Bykov-_gistologia_obschaya

2)Гомеостатическая - поддержание постоянства внутренней среды организма, в том числе кислотно-щелочного и осмотического равновесия, водного баланса, температуры тела, биохимического состава тканевых жидкостей и др. (смыкается с регуляторной функцией);

3)Защитная - нейтрализация чужеродных антигенов, обезвреживание микроорганизмов неспенифическими и специфическими (иммунными) механизмами.

Выполнение кровью своих функций обеспечивается ее циркуляцией в сосудистой системе, что возможно лишь при ее нахождении в жидком состоянии. Однако вследствие таких свойств крови повреждение сосудов вызывает кровотечение и кровопотерю, масштабы которой подчас могут нести угрозу жизни человека. Избыточной кровопотере препятствует способность крови при повреждении сосудов свертываться с образованием тромбов, которые прекращают кровотечение, закрывая просвет сосудов.

Компоненты крови - включают (1) форменные элементы (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты) и (2) плазму крови - жидкое межклеточное вещество. При отстаивании или центрифугировании крови в пробирке (после внесения в нее антикоагулянтов - веществ, предотвращающих свертывание), происходит разделение крови на ее компоненты, что позволяет измерить их относительное содержание.

Гематокрит - показатель, оценивающий долю объема крови, приходящуюся на форменные элементы (преимущественно эритроциты, так как лейкоциты и тромбоциты занимают лишь около 1%). У взрослых мужчин он составляет 40-50%, у женщин - 35-45%, у новорожденных - 45-60%, у детей до 10 лет - 35%. Его повышение чаще всего отражает обезвоживание организма, а снижение - уменьшение содержания эритроцитов в крови (анемию).

ПЛАЗМА КРОВИ

Плазма крови является средой, в которой взвешены форменные элементы; она содержит ряд неорганических ионов и органических веществ, обеспечивающих трофическую, регуляторную, защитную, гомеостатическую функции крови, а также обусловливающих ее свертывание, участвует в газообмене, содержит буферные системы, способствующие (вместе с буферной системой гемоглобина) поддержанию стабильных значений pH (около 7.36).

- 161 -

Состав плазмы крови: 90% воды, 9% органических веществ и 1% неорганических. Главные органические компоненты плазмы - белки (более 200 видов), которые обеспечивают ее вязкость, онкотическое давление, свертываемость, переносят различные вещества и выполняют защитные функции.

Основные белки плазмы:

альбумины - количественно преобладающие белки плазмы крови (по содержанию в 1.3-2.2 раза превосходят глобулины) - переносят ряд метаболитов, гормонов, ионов, поддерживают онкотическое давление крови;

глобулины (α- и β-) - переносят ионы металлов и липиды в форме липопротеинов; у-глобулины представляют собой фракцию антител (иммуноглобулинов):

фибриноген - обеспечивает свертывание крови, превращаясь в нерастворимый белок фибрин под действием тромбина;

компоненты комплемента - участвуют в неспецифических защитных реакциях.

Выработка белков плазмы осуществляется клетками печени (за исключением у-глобулинов, которые продуцируются плазматическими клетками).

Сыворотка крови - жидкость, остающаяся после свертывания крови. По своему составу она сходна с плазмой крови, однако в ней отсутствуют фибриноген и факторы свертывания.

ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Форменные элементы крови включают эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. Из них только лейкоциты являются истинными клетками; эритроциты и тромбоциты человека относятся к постклеточным структурам.

Концентрации форменных элементов определяют при анализе крови в расчете на 1 мкл (1 мм3) или 1 л крови. Результаты анализа записываются в виде гемограммы, отражающей наряду с некоторыми биохимическими показателями содержание отдельных форменных элементов:

- 162 -

Примечание: концентрация ретикулоцитов рассчитывается по отношению к общему числу эритроцитов, принятому за 100%. Показатели приведены без учета половых различий.

Подсчет концентраций форменных элементов производится под микроскопом в специальных счетных камерах (в нашей стране наиболее распространена камера Горяева), в которые вносится небольшой объем предварительно разведенной крови. В последние годы все более широкое распространение получают методы автоматического подсчета форменных элементов с использованием проточных цитометров и автоматических анализаторов изображения, которые по точности, надежности и несопоставимо более высокой скорости превосходят традиционные "ручные" методы.

Рис. 7-1. Форменные элементы крови на мазке. Э - эритроциты, ТР - тромбоциты, СЯНГ - сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит, ПЯНГ - палочкоядерный нейтрофильный гранулоцит, ЭГ - эозинофильный гранулоцит, БГ - баэофильный гранулоцит, Л - лимфоциты, МО - моноцит.

- 163 -

Морфологические особенности и относительное содержание форменных элементов наиболее часто оценивают на мазках, окрашенных специальными смесями красителей (метиленового синего, азура и эозина) - по РомановскомуГимзе, Райту и др. (рис. 7-1). На мазках форменные элементы распластываются по поверхности стекла и обычно имеют несколько большие размеры, чем на срезах.

ЭРИТРОЦИТЫ

Эритроциты (от греч. erythros - красный, cytos, kytos - клетка) - наиболее многочисленные форменные элементы крови. У человека они представляют собой постклеточные структуры, утратившие в процессе развития ядро и почти все органеллы. Всего в крови у взрослого циркулируют 25-30х1012 эритроцитов. Эритроциты образуются в красном костном мозге, откуда поступают в кровь со скоростью около 2.5х106/с; в крови они функционируют в течение всего периода своей жизни (100-120 сут.), проделывая с кровотоком путь более 1000 км и проходя через систему кровообращения более 100 тыс. раз, а затем разрушаются макрофагами селезенки и (в меньшей степени) печени и красного костного мозга.

Функции эритроцитов осуществляются в сосудистом русле, которое они

внорме никогда не покидают:

1)Дыхательная функция обеспечивается благодаря тому, что эритроциты заполнены железосодержащим кислород-связывающим белковым пигментом - гемоглобином (составляет 33% их массы), который определяет их цвет (желтоватый у отдельных элементов и красный у их массы).

2)Регуляторные и защитные функции обеспечиваются благодаря способности эритроцитов переносить на своей поверхности ряд биологически активных веществ, в том числе иммуноглобулины, компоненты комплемента, иммунные комплексы.

Транспорт кислорода и углекислого газа кровью:

Кислород (O2) при высоком парциальном давлении (в крови легочных капилляров) растворяется в плазме крови и диффундирует в эритроциты, где он обратимо связывается гемоглобином с образованием оксигемоглобина (НЬO2), обусловливающего ярко-красный цвет артериальной крови. При низком парциальном давлении O2 (в капиллярах периферических тканей) он отщепляется от НbO2 (с образованием

- 164 -

Hb - восстановленного гемоглобина, или дезоксигемоглобина, придающего венозной крови темно-красный цвет) и диффундирует в плазму крови, а оттуда в ткани. Ферменты эритроцитов поддерживают гемоглобин в восстановленном состоянии, необходимом для связывания кислорода.

Углекислый газ (двуокись углерода, СO2) лишь в небольшой части непосредственно транспортируется из периферических тканей к легким эритроцитами в связанном с гемоглобином виде. Основная часть углекислого газа в эритроцитах под действием содержащегося в них фермента карбоангидразы связывается с водой, образуя угольную кислоту (Н2СO3). Последняя распадается с образованием бикарбонатного иона (НСO3-), который диффундирует в плазму. В капиллярах легкого описанные реакции приобретают обратное течение, в результате чего в эритроцитах из бикарбонатного иона образуется угольная кислота, которая расщепляется на воду и СO2, выделяющийся в плазму, а оттуда в выдыхаемый воздух.

Окись углерода (угарный газ, СО) связывается гемоглобином в 200 раз активнее, чем кислород. При этом образуется сравнительно стабильный карбоксигемоглобин (НЬСО), а молекула гемоглобина утрачивает способность к связыванию O2. Быстрое исключение свыше 50% молекул гемоглобина из процесса транспорта O2 вызывает смерть. НЬСО обладает алым цветом, который приобретают кровь и ткани при отравлении СО.

Гемоглобин человека имеет несколько разновидностей. В течение первых 3 мес. внутриутробного развития эритроциты содержат эмбриональные гемоглобины, последние 6 мес. - фетальный гемоглобин (HbF), который обладает большим сродством к O2, чем сменяющий его в течение первого года жизни гемоглобин взрослых (НЬА). Изменения химической структуры гемоглобина (вследствие мутаций кодирующих его генов) вызывают нарушения его функции, что приводит к развитию ряда заболеваний - гемоглобинопатий. Последние, в частности, являются наиболее распространенными заболеваниями человека, вызванными повреждениями одного гена. В тяжелых случаях они сопровождаются нестойкостью эритроцитов и развитием анемии (см. ниже).

Концентрация эритроцитов в крови равна у мужчин в среднем 4.5-5.5

млн./мкл (4.5-5.5х1012/л), у женщин - 4.0-5.0 млн./мкл (4.0-5.0х1012/л). У детей первых 2-4 мес. жизни она обычно несколько ниже 4 млн./мкл.

- 165 -

Анемия (от греч аn - отсутствие, haima - кровь) - снижение содержания гемоглобина в крови при падении его уровня в отдельном эритроците и (или) концентрации эритроцитов в крови. Она может вызываться нарушением синтеза гемоглобина (вследствие недостаточности железа или образования его аномальных форм), кровопотерей, чрезмерным разрушением эритроцитов или их недостаточным образованием. При анемии страдают все системы организма, в первую очередь, вследствие недостаточного поступления кислорода в ткани.

Полицитемия (эритроцитоз) - повышение концентрации эритроцитов - может быть проявлением реакции адаптации, например, у люей, живущих на больших высотах (при низком содержании кислорода в воздухе). Полицитемия опасна из-за повышения вязкости крови, которое может приводить к нарушениям ее циркуляции.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ). При помещении крови в пробирку и предотвращении ее свертывания эритроциты формируют агрегаты в виде монетных столбиков и постепенно оседают на дно. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) зависит от многих факторов и в среднем выше у женщин, чем у мужчин. В норме она равна 5-9 мм/ч (по другим данным - 2-12 мм/ч). Этот показатель определяется при анализе крови и имеет существенное диагностическое значение, поскольку он резко увеличивается при многих инфекционных, воспалительных и онкологических заболеваниях.

Строение эритроцитов

Форма эритроцитов - двояковогнутый диск (рис. 7-2) - определяет более светлую окраску их центральной части по сравнению с периферической. Благодаря такой форме обеспечиваются;

(1)увеличение их поверхности (общая ее площадь составляет у взрослого около 3800 м2, что в 2000 раз превосходит поверхность тела); площадь поверхности каждого эритроцита примерно в 1.5 раза больше, чем у сферы такого же объема;

(2)снижение диффузионного расстояния (между поверхностью и наиболее удаленной от нее части цитоплазмы) - на 30% по сравнению с такими же элементами сферической формы, благодаря чему создаются оптимальные условия для газообмена;

(3)возможность увеличения объема эритроцита без повреждения его плазмолеммы благодаря наличию ее резерва, в частности, способность набухать

вгипотоничной среде;

(4)способность к обратимой деформации при прохождении через узкие и изогнутые капилляры.

-166 -

Рис. 7-2. Эритроциты: трехмерное изображение в СЭМ. На разрезе видна цитоплазма эритроцитов, обладающая высокой электронной плотностью.

Поддержание формы эритроцитов обеспечивается вследствие осмотического равновесия, которое достигается благодаря деятельности ионных насосов в их плазмолемме, а также особыми элементами цитоскелета (см. ниже).

