Количество и функции гемоглобина крови. Виды (фракции) гемоглобина и его соединения.

Гемоглобин (Нb) - хемопротеин, содержащийся в эритроцитах. Молекулярная масса - 66000 дальтон. Молекулу гемоглобина образуют четыре субъединицы, каждая из которых включает гем, соединенный с атомом железом, и белковую часть - глобин. Гем синтезируется в митохондриях эритробластов, глобин - в их рибосомах. У взрослого человека гемоглобин содержит две - и две -полипептидных цепи. Он называется А-гемоглобином (adult-взрослый). В зрелом возрасте составляет основную часть гемоглобина. В первые три месяца внутриутробного развития в эритроцитах находится гемоглобин типа GI и G2 (Gower). В последующие периоды внутриутробного развития и в первые месяцы после рождения основную часть составляет фетальный гемоглобин (F-гемоглобин). В его структуре две - и две -полипептидные цепи. При рождении до 50-80% гемоглобина составляет F-гемоглобин, 20-40% - А-гемоглобин. Ранние гемоглобины имеют большую кислородную емкость.

Гем содержит атом 2-х валентного железа, который легко соединяется с кислородом и легко отдает его. Валентность железа не изменяется. Один грамм гемоглобина способен связывать 1,34 мл кислорода. Соединение гемоглобина с кислородом, образующееся в капиллярах легких, - оксигемоглобин (HbO2), имеет ярко алый цвет. Гемоглобин, отдавший кислород в капиллярах тканей, - дезоксигемоглобином (восстановленным) (Hb), темно-вишневая окраска. От 10 до 30% углекислого газа, поступающего из тканей в кровь, соединяются с амидной группировкой гемоглобина. Образуется легко диссоциирующее соединение карбгемоглобин (HbCO2). В этом виде часть углекислого газа транспортируется к легким.

В некоторых случаях гемоглобин образует патологические соединения. При отравлении угарным газом - карбоксигемоглобин (HbCO). Сродство гемоглобина с окисью углерода значительно выше, чем с кислородом, скорость диссоциации карбоксигемоглобина в 200 раз меньше, чем оксигемоглобина. Присутствие в воздухе даже 1% угарного газа приводит к прогрессирующему увеличению количества карбоксигемоглобина и угарному отравлению. Кровь теряет способность переносить кислород. Развивается гипоксия мозга и других тканей. Угарное отравление сопровождается сильной головной болью, тошнотой, рвотой, судорогами, потерей сознания и смертью.

При отравлении сильными окислителями, например нитритами, марганцевокислым калием, красной кровяной солью, образуется метгемоглобин (MetHb). В этом соединении гемоглобина железо становится трехвалентным. Метгемоглобин - слабо диссоциирующее соединение. Не отдает кислород тканям.

В норме - у мужчин содержится 132-164 г/л гемоглобина. У женщин - 115-145 г/л. Количество гемоглобина снижается при кровопотерях, интоксикациях, нарушениях эритропоэза, недостатке железа, витамина В12 и т.д.

Функции лейкоцитов. Лейкограмма. Физиологические лейкоцитозы.

Лейкоциты — белые кровяные клетки; неоднородная группа различных по внешнему виду и функциям клеток крови человека или животных, выделенная по признакам наличия ядра и отсутствия самостоятельной окраски.

Основная масса - нейтрофильные гранулоциты. Зрелые клетки этого ряда — сегментоядерные нейтрофильные гранулоциты — подвижные, высокодифференцированные и высокоспециализированные клетки крови, которые тонко реагируют на функциональные и органические изменения в организме, выполняя фагоцитарную и бактерицидную функции. Общее количество зрелых и созревающих клеток нейтрофильного ряда в костном мозге составляет 61,6-1010, количество нейтрофильных гранулоцитов в периферической крови в среднем - 2,3-1010 клеток, почти в 30 раз меньше, чем в костном мозге.

