при переливании несовместимой или недоброкачественной крови, при укусах ядовитых змей, скопионов, под влиянием иммунных гемолизинов и др.

6. Внутриаппаратный гемолиз может происходить в аппарате искусственного кровообращения во время перфузии (нагнетания) крови.

Скорость (реакция) оседания эритроцитов:

(сокращено СОЭ, или РОЭ) – показатель, отражающий изменения физико – химических свойств крои и измеряемой величиной столба плазмы, освобождающиеся от эритроцитов при их оседании из цитратной смеси (5% раствор цитрата натрия) за 1 час в специальной пипетке прибора Т.П. Панченкова.

В норме СОЭ равна:

У мужчин – 1-10 мм/час;

У женщин – 2-15 мм/час;

У новорожденных – 0,5 мм /час;

У беременных женщин перед родами – 25-40 мм/час.

Увеличение СОЭ больше указанных величин является, как правило, признаком патологии. Величина СОЭ зависит не от свойств эритроцитов, а от свойств плазмы, в первую очередь от содержания в ней крупномолекулярных белков – глобулинов и особенно фибриногена. Концентрация этих белков возрастает при всех воспалительных процессах. При беременности содержание фибриногена перед родами почти в 2 раза больше нормы, поэтому СОЭ достигает 40-50 мм/час. О влиянии свойств плазмы на величину СОЭ говорят результаты опытов. Так например, эритроциты мужчин, помещенные в плазму крови, оседают со скоростью 5-9 мм/час, а в плазму беременной женщины – до 50 мм/час. равным образом эритроциты женщины оседают в плазме мужской крови со скоростью около 9 мм/час, а в плазме беременной женщины – до 60 мм/час. считают, что крупномолекулярные белки (глобулины, фибриноген) уменьшают электрический разряд клеток крови и явления электроотталкивания, что способствует большей СОЭ (образованию более длинных монетных столбиков из эритроцитов). Так, при СОЭ 1 мм/час монетные столбики образуются примерно из 11 эритроцитов, а при СОЭ 75 мм/час скопления эритроцитов имеют диаметр 100 мкм и более и состоят из большого количества (до 60000) эритроцитов.

Для определения СОЭ используется прибор Т.П. Панченкова, состоящий из штатива и градуированных стеклянных пипеток (капилляров). Пипетку заполняют разведенной 1:4 цитратной кровью (5% цитрат натрия – 1 часть и 4 части крови) и помещают вертикально в гнездо штатива на 1 час; после этого измеряют в миллиметрах слой плазмы над осевшими клетками крови.

Лейкоциты имеют свой, независимый от эритроцитов режим оседания, однако скорость оседания лейкоцитов в клинике во внимание не принимается.

Г Е М О С Т А З

(греч. haime – кровь, stasis-неподвижное состояние) – это остановка движения крови по кровеносному сосуду, т.е. остановка кровотечения. Различают 2 механизма остановки кровотечения:

1. сосудисто-тромбоцитарный (микроциркуляторный) гемостаз;

2. коагуляционный гемостаз (свертывание крови).

Первый механизм способен самостоятельно за несколько минут остановить кровотечение из наиболее часто травмируемых мелких сосудов с довольно низким кровяным давлением. Он слагается из двух процессов:

1. сосудистого спазма, приводящего к временной остановке или уменьшению кровотечения;

2. образования уплотнения и сокращения тромбоцитарной пробки, приводящей к полной остановке кровотечения.

Второй механизм остановки кровотечения – свертывание крови (гемокоагуляция) обеспечивает прекращение кровопотери при повреждении крупных сосудов, в основном мышечного типа. Осуществляется в три фазы:

I фаза – формирование протромбиназы; II фаза – образование тромбина; III фаза – превращение фибриногена в фибрин. В механизме свертывания крови, помимо стенки кровеносных сосудов и форменных элементов, принимает участие 15 плазменных факторов: фибриноген, протромбин, тканевой тромбопластин, кальций, проакцелерин, конвертин, антигемофильные глобулины А и Б, фибринстабилизирующий фактор, прекалликреин (фактор Флетчера), высокомолекулярный кининоген (фактор Фитцджеральда) и др. Большинство этих факторов образуется в печени при участии витамина К и является проферментами, относящимися к глобулиновой фракции белков плазмы. В активную форму – ферменты они переходят в процессе свертывания. Причем каждая реакция катализируется ферментом, образующимся в результате предшествующей реакции.

Пусковым механизмом свертывания крови служит освобождение тромбопластина поврежденной тканью и распадающимися тромбоцитами. Для осуществления всех фаз процесса свертывания необходимы ионы кальция. Последовательность реакций, приводящих к свертыванию крови, может быть представлена в виде схемы.

П ОВРЕЖДЕНИЕ ТКАНИ КРОВЯНЫЕ ПЛАСТИНКИ

(тромбоциты)

освобождают распадаются и

освобождают

тканевой тромбопластин тромбоцитарный тромбопластин

Са⁺² белки Са⁺² белки

I фаза протробиназа

Катализирует реакцию

I I фаза протромбин тромбин + пептидные фрагменты

Са⁺²

Катализирует реакцию

I II фаза фибриноген фибрин-мономер + пептиды

Полимеризация

мономера