Изменения формы эритроцитов возникают при их старении и в патологических условиях вследствие нарушений осмотического равновесия или (и) дефектов цитоскелета. В частности, сферическая форма эритроцитов, наблюдаемая при врожденном сфероцитозе, сопровождается их неспособностью к растяжению, деформации, осмотической нестойкостью и усиленным разрушением. Форма эритроцитов может изменяться также при образовании патологических форм гемоглобина. Так, точечная мутация гена, связанная с замещением одной аминокислоты в молекуле нормального гемоглобина взрослого человека (НЬА), приводит к появлению гемоглобина Б (НЬБ), который, теряя кислород, подвергается полимеризации с образованием агрегатов, механически деформирующих эритроциты (возможно, вследствие взаимодействия с элементами цитоскелета, связанными с плазмолеммой). Такие эритроциты, приобретающие серповидную форму, характеризуются малой гибкостью и сниженной продолжительностью жизни, свойственной серповиднокле-точной анемии

.

Пойкилоцитоз (от греч. роikilos - разнообразный и cytos, kytos, - клетка) - наличие в крови эритроцитов необычной формы.

- 167 -

Размеры эритроцитов: средний диаметр составляет 1.2-1.5 мкм (с отклонениями в обе стороны для большинства не более 0.5 мкм), толщина в краевой зоне - 1.9-2.5 мкм, в центральной - 1 мкм. По мере старения эритроцитов их размеры несколько уменьшаются.

Макроциты - (от греч. makros - большой, cytos, или kytos - клетка) - крупные эритроциты (с диаметром свыше 9 мкм), их преобладание в мазке крови называется макроцитозом.

Микроциты - (от греч. mikros - мелкий, cytos, или kytos - клетка) - мелкие эритроциты (с диаметром б мкм и менее), их повышенное содержание в мазке именуется микроцитозом.

Анизоцитоз (от греч. аn - отрицание, iso - равный, cytos, или kytos - клетка) - резкие различия в размерах отдельных эритроцитов на мазке.

Плазмолемма эритроцитов является самой толстой (20 нм) и наиболее изученной мембраной из всех биологических мембран. Она содержит рецепторы иммуноглобулинов, компонентов комплемента и ряда других веществ. В ее состав входят многочисленные интегральные и периферические белки, участвующие в транспортных процессах (в качестве ионных насосов, каналов, переносчиков) и обеспечивающие прикрепление элементов цитоскелета. Она обладает гибкостью, прочностью, растяжимостью, резистентностью к окислению, протеолизу и влиянию других повреждающих факторов. На наружной поверхности плазмолемма эритроцитов несет антигены Rh и детерминанты групп крови.

Цитоплазма эритроцитов оксифильна и обладает высокой электронной плотностью (см. рис. 7-2); органеллы в ней отсутствуют, могут встречаться лишь единичные мембранные пузырьки. Она содержит 66% воды, гемоглобин в виде гранул диаметром 4-5 нм, глюкозу, АТФ, ряд ферментов. Основной источник энергии эритроцитов - анаэробный гликолиз.

Цитоскелет эритроцитов образован рядом периферических и трансмембранных белков (рис. 7-3). В его состав входят: спектрин, гликофорин, анкирин, белки полосы 3 и полосы 4.1. Последние два названия отражают положение фракций при электрофорезе белков мембраны эритроцита. Белок полосы 3 выполняет помимо цитоскелетных функций роль анионного транспортного белка, обеспечивающего процессы газообмена.

Спектрин - периферический белок, служащий главным элементом цитоскелета эритроцита. Его молекула состоит из двух перекрученных

- 168 -

цепей - димеров (α- и β), которые стыкуются друг с другом "конец в конец". Он образует гибкую двумерную сеть филаментов на внутренней поверхности плазмолеммы эритроцита. Эти филаменты связаны в узлы с помощью актина и белка полосы 4.1 к прикреплены к трансмембранному белку полосы 3 посредством анкирина. Белок полосы 4.1 может связываться с цитоплазматическим доменом другого трансмембранного белка - гликофорина. В состоянии покоя спектриновые цепи скручены; при деформации в одних участках они распрямляются и вытягиваются, в других - скручиваются еще сильнее, благодаря чему происходит изменение формы эритроцита без изменения площади его поверхности. При более значительной деформации, требующей увеличения поверхности, может нарушиться связь элементов цитоскелета с плазмолеммой, и возникшая деформация станет необратимой или произойдет фрагментация плазмолеммы.