В физиологических условиях нейтрофильные гранулоциты в кровяном русле распределяются на две приблизительно равные части — пристеночный (маргинальный) пул и центральный, находящийся в центре кровотока. При эмоциональном напряжении, после приема пищи, введения ряда гормонов (катехоламинов, гликокортикостероидов, этиохолоналона и др.) происходит перераспределительный лейкодитоз - лейкоциты из маргинального пула поступают в центральный.

Продолжительность жизни нейтрофильных гранулоцитов в среднем 14 дней, из них пять-шесть дней они созревают и задерживаются в синусах костного мозга, от 30 мин до двух дней циркулируют в периферической крови, шесть-семь дней находятся в тканях, откуда уже не возвращаются в кровяное русло. При полном прекращении процессов пролиферации костный мозг способен поддерживать количество нейтрофильных гранулоцитов в периферической крови на нормальном уровне в течение шести дней.

Важнейшие функции нейтрофильных гранулоцитов - способность к фагоцитозу и выработке ряда ферментов, оказывающих бактерицидное действие, их способность проходить через базальные мембраны, между клетками и перемещаться по основному веществу соединительной ткани.

Как фагоцитоз, так и движение гранулоцитов — активные процессы, сопряженные с энергетическими затратами, которые обеспечиваются благодаря запасам гликогена в организме и наличию гликолитических ферментов в этих клетках. Фагоцитоз нейтрофильных гранулоцитов - их специфическая функция, осуществляется лишь при созревании клеток.

Нейтрофильные гранулоциты обладают высокой метаболической активностью. Их специфическая зернистость содержит около 35 различных ферментов, способных разрушать основные классы биологических соединений.

Биологическое значение нейтрофильных гранулоцитов - доставляют в очаг воспаления большое количество разнообразных протеолитических ферментов, играющих важную роль в процессе рассасывания некротических тканей. Доказана способность продуктов распада нейтрофильных гранулоцитов стимулировать лейкоцитопоэз и видывать усиленную пролиферацию и дифференциацию гранулоцитарных элементов и костном мозге. Циркулирующие в крови продукты распада лейкоцитов могут оказывать влияние на высвобождение зрелых гранулоцитов из костного мозга.

Гранулоциты могут выделять в кровь вещества, обладающие бактериальными и антитоксическими свойствами, также пирогенные вещества, вызывающие лихорадку, и вещества, поддерживающие воспалительный процесс.

При изучении аллергических реакций большое внимание уделяется сегментоядерным нейтрофильным гранулоцитам. Нейтрофильные гранулоциты не вырабатывают антитела, но, адсорбируя их в своей оболочке, могут доставлять к очагам инфекции. Захватывая антиген с антителом, они переваривают весь комплекс, сами подвергаются альтерации с последующим лизисом и высвобождением БАВ, резко повышающих проницаемость стенок сосудов. В нейтрофильных гранулоцитах обнаружены вещества, обладающие тромбопластиновой активностью, наличие в них катепсинов и трипсина способствует участию в процессах фибринолиза.

Эозинофильные гранулоциты содержатся в периферической крови в небольшом количестве. В крупной и обильной зернистости их цитоплазмы содержатся белки, липиды, фосфор, железо, гистамин, РНК, ферменты, участвующие в окислительно-восстановительных и иммунных процессах. Зернистость эозинофильных гранулоцитов устойчива к аутолитическим ферментам, трипсину, но растворяется в концентрированных кислотах и щелочах. Она представляет собой цитоплазматические вакуоли, содержащие кристаллоидные вещества митохондриального происхождения.

Основные функции эозинофильных гранулоцитов - не в кровяном русле, а в тканях. Эозинофильные гранулоциты довольно подвижны и, покидая ток крови, образуют скопления в тканях и органах. Обладают также фагоцитарной активностью, которая выражена значительно слабее, чем у нейтрофильных гранулоцитов.

Участие эозинофильных гранулоцитов в иммунных реакциях - предотвращают генерализацию иммунного ответа, ограничивая иммунную реакцию организма местным процессом на уровне подслизистого или подэпителиального слоя. Подавляют реакцию гиперчувствительного немедленного типа, выделяя для этого целый ряд инактивирующих ферментов (гистаминазу, арилсульфатазу B, фосфолипазу D, простагландины E1 и E2 и др.). Участие в развитии иммунитета при гельминтозах - в киллерном (цитотоксическом) эффекте этих клеток, поэтому гиперэозинофилию при гельминтозах следует рассматривать как защитную реакцию.

