2 курс / Нормальная физиология / Нормальная_физиология_практикум_Часть_1_Зинчук_В_В_2014

таламуса. увеличивает. образование. эритропоэтина,. а. разрушение. супраоптических.ядер.гипоталамуса.ингибирует.эритропоэз.

Регуляция.эритропоэза:

активаторы.(мужские.половые.гормоны,.эритропоэтин,.тропные.гормоны.аденогипофиза,.адренокортикотропный.гормон,.тиреотропный.гормон,.гонадотропные.гормоны,.соматотропин,.гипофизарный.и.плацентарный.пролактин,.тиреоидные.гормоны,.инсулин,. витамины.(В12,.В6,.аскорбиновая.кислота),.микроэлементы,.активация.симпатического.отдела.ВНС);

ингибиторы. (женские. половые. гормоны,. глюкагон,. эритроцитарные.кейлоны,.активация.парасимпатического.отдела.ВНС).

Механизм.активации.эритропоэза:гипоксия;

активация.гипоксического.индуцибельного.фактора.(HIF-1);повышение.транскрипции.гена,.кодирующего.эритропоэтин;увеличение.синтеза.эритропоэтина.(почки,.печень.и.др.);активация.эритропоэза.

В. регуляции. содержания. эритроцитов. важную. роль. играет. эритропоэтин.—.глюкопротеид,.синтезируемый.в.основном.в.поч- ках.и.стимулирующий.эритропоэз.(появляется.в.крови.при.кисло- родном.голодании)..Основное.место.его.синтеза.—.юкстагломеру- лярный. аппарат. почки.. Он. активируется. особым. гипоксическим. индуцибельным.фактором.(HIF-1),.который.является.гетеродиме- ром,.состоящим.из.α-.и.β-субъединиц,.последняя.экспрессируется. конститутивно.и.не.зависит.от.рО2,.а.первая.не.определяется.при. гипоксии.. Его. специфические. гены-мишени. обеспечивают. адаптацию.к.гипоксии.и.стимуляцию.ангиогенеза..В.присутствии.кис- лорода.ген.VHL.связывает.гидроксилированные.пролины.α-субъ- единицы. . гипоксического. индуцибельного. фактора,. что. вызывает. его. убиквитинизацию. и. деградацию.. При. гипоксии. этот. фактор. не. гидроксилируется. и. не. связывается. с. VHL,. в. результате. чего. его. содержание. в. клетке. увеличивается,. что. ведет. к. повышению. транскрипции. его. генов-мишеней,. кодирующих. эритропоэтин,. транспортеры.глюкозы,.гликолитические.энзимы.и.др.

В.настоящее.время.в.клинической.практике.созданы.препараты. эритропоэтины,.которые.используются.для.лечения.анемий..Также. эта. субстанция. относится. к. средствам. допинга. и. запрещена. для.

использования.в.спорте..Известны.случаи.дисквалификации.спортсменов,. использовавших. эритропоэтин. для. увеличения. кислородной.емкости.крови.

1.3. лейкоциты

1.3.1. Структурно-функциональная характеристика

Лейкоциты. (белые. кровяные. тельца). —. бесцветные. клетки. крови,. имеющие. ядра. и. не. содержащие. гемоглобина.. Функции. лейкоцитов.в.организме.различны..Они.осуществляют.фагоцитоз,. являющийся. важным. компонентом. защиты. организма. от. инфекции..Рост.количества.лейкоцитов.именуется.лейкоцитозом..Он.наблюдается. при. физических. нагрузках,. эмоциональном. напряжении,.болевом.стрессе,.после.приема.пищи,.во.время.беременности. (физиологический.лейкоцитоз).