Рис. 7-3. Цитоскелет эритроцитов. Трансмембранные белки - белок полосы 3 (БПЗ) и гликофорин (ГФ) - пронизывают липидный бислой плазмолеммы (ПЯ). Димеры спектрина (СП) - а-СП и р-СП - стыкуются друг с другом "конец в конец”, образуя двумерную сеть филаментов на внутренней поверхности ПЛ эритроцита. Их прикрепление к ПЛ опосредуется анкирином (АНК), связывающим СП с БПЗ, а также комплексами, содержащими актин (АКТ) и белок полосы 4.1 (БП4.1), которые прикрепляют СП к ГФ. Варианты механизмов взаимодействия белков цитоскелета между собой и с мембранными белками выделены рамками.

Благодаря описанному устройству цитоскелета эритроцит обладает гибкостью и способен обратимо деформироваться в мелких сосудах. При врожденном сфероцитозе (см. выше) и некоторых других заболеваниях изменения формы и свойств эритроцитов обусловлены дефицитом спектрина, анкирина и нарушением связывания спектрина с другими белками цитоскелета эритроцита.

- 169 -

Ретикулоциты - молодые формы эритроцитов, недавно поступившие в кровоток из костного мозга. В них сохраняются митохондрии, небольшое число рибосом, центриоль и остатки комплекса Гольджи; ЭПС отсутствует. Суправитальная окраска крезиловым или метиленовым синим вызывает образование агрегатов указанных органелл, которые выявляются в виде базофильной сеточки (лат. - reticulum) в цитоплазме (что обусловило название этих форм). За время созревания ретикулоцита в крови (24-48 ч) в нем завершается сборка подмембранного комплекса элементов цитоскелета, исчезает способность к эндоцитозу, утрачиваются некоторые мембранные рецепторы и возрастает содержание гемоглобина.

Содержание ретикулоцитов в крови составляет в норме у взрослого 0.7-

1% общего числа циркулирующих эритроцитов, что приблизительно соответствует уровню их обновления в течение суток. У детей оно повышено в первые дни после рождения (до 3-5%), особенно у недоношенных (6-7%), затем несколько снижается, но в течение всего первого года жизни превышает уровень, характерный для взрослых.

Увеличение содержания ретикулоцитов (до 50% и более) может происходить вследствие их усиленного выброса костным мозгом при возникновении потребности в быстром повышении числа эритроцитов, например, после массивной кровопотери, внутрисосудистого разрушения (гемолиза) или при подъеме на высоту.

Старение эритроцитов связано с: (1) нарушением целостности подмембранного цитоскелетного комплекса, (2) изменениями в самой мембране - ее химического состава, заряда, нарушением деятельности ее ионных насосов,

(3)снижением активности ферментных систем восстановления гемоглобина и

(4)изменением его состава.

Гибель эритроцитов. Старые эритроциты, утрачивая гибкость молодых, теряют способность к прохождению через наиболее узкий участок сосудистого русла человека - щелевидные поры в эндотелии венозных синусов селезенки шириной 0.5-3 мкм. В красной пульпе селезенки они подвергаются дополнительным повреждающим воздействиям, длительно пребывая при низких значениях pH и малом содержании глюкозы. Измененные вследствие метаболических нарушений гемоглобины, связываясь с молекулами белка полосы 3, вызывают их агрегацию в кластеры. К последним на поверхности плазмолеммы присоединяются иммуноглобулины (IgG), которые обеспечивают распознавание и поглощение старых эритроцитов макрофагами.

- 170 -