Гранулы базофильных гранулоцитов растворимы в воде, содержат жиры и ферменты — пероксидазу и оксидазу, гепарин и гистамин, участвуют в образовании серотонина. Базофильные гранулоциты содержат активные медиаторы сосудистых реакций и процессов гемокоагуляции, регуляторов сосудистого тонуса; их исследование имеет диагностическое значение при геморрагическом диатезе, аллергических заболеваниях, нарушениях сосудистой проницаемости различного происхождения.

Моноциты — довольно многочисленные клетки периферической крови, обладающие высокой метаболической активностью. В их цитоплазме - липаза, протеолитические ферменты, пероксидазы, карбоангидраза, РНК. С помощью цитохимических реакций выявляются гликоген, липиды, фосфолипиды. Специфический фермент моноцитов, как и макрофагов, - α-нафтилацетатэстераза, подавляемая фторидом натрия.

Благодаря высокому содержанию липазы моноциты-макрофаги активно действуют на микроорганизмы с липидной оболочкой. Способность моноцитов к самостоятельному амебоидному движению, к фагоцитозу остатков клеток, мелких инородных тел, малярийных плазмодиев, микобактерий туберкулеза определяет роль этих клеток в компенсаторных и защитных реакциях организма. Моноциты находятся в крови до трех суток, способны к рециркуляции и свободно обмениваются с большим внесосудистым пулом (главным образом, в селезенке и легких), который в 25 раз превышает количество моноцитов в крови.

Лимфоциты довольно быстро передвигаются и обладают способностью проникать в другие ткани, где могут находиться длительное время. Они являются центральным звеном в специфических иммунологических реакциях как предшественники антителообразующих клеток и как носители иммунологической памяти.

Лимфоциты принимают участие в реакциях отторжения трансплантата и местных аллергических реакциях. В организме лимфоциты передают клеткам информацию, поддерживающую функцию и постоянный уровень дифференциации клеток тканей, осуществляют трофические и репаративные процессы, участвуют в выведении токсических продуктов белкового обмена.

Лимфоциты, циркулирующие в крови, выполняют различные функции. Большинство относится к T-лимфоцитам (тимусзависимым) — 50-70%, меньшая часть – B-лимфоциты — 15-25%. T-лимфоциты участвуют главным образом в реакциях клеточного, а B-лимфоциты — гуморального иммунитета. Морфологически T- и B-лимфоциты у человека неразличимы.

В зависимости от участия в иммунологической реакции T-лимфоциты делят на четыре группы:

1)клетки иммунологической памяти - узнающие чужеродный антиген и дающие сигнал к началу иммунологической реакции (антиген-реактивные клетки);

2)эффекторы, осуществляющие иммунный ответ (антителопродуценты, эффекторы гиперчувствительности замедленного типа); основными клетками этой группы - Т-киллеры — цитотоксические клетки, уничтожающие клетки трансплантата и мутантные клетки организма, в том числе опухолевые;

3)T-хелперы, обеспечивающие образование эффекторов, определяющие направление и выраженность иммунного ответа;

4)супрессоры, тормозящие начало иммунного ответа и осуществляющие окончание этой реакции. Общим для всех Т-лимфоцитов является наличие на их поверхности тимусного человеческого лимфоцитарного антигена. Этот T-антиген обнаруживается на всех тимоцитах, в периферической крови — на 50-90% лимфоцитов.

B-лимфоциты развиваются из костномозговых предшественников. В процессе созревания проходят стадию пре-пре-B-лимфоцита, не имеющего рецепторов к иммуноглобулинам, стадию пре-В-лимфоцита, имеющего в цитоплазме тяжелые μ-цепи, и стадию раннего B-лимфоцита, имеющего на мембране клетки IgM. Дальнейшее созревание B-лимфоцитов происходит в периферической крови.

Дифференцировка B-лимфоцитов как антигенозависимых клеток происходит в зародышевых центрах фолликулов периферических лимфатических органов, которые появляются сразу после рождения. Это преимущественно оседлые клетки, мигрирующие значительно меньше T-лимфоцитов. В функциональном отношении B-лимфоциты также представляют собой неоднородную группу клеток. Среди них есть антителопродуценты (продуцирующие иммуноглобулины) — наиболее многочисленная группа, киллеры, супрессоры и клетки иммунологической памяти.

Клетки-киллеры естественные (нулевые клетки) составляют в периферической крови 5-10% общего числа лимфоцитов. Это клетки, не имеющие T- и B-маркеров. Эта группа включает стволовые клетки костного мозга, ранние предшественники T- и B-лимфоцитов.

Лимфоциты содержат катепсин, нуклеазу, амилазу, липазу, нейтральную неспецифическую эстеразу, β-глюкуронидазу, кислую фосфатазу, сукцинатдегидрогеназу, цитохромоксидазу, аргинин, гистидин, гликоген.

Характерен высокий обмен РНК и белков. T-лимфоциты, в отличие от B-лимфоцитов, содержат аденозиндезаминазу и пуриннуклеозидфосфорилазу.

Различают следующие виды физиологических лейкоцитозов:

1)пищевой (после приема пищи. Число лейкоцитов увеличивается незначительно (в среднем на 1-3 тыс. в мкл) и редко выходит за границу верхней физиологической нормы. Наиболее интенсивно число лейкоцитов возрастает после приема белковой пищи, что объясняется её антигенным характером. Большое количество лейкоцитов скапливается в подслизистой основе тонкого кишечника. Здесь они осуществляют не только защитную функцию (препятствуют попаданию чужеродных агентов в кровь и лимфу), но и принимают участие в переваривании пищи, осуществляя внутриклеточное пищеварение. Лейкоцитоз носит перераспределительный характер и обеспечивается поступлением лейкоцитов в циркуляцию из депо крови);

2)миогенный (после тяжелой и даже непродолжительной мышечной нагрузки. Число лейкоцитов может возрастать в 3-5 раз. Особенно резко количество лейкоцитов увеличивается при беге на марафонские дистанции, при игре в футбол, хоккей, баскетбол. Возрастание числа лейкоцитов происходит главным образом за счет нейтрофилов, может наблюдаться и повышение количества лимфоцитов. Увеличение числа лейкоцитов после интенсивной мышечной работы сохраняется на протяжении нескольких часов. Огромное количество лейкоцитов при физической нагрузке скапливается в мышцах. Лейкоцитоз носит в основном перераспределительный характер, но при этом происходит мобилизация клеток из костномозгового резерва. После интенсивной мышечной нагрузки отмечается оживление костномозгового кроветворения);

3)эмоциональный и при болевом раздражении (редко достигает высоких значений. Носит перераспределительный характер и, в основном, связан с увеличением числа нейтрофилов);

4)овуляторный (характеризуется незначительным повышением числа лейкоцитов при одновременном снижении количества эозинофилов. Характерный его признак - обязательное увеличение 17-ОКС (17-оксикортикостероидов: гидрокортизон, кортизон, кортексолон и продукты их метаболизма) в крови);

5)при беременности (большое количество лейкоцитов скапливается в подслизистой основе матки. Лейкоцитоз, в основном, носит местный характер. Смысл - не только предупредить попадание инфекции в организм роженицы, но и стимулировать сократительную функцию матки);

6)во время родов (число лейкоцитов увеличивается за счет повышения количества нейтрофилов. Содержание белых кровяных телец уже в начале родового акта может достигать более 30000 в 1 мкл. Послеродовый лейкоцитоз сохраняется на протяжении 3-5 дней и, в основном, связан с поступлением лейкоцитов из депо крови и костномозгового резерва);

7)повышение числа лейкоцитов может наблюдаться во время судорожных припадков, независимо от причин, их вызвавших. При этом число лейкоцитов достигает внушительных цифр (до 20000 и более в 1 мкл). Лейкоцитозы с преимущественным увеличением числа нейтрофилов сопровождают тошноту и рвоту.