Функции.лейкоцитов.в.организме.различны..Для.лейкоцитов. характерен.феномен.адгезии.—.взаимодействие.клеток.друг.с.дру- гом. и. последующее. прикрепление. к. эндотелиоцитам,. осуществляемое. посредством. экспрессии. комплементарных. адгезивных. молекул..Адгезия.осуществляется.при.участии.молекул.клеточной. адгезии.(интегрины,.селектины.и.др.)..Интегрины.—.это.семейство. мембранных. белков-рецепторов. внеклеточного. матрикса,. обеспечивающих. клеточную. адгезию. (например,. фибронектин,. ламинин).. Лейкоциты. способны к амебоидному движению. (скорость. движения.—.до.40.мкм/мин)..Также.для.них.характерен.хоуминг.—. способность. клеток. крови. к. миграции. в. определенный. участок. ткани.. В. лейкоцитах. содержатся. особые. ферменты. —. протеазы,.

пептидазы,. липазы,. диастазы,. нуклеазы,. фосфатазы. и. другие,. играющие.роль.в.защите.организма.от.инфекций..Апоптоз.(греч.. apoptosis. —. опадание. листьев). —. это. физиологический. процесс. программируемой.гибели.клеток,.сопровождаемый.набором.характерных.цитологических.признаков.(маркеров.апоптоза).и.молекулярных. процессов.. Диапедез. —. миграция. лейкоцитов. из. сосудистого. русла. через. межэндотелиальное. пространство. в. окружающую. ткань.

Защитная. функция. крови. реализуется. через. специфические. и. неспецифические. (гуморальные. и. клеточные). механизмы.. При.

повторной.встрече.с.антигеном.механизмы.иммунной.защиты.реагируют.более.быстро.

Комплемент. —. это. цитолитический. комплекс,. образуемый. из.белков.плазмы.и.обеспечивающий.протекание.реакции.«анти- ген.—.антитело».. Данная. система. протеолитических. ферментов. обеспечивает. гуморальную. защиту. организма. от. действия. чужеродных.агентов.(компонент.как.врожденного,.так.и.приобретенного. иммунитета).. Включает. около. 20. взаимодействующих. компонентов:. С1. (комплекс. из. трех. белков),. С2,. С3,. ...,. С9,. фактор. В,. фактор.D.и.ряд.регуляторных.белков..Его.активация.осуществляется.тремя.путями:.классическим,.альтернативным.и.лектиновым.. Первый. реализуется. при. участии. антител,. а. другие. могут. быть. активизированы. антигенами. без. них.. Антитела. —. γ-глобулины. крови,. взаимодействующие. с. определенными. антигенами. и. обезвреживающие.микроорганизмы.и.чужеродные.белки..Особая.роль. в. защитных. процессах. принадлежит. цитокинам,. т.е.. белкам,. вырабатываемым. клетками. и. выполняющим. функцию. межклеточных. медиаторов. при. иммунном. ответе. (например,. интерлейкины).. В. 1980. г.. из. альвеолярных. макрофагов. кролика. были. выделены. антимикробные.пептиды,.которые.назвали.дефензинами..Эти.пептиды. являются. важными. компонентами. иммунной. системы.. Это. семейство. низкомолекулярных. (4-kD),. богатых. цистеином. катионных. пептидов,. способных. к. киллингу. бактерий,. грибов. и. оболо- чечных.вирусов..Основное.депо.α-дефензинов.в.организме.—.ней- трофилы.

Фагоцитоз.(греч..fago.—.пожирать.и.cyto.—.клетка).—.захват. и.элиминация.лейкоцитом.микроорганизмов.или.инородных.субстанций. (один. лейкоцит. может. фагоцитировать. до. 15–20. бактерий)..Явление.фагоцитоза.открыл.в.1883.г..И.И..Мечников,.за.что. в. 1909. г.. он. был. награжден. Нобелевской. премией.. Следует. подчеркнуть,. что. фагоцитоз. —. активный. физиологический. процесс,. при.котором.интенсивно.потребляются.кислород.и.глюкоза..Часть. утилизируемого.кислорода.превращается.в.активный.радикал.супероксид. и. перекись. водорода,. которые. обладают. выраженными. окислительными. свойствами. и. непосредственно. отвечают. за. разрушение.бактерий.

Стадии.фагоцитоза:хемотаксис;аттракция;

34 Глава 1. Физиология крови

поглощение;киллинг.

Образование.активных.форм.кислорода.и.азота.в.лейкоцитах:

. H2O2 + Cl− миелопероксидаза→ HOCl + OH−

.O2 + e → O•2.(НАДФН-зависимые.оксидазы)

По. наличию. в. лейкоцитах. особых. окрашивающихся. гранул. их. делят. на. гранулоциты. (нейтрофилы,. базофилы,. эозинофилы). и.агранулоциты.(лимфоциты,.моноциты)..

1.3.2. Гранулоциты

Гранулоциты.составляют.примерно.50–70.%.всех.лейкоцитов.. По.способу.фиксации.и.окраски.гранул.их.подразделяют.на.нейтрофилы,. эозинофилы. и. базофилы.. Лейкоцитарная. формула. показывает.распределение.различных.фракций.белых.клеток.крови,. выражаемое.в.процентах.(табл..1.2).

Нейтрофилы.—.наиболее.многочисленная.фракция.гранулоци- тов.(93–96.%)..Это.полиморфноядерные.клетки..Зрелый.нейтро- фил.имеет.умеренно.компактное.ядро.палочковидной.или.полисегментированной.формы..Их.гранулы.представляют.собой.сферические. образования.размером.5–8.нм.и.содержат.кислую фосфатазу,.глюкуронидазу,.фосфолипазу,.нейраминидазу,.катепсин,.фагоцитин,.

лизоцим.и.другие.активные.вещества..Нейтрофилы.обеспечивают. неспецифическую.защиту.организма..Это.наиболее.многочисленные.клетки..Время.циркуляции.в.сосудистом.русле.невелико.(до. 8.часов)..Основная.часть.их.депонирована.в.костном.мозге.(около. 60.%),.легких,.селезенке.и.других.тканях.(около.40.%),.а.в.периферической.крови.содержится.всего.около.1.%..Примерно.полови- на.гранулоцитов.крови.находится.в.крупных.сосудах,.а.вторая.—. секвестрирована. в. капиллярах. (маргинальный. гранулоцитарный. пул)..Нейтрофилы,.мигрировавшие.в.ткани,.как.правило,.обратно. в.сосудистое.русло.не.возвращаются.(тканевая.фаза.является.завершающей)..При.острых.инфекционных.заболеваниях.их.количество. быстро.возрастает..Нейтрофилы.фагоцитируют.бактерии,.продукты.их.распада..Гной.состоит,.в.основном,.именно.из.нейтрофилов. и.их.обломков..Эти.клетки.специфичны.для.пола:.у.женщин.в.не- которых.нейтрофилах.есть.особые.образования.—.соединения.сег- ментов.ядра.

Эозинофилы. (2–4. %. от. количества. всех. лейкоцитов). также. способны.к.фагоцитозу,.однако.обладают.меньшей.бактерицидной. активностью,.чем.нейтрофилы.(в.их.гранулах.содержится.меньше. пероксидаз)..Эозинофилы.характеризуются.суточным.ритмом.изменения.их.содержания..Ночью.их.количество.наибольшее,.а.утром. наименьшее.—.на.30.%.меньше.среднесуточного.уровня,.что.обу- словлено. изменением. содержания. глюкокортикоидов. коры. надпочечников.. После. циркуляции. в. крови. эозинофилы. мигрируют. в.ткани,.где.находятся.около.80.суток..В.тканях.эозинофилов.при-

мерно.в.100.раз.больше,.чем.в.кровотоке..При.аллергических.реакциях. число. эозинофилов. существенно. возрастает. (эозинофилия).. Они.участвуют.и.в.других.иммунных.реакциях.

Базофилы.находятся.в.сосудах.несколько.часов,.их.число.невелико.(около.1.%),.время.циркуляции.около.24.часов,.содержат. гепарин. и. гистамин.. Базофилы. участвуют. в. реакциях. гиперчувствительности.немедленного.типа..Являются.источником.образования.ряда.физиологически.активных.веществ:.гепарин,.гистамин,. калликреин.и.др..В.целом.функции.базофилов.сходны.с.функцией. тучных.клеток.

1.3.3. Агранулоциты

К.агранулоцитам.относятся.лимфоциты.и.моноциты. Лимфоциты.—.главные.клеточные.элементы.иммунной.системы.

организма,. узнающие. чужеродные. антигены. и. вырабатывающие. антитела. против. них.. Они. образуются. в. лимфатических. узлах,. миндалинах,. селезенке,. тимусе,. пейеровых. бляшках,. аппендиксе,. костном.мозге..Известны.короткоживущие.(срок.жизни.несколько. суток;.в.периферической.крови.составляют.до.30.%).и.долгоживущие.(170.суток).лимфоциты..Из.«нулевых».лимфоцитов.в.зависимости.от.места.дифференцировки.образуются.различающиеся.по. структурно-функциональной. организации. Т-клетки. (вилочковая. железа).и.В-клетки.(лимфоидные.узлы,.у.птиц.—.бурса),.которые. обеспечивают. механизмы. специфической. клеточной. и. гуморальной.защиты.

В. бурсе. и. других. лимфоидных. тканях. формируются. В-лим- фоциты,.определяющие.гуморальный.иммунитет,.т.е..образующие. в.ответ.на.антигенную.стимуляцию.специфические.антитела..Последние,. связываясь. с. антигеном,. вызывают. его. преципитацию. (осаждение)..Среди.В-лимфоцитов.выделяют.субпопуляции:

клетки.памяти.(обеспечивают.хранение.информации.о.контакте.с.антигеном);

хелперы.(участвуют.в.передаче.антигенного.сигнала);супрессоры.и.контрсупрессоры.(обеспечивают.процессы.са-

морегуляции);киллеры,.или.эффекторы.(осуществляют.элиминацию.чуже-

родного.агента).

Взаимодействие. лейкоцитов. с. фактором. антигенной. природы. приводит. к. запуску. сложных. процессов. со. стороны. макрофагов,. активации.В-лимфоцитов,.их.дифференцировке,.в.результате.чего. образуются. различные. иммуноглобулины. (JgG,. JgA,. JgM. и. др.).. В-лимфоциты.способны.образовывать.комплекс.«антиген.—.анти- тело»,. который. обеспечивает. элиминацию. чужеродного. фактора.. В. функциональном. отношении. В-лимфоциты. достаточно. разнородны,.но.морфологически.их.дифференцировать.сложнее..Часть. лимфоидных.клеток.не.дифференцирована.(так.называемые.нулевые. лимфоциты).. При. необходимости. эти. клетки. могут. превращаться. в. Т-. и. В-лимфоциты. и. в. другие. специализированные. клетки.

Лимфоциты,.созревающие.в.тимусе,.называются.Т-лимфоци- тами..Они.определяют.специфический.клеточный.иммунитет..При. контакте. с. антигеном. происходит. пролиферация. (размножение). клеток,.способных.взаимодействовать.именно.с.ним,.и.в.результате. этого.взаимодействия.антиген.разрушается..Существует.несколько. субпопуляций.Т-клеток:.Т-киллеры.(убивающие.бактерии),.Т-хел- перы. (содействующие. активации. киллеров),. Т-супрессоры. (угнетающие.клеточный.иммунитет),.эффекторы гиперчувствительности замедленного типа.(выделяющие.гуморальные.медиаторы.—.лим- фокинины,. которые. изменяют. поведение. других. клеток).. К. ним. относятся. факторы:. активации. макрофагов,. ингибирования. миграции.макрофагов,.хемотаксические.(для.нейтрофилов,.эозинофилов,. базофилов).. Существуют. также. лимфоциты,. узнающие. чужеродные. антигены. и. дающие. сигнал. к. началу. иммунного. ответа. —.

клетки иммунологической памяти. Различают:О-лимфоциты.—.до.10.%;

Т-лимфоциты. —. 60. %. (хелперы,. амплифайеры,. киллеры,. клетки.памяти,.супрессоры,.контрсупрессоры);

В-лимфоциты.—.25–30.%.(эффекторы,.хелперы,.клетки.па- мяти,.супрессоры).

К. механизмам. гуморальной. неспецифической. защиты. относятся:

система.комплемента;кининовая.система;пропердиновая.система;лейкины,.плакины.и.др.

Моноциты. —. наиболее. крупные. по. размерам. лейкоцитарные. клетки.(до.20.мкм)..Эти.клетки.образуются.в.костном.мозге..Их.ко- личество.составляет.3–11.%.от.числа.всех.лейкоцитов..Они.крупнее. прочих.клеток.крови.(диаметр.зрелой.клетки.16–20.мкм)..Их.на- зывают.мусорщиками.организма..Через.образования.ряда.цитокинов. (интерлейкины,. интерфероны. и. др.). участвуют. как. в. защитных.реакциях,.так.и.в.процессах.системы.гемостаза.(коагуляция,. фибринолиз)..Моноциты.через.2–3.суток.после.нахождения.в.со- судах.перемещаются.в.окружающие.ткани,.преобразуясь.в.тканевые.макрофаги..Они.обеспечивают.механизмы.специфической.защиты.. Созревая,. моноциты. превращаются. в. тканевые. макрофаги. и. приобретают. специфические. свойства. в. зависимости. от. того,. в.какой.ткани.они.находятся..Выйдя.из.кровяного.русла,.они.уже. не. могут. вернуться. обратно.. Время. циркуляции. моноцитов. составляет. около. 72. часов.. Макрофаги. играют. важную. роль. в. воспалительных. процессах. (фагоцитоз,. выделение. физиологически. активных. веществ,. взаимодействие. с. плазменными. и. тканевыми. факторами).и.в.иммунном.ответе..Макрофаги,.как.и.нейтрофилы,. способны. продуцировать. эндогенный. пироген. —. специфический. белок,.выделяемый.при.фагоцитозе.и.вызывающий.подъем.температуры. тела. посредством. воздействия. на. терморегуляторные. центры..Возникающая.гипертермия.способствует.борьбе.организма.с.инфекцией.

Необходимо. иметь. в. виду,. что. количественное. соотношение. различных. форм. лейкоцитов. (лейкоцитарная. формула). при. инфекционных.заболеваниях.может.существенно.меняться..Это.служит.хорошим.критерием.для.диагностики.ряда.заболеваний.

1.3.4. Функциональная система, определяющая оптимальное количество форменных элементов крови

Полезным. приспособительным. результатом. функциональной. системы,.определяющей.оптимальное.количество.форменных.элементов.крови,.является.уровень.в.крови.тех.или.иных.форменных. элементов.. Значения. этих. параметров. могут. колебаться. в. широком. диапазоне.. Рецепция. результата. осуществляется. интерорецепторами,.контролирующими.содержание.форменных.элементов. и. находящимися. главным. образом. в. костном. мозге,. селезенке,.

лимфатических. узлах.. Центральное. звено. системы. предположительно.находится.в.гипоталамической.области..Получая.информацию. об. изменении. количества. форменных. элементов. крови,. центральный. аппарат. включает. ряд. нервных. и. гуморальных. исполнительных.механизмов.

Процесс.образования.лейкоцитов.в.организме.называется.лейкопоэзом.. Обычно. он. протекает. в. кроветворной. ткани. костного. мозга..Субстанции,.стимулирующие.лейкопоэз,.называются.лейкопоэтинами..Важное.значение.в.регуляции.количества.лейкоцитов. принадлежит.гормональным.факторам..Глюкокортикоиды.и.андрогены.увеличивают.лейкопоэз,.а.эстрогены.и.тироксин.его.ингибируют..Существуют.соответственно.факторы,.активирующие.тром- боцитопоэз,.—.тромбоцитопоэтины.

Эффекторные.механизмы.этой.системы.вносят.неодинаковый. вклад.в.формирование.оптимального.количества.форменных.элементов..Ведущим.звеном.в.регуляции.данной.константы.является. соотношение. между. процессами. гемопоэза. и. кроворазрушения.. Кроме.того,.имеет.значение.сосудистый.компонент,.изменение.скорости.кровотока,.объема.депонирования,.гемореологических.свойств. (деформируемости.эритроцитов),.а.также.кратко-.и.долгосрочные. механизмы.регуляции,.степень.их.интеграции..Для.данной.функциональной. системы. характерно. наличие. не. только. внутреннего. звена. саморегуляции,. но. также. местного. механизма. саморегуляции.(разрушенные.элементы.крови.влияют.на.гемопоэз).

1.3.5. Кислотно-основное состояние крови

Кислотно-основное. состояние. крови. в. значительной. степени. определяется.функциональным.состоянием.организма..Водородный. показатель.(рН).крови.является.жесткой константой..Его.значение.определяет.состояние.многих.процессов,.протекающих.в.организме.. Величина. pH. колеблется. в. артериальной. крови. от. 7,36. до.7,43,.в.венозной.от.7,34.до.7,40..Этот.параметр.крови.характеризуется.относительной.стабильностью,.несмотря.на.непрерывное. поступление. кислых. (лактат,. пируват,. углекислота). и. щелочных. (бикарбонат,. аммиак). продуктов. обмена.. В. течение. суток. в. организме.образуется.13.моль.Н+.и.0,7.ммоль.нелетучих.кислот..Колебания.рН.изменяют.тканевую.концентрацию.Na+.и.других.ионов,.

влияют. на. протонный. потенциал. мембран. и,. следовательно,. на. синтез.АТФ,.на.активность.различных.ферментов.и.конформацию. белков.

Уравнение Гендерсона — Гассельбальха.описывает.величину. рН.в.буферных.системах.(на.примере.бикарбонатного.буфера):

где. pK. —. константа. диссоциации. (6,1);.[HCO3− ]. —. концентрация. HCO3−,.ммоль/л;.[CO2].—.концентрация.СО2,.ммоль/л.

Полезным. приспособительным. результатом. функциональной. системы,. определяющей. оптимальное. значение. pН. в. организме,. является.содержание.водородных.ионов,.определяющее.нормальное.течение.метаболических.процессов..Важнейшей.особенностью. рассматриваемой. функциональной. системы. является. то,. что. ее. полезный. приспособительный. результат. может. обеспечиваться. за. счет. местных. механизмов. саморегуляции,. к. которым. относят. буферные. факторы:. карбонатный,. фосфатный,. гемоглобиновый. и. белковый. (в. плазме). буферы.. Буфер. —. это. система,. которая. не.изменяет.pH.после.добавления.небольших.количеств.кислоты. или.основания..Буферная.емкость.раствора.—.количество.эквива- лентов.сильной.кислоты.или.основания,.которые.необходимо.добавить. для. изменения. pH. буферного. раствора. на. единицу.. Особенно.велика.роль.карбонатного.и.гемоглобинового.компонентов,. наиболее.значимо.обеспечивающих.буферные.свойства.крови.(ди- намически.изменяющийся.карбонатный.буфер.и.самый.мощный.—. гемоглобиновый).

Рецепция.результата.данной.системы.осуществляется.хеморе- цепторами.—.периферическими.(ткани,.сосуды).и.центральными. (в. структурах. ЦНС,. продолговатого. мозга).. Учитывая,. что. бикарбонат. является. наиболее. динамичным. буферным. основанием. плазмы,. то. основные. механизмы,. регулирующие. рН,. реализуют. свое.действие.через.контроль.концентрации.бикарбоната.и.рСО2. в.организме.(легочная.вентиляция)..Кроме.того,.в.этом.участвуют. почки,. потовые. и. другие. железы,. желудочно-кишечный. тракт.. Стандартными. показателями. кислотно-основного. равновесия. в.крови.являются.также.содержание.буферных.оснований,.их.избыток.или.дефицит..Несомненно.также.существование.поведенческого.