Форменные элементы крови - это что такое? Состав форменных элементов крови. Форменные элементы крови. Лейкоциты
К форменным элементам, или клеткам, крови относятся три класса: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Эритроциты. Морфология эритроцитов. Зрелые эритроциты у рептилий, амфибий, рыб и птиц имеют ядра. Эритроциты млекопитающих - безъядерные: ядра исчезают на ранней стадии развития в костном мозге. Эритроциты могут быть в форме двояковогнутого диска, круглые или овальные (овальные у лам и верблюдов) (рис. 3.2.) Каждый эритроцит желтовато-зеленого цвета, но в толстом слое эритроцитарная масса красного цвета (лат. erythros - красный). Красный цвет крови обусловлен наличием в эритроцитах гемоглобина.
Образуются эритроциты в красном костном мозге. Средняя продолжительность их существования составляет около 120 сут;
разрушаются они в селезенке и в печени, лишь небольшая их часть подвергается фагоцитозу в сосудистом русле.
Эритроциты, находящиеся в кровяном русле, неоднородны. Они различаются по возрасту, форме, размеру, устойчивости к неблагоприятным воздействиям. В периферической крови одновременно находятся молодые, зрелые и старые эритроциты. Молодые эритроциты в цитоплазме имеют включения - остатки ядерной субстанции и называются ретикулоцитами. В норме ретикулоциты составляют не более 1 % от всех эритроцитов, повышенное их содержание указывает на усиление эритропоэза.
Рис. 3.2. Форма эритроцитов:
А - двояковогнутый диск (норма); Б - сморщенный в гипертоническом солевом растворе
Двояковогнутая форма эритроцитов обеспечивает большую площадь поверхности, поэтому общая поверхность эритроцитов в Ц5-2 тысячи раз превышает поверхность тела животного. Часть эритроцитов имеет шарообразную форму с выступами (шипи-ками), такие эритроциты называются эхиноцитами. Некоторые эритроциты - куполообразной формы - стомациты.
Диаметр эритроцитов у разных видов животных различен. Очень крупные эритроциты у лягушек (до 23мкм) и у кур (12мкм). Среди млекопитающих самые маленькие эритроциты - 4 мкм - имеют овцы и козы, а самые большие - свиньи и лошади (6...8 мкм). У животных одного вида в основном размеры эритроцитов одинаковы, и только небольшая часть имеет колебания в пределах 0,5... 1,5 мкм.
Мембрана эритроцитов, как и у всех клеток, состоит из двух молекулярных липидных слоев, в которые встроены белковые молекулы. Одни молекулы образуют ионные каналы для транспорта веществ, а другие являются рецепторами (например, хо-линорецепторы) или имеют антигенные свойства (например, агглютиногены). В мембране эритроцитов высокий уровень хо-линэстеразы, что предохраняет их от плазменного (внесинапти-ческого) ацетилхолина.
Через полупроницаемую мембрану эритроцитов хорошо проходят кислород и углекислый газ, вода, ионы хлора, бикарбонаты. Ионы калия и натрия проникают через мембрану медленно, а для ионов кальция, белковых и липидных молекул мембрана непроницаема. Ионный состав эритроцитов отличается от состава плазмы крови: внутри эритроцитов поддерживается более высокая концентрация калия и меньшая натрия, чем в плазме крови. Градиент концентрации указанных ионов сохраняется за счет работы натрий-калиевого насоса.
Гемоглобин - дыхательный пигмент, составляет до 95 % сухого остатка эритроцитов. В цитоплазме эритроцитов имеются нити актина и миозина, формирующие цитоскелет и ряд ферментов.
Оболочка эритроцитов эластична, поэтому они способны проходить через мелкие капилляры, диаметр которых в некоторых органах меньше диаметра эритроцитов.
При повреждении оболочки из эритроцитов в плазму крови выходит гемоглобин и другие компоненты цитоплазмы. Такое явление называется гемолизом. У здоровых животных в плазме разрушается очень небольшое количество старых эритроцитов, это - физиологический гемолиз. Причины более значительного гемолиза как in vivo, так и in vitro могут быть различными.
Осмотический гемолиз наступает при снижении осмотического давления плазмы крови. В таком случае вода проникает внутрь эритроцитов, эритроциты увеличиваются в размерах и разрываются. Устойчивость эритроцитов к гипотоническим растворам называется осмотической резистентностью. Ее можно определить, по-
Мещая эритроциты, отмытые от плазмы крови, в растворы хлорида натрия разной концентрации - от 0,9 до 0,1 %. Обычно гемолиз начинается при концентрации хлорида натрия 0,5...0,7 %; полностью все эритроциты разрушаются при концентрации 0,3...0,4 %. Границы концентрации, при которых начинается и заканчивается гемолиз, называют шириной резистентности эритроцитов. Следовательно, не все эритроциты обладают одинаковой устойчивостью к гипотоническим растворам.
Осмотическая резистентность эритроцитов зависит от проницаемости их мембраны для воды, что связано с ее строением и возрастом эритроцитов. Повышение устойчивости эритроцитов, когда они вьщерживают более низкую концентрацию соли, указывает на «старение» крови и задержку эритропоэза, а понижение резистентности - на «омоложение» крови, усиление кроветворения.
Механический гемолиз возможен при взятии крови (в пробирке): при насасывании из вены через узкие иглы, при грубом встряхивании и перемешивании. При заборе крови из вены струя крови из иглы должна стекать по стенке пробирки, а не ударяться о дно.
Термический гемолиз происходит при резком изменении температуры крови: например, при взятии крови у животного в зимнее время в холодную пробирку, при замораживании. При замораживании вода в клетках крови превращается в лед и кристаллы льда, увеличиваясь в объеме, разрушают оболочку. Термический гемолиз наступает также при нагревании крови выше 50...55 °С вследствие коагуляции белков в мембранах.
Химический гемолиз обычно наблюдается вне организма, при попадании в кровь кислот, щелочей, органических растворителей - спиртов, эфира, бензола, ацетона и др.
Биологический, или токсический, гемолиз может произойти прижизненно, при попадании в кровь различных гемолитических ядов (например, при змеиных укусах, при некоторых отравлениях). Биологический гемолиз возникает при переливании несовместимой группы крови.
Гемоглобин и его формы. Гемоглобин представляет собой соединение четырех молекул гема (небелковая пигментная группа) с глобином (простетическая группа). Гем содержит двухвалентное железо. Гем у животных всех видов одинакового состава, а глобины отличаются своим аминокислотным составом. Кристаллы гемоглобина имеют видовые особенности, что используется для идентификации крови или ее следов в судебной ветеринарии и медицине.
Гемоглобин связывает кислород и диоксид углерода и легко их отщепляет, благодаря чему осуществляет дыхательную функцию. Синтез гемоглобина происходит в красном костном мозге эри-тробластами и в течение существования эритроцитов не обменивается. При разрушении старых эритроцитов гемоглобин превра-
щается в желчные пигменты - билирубин и биливердин. В печени эти пигменты переходят в состав желчи и удаляются из организма через кишечник. Основная часть железа из разрушенного гема снова расходуется на синтез гемоглобина, а меньшая часть удаляется из организма, поэтому организму постоянно необходимо поступление железа с пищей.
Различают несколько форм гемоглобина (НЬ). Примитивный и фетальный гемоглобин - соответственно у зародыша и плода. Эти формы гемоглобина насыщаются при меньшем содержании кислорода в крови, чем у взрослых животных. В течение первого года жизни у сельскохозяйственных животных фетальный гемоглобин (HbF) замещается полностью на гемоглобин, свойственный взрослым, - НЬА.
Оксигемоглобин (НЬ0 2) - соединение гемоглобина с кислородом. Восстановленный, или редуцированный, - это гемоглобин, отдавший кислород.
Карбогемоглобин (НЬС0 2) - гемоглобин, присоединивший диоксид углерода. НЬ0 2 и НЬС0 2 - соединения непрочные, они легко отдают присоединившиеся молекулы газов.
Карбоксигемоглобин (НЬСО) - соединение гемоглобина с угарным газом (СО). Гемоглобин значительно быстрее соединяется с угарным газом, чем с кислородом. Даже небольшая примесь угарного газа в воздухе - всего 0,1 % - блокирует около 80 % гемоглобина, т. е. он уже не может присоединить кислород и выполнить свою дыхательную функцию. НЬСО нестоек, и если пострадавшему вовремя обеспечить доступ свежего воздуха, то гемоглобин быстро освобождается от угарного газа.
Миоглобш - тоже соединение кислорода с гемоглобином, но это вещество находится не в крови, а в мышцах. Миоглобин участвует в обеспечении кислородом мышц в условиях недостаточности его в крови (например, у ныряющих животных).
Во всех перечисленных формах гемоглобина валентность железа не меняется. Если же под воздействием каких-либо сильных окислителей железо в геме становится трехвалентным, то такая форма гемоглобина называется метгемоглобин. Метгемоглобин не может присоединять кислород. В физиологических условиях концентрация метгемоглобина в крови небольшая - всего 1...2% от всего гемоглобина, причем он находится в основном в старых эритроцитах. Считают, что причиной физиологической метгемо-глобинемии является окисление железа в геме за счет активных ионизированных молекул кислорода, поступающих в эритроцит, хотя в эритроцитах имеется фермент, поддерживающий двухвалентную форму железа.
Предполагают, что в физиологических условиях метгемоглобин обезвреживает ядовитые вещества - токсины, образующиеся в организме в процессе обмена веществ или поступающие извне: цианиды, фенол, сернистый водород, янтарная и масляная кислоты и др.
Если же значительная часть гемоглобина крови перейдет в метгемо-глобин, то возникнет кислородная недостаточность тканей. Такое состояние может быть при отравлении нитратами и нитритами.
Количество гемоглобина в крови является важным клиническим показателем дыхательной функции крови. Оно измеряется в граммах на литр крови (г/л). У лошади уровень гемоглобина в среднем 90...150 г/л, у крупного рогатого скота - 100...130, у свиней - 100...120 г/л.
Другой важный показатель - это количество эритроцитов в крови. В среднем у крупного рогатого скота в 1 л крови содержится (5...7) 10 12 эритроцитов. Коэффициент 10 12 называется «тера», и общий вид записи следующий: 5...7 Т/л (читается: тера на литр). У свиней в крови содержится 5...8 Т/л эритроцитов, у коз до 14 Т/л. У коз большое количество эритроцитов обусловлено тем, что они очень маленького размера, поэтому объем всех эритроцитов у коз такой же, как у других животных.
Содержание эритроцитов в крови у лошадей зависит от их породы и хозяйственного использования: у лошадей шаговых пород - 6...8 Т/л, у рысистых - 8...10, а у верховых - до 11 Т/л. Чем больше потребность организма в кислороде и питательных веществах, тем больше эритроцитов содержится в крови. У высокопродуктивных молочных коров уровень эритроцитов соответствует верхней границе нормы, у низкомолочных - нижней.
У новорожденных животных количество эритроцитов в крови всегда больше, чем у взрослых. Так, у телят 1 ...6-месячного возраста содержание эритроцитов доходит до 8... 10 Т/л и стабилизируется на уровне, свойственном взрослым животным, к 5...6 годам. У самцов в крови содержится больше эритроцитов, чем у самок.
Функции эритроцитов:
1. Перенос кислорода от легких к тканям и диоксида углерода от тканей к легким.
2. Поддержание рН крови (гемоглобин и оксигемоглобин составляют одну из буферных систем крови).
3. Поддержание ионного гомеостаза за счет обмена ионами между плазмой и эритроцитами.
4. Участие в водном и солевом обмене.
5. Адсорбция токсинов, в том числе продуктов распада белка, что уменьшает их концентрацию в плазме крови и препятствует переходу в ткани.
6. Участие в ферментативных процессах, в транспорте питательных веществ - глюкозы, аминокислот.
зом. Различают три формы физиологических эритроцитозов: перераспределительный, истинный и относительный.
Перераспределительный эритроцитов возникает быстро и является механизмом срочной мобилизации эритроцитов при внезапной нагрузке - физической или эмоциональной. При нагрузке возникает кислородное голодание тканей, в крови накапливаются не-доокисленные продукты обмена. Раздражаются хеморецепторы сосудов, возбуждение передается в ЦНС. Ответная реакция осуществляется при участии симпатической нервной системы. Происходит выброс крови из кровяных депо и синусов костного мозга. Таким образом, механизмы перераспределительного эритроцитоза направлены на перераспределение имеющегося запаса эритроцитов между депо и циркулирующей кровью. После прекращения нагрузки содержание эритроцитов в крови восстанавливается.
Истинный эритроцитоз характеризуется увеличением активности костномозгового кроветворения. Для развития истинного эритроцитоза требуется более длительное время, а регуляторные процессы оказываются более сложными. Индуцируется длительной кислородной недостаточностью тканей с образованием в почках низкомолекулярного белка - эритропоэтина, который и активизирует эритропоэз. Истинный эритроцитоз обычно развивается при систематических мышечных тренировках, длительном содержании животных в условиях пониженного атмосферного давления. К этому же типу относится эритроцитоз у новорожденных животных.
Рассмотрим на конкретном примере, как смена условий содержания животных приводит к развитию у них физиологического эритроцитоза. В южных районах России практикуют отгонное животноводство. Летом скот начинают перегонять на высокогорные пастбища, где не жарко, хороший травостой, нет кровососущих насекомых. Вначале, когда скот поднимается по дорогам вверх, в горы, для обеспечения увеличенной потребности в кислороде происходит перераспределение эритроцитов между кровяными депо и циркулирующей кровью (перераспределительный эритроцитоз). По мере поднятия в горы к физической нагрузке добавляется еще один мощный фактор воздействия - разрежение воздуха, т. е. понижение атмосферного давления и содержания кислорода в воздухе. Постепенно, в течение нескольких дней костный мозг перестраивается на новый, более интенсивный уровень кроветворения, и перераспределительный эритроцитоз сменяется истинным. Истинный эритроцитоз сохраняется в течение длительного времени после возвращения животных осенью в равнинные места, что повышает резистентность организма к неблагоприятным природно-климатическим условиям.
Относительный эритроцитоз не связан ни с перераспределением крови, ни с выработкой новых эритроцитов. Относительный эритроцитоз наблюдается при обезвоживании животного, вследствие чего возрастает гематокрит, т. е. содержание эритроцитов в
единице объема крови увеличивается, а плазмы - уменьшается. После обильного поения или введения в кровь физиологического раствора гематокритная величина восстанавливается.
Реакция оседания эритроцитов. Если взять кровь у животного, добавить в нее антикоагулянт и дать отстояться, то через некоторое время можно наблюдать оседание эритроцитов, а в верхней части сосуда будет находиться слой плазмы крови.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) учитывают по отстоявшемуся столбику плазмы в миллиметрах за час или 24 ч. По методу Панченкова СОЭ определяют в капиллярных трубках, закрепленных в штативе вертикально. У животных СОЭ видоспецифична: быстрее всего оседают эритроциты у лошади (40...70 мм/ч), медленнее всего - у жвачных (0,5...1,5 мм/ч и 10...20 мм/24 ч); у свиней - в среднем 6... 10 мм/ч, а у птиц 2...4 мм/ч.
Основная причина оседания эритроцитов заключается в их склеивании, или агглютинации. Поскольку плотность эритроцитов больше, чем плазмы крови, то образовавшиеся комочки из склеившихся эритроцитов оседают. Эритроциты, находящиеся в кровяном русле и движущиеся с током крови, имеют одинаковые электрические заряды и отталкиваются друг от друга. В крови, находящейся вне организма («в стекле»), эритроциты теряют свои заряды и начинают образовывать так называемые монетные столбики. Такие агрегаты становятся более тяжелыми и оседают.
Эритроциты лошади в отличие от других видов животных имеют на мембранах агглютиногены, которые, вероятно, и вызывают ускоренную агглютинацию, поэтому все эритроциты у лошади оседают в первый час реакции.
Что влияет на скорость оседания эритроцитов?
1. Количество эритроцитов в крови и их заряд. Чем больше эритроцитов в крови, тем медленнее они оседают. Напротив, при всех случаях анемии (уменьшения содержания эритроцитов) СОЭ возрастает.
2. Вязкость крови. Чем больше вязкость крови, тем медленнее оседают эритроциты.
3. Реакция крови. При ацидозах СОЭ уменьшается. Это явление может быть хорошим тестом для выбора оптимального режима тренировки для спортивной лошади. Если после нагрузки СОЭ значительно снижается, то это может быть связано с накоплением в крови недоокисленных продуктов (метаболический ацидоз). Следовательно, такой лошади надо уменьшить нагрузку.
4. Белковый спектр плазмы крови. При увеличении в крови глобулинов и фибриногена СОЭ ускоряется. Причиной ускорения оседания эритроцитов является адсорбция упомянутых белков на поверхности эритроцитов, нейтрализация их зарядов и утяжеление клеток. Поэтому СОЭ увеличивается при беременности (перед родами), а также при инфекционных болезнях и воспалительных процессах.
СОЭ является важным клиническим показателем состояния животного. При заболеваниях СОЭ может замедляться, ускоряться или оставаться в пределах нормы, что важно в дифференциальной диагностике. Однако надо иметь в виду, что и у здоровых животных возможны колебания СОЭ, поэтому следует оценивать совокупность и лабораторных, и клинических показателей.
Лейкоциты. Количество лейкоцитов. У здоровых лошадей, крупного и мелкого рогатого скота в крови содержится 6... 10 Г/л лейкоцитов (Г = 10 9 ; читают: гига на литр); у свиней лейкоцитов больше -8...16, а у птиц - 20...40 Г/л. Уменьшение количества лейкоцитов в крови называется лейкопенией. В последние десятилетия наметилась тенденция к снижению числа лейкоцитов в крови у здоровых животных и людей до 4 Г/л. Считают, что небольшая лейкопения связана с нарушениями экологии и не всегда является патологией.
Увеличение количества лейкоцитов называется лейкоцитозом. Лейкоцитозы подразделяют на физиологические, патологические и медикаментозные. У здоровых животных лейкоцитоз может быть в следующих случаях.
1. Лейкоцитоз беременных - в последнюю стадию беременности.
2. Лейкоцитоз новорожденных.
3. Алиментарный лейкоцитоз, то есть связанный с приемом корма. Обычно бывает у животных с однокамерным желудком через 2...4 ч после кормления, во время интенсивного всасывания веществ из кишечника.
4. Миогенный лейкоцитоз. Возникает у лошадей после напряженной физической нагрузки. Чем тяжелее и изнурительнее была работа, тем выше лейкоцитоз; в крови появляются перерожденные, дегенеративные клетки. Так, у лошадей после очень интенсивной нагрузки отмечали до 50 Г/л лейкоцитов, что в 5... 10 раз больше нормы.
5. Эмоциональный лейкоцитоз. Проявляется при сильных эмоциональных перегрузках, при болевых раздражениях. Например, лейкоцитоз у студентов при сдаче трудного экзамена.
6. Условно-рефлекторный лейкоцитоз. Вырабатывается, если индифферентный раздражитель неоднократно сочетать с безусловным, вызывающим лейкоцитоз. Например, если одновременно с нанесением болевого раздражения включать звонок, то после нескольких опытов уже один звонок вызывает лейкоцитоз.
По механизму развития физиологические лейкоцитозы могут быть двух типов: перераспределительные и истинные. Как и эри-троцитозы, перераспределительные лейкоцитозы являются временными за счет перехода лейкоцитов из кровяных депо или пассивного вымывания из кроветворных органов. Истинные лейкоцитозы возникают при более интенсивном кроветворении, они развиваются медленно, но сохраняются в течение длительного времени. Относительных лейкоцитозов, по аналогии с относительным эри-
Троцитозом, не бывает, так как общее количество лейкоцитов в крови намного меньше, чем эритроцитов. Поэтому при сгущении крови увеличение гематокрита происходит за счет эритроцитов, а не лейкоцитов.
Функции лейкоцитов. В крови присутствуют две группы лейкоцитов: зернистые, или гранулоциты (содержат в цитоплазме зернистость, видимую при фиксации и окраске мазка), и незернистые, или агранулоциты (зернистость в цитоплазме отсутствует). К зернистым лейкоцитам относятся базофилы, эозинофилы и нейтрофилы. Незернистые лейкоциты - лимфоциты и моноциты.
Все гранулоциты образуются в красном костном мозге. Их количество в синусах костного мозга больше, чем в крови, примерно в 20 раз, они и являются резервом для перераспределительного лейкоцитоза. При полной остановке развития лейкоцитов костный мозг способен в течение 6 сут поддерживать нормальный уровень их в крови.
Лейкоциты задерживаются в костном мозге в зрелом состоянии до 3 сут, после чего попадают в кровоток. Однако через несколько дней гранулоциты навсегда покидают сосудистое русло и мигрируют в ткани, где продолжают осуществлять свои функции и впоследствии разрушаются. Они удаляются из организма и другим путем, слущиваясь со слизистых оболочек верхних дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполовых путей. Продолжительность жизни гранулоцитов - от нескольких часов до 4...6 сут.
Базофилы. Базофилы синтезируют в гранулах и выделяют в кровь гистамин и гепарин. Гепарин является основным антикоагулянтом, он препятствует свертыванию крови в сосудах. Гистамин - антагонист гепарина. Кроме того, гистамин выполняет ряд других функций: он стимулирует фагоцитоз, увеличивает проницаемость кровеносных сосудов, расширяет артериолы, капилляры и венулы. Базофилы синтезируют также и другие БАВ - хе-мотоксические факторы, привлекающие эозинофилы и нейтрофилы, простагландины, некоторые факторы свертывания крови. В крови содержание базофилов очень незначительное - до 1 % по отношению ко всем лейкоцитам.
Близкими по своим морфологическим и физиологическим свойствам являются тучные клетки. Они находятся не в крови, хотя в небольшом количестве могут в ней присутствовать, а в соединительнотканных пространствах. Большей частью они встречаются вокруг кровеносных сосудов, главным образом в коже, по всему дыхательному и пищеварительному тракту, то есть в местах контакта внутренней среды организма с внешней. Уже само расположение тучных клеток наводит на мысль о том, что они участвуют в защитных реакциях организма от вредоносных факторов внешней среды. Скопление тучных клеток обнаруживается также там, где появился чужеродный белок.
Происхождение тучных клеток пока не выяснено. Вероятно, они образуются в костном мозге и могут мигрировать из крови в соединительнотканные пространства. Установлено, что тучные клетки могут размножаться.
Механизмы дегрануляции базофилов и тучных клеток, очевидно, одинаковы и зависят от функционального состояния этих клеток. В состоянии покоя клеток происходит медленный экзоцитоз (выделение) везикул, содержащих БАВ. При усиленном функционировании, действии на клетку различных агрессивных факторов мелкие гранулы (везикулы) объединяются, образуются «каналы» между гранулой и внеклеточной средой, или же гранулы сливаются с наружной мембраной клетки, последняя разрывается, при этом клетка иногда полностью разрушается. В любом случае на грануляцию базофилов и тучных клеток идет внутриклеточный запас кальция, а для перемещения, или транслокации, гранул используются сократительные микрофиламентные структуры клеток.
Активация базофилов стимулируется иммунным комплексом антиген-иммуноглобулин Е и другими веществами - компонентами системы комплемента, полисахаридами бактерий, антигенами плесневых грибов, аллергенами домашней пыли и др.
Эозинофилы. Эозинофилы обладают антитоксическими свойствами. Они способны адсорбировать токсины на своей поверхности, нейтрализовывать их или транспортировать к органам выделения.
Эозинофилы выделяют различные БАВ, большинство из которых по своим эффектам противоположны веществам, секретируе-мым базофилами и тучными клетками. Эозинофилы содержат ги-стаминазу - фермент, разрушающий гистамин, а также тормозят дальнейшее выделение гистамина базофилами. Эозинофилы способствуют свертыванию крови в отличие от базофилов. Установлено, что они фагоцитируют гранулы, выделяемые тучными клетками, в межклеточных пространствах. Все это позволяет организму снизить интенсивность аллергических реакций, защитить собственные ткани.
Миграцию эозинофилов из крови в ткани стимулируют базофилы и тучные клетки, а также лимфокины, простагландины, фактор активации тромбоцитов и иммуноглобулин Е. В свою очередь, эозинофилы стимулируют дегрануляцию базофилов и тучных клеток.
Уменьшение числа эозинофилов в крови (эозинопения) часто наблюдается при стрессах различной этиологии, оно обусловлено активацией гипофизарно-надпочечниковой системы. Увеличение числа эозинофилов (эозинофилия) отмечается при всех случаях интоксикации и при аллергических реакциях (в сочетании с базофилией).
Нейтрофилы. Нейтрофилы характеризуются высокой способностью к самостоятельному амебовидному передвижению, очень
Быстро переходят из крови в ткани и обратно, мигрируют по межклеточным пространствам. Они обладают хемотаксисом, то есть способностью двигаться в сторону химического или биологического раздражителя. Поэтому при попадании в организм микробных клеток, или продуктов их жизнедеятельности, или каких-то посторонних тел их прежде всего атакуют нейтрофилы. Передвижение нейтрофилов обеспечивают контрактильные (сократительные) белки - актин и миозин, находящиеся в их цитоплазме.
Нейтрофилы содержат ферменты, расщепляющие белки, жиры и углеводы. Благодаря набору активных ферментов нейтрофилы выполняют одну из главнейших функций - фагоцитоз. За открытие фагоцитоза великий русский ученый И. И. Мечников был удостоен Нобелевской премии. Сущность фагоцитоза заключается в том, что нейтрофилы устремляются навстречу чужеродной клетки, прилипают к ней, втягивают вместе с частью мембраны внутрь и подвергают внутриклеточному перевариванию. В процессе фагоцитоза участвуют щелочная и кислая фосфатаза, катепсин, лизо-цим, миелопероксидаза. Нейтрофилы фагоцитируют не только микроорганизмы, но и иммунные комплексы, образовавшиеся при взаимодействии антигена с антителом.
Фагоцитоз - это борьба не только с патогенными микроорганизмами, но и способ освобождения организма от собственных отмерших и мутантных клеток. Путем фагоцитоза происходит перестройка тканей организма, когда уничтожаются ненужные клетки (например, перестройка костных трабекул). Удаление неполноценных эритроцитов, избытка яйцеклеток или спермиев также происходит путем фагоцитоза. Таким образом, фагоцитоз проявляется постоянно в живом организме как способ сохранения гомеостаза и как одна из стадий физиологической регенерации тканей.
Важное значение нейтрофилов заключается также в выработке различных биологически активных веществ (БАВ). Эти вещества повышают проницаемость капилляров, миграцию других клеток крови в ткани, стимулируют кроветворение, рост и регенерацию тканей. Нейтрофилы вырабатывают бактерицидные, антитоксические и пирогенные вещества (пирогены - вещества, повышающие температуру тела, они вызывают лихорадочную реакцию при инфекционных или воспалительных заболеваниях). Нейтрофилы участвуют в свертывании крови и в фибринолизе.
Рассмотрим функции агранулоцитов - лимфоцитов и моноцитов.
Лимфоциты. Лимфоциты образуются в красном костном мозге, но на ранней стадии развития часть их покидает костный мозг и попадает в тимус, а часть - в фабрициеву сумку у птиц или ее аналоги у млекопитающих (предположительно - лимфатические узлы кишечника, миндалины). В этих органах происходит дальнейшее созревание и «обучение» лимфоцитов. Под обучением понимают приобретение мембраной лимфоцитов специфических
рецепторов, чувствительных к антигенам определенных видов микроорганизмов или чужеродных белков.
Таким образом, лимфоциты становятся неоднородными по своим свойствам и функциям. Различают три основные популяции лимфоцитов: Т-лимфоциты (тимусзависимые), созревающие в тимусе, или вилочковой железе; В-лимфоциты (бурсазависи-мые), созревающие в фабрициевой сумке у птиц и в лимфоидной ткани у млекопитающих; О-лимфоциты (нулевые), которые могут превращаться и в Т- и В-лимфоциты.
Т-лимфоциты после созревания в тимусе расселяются в лимфоузлах, селезенке или циркулируют в крови. Они обеспечивают клеточные реакции иммунитета. Т-лимфоциты неоднородны, среди них имеется несколько субпопуляций:
Т-хелперы (англ. help - помогать) - взаимодействуют с В-лим-фоцитами, превращают их в плазматические клетки, вырабатывающие антитела;
Т-супрессоры (англ. supress - подавлять) - понижают активность В-лимфоцитов, препятствуют их чрезмерной реакции;
Т-киллеры (англ. kill - убивать) - клетки-убийцы; разрушают чужеродные клетки, трансплантаты, опухолевые клетки, мутант-ные клетки и, таким образом, благодаря цитотоксическим механизмам сохраняют генетический гомеостаз.
Клетки иммунной памяти - хранят в памяти встреченные в течение жизни организма антигены, т. е. имеют на мембране рецепторы к ним. Согласно данным, эти клетки долгоживущие; у крыс, например, они сохраняются в течение всей их жизни.
Основная функция В-лимфоцитов - выработка антител, т. е. защитных иммуноглобулинов. Иммуноглобулины находятся на поверхности клеточных мембран В-лимфоцитов и выполняют роль рецепторов, связывающих антигены. Известно, что и Т-лимфоциты также имеют на своей поверхности иммуноглобулины.
Моноциты. Моноциты обладают высокой фагоцитарной активностью. Часть их мигрирует из крови в ткани и превращается в тканевые макрофаги. Они очищают кровяное русло, разрушают живые и погибшие микроорганизмы, уничтожают обломки тканей и отмершие клетки организма. Цитотоксическое действие моноцитов обусловлено наличием ферментов - миелопероксидазы и др.
Существенную роль играют моноциты в организации иммунного ответа. Моноциты, взаимодействуя своими рецепторами с антигеном, образуют комплекс (моноцит + антиген), в котором антиген распознается Т-лимфоцитами. Таким образом, значение моноцитов в иммунных реакциях заключается и в фагоцитозе, и в презентации, или в представлении антигена Т-лимфоцитам.
Моноциты участвуют в регенерации тканей, а также в регуляции гемопоэза, стимулируя образование эритропоэтинов и простаглан-динов."Моноциты секретируют до 100 БАВ, в том числе интерлей-кины-1, пирогены и вещества, активирующие фибробласты, и др.
Лейкоцитарная формула, или лейкограмма. Лейкоцитарная формула - это содержание в крови отдельных классов лейкоцитов. Лейкоцитарная формула крови показывает количество базофилов, эозинофилов, нейтрофилов, лимфоцитов и моноцитов в процентах, т. е. на 100 клеток всех лейкоцитов. Зная процент каждого вида лейкоцитов и их общее содержание в крови, можно вычислить количество отдельных классов лейкоцитов в 1 л крови.
Лейкограмма может быть двух типов: нейтрофильная и лим-фоцитарная. Нейтрофильная формула, или нейтрофильный характер крови, характерна для лошадей, собак и многих других видов животных с однокамерным желудком: содержание нейтрофилов от 50 до 70 %. У жвачных животных в крови преобладают лимфоциты (от 50 до 70 %), и такой тип лейкограммы называется лимфоцитарным. У свиней примерно равное количество нейтрофилов и лимфоцитов, их лейкограмма имеет переходный тип.
При анализе лейкоцитарной формулы следует учитывать возраст животных. Так, у телят первых месяцев жизни, когда преджелудки еще недостаточно функционируют, лейкограмма имеет нейтрофильный характер. Увеличение числа нейтрофилов сверх нормы возможно у лошадей после изнурительной работы.
При заболеваниях соотношение между лейкоцитами может изменяться, при этом увеличение процента одного класса лейкоцитов сопровождается уменьшением других. Так, при нейт-рофилии обычно наблюдается лимфопения, а при лимфоцито-зе - нейтропения и эозинофилия; возможны и другие варианты. Поэтому для постановки диагноза необходимо учитывать и общее число лейкоцитов в крови, и лейкоцитарную формулу, а гематологические показатели сопоставить с клиническими проявлениями заболевания.
Тромбоциты, или кровяные пластинки, образуются из мега-кариоцитов костного мозга в результате отшнуровки частиц цитоплазмы.
Число тромбоцитов в крови животных может колебаться в больших пределах - от 200 до 600 Г/л: у новорожденных их больше, чем у взрослых; днем их содержится больше, чем ночью. Значительный тромбоцитоз, т. е. увеличенное содержание тромбоцитов в крови, отмечается при мышечной нагрузке, после приема корма и при голодании. Продолжительность жизни тромбоцитов от 4 до 9 сут.
Свойства и функции тромбоцитов. Тромбоциты участвуют во всех реакциях гемостаза. Прежде всего с их
непосредственным участием формируется тромбоцитарный, или микроциркуляционный, тромб. В тромбоцитах находится белок - тромбостенин, способный сокращаться подобно актомиозину мышечных клеток. При сокращении тромбостенина тромбоцит вместо дисковидной формы принимает сферическую, покрывается «щетиной» выростов - псевдоподий, что увеличивает контактную поверхность клеток и способствует их взаимодействию между собой. Происходит агрегация тромбоцитов, т. е. скопление их большого числа. Такие агрегаты можно увидеть в мазке, если кровь предварительно простояла какое-то время в пробирке. Если же мазок сделан из свежевыпущенной капли крови (при проколе кровеносного сосуда), то тромбоциты располагаются по отдельности между другими клетками крови. Агрегация тромбоцитов - процесс обратимый, при расслаблении тромбостенина тромбоциты снова приобретают дисковидную форму.
Тромбоциты обладают адгезивностыо (клейкостью). Они способны распластываться и приклеиваться к чужеродной поверхности, друг к другу, к сосудистой стенке. Адгезия - необратимый процесс, склеившиеся тромбоциты разрушаются. Адгезивность тромбоцитов повышается при беременности, травмах, хирургических вмешательствах; организм как бы заранее начинает готовиться к борьбе с возможными кровотечениями.
Из разрушенных склеившихся тромбоцитов выделяются тром-боцитарные факторы свертывания крови, участвующие в образовании протромбиназы и ретракции кровяного сгустка, а также вызывающие сокращение кровеносного сосуда.
Функции тромбоцитов не ограничиваются только гемостазом. Ежедневно около 15 % тромбоцитов прилипают к эндо-телиоцитам и изливают в них свое содержимое, за это их называют «кормильцами» эндотелия сосудов. Очевидно, эндо-телиальные клетки не могут в достаточном количестве извлекать необходимые им вещества из плазмы крови. Если лишить их тромбоцитарной «подкормки», то они быстро подвергаются дистрофии, становятся ломкими и начинают пропускать макромолекулы и даже эритроциты.
Тромбоциты содержат в своем составе железо, медь, дыхательные ферменты и могут наряду с эритроцитами транспортировать в крови кислород. Это приобретает значение в тех случаях, когда организм находится в состоянии значительной гипоксии - при максимальной физической нагрузке, низком содержании кислорода в воздухе. Есть данные, что тромбоциты способны к фагоцитозу. Они синтезируют так называемый тромбоцитарный фактор роста, ускоряющий регенеративные процессы в тканях. Однако основная функция тромбоцитов - предотвращение или остановка кровотечения, а все остальные - резервные, дополняющие роль эритроцитов или лейкоцитов.
3.7. РЕГУЛЯЦИЯ КРОВЕТВОРЕНИЯ
Кроветворение, или гемопоэз, - это процессы размножения (пролиферации), дифференцировки (специализации) и созревания форменных элементов крови. Число форменных элементов в крови у здоровых животных колеблется в небольших пределах и быстро восстанавливается до физиологического благодаря регуляции процессов кроветворения, кроверазрушения и перераспределения крови между кровяными депо и циркулирующей кровью.
В эмбриональном периоде первые кроветворные очаги появляются в желточном мешке; затем, по мере закладки и развития внутренних органов, кроветворение происходит в печени, селезенке, тимусе, лимфатических узлах, костном мозге. После рождения все клетки крови образуются только в красном костном мозге, а экстрамедуллярное кроветворение (вне костного мозга) может наблюдаться при заболеваниях.
Кроветворный костный мозг расположен главным образом в плоских костях - в грудной кости, костях таза, в ребрах, отростках позвонков, в черепных костях. У молодых животных кроветворный аппарат находится и в трубчатых костях, но в дальнейшем он, начиная со средней части кости, замещается желтым (жировым) костным мозгом и очаги кроветворения сохраняются только в эпифизах (головках), а у старых животных гемопоэз в трубчатых костях отсутствует.
Все клетки крови происходят из одной клетки костного мозга - стволовой клетки. Эти клетки называются полипотентны-ми, т. е. клетками разных возможностей (греч. poly - наибольший, potentia - способность, потенция). Стволовые полипотент-ные клетки (СПК) пребывают в неактивном состоянии и начинают размножаться в тех случаях, когда необходима регенерация клеток крови. Из стволовых клеток в ходе их дальнейшей дифференцировки развиваются все клетки крови - эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Стволовые клетки окружены ретикулярными клетками, фиб-робластами, ретикулиновыми волокнами. Здесь же находятся макрофаги, эндотелиальные клетки кровеносных сосудов. Все эти клетки и волокна формируют так называемое микроокружение стволовых клеток. Микроокружение, или ниша стволовых клеток, в одних случаях ограждает СПК от дифференцирующих стимулов и тем самым способствует их самоподдержанию в неактивном состоянии или, наоборот, оказывает влияние на дифференцировку СПК в направлении миелопоэза или лимфопоэза.
В периферической крови стволовые клетки присутствуют в очень небольшом количестве, примерно 0,1 % от всех стволовых клеток костного мозга. Выявление их в крови методически сложное не только из-за малого числа, но и потому, что морфологически они очень похожи на лимфоциты. Физиологическое значение
циркуляции в крови стволовых клеток, очевидно, заключается в том, чтобы равномерно заселить ими костный мозг, участки которого анатомически разобщены.
В регуляции кроветворения участвуют нервные и гуморальные механизмы. Еще в работах С. П. Боткина и И. П. Павлова было доказано влияние ЦНС на клеточный состав крови. В частности, хорошо известны факты условно-рефлекторного эритроцитоза или лейкоцитоза. Следовательно, на кроветворение оказывает влияние кора больших полушарий. Единый центр кроветворения (по аналогии с пищевым или дыхательным) не обнаружен, но большое значение в регуляции гемопоэза отводится гипоталамусу - отделу промежуточного мозга.
В кроветворных органах имеется большое число нервных волокон и нервных окончаний, осуществляющих двустороннюю связь кроветворного аппарата с ЦНС. Поэтому нервная система оказывает прямое влияние на размножение, созревание клеток и на разрушение лишних клеток.
Влияние ЦНС на кроветворение осуществляется через вегетативную нервную систему. Как правило, симпатическая нервная система стимулирует кроветворение, а парасимпатическая - угнетает.
Помимо прямого контроля за деятельностью костного мозга ЦНС влияет на кроветворение через образование гуморальных факторов. Под воздействием нервных импульсов в тканях некоторых органов образуются гемопоэтины - гормоны белковой природы. Гемопоэтины воздействуют на микроокружение СПК, определяя их дифференцировку. Различают несколько видов гемопоэ-тинов - эритропоэтины, лейкопоэтины, тромбоцитопоэтины. По своим функциям гемопоэтины относятся к цитомединам - веществам, осуществляющим контакт между клетками. Кроме гемо-поэтинов в регуляции гемопоэза участвуют и другие биологически активные вещества - как эндогенные, образующиеся в организме, так и экзогенные, поступающие из внешней среды. Такова общая схема регуляции гемопоэза. В механизме регуляции числа отдельных видов клеток крови имеются особенности.
Регуляция эритропоэза. Постоянно действующим физиологическим регулятором эритропоэза является эритропоэтин.
У здорового животного, если ему ввести плазму крови от другого животного, перенесшего кровопотерю, возрастает число эритроцитов в крови. Это объясняется тем, что после крово-потери уменьшается кислородная емкость крови и возрастает выработка эритропоэтина, который и активизирует эритропоэз костного мозга.
Эритропоэтин образуется в почках и активизируется при взаимодействии с глобулином крови, который образуется в печени. Образование эритропоэтина стимулируется при уменьшении содержания кислорода в тканях - например, при кровопотере, при длительном нахождении животных в условиях пониженного
барометрического давления, при систематических тренировках спортивных лошадей, а также при заболеваниях, связанных с нарушением газообмена. Стимуляторами эритропоэза являются продукты распада эритроцитов, кобальт, мужские половые гормоны.
В организме имеются также ингибиторы эритропоэтина - вещества, подавляющие его выработку. Ингибитор эритропоэтина активизируется при повышенном содержании кислорода в тканях - например, снижение числа эритроцитов в крови у высокогорных жителей после попадания в местность на уровне моря. Ингибитор эритропоэтина обнаружен у новорожденных в первые дни и недели жизни, вследствие чего число эритроцитов у них снижается до уровня взрослого животного.
Таким образом, выработка эритроцитов регулируется посредством колебания содержания кислорода в тканях путем обратной связи, а реализуется этот процесс через образование эритропоэтина, его активацию или ингибирование.
Довольно значительна в эритропоэзе роль кормовых факторов. Для полноценного эритропоэза необходимо достаточное содержание в кормах белков, аминокислот, витаминов В 2 , В 6 , Bi 2 , фолиевой кислоты, аскорбиновой кислоты, железа, меди, магния, кобальта. Эти вещества входят либо в гемоглобин, либо в состав ферментов, участвующих в его синтезе.
Витамин Bi2 называют внешним фактором кроветворения, так как он поступает в организм с кормом. Для его усвоения необходим внутренний фактор - муцин (гликопротеид) желудочного сока. Роль муцина заключается в защите молекул витамина В 12 от разрушения микроорганизмами, заселяющими кишечник. Совокупность витамина Bj 2 и муцина желудочного сока называют «фактор Боткина - Касла» - по фамилиям ученых, открывших этот механизм.
Регуляция лейкопоэза. Пролиферацию и дифференцировку лейкоцитов индуцируют лейкопоэтины. Это тканевые гормоны, которые образуются в печени, селезенке, почках. В чистом виде они пока не выделены, хотя известно об их неоднородности. Среди них различают эозинофилопоэтины, базофилопоэтины, нейтрофилопоэтины, моноцитопоэтины. Каждый вид лейко-поэтинов стимулирует лейкопоэз специфично - в направлении увеличения образования эозинофилов, базофилов, нейтрофилов или моноцитов. Главным регулятором образования и дифференцировки Т-лимфоцитов является гормон тимуса - тимопоэтин.
Не вызывает сомнения также то, что в организме образуются стимуляторы и ингибиторы лейкопоэтинов. Они находятся между собой в определенных взаимоотношениях для поддержания баланса между отдельными классами лейкоцитов (например, между нейтрофилами и лимфоцитами).
Продукты распада лейкоцитов стимулируют образование новых клеток того же класса. Поэтому чем больше клеток разруша-
ется в ходе защитных реакций, тем больше новых клеток выходит из кроветворных органов в кровь. Так, при образовании гнойника (абсцесса) в пораженном участке скапливается большое количество нейтрофилов, осуществляющих фагоцитоз. Значительная часть нейтрофилов при этом погибает, из клеток выделяются различные вещества, в том числе и те, которые стимулируют образование новых нейтрофилов. В результате в крови наблюдается высокая ней-трофилия. Это - защитная реакция организма, направленная на усиление борьбы с патогенным агентом.
В регуляции лейкопоэза участвуют железы внутренней секреции - гипофиз, надпочечники, половые железы, тимус, щитовидная железа. Например, адренокортикотропный гормон гипофиза вызывает снижение содержания эозинофилов в крови вплоть до полного их исчезновения и увеличивает количество нейтрофилов. Такое явление часто наблюдается у здоровых животных в условиях длительного стресса.
Регуляция тромбоцитопоэза. Число тромбоцитов в крови, так же как и других форменных элементов, регулируется нейрогумораль-пыми механизмами. Гуморальные стимуляторы называются тром-боцитопоэтинами, они ускоряют образование мегакариоцитов в костном мозге из их предшественников, а также их пролиферацию и созревание.
При различных экспериментальных исследованиях и клинических наблюдениях за больными обнаружены и ингибиторы образования тромбоцитов. Очевидно, только при уравновешивании ноздействий стимуляторов и ингибиторов поддерживается оптимальный уровень образования тромбоцитов и их содержания в периферической крови.
Итак, у здоровых животных поддерживается постоянное число форменных элементов в крови, но при различных физиологических состояниях или при внешних воздействиях в организме может изменяться концентрация отдельных клеток или их соотношение.)ти изменения происходят либо быстро, путем перераспределения имеющегося запаса клеток между органами и тканями, либо медленно, но более продолжительно во времени - благодаря изменению скорости кроветворения.
ГРУППЫ КРОВИ
Переливание крови, взятой от одного человека или животного-донора (дающий) другому, долгое время не находило практического применения, так как в ряде случаев у реципиента (полумающего) развивался посттрансфузионный шок (трансфузия - переливание) со смертельным исходом. Причину этого явления выяснил в 1901 г. австрийский ученый К. Ландштейнер. Он смешивал в пробирках кровь разных людей и обнаружил, что в ряде
случаев эритроциты склеиваются (агглютинируют) между собой и образуют комочки, видимые невооруженным глазом. Ландштей-нер впервые описал у людей три группы крови, а в 1907 г. чешский ученый Я. Янский открыл еще одну, четвертую группу крови. Эти четыре группы крови составили одну систему, ее позднее назвали системой АВО (А-В-ноль).
Одновременно начали изучать группы крови и у животных - сначала у коз, потом у свиней, лошадей, крупного рогатого скота и птиц. Оказалось, что помимо четырех групп крови, открытых Ландштейнером и Янским, существуют и другие. Они отличаются составом белковых молекул, встроенных в мембраны эритроцитов. Эти молекулы являются антигенами и называются а г г л ю -тиногенами. Установлено также, что такие же агглютиноге-ны, как на поверхности эритроцитов, присутствуют и в других клетках, поэтому группу крови можно определить, и не имея для анализа самой крови. В плазме крови могут находиться антитела к агглютиногенам, их называют агглютининами.
В настоящее время у человека изучено уже 15 генетических систем групп крови, включающих 250 антигенных факторов, у крупного рогатого скота - 11 систем групп крови из 88 антигенных факторов, у свиней - 14 систем групп из более 30 факторов. Группа крови является наследственным признаком и не изменяется в течение жизни.
В каких случаях необходимо знать группу крови? Во-первых, при переливании крови, при подборе совместимых пар донор - реципиент. Во-вторых, в судебной медицине или ветеринарии для установления принадлежности крови, а также для определения родственных связей в селекционной работе. Групповую принадлежность крови матери и отца приходится учитывать при анализе случаев бесплодия. Иногда в организме самки происходит агглютинация спермиев и их гибель вследствие тканевой несовместимости. В медицине всегда учитывают группу крови матери и плода с целью исключения из-за несовместимости гибели плода или рождения больного ребенка (гемолитическая желтуха новорожденного).
Рассмотрим более подробно систему АВО, имеющую практическое значение и для медицины, и для ветеринарии. По этой системе кровь людей и животных делят на четыре группы. Это связано с тем, что в эритроцитах могут находиться два агглютиногена - А и В, а плазме крови - два агглютинина - альфа и бета. Агглютинины являются антителами, которые могут взаимодействовать с соответствующими, или одноименными агглютиногена-ми - А или В (альфа-А, бета-В).
Установлено, что существуют более 10 вариантов агглютиноге-нов А и В. Все они агглютинируют эритроциты с соответствующими агглютининами, но сила и скорость реакции агглютинации различны. Агглютиногены А1 и В1 - самые сильные, по мере возрастания нумерации их активность снижается.
В крови одного и того же организма (человека или животного) не содержатся одноименные агглютиногены и агглютинины. Если же агглютиноген А войдет в контакт с агглютинином альфа или агглютиноген В с агглютинином бета, то произойдет агглютинация, или склеивание, эритроцитов. Образовавшиеся за очень короткое время агломераты, или комочки, эритроцитов закупоривают мелкие капилляры. Если это произойдет в жизненно важных органах -в головном мозге или сердечной мышце, то возможен смертельный исход из-за нарушения кровообращения. Склеившиеся эритроциты обычно погибают и выделяют в кровь токсические вещества, вызывающие тяжелое отравление организма. В плазму крови поступают также эритроцитарные факторы свертывания крови.
Характеристика групп крови в системе АВО представлена в табл. 3.2.
В организме человека, у которого все в порядке со здоровьем, форменные элементы крови составляют от всего объема крови от 40 до 48 %. Если количество данных частиц не соответствует норме, это указывает на возможное наличие в организме патологических процессов. А какие форменные элементы крови самые известные? Конечно же, эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Состав крови человека
Кровь можно назвать соединительной тканью, находящейся в жидком состоянии. Она всегда циркулирует от сердца во все удаленные уголки организма и выполняет жизненно необходимые функции. Данная биожидкость несет ответственность за перенос питательных веществ, газов и микроэлементов, без которых невозможен метаболизм. Она создает условия для нормального протекания совокупности процессов, поддерживающих жизнь в организме человека.
Плазма и являются составляющими большей частью состоит из воды, в которой растворены необходимые для протекания процессов жизнедеятельности компоненты.
Кровь обладает вязкостью, что влияет на давление внутри сосудов и ее циркуляцию. Объем крови в организме зависит от возраста и строения тела людей. В основном он составляет от четырех до пяти литров.
Существует четыре группы крови, имеющих определенный состав. Они определяются с помощью специального анализа, взятого у новорожденного малыша, по содержанию белков в крови. Группа не меняется в течение всей жизни. Она может подвергнуться изменениям только в результате переливания человеку новой крови при наличии травм или при хирургических вмешательствах.
Функции клеток крови
Данные клетки призваны выполнять важнейшие функции в организме людей. Форменные элементы составляют основу данных клеток.
- Транспортная функция отвечает за перенос нужных веществ во все зоны организма. Кровеносная система способна обеспечивать все сосуды и органы нужными для нормального функционирования веществами.
- Дыхательная функция позволяет доставлять кислород из легких во все органы и ткани, а углекислый газ возвращать обратно в легкие.
- Выделительная функция нужна для блокирования негативных образований и удаления их из организма через предназначенные для этого системы и органы.
- Питательная функция необходима для обеспечения клеток и органов нужными веществами, активизации иммунной системы.
- Регуляторная функция способствует поддержанию баланса между полезными и вредными веществами. Нужные вещества с помощью крови поступают во все зоны организма, а вредные удаляются из него.
- нужна для подпитки органов питательными веществами, которые поступают в организм через стенки кишечника.
- Защитная функция представлена тремя разновидностями. Фагоцитная функция обеспечивает поглощение здоровыми клетками инфекций и вирусов. Гомеостатическая способствует свертываемости крови при повреждениях целостности кожных покровов, поддерживает протекание определенных процессов в крови. Третья функция - терморегуляторная. Кровь участвует в терморегуляции организма, предохраняя его от перегревания и переохлаждения.
- Функции, за выполнение которых в основном несут ответственность форменные элементы крови - это транспортная, гомеостатическая и защитная.
Образование и изучение данных элементов крови
Форменные элементы крови человека образуются в кроветворных органах. Им отведены разные роли в организме. Если человек не болеет, сразу после созревания они поступают в плазму, распределяются по всему организму и немедленно начинают выполнять свое предназначение. Если же у человека имеется серьезное заболевание, данные элементы могут выйти из костного мозга, окончательно не созрев.
К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
В наши дни, чтобы определить, соответствует ли их число норме, специалист назначает анализ, после которого можно узнать, какие элементы содержатся в плазме в недостаточном количестве.
Если в прежние времена лаборанты сами детально изучали материал, то сегодня анализ проводится с помощью специальных устройств. Это позволяет в скором времени получить точный результат.
Состав форменных элементов крови
Красные клетки крови - эритроциты - составляют значительную массу от общего числа форменных элементов. Гемоглобин, насыщенный железом, входит в состав эритроцитов и отвечает за доставку кислорода в организме. Благодаря гемоглобину кровь имеет красный цвет, он без труда может вступать в соединение с кислородом. Процессы окисления зависят от количества гемоглобина.
К форменным элементам крови относятся также лейкоциты, выполняющие защитную функцию. По своему размеру они больше эритроцитов. Микроорганизмы, попавшие в кровь, захватываются и перевариваются данными элементами.
Кровяные пластинки (тромбоциты) отвечают за свертываемость крови.
Предназначение эритроцитов
Эти форменные элементы крови (эритроциты) напоминают по своей форме выгнутые диски определенного диаметра. Благодаря своей эластичности они без труда могут перемещаться по капиллярам, являющимся самыми маленькими сосудами в организме.
В крови человека содержится такое огромное количество эритроцитов, что если выстроить цепочку, где эти элементы будут следовать друг за другом, получится несколько раз обернуть землю по экватору. Эти форменные элементы измеряются числом клеток на литр.
Нормальное количество эритроцитов у представителей мужского и женского пола, новорожденных детей и людей пожилого возраста колеблется в определенных пределах.
Красные клетки на 95 % состоят из гемоглобина, наделенного способностью без труда прикреплять к себе атомы кислорода и откреплять их. Кровь, обогащенная кислородом, протекает по артериям и отличается более ярким цветом.
Она становится намного темнее, когда отдает кислород и захватывает продукты распада. Затем по венам она устремляется к сердцу, по пути подвергаясь очищению. Исследуя состав эритроцитов, обязательно следует установить, сколько гемоглобина они в себя вмещают.
Основное предназначение, которое выполняют эти форменные элементы крови, - это доставка кислорода и жизненно важных веществ ко всем клеткам, очищение последних от продуктов распада и доставка их к органам выделительной системы.
Протяженность жизни эритроцитов
Эритроциты могут жить около четырех месяцев. По истечении этого срока они подвергаются распаду, и в результате сложнейших реакций образуется токсическое вещество под названием билирубин. Он обезвреживается в печени, является составляющей желчи, направляется в прямую кишку и там принимает участие в пищеварительных процессах. Затем основное количество билирубина покидает организм вместе с калом, а оставшаяся часть выходит наружу с мочой, подвергнувшись фильтрации в почках.
Эритроциты могут распадаться по двум определенным схемам. Они могут пожираться определенными клетками под названием фагоциты, которые призваны убирать из организма все ненужное. Большое количество фагоцитов располагается в печени и селезенке, поэтому эти органы иногда называются местами захоронения данных элементов крови. Вторая схема подразумевает растворение эритроцитов в процессе разрушения их оболочки непосредственно в крови. Кроме этого, присутствует процесс естественного отбора, когда даже новые, но отличающиеся слабостью либо ущербностью эритроциты подвергаются разрушению во время протекания крови по сосудам.
Следует отметить, что определенные заболевания в состоянии уменьшить В связи с их протеканием в крови появляются предшественники эритроцитов в процессе кроветворения - ретикулоциты. Они могут быть не до конца созревшими. Большое количество ретикулоцитов указывает на наличие патологий в организме.
Количественный объем эритроцитов может незначительно варьироваться. В большинстве случаев на это могут повлиять разные физиологические факторы и воздействие окружающей среды. Нормальный объем красных клеток может меняться также под влиянием разных заболеваний.
Значение лейкоцитов
Другие форменные элементы крови - лейкоциты - выявляют попавшие в организм патогены, умирающие или подвергающиеся изменениям клетки, поглощают их и растворяют. Лейкоциты представляют собой немаловажную часть иммунной системы.
Различают пять видов белых клеток. Основное их количество образуется в костном мозге, а небольшая часть - в лимфатических узлах и в определенных органах. Реально произвести подсчет содержания лейкоцитов в плазме. Благодаря специальной лаборатории можно вывести формулу лейкоцитов, которая показывает пропорции видов лейкоцитов и их соотношение с нормами.
Количество этих элементов в течение дня может часто меняться под влиянием определенных факторов: после приема пищи, физической нагрузки, расслабления в ванне, употребления горячего питья. После приема лекарственных средств содержание лейкоцитов может резко увеличиться, поэтому если пациент принимает какие-либо препараты, об этом необходимо рассказать специалисту и за определенное время до сдачи анализа не пить лекарства.
Анализ рекомендуется сдавать в утреннее время на голодный желудок. Также советуют отказаться от физических нагрузок и курения, не принимать ванну или душ, оградить себя от стрессовых ситуаций и других причин, активизирующих иммунную систему.
Виды лейкоцитов
Белые клетки имеют различия в своем назначении, строении и составе. Все виды лейкоцитов наделены способностью просачиваться сквозь стенки капилляров в ткани, имеющие повреждения, и забирать патогены.
К форменным элементам крови относятся следующие виды лейкоцитов, отвечающие за выполнение определенных функций:
- нейтрофилы и моноциты - в состоянии выявлять патогены и мертвые ткани и истреблять их;
- эозинофилы - ведут борьбу с токсинами, базофилы - с аллергенами;
- предназначением лимфоцитов является синтезирование антител, отвечающих за память иммунной системы.
Период жизни лейкоцитов
Продолжительность жизни данных форменных элементов находится в зависимости от определенных факторов и может продолжаться от нескольких часов до нескольких лет. Много лейкоцитов погибает в ходе неравной борьбы с большим количеством патогенов, т. к. поглощая последних, они могут разорваться.
В местах гибели этих форменных элементов (лейкоцитов) образуется гной, вызывающий на борьбу новые иммунные клетки.
Если результаты анализов выявляют значительную разницу между количеством лейкоцитов и нормой, это может указывать на развитие внушающих серьезные опасения патологий. Чтобы иметь представление о заболевании, нужно пройти обследование у специалиста.
Отличия тромбоцитов
Самые наименьшие форменные элементы крови - это тромбоциты. Они похожи на мельчайшие пластинки и несут ответственность за Созревая в костном мозге, тромбоциты проникают в плазму. Период жизни кровяных пластинок длится примерно восемь суток, а затем они подвергаются разрушению в селезенке.
Форменные элементы крови (тромбоциты) наделены подвижностью и моментальной реакцией на изменения в целостности кожных покровов и тканей внутри организма. Мгновенно они появляются в месте нарушения, склеиваются между собой и поврежденным участком ткани, активизируя определенные компоненты. Благодаря этому рана затягивается, заживляется и рассасывается. Данные форменные элементы крови - это спасатели в человеческом организме, защищающие его от обескровливания.
Количество тромбоцитов измеряется в тысячах на 1 микролитр крови. Для мужчин нормой считают 200-400 тысяч Ед/мкл, а для женщин — 180-320 тысяч Ед/мкл. Их недостаточное содержание может привести к затягиванию заживления ран и внутренним кровотечениям, вызывающим серьезные заболевания. Снижение содержания тромбоцитов в крови может произойти в результате воздействия некоторых причин: нехватки некоторых витаминов, продолжительных диет, аллергии на лекарственные препараты, определенных заболеваний и других.
Повышение количества кровяных пластинок вызывает образование патологических сгустков крови в организме. Тромбы образуются из-за сталкивания тромбоцитов между собой и стенками сосудов. Они в состоянии заблокировать ток крови, что в некоторых случаях становится причиной смерти, если тромбы располагаются в зоне сердца или головного мозга. Если сгусток крови перекрывает сосуд на другом участке тела, без питания ткань начинает отмирать, что может вызвать гангрену или сепсис.
Таким образом, форменные элементы крови - это клетки, несущие ответственность за свои, строго распределенные уникальные функции.
По анатомии и физиологии человека
на тему:
«Форменные элементы крови. Норма и патология».
План:
1. Эритроциты.
2. Лейкоциты.
3. Тромбоциты.
1. Эритроциты.
В обычных условиях у взрослого человека циркулирует приблизительно 25 – 30х10¹² эритроцитов. В 1 мкл периферической крови мужчин насчитывается 4 – 5,5 млн эритроцитов, женщин – 3,9 – 4,7 млн.
Эритроцит – двояковогнутая клетка, т.е. дискоцит. Диаметр, мкм – 7 – 8, объем, мкм³ - 90, площадь, мкм² - 140, наибольшая толщина, мкм – 2,4, минимальная толщина, мкм – 1.
Эритроциты - высокоспециализированные клетки крови. У человека и млекопитающих эритроциты лишены ядра и имеют однородную протоплазму. Количество эритроцитов изменяется под воздействием факторов внешней и внутренней среды (суточные и сезонные колебания, мышечная работа, эмоции, пребывание на больших высотах, потеря жидкости и т. д.). Повышение количества эритроцитов в крови получило название эритроцитоз, понижение - эритропения.
Важное место в эритропоэзе занимает метаболизм железа. Созревающие в костном мозге эритроидные клетки постоянно потребляют железо для синтеза гемоглобина. Некоторые формы негемоглобинового железа проявляются при световой микроскопии с использованием специальной цитохимической окраски. Клетки, содержащие железо-положительные включения, называются сидеробластами, сидероцитами и сидерофагами.
Для эритроцитов характерен относительно низкий уровень обмена, что обеспечивает им довольно длительный период жизни: 120 дней. Начиная с 60-го дня после выхода их в кровяное русло нарастает снижение активности различных ферментов, прежде всего, гексокиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, фруктозо-6-фосфаткиназы и глицеринальдегид-3-фосфат дегидрогеназы. Это приводит к нарушению гликолиза и в результате уменьшается потенциал энергетических процессов в эритроцитах. Эти изменения внутриклеточного обмена связаны со старением клетки и приводят к ее разрушению. Ежедневно 200 млрд эритроцитов подвергаются деструктивным изменениям и погибают.
Старение эритроцита сопровождается изменением его конфигурации, что находит свое отражение в соотношении различных форм клеток.
Такие эритроциты могут иметь форму купола, сферы, спущенного мяча; встречаются также единичные дегенеративно измененные клетки (0,19 ± 0,05 %).
По своему строению клеточная мембрана двояковогнутого эритроцита на всем протяжении одинакова.
Впадины и выпуклости могут возникать и занимать различные участки мембраны.
Клеточная мембрана выполняет оградительную (разграничительную) функцию, отделяя клетку от внешней среды. В то же время она играет роль избирательного фильтра, через который осуществляется как активный, так и пассивный транспорт веществ внутрь клетки и из нее во внешнюю среду. Мембрана является местом, где происходят важнейшие ферментативные процессы и осуществляются иммунные реакции. На своей поверхности мембрана клетки крови несет информацию о группе крови. На мембране имеется поверхностный ирный заряд, который играет важную роль во многих процессах, обеспечивающих жизнедеятельность клетки. Он непосредственно связан с физико-химическими превращениями, происходящими на клеточных мембранах.
Клеточная мембрана может принимать сферическую форму, тогда эритроциты с большим, чем в норме диаметром описываются как макроциты, с меньшим диаметром – микроциты. И те, и другие способны гемолизироваться.
Функции эритроцитов.
Дыхательная функция выполняется эритроцитами за счет пигмента гемоглобина, который обладает способностью присоединять к себе и отдавать кислород и углекислый газ.
Питательная функция эритроцитов состоит в адсорбировании на их поверхности аминокислот, которые они транспортируют к клеткам организма от органов пищеварения.
Защитная функция эритроцитов определяется их способностью связывать токсины (вредные, ядовитые для организма вещества) за счет наличия на поверхности эритроцитов специальных веществ белковой природы - антител. Кроме того, эритроциты принимают активное участие в одной из важнейших защитных реакций организма - свертывании крови.
Ферментативная функция эритроцитов связана с тем, что они являются носителями разнообразных ферментов. В эритроцитах обнаружены: истинная холинэстераза - фермент, разрушающий ацетилхолин, угольная ангидраза - фермент, который в зависимости от условий способствует образованию или расщеплению угольной кислоты в крови капилляров тканей, метгемоглобин - редуктаза - фермент, поддерживающий гемоглобин в восстановленном состоянии.
Регуляция рН крови осуществляется эритроцитами посредством гемоглобина. Гемоглобиновый буфер - один из мощнейших буферов, он обеспечивает 70 - 75% всей буферной емкости крови. Буферные свойства гемоглобина обусловлены тем, что он и его соединения обладают свойствами слабых кислот.
Гемоглобин.
Гемоглобин - дыхательный пигмент крови человека и позвоночных животных, выполняет в организме важную роль переносчика кислорода и принимает участие в транспорте углекислоты.
В крови содержится значительное количество гемоглобина: в 1 х 10ˉ¹ кг (100 г) крови обнаруживается до 1,67 х 10ˉ 2 - 1,74 х 10ˉ 2 кг (16,67 - 17,4 г) гемоглобина. У мужчин в крови содержится в среднем 140 - 160 г/л (14 -16 г%) гемоглобина, у женщин – 120 - 140 г/л (12 -14 г%). Общее количество гемоглобина в крови равно примерно 7 х 10 ˉ1 кг (700 г); 1 х 10ˉ кг (1 г) гемоглобина связывает 1,345 х 10ˉ м 3 (1,345 мл) кислорода.
Гемоглобин представляет собой сложное химическое соединение, состоящее из 600 аминокислот, его молекулярная масса равна 66000 ± 2000.
Гемоглобин состоит из белка глобина и четырех молекул гема. Молекула гема, содержащая атом железа, обладает способностью присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому присоединяется кислород, не меняется, т. е. железо остается двухвалентным. Гем является активной, или так называемой простетической, группой, а глобин - белковым носителем гема.
В последнее время установлено, что гемоглобин крови неоднороден. В крови человека обнаружено три типа гемоглобина, обозначаемые как НЬР (примитивный, или первичный; обнаружен в крови 7 – 12 -недельных зародышей человека), HbF (фетальный, от лат. fetus- плод; появляется в крови плода на 9-й неделе внутриутробного развития), НЬА (от лат. adultus- взрослый; обнаруживается в крови плода одновременно с фетальным гемоглобином). К концу 1-го года жизни фетальный гемоглобин полностью замещается гемоглобином взрослого.
Различные виды гемоглобина различаются между собой по аминокислотному составу, устойчивости к щелочам и сродству к кислороду (способность связывать кислород). Так, HbF более устойчив к щелочам, чем НЬА. Он может насыщаться кислородом на 60%, хотя в тех же условиях гемоглобин матери насыщается всего на 30%.
Миоглобин. В скелетной и сердечной мышцах находится мышечный гемоглобин, или миоглобин. Его простетическая группа - гем - идентична гему молекулы гемоглобина крови, а белковая часть - глобин - обладает меньшей молекулярной массой, чем белок гемоглобина. Миоглобин человека связывает до 14% общего количества кислорода в организме. Он играет важную роль в снабжении кислородом работающих мышц.
Гемоглобин синтезируется в клетках красного костного мозга. Для нормального синтеза гемоглобина необходимо достаточное поступление железа. Разрушение молекулы гемоглобина осуществляется преимущественно в клетках мононуклеарной фагоцитарной системы (рети-кулоэндотелиальная система), к которой относятся печень, селезенка, костный мозг, моноциты. При некоторых заболеваниях крови обнаружены гемоглобины, отличающиеся по химической структуре и свойствам от гемоглобина здоровых людей. Эти виды гемоглобина получили название аномальных гемоглобинов.
Функции гемоглобина. Гемоглобин выполняет свои функции лишь при условии нахождения его в эритроцитах. Если по каким-то причинам гемоглобин появляется в плазме (гемоглобинемия), то он неспособен выполнять свои функции, так как быстро захватывается клетками мононуклеарной фагоцитарной системы и разрушается, а часть его выводится через почечный фильтр (гемоглобинурия). Появление в плазме большого количества гемоглобина увеличивает вязкость крови, повышает величину онкотического давления, что приводит к нарушению движения крови и образования тканевой жидкости.
Гемоглобин выполняет следующие основные функции. Дыхательная функция гемоглобина осуществляется за счет переноса кислорода от легких к тканям и углекислого газа от клеток к органам дыхания. Регуляция активной реакции крови или кислотно-щелочного состояния связана с тем, что гемоглобин обладает буферными свойствами.
Соединения гемоглобина.
Гемоглобин, присоединивший себе кислород, превращается в оксигемоглобин (НЬО 2) . Кислород с гемом гемоглобина образует непрочное соединение, в котором железо остается двухвалентным (ковалентная связь). Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленым , или редуцированным, гемоглобином (НЬ). Гемоглобин, соединенный с молекулой углекислого газа, называется карб-гемоглобин (НЬСО). Углекислый газ с белковым компонентом гемоглобина также образует легко распадающееся соединение.
Гемоглобин может входить в соединение не только с кислородом и углекислым газом, но и с другими газами, например с угарным газом (СО). Гемоглобин, соединенный с угарным газом, называется карбоксигемоглобин (НЬСО). Угарный газ, так же как и кислород, соединяется с гемом гемоглобина. Карбоксигемоглобин является прочным соединением, он очень медленно отдает угарный газ. Вследствие этого отравление угарным газом очень опасно для жизни.
При некоторых патологических состояниях, например при отравлении фенацетином, амил- и пропилнитритами и т. д., в крови появляется прочное соединение гемоглобина с кислородом - метгемоглобин , в котором молекула кислорода присоединяется к железу гема, окисляет его и железо становится трехвалентным (MetHb). В случаях накопления в крови больших количеств метгемоглобина транспорт кислорода к тканям становится невозможным и человек погибает.
Сухое вещество эритроцита содержит около 95% гемоглобина и только 5% его приходится на долю негемоглобиновых белков и липидов, в основном фосфолипидов. Среднее значение сухой массы эритроцитов у мужчин составляет 36 пг, что превышает (р < 0,1) величину этого показателя у женщин (33 пг). Хотя сухая масса основного числа клеток (61%) как у мужчин, так и у женщин, колеблется в пределах 30 – 39 пг, эритроцитов с сухой массой от 40 до 50 пг у мужчин больше, а эритроцитов с сухой массой 20 – 30 пг больше у женщин. Такова физиологическая вариабельность эритроцитов по степени насыщения их гемоглобинов.
2. Лейкоциты.
Лейкоциты, или белые кровяные тельца, - бесцветные клетки, содержащие ядро и протоплазму. Размер их 8 - 20 мкм.
В крови здоровых людей в состоянии покоя количество лейкоцитов колеблется в пределах от 6,0х10 9 /л - 8,0х10 9 /л (6000 - 8000 в 1 мм 3). Многочисленные исследования, проведенные в последнее время, указывают на несколько больший диапазон этих колебаний 4х10 9 /л – 10х10 9 /л (4000 - 10000 в 1 мм 3).
Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом , уменьшение - лейкопенией .
Лейкоциты делят на две группы: зернистые лейкоциты, или гранулоциты , и незернистые, или агранулоциты .
Зернистые лейкоциты отличаются от незернистых тем, что их протоплазма имеет включения в виде зерен, которые способны окрашиваться различными красителями. К гранулоцитам относятся нейтрофилы , эозинофилы и базофилы . Нейтрофилы по степени зрелости делятся на миелоциты , метамиелоциты (юные нейтрофилы), палочкоядерные и сегментоядерные . Основную массу в циркулирующей крови составляют сегментоядерные нейтрофилы (51 - 67%). Палочкоядерных может содержаться не более 3 - 6%. Миелоциты и метамиелоциты (юные) в крови здоровых людей не встречаются.
Агранулоциты не имеют в своей протоплазме специфической зернистости. К ним относятся лимфоциты и моноциты . В настоящее время установлено, что лимфоциты морфологически и функционально неоднородны. Различают Т-лимфоциты (тимусзависимые), созревающие в вилочковой железе, и В-лимфоциты , образующиеся, по-видимому, в пейеровых бляшках (скоплениях лимфоидной ткани в кишечнике). Моноциты образуются, вероятно, в костном мозге и лимфатических узлах.
Количество лейкоцитов в крови зависит как от скорости их образования, так и от мобилизации их из костного мозга (депо), а также от их утилизации и миграции в ткани (в очаги повреждения), захвата легкими и селезенкой. На эти процессы, в свою очередь, влияет ряд физиологических факторов, и поэтому число лейкоцитов в крови здорового человека подвержено колебаниям: оно повышается к концу дня, при физической нагрузке, эмоциональном напряжении, приеме белковой пищи, резкой смене температуры окружающей среды.
Гранулоциты
Полиморфо- или сегментоядерные гранулоциты - это крупные клетки размером 9 - 15 мкм, большую часть которых занимает цитоплазма. Их полиморфное ядро содержит обычно от 2 до 5 долек (сегментов), соединенных между собой тонкими нитями. Цитоплазма заполнена множеством пылевидных гранул, по цвету которых выделяют нейтро-фильные (красновато-фиолетовые), эозинофильные (ярко-красные) и базофилъные (фиолетовые кляксы) гранулоциты. Эозинофильные гранулоциты обычно немного крупнее нейтрофильных, а базофильные, наоборот, мельче их.
Эозинофильные гранулоциты, наряду с другими лейкоцитами, способны к фагоцитозу. Принимают участие в дезинтоксикации продуктов белковой природы и играют значительную роль в аллергических реакциях организма.
Структура базофилов изучена хуже других гранулоцитов, так как эти клетки встречаются в крови редко. Их гранулы круглой и полигональной формы диаметром 0,15-1,2 мкм содержат гистамин. Следовательно, базофилы вместе с эозинофилами участвуют в аллергических реакциях организма, в обмене гистамина и гепарина. Вазоактивные амины базофилов и тучных клеток могут способствовать отложению иммунных комплексов в стенках сосудов и, таким образом, развитию патологии иммунных комплексов.
Моноциты.
Это самые крупные клетки нормальной крови, размером от 12 до 20 мкм. Ядро большое рыхлое, с неправильным распределением хроматина, форма его бобовидная, лопастная, подковообразная, реже круглая или овальная. В крови моноциты циркулируют недолго, затем переходят в ткани и трансформируются в макрофаги.
Моноциты и макрофаги являются ведущими клетками иммунного ответа организма.
Лимфоциты.
Ядро в лимфоците по своей массе доминирует; оно имеет приблизительно сферическую форму. Хроматин, как правило, в виде грубых компактных глыбок. Ядрышки выявляются с помощью специальных методов окрашивания и содержатся практически во всех лимфоцитах.
С полным основанием можно рассматривать лимфоциты как долгоживущие клетки, большая часть которых находится в интерфазе. В лимфоцитах содержание ДНК значительно превалирует над РНК, что, видимо, связано со специфическими свойствами клеток, а также с хранением информации об антигенах. Активация этой информации изменяет морфологическую и субмикроскопическую организацию лимфоцитов.
Свойства лейкоцитов.
Лейкоциты обладают рядом важных физиологических свойств: амебовидной подвижностью, диапедезом, фагоцитозом. Амебовидная подвижность - это способность лейкоцитов к активному передвижению за счет образования протоплазматических выростов - ложноножек (псевдоподий). Под диапедезом следует понимать свойство лейкоцитов проникать через стенку капилляра. Кроме того, лейкоциты могут поглощать и переваривать инородные тела и микроорганизмы. Это явление, изученное и описанное И. И. Мечниковым, получило название фагоцитоза.
Фагоцитоз протекает в четыре фазы : приближение, прилипание (аттракция), погружение и внутриклеточное переваривание (собственно фагоцитоз).
Лейкоциты, поглощающие и переваривающие микроорганизмы, называют фагоцитами . Лейкоциты поглощают не только попавшие в организм бактерии, но и отмирающие клетки самого организма. Передвижение (миграция) лейкоцитов к очагу воспаления обусловлено рядом факторов: повышением температуры в очаге воспаления, сдвигом рН в кислую сторону, существованием хемотаксиса (движение лейкоцитов по направлению к химическому раздражителю - положительный хемотаксис, а от него - отрицательный хемотаксис). Хемотаксис обеспечивается продуктами жизнедеятельности микроорганизмов и веществами, образующимися в результате распада тканей.
Нейтрофильные лейкоциты, моноциты и эозинофилы - это клетки-фагоциты, лимфоциты тоже обладают фагоцитарной способностью.
Функции лейкоцитов.
Одной из важнейших функций, выполняемых лейкоцитами, является защитная. Лейкоциты способны вырабатывать специальные вещества - лейкины, которые вызывают гибель микроорганизмов, попавших в организм человека. Некоторые лейкоциты (базофилы, эозинофилы) