ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ

21

Рис. 7. Схема развития форменных элементов крови.

Эти безъядерные клетки, они имеют форму двояковогнутых дисков диаметром 7-10мкм. (рис.8), что увеличивает дыхательную поверхность, способствуя быстрой, равномерной диффузии О2 через их мембрану.

Продолжительность жизни красных форменных элементов около 120 суток. За это время часть из них разрушается, но вновь образуется их эквивалентное число, что сохраняет оптимальное количество эритроцитов в крови.

Если предохранить кровь от свертывания, эритроциты начинают оседать с определенной скоростью, которая зависит от двух сил – силы земного притяжения и электростатического взаимодействия между клетками. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) равна 3-9 мм/час у мужчин и 7-12 мм/час у женщин. Величина СОЭ зависит от числа эритроцитов, их размеров, формы и, особенно, коллоидного состояния плазмы, т.к. белки, адсорбируясь на мембране эритроцитов, уменьшают еѐ заряд. Клетки при этом образуют так называемые «монетные столбики» и скорость их оседания возрастает. При некоторых видах патологии, а также при беременности, СОЭ существенно повышается, что является одним из диагностических признаков патологических процессов.

Эритроцит заполнен гемоглобином. В среднем, в одном эритроците находится примерно 280 млн. молекул гемоглобина. В норме его содержание в крови у женщин 12-14 г% (120-140 г/л), а мужчин 13-16 г% (130-160 г/л).

Гемоглобин представляет собой сложный хромопротеин, полипептидные цепи которого свернуты в компактный шар. Его молекула состоит из четырех полипептидных цепей глобина, в состав каждой из которой входит особый пигмент – гем. Молекулярный вес гемоглобина составляет около 64500, поэтому при гемолизе эритроцитов гемоглобин способен проникать через почечный барьер в мочу и выделяться из организма. В молекуле гемоглобина имеется 4

23

простетической, группой и обладает способностью присоединять или отдавать кислород. В процессе переноса кислорода валентность железа не меняется, а связь гема и кислорода остается обратимой. Глобин взрослого человека (НвА) представлен двумя α и β полипептидными цепями, образующими с углекислым газом карбаминовую связь (рис.9)

Однако такое строение глобина является непостоянным. Различают несколько видов гемоглобина в

зависимости от его строения и свойств. Зародыш человека (7-12 недель) имеет две альфа и две эпсилон цепи (НвР), у гемоглобина плода (НвF) бета – цепи заменены на гамма - цепи, это способствует более активному соединению гема с кислородом, что необходимо для диффузии газов в условиях плацентарного кровоснабжения плода.

Рис. 9 Объемное изображение молекулы гемоглобина.

Легочное дыхание новорожденного приводит к постепенной смене НвF на НвА, что снижает способность гема присоединять кислород, но увеличивает его возможность отдавать О2 тканям. Гемоглобин плода (НвF) переносит на 20-30% больше О2, чем гемоглобин взрослого человека (НвА), что способствует лучшему снабжению плода кислородом.

Различают физиологические соединения гемоглобина –

оксигемоглобин (НвО2), находящийся в артериальной крови и карбгемоглобин (НвСО2), переносимый венозной кровью. Физиологические соединения, как было указано выше, способны обратимо присоединять О2 и СО2, поэтому легко участвуют в газообмене. Степень связи кислорода с гемоглобином в эритроцитах зависит от аллостерического эффекта и эффекта Бора. Аллостерический эффект проявляется в увеличении скорости взаимодействия кислорода с молекулами гема – первая молекула вступает в реакцию значительно медленнее, чем последующие. Такой эффект определяется конформационными изменениями связей в гемоглобине. Эффект Бора характеризует конкурентные отношения между углекислым газом и кислородом при их соединении с гемоглобином. При увеличении парциального напряжения СО2 в тканях, глобин присоединяет его к своей молекуле, но гем не может удерживать кислород, оксигемоглобин разрушается и свободный О2 поступает в ткани. В легких происходит противоположный процесс – повышенное парциальное давление кислорода в легких вытесняет СО2 из гемоглобина, образуется оксигемоглобин. На сродство гемоглобина к кислороду влияет особый фермент, расположенный в

24

эритроцитах – 2, 4 – дифосфоглицерат. Его активность возрастает в тканевых капиллярах, при этом гемоглобин легче отдает кислород тканям.

В патологических соединениях образуются более прочные связи гемоглобина с газами, при этом железо может переходить в трехвалентную форму, что препятствует отдаче кислорода тканям (метгемоглобин) или присоединению О2 – карбоксигемоглобин (НвСО), который образуется при отравлении угарным газом.

Относительное насыщение эритроцитов гемоглобином называется цветным показателем крови (ЦП). В норме он составляет 0,8 – 1. Эритроциты, имеющие такой показатель, называются нормохромными. Если ЦП больше 1, то эритроциты называют гиперхромными, а если меньше 0,8- гипохромными. Подобные изменения могут вызвать нарушения синтеза гемоглобина или формирования эритроцитов.

Максимальное количество О2, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной емкостью крови (КЕК). КЕК зависит от содержания в крови гемоглобина и его способности связывать О2. В норме 1г. гемоглобина взрослого человека присоединяет 1,34 мл О2. В одном литре артериальной крови при содержании 140 г гемоглобина КЕК будет = 1,34 х 140=187,6 мл, или около 190 мл О2. Наличие патологических соединений Нв в крови, изменение формы или размеров эритроцитов снижает КЕК.

Лейкоциты, или белые кровяные тельца в отличие от эритроцитов имеют ядра (см. рис 7) Лейкоциты разнообразны по форме, происхождению, функциям и своему количественному представительству в крови. Процентное соотношение различных форм лейкоцитов называется лейкоцитарной формулой.

Таблица 2.

Лейкоцитарная формула

Структурно различают гранулоциты, имеющие в протоплазме гранулы (нейтрофилы, базофилы эозинофилы) и агранулоциты, (без гранул - моноциты и лимфоциты). Продолжительность жизни лейкоцитов разная: от нескольких часов и дней до многих десятков лет.

В норме количество лейкоцитов 4-9 х 109/л, или 4-9 тыс. в 1 мм3 крови. Увеличение их количества называется лейкоцитозом, а снижение –

25

лейкопенией. Воспалительные процессы сопровождаются патологическим лейкоцитозом, но и у здорового человека может наблюдаться физиологический лейкоцитоз (напр. после приема пищи). Лейкопения возникает при заболеваниях костного мозга и др. состояниях.

Основная функция лейкоцитов - обеспечение организма специфической и неспецифической формами защиты от микробов, вирусов, патогенных простейших, чужеродных белков, клеток, тканей, измененных аутоантигенов. Иммунитет – способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности. Одной из неспецифических форм защиты является фагоцитоз, осуществляемый в основном нейтрофилами и моноцитами. К другим формам неспецифического иммунитета относятся непроницаемость кожи и слизистых оболочек для большинства микроорганизмов, наличие бактерицидных субстанций в кожных секретах, присутствие в жидкостях организма ферментных систем (лизоцима, пропердина

идр.). Антигены – все вещества, несущие в себе признаки генетической чужеродности и вызывающие при введении в организм образование антител и развитие специфических иммунологических реакций. К ним относятся микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, чужеродные клетки или ткани (включая отмирающие и мутационно измененные клетки собственного тела). Антигенами могут быть также: пыль, шерсть, пыльца растений, пищевые продукты, косметические средства, лекарства.

Антитела – белки иммуноглобулины, которые синтезируются в организме после поступления антигена. Антитела специфичны по отношению к антигенам

ивзаимодействуют с ними по принципу «ключ к замку». Вырабатываемые клетками лимфоидных органов, антитела циркулируют в крови и других жидкостях организма.

Специфические формы защиты обеспечиваются лимфоцитами, которые создают специфический гуморальный (образование антител) и клеточный (образование иммунных лимфоцитов) иммунитет в ответ на действие антигенов.

Физиология гранулоцитов (лейкоцитов, содержащих в цитоплазме гранулы с БАВ):

Нейтрофилы (окрашиваются нейтральными красками) первыми прибывают к месту повреждения тканей за счет своей способности к активному передвижению (хемотаксис). Основная функция нейтрофилов – фагоцитарная (один нейтрофил способен фагоцитировать 20-30 бактерий). Они уничтожают микробы и их токсины, разрушающиеся клетки собственного организма или чужеродные частицы. Базофилы могут фагоцитировать остатки тромбов во время их лизиса (растворения). Противомикробная функция нейтрофилов проявляется в выделении ими в окружающую среду лизосомных катионных белков и гистонов, противовирусное действие – в продукции белка интерферона. Кроме того, они секретируют вещества, стимулирующие регенерацию тканей.

Базофилы (в мазке имеют синий цвет, окрашиваются основными красками) обладают слабовыраженной способностью к фагоцитозу, они способны поглощать биологически активные вещества, синтезируют

26

противосвертывающее вещество гепарин, а также гистамин, расширяющий капилляры в очаге воспаления, что ускоряет процессы рассасывания и заживления. Чрезмерное освобождение гистамина из базофилов происходит при различных аллергических реакциях под воздействием комплекса антигенантитело. В целом это определяет клиническое проявление крапивницы, отека Квинке, аллергического ринита, экземы, бронхиальной астмы и других аллергических заболеваний. Базофилы находятся в крови короткое время (1-2 суток), а затем проникают в ткани и превращаются в тучные клетки.

Эозинофилы (гранулы имеют розовый цвет) также способны к фагоцитозу, но их основная функция – участие в разрушении и обезвреживании чужеродных белков, токсинов белкового происхождения, комплексов антигенантитело. Эозинофилы фагоцитируют гранулы базофилов, содержащих много гистамина, а также продуцируют фермент гистаминазу, разрушающую поглощенный гистамин. Нейтрализация последнего замедляет чрезвычайное проявление аллергических реакций, поэтому количество эозинофилов возрастает при аллергических состояниях, болезнях кожи, интоксикациях. Помимо этого, эозинофилы участвуют в фибринолизе, поскольку вырабатывают фермент плазминоген, который, переходя в активную форму - плазмин расщепляет нити фибрина в кровяном сгустке. Значительную роль эозинофилы играют в защите от глистной инвазии, поэтому при гельминтозе также наблюдается эозинофилез, т.е. увеличение количества эозинофилов.

Физиология агранулоцитов (лейкоцитов, не содержащих в цитоплазме гранул):

Моноциты обладают наиболее выраженной фагоцитарной и бактерицидной активностью за счет мембран, имеющих особые рецепторы, распознающие различные инородные агенты. Один моноцит способен фагоцитировать до ста микробов. Их влияние распространяется и на погибшее лейкоциты, поврежденные клетки воспаленной ткани, что в целом приводит к очищению очага воспаления и подготовке его для регенерации. В этом смысле моноциты являются «дворниками организма». Через трое суток они из крови переходят в ткани, где дозревают, превращаясь в тканевые макрофаги, участвующие затем в формировании специфического иммунитета. Поглощая чужеродные вещества, макрофаги переводят их особые соединения, которые, активируя лимфоциты, формируют специфический иммунный ответ – выработку антител. Моноциты могут принимать участие в свертывании крови, так как они способны выделять вещества, активирующие синтез некоторых факторов коагуляции.

Лимфоциты – центральное звено иммунной системы организма. Они осуществляют общий иммунный надзор. Различия «свое» и «чужое» с помощью своих рецепторов, лимфоциты обеспечивают защиту от всего чужеродного, способствуя сохранению генетического постоянства внутренней среды. Продолжительность жизни лимфоцитов различна - от 3-7 суток у короткоживущих, и более 200 суток у долгоживущих. Различают Т- лимфоциты (тимусзависимые) (60%) и В-лимфоциты (бурсозависимые) (25-30%).Около

27

10% представляют «нулевые» лимфоциты, которые в определенных условиях могут превращаться в Т- или В- лимфоциты. Т-лимфоциты зарождаются в костном мозге и проходят дифференцировку в вилочковой железе (thymus). В- лимфоциты также продуцируются костным мозгом, но дифференцировку проходят в лимфоидной ткани кишечника, червеобразного отростка, небных и глоточных миндалинах (у птиц – в фабрициевой сумке – Bursa of Fabrisius).

Основная функция Т – лимфоцитов – обеспечение клеточного иммунитета.

Формы Т-лимфоцитов: Т-киллеры (убийцы) – обеспечивают реакцию клеточного иммунитета, отторжение трансплантата, разрушение опухолевых клеток, клетокмутантов и т.д. Т – хелперы (помощники) кооперируются с В-лимфоцитами при выработке антител или стимулируют Т-киллеры. Т - супрессоры (угнетатели) – блокируют чрезмерные реакции В-лимфоцитов и подавляют иммунный ответ.

Основная функция В-лимфоцитов - обеспечение гуморального иммунитета

путем выработки антител (иммунных гамма - глобулинов). В - лимфоциты очень специфичны: каждая их группа (клон) реагирует лишь с одним антигеном и отвечает за выработку антител только против этого антигена (специфический иммунитет). Различают несколько типов В-лимфоцитов (В1-клетки, В2-клетки и т.д.), которые выполняют разнообразные функции. Некоторые клоны В- лимфоцитов могут обладать «иммунологической памятью», продолжительность их жизни может достигать до 20 лет.

Практическая часть

Перечень работ:

4.Техника взятия крови для анализа из пальца руки человека.

5.Подсчет эритроцитов.

6.Определение СОЭ по Панченкову.

7.Определение количества гемоглобина.

8.Расчет цветного показателя.

9.Подсчет лейкоцитов.

Работа 4. Техника взятия крови для анализа из пальца руки человека.

Цель работы: освоить технику получения крови из пальца руки человека. Необходимо для работы: скарификатор, вата, спирт, эфир, йод, пипетка

для крови.

Объект исследования – человек.

Ход работы. Исследуемый человек садится боком к столу и кладет руку на стол ладонью кверху. Кожу концевой фаланги IV пальца тщательно протирают спиртом, а затем эфиром (перед проколом кожа должна быть сухой). Сдавливают мякоть концевой фаланги с боков и быстрым резким движением стерильного скарификатора прокалывают кожу. Глубина прокола должна быть такой, чтобы кровь вступала без надавливания. Первую каплю крови стирают, а следующую

28

используют для анализа. Кончиком пипетки касаются капли крови и осторожно насасывают ее в пипетку без пузырьков воздуха. После взятия крови кончик пипетки вытирают тампоном, а ранку обрабатывают йодом.

Работа 5. Подсчет эритроцитов в камере Горяева (с применением мерной пипетки по способу Н.М.Николаева).

Цель работы: научиться подсчитывать количество эритроцитов в крови человека, используя заранее известный объем - счетную камеру Горяева.

Счетная камера Горяева (рис.9) состоит из 225 больших квадратов, 25 из которых поделены на 16 маленьких. Единицей отсчета является маленький квадрат. Его сторона ровна 1/20 мм, а площадь – 1/20 х 1/20 = 1/400 мм2. Объем крови, помещающийся над маленьким квадратом, равен

1/400 мм 2 х 1/ 10мм=1/4000мм 3 (1/10мм – высота слоя крови).

Необходимо для работы: кровь, пипетка от гемометра Сали, пробирка с 4 мл 3% -го раствора NaCl, счетная камера Горяева, покровное стекло, микроскоп, стекленная палочка, стерильный скарификатор, спирт, эфир, йод, вата.

Объект исследования- человек.

Ход работы: в сухую пробирку точно отмеривают 4 мл 3% -го раствора NaCl. Кровь избирают пипеткой от гемометра Сали до метки «0,02 мл» и осторожно выдувают в раствор. Пипетку несколько раз промывают этим же раствором. Стеклянной палочкой кровь тщательно перемешивают в течение 3040сек., после чего однородную каплю при помощи этой же палочки помещают на сетку камеры Горяева, к которой предварительно притерто покровное стекло до появления цветных – «ньютоновских» колец. Заполнив камеру раствором крови, ставят ее под микроскоп и приступают к подсчету.

Эритроциты считают при малом увеличении (окуляр х 15) в 5 больших квадратах, разделенных дополнительно на 16 маленьких квадратиков. Чтобы избежать ошибки из–за возможного неравномерного распределения эритроцитов в камере, подсчет производится в квадратах, расположенных по диагонали, используя правило Егорова (т.е. считают все эритроциты в центре квадрата и по верхней и левой его стороне).

29

Подсчитав количество эритроцитов в каждом очередном квадрате, записывают цифры в тетрадь, а затем суммируют все числа, найденные в 5 квадратах.

Формула для вычисления

эритроцитов следующая:

в 1 мкл крови (или в мм 3 ); Э- сумма эритроцитов, подсчитанных в 5 больших квадратах; 4000-обьем части камеры над

одним маленьким квадратиком; 200 – разведение крови; 80количество маленьких

Рис.9. Сетка Горяева квадратиков в 5 больших квадратах

(5х16=80).

Внорме количество эритроцитов равно:

уженщин 4-4,5 х 1012 /л или 4-4,5 млн. в 1 мм 3;

умужчин 4, 5- 5 х 10 12/л или 4,5-5 млн. 1 мм 3.

Рекомендации к оформлению работы. Зарисуйте в тетрадь счетную камеру Горяева с эритроцитами. Рассчитайте количество эритроцитов по формуле.

Выводы.

Работа 6. Определение скорости оседания эритроцитов (СОЭ) по Панченкову.

Цель работы: Овладеть методикой определения СОЭ и обяснить значение этого показателя.

Необходимо для работы: кровь, прибор Панченкова с капилляром, часовое стекло, стерильный скарификатор, вата, 5%-ный раствор цитрата натрия, спирт, эфир, йод.

Объект исследования-человек.

Ход работы. Капилляр предварительно промывают 5%-ным раствором цитрата натрия, набирают его до метки «Р» и выдувают на часовое стекло. Затем дважды заполняют капилляр до метки «К» кровью из пальца, выдувают на это же часовое стекло, тщательно перемешивают с раствором. После этого смесь

30

насасывают до метки «К» и капилляр устанавливают в штатив на 1 час. СОЭ определяют по высоте образовавшегося верхнего столбика плазмы в капилляре.

В норме СОЭ у женшин-7-12 мм/час, у мужчин- 3-9 мм/час.

Рекомендации к оформлению работы:

Зарисуйте в тетрадь штатив Панченкова с капилляром, укажите уровень СОЭ. Дайте оценку.

Выводы:

Рис.10. Штатив Панченкова

Работа 7. Определение количества гемоглобина колориметрическим методом (по Сали).

Цель работы: научиться определять содержание гемоглобина в крови. Необходимо для работы: гемометр Сали с капиллярной пипеткой, глазная

пипетка, стеклянная палочка, дистиллированная вода, 0,1N-ный раствор НСl, стерильный скарификатор, спирт, йод, эфир, вата.

Объект исследования – человек.

Ход работы. Гемометр Сали представляет собой штатив с тремя пробирками (рис.11). Боковые пробирки заполнены стандартным

раствором солянокислого гематина и запаяны. Средняя пробирка градуирована и служит для исследования крови. Кровь в количестве 0,02 мл насасывают в пипетку и выдувают в среднюю пробирку гемометра, в которую предварительно наливают 0,2 мл 0,1 N HCl. Пипетку несколько раз промывают, насасывая и выдувая раствор в пробирку. Под воздействием НСl гемоглобин превращается в солянокислый гематин бурого цвета.

Рис. 11. Гемометр Сали.

Далее в этот раствор постепенно добавляют дистиллированную воду, помешивая стеклянной палочкой до тех пор, пока цвет раствора не совпадет с цветом стандартных растворов. Отмечают на шкале уровень жидкости в пробирке по нижнему мениску, т.е. количество гемоглобина в г%.

Внорме содержание гемоглобина в крови составляет:

уженщин 12-14 г% (120-140 г/л);

умужчин 13-16 г% (130-160 г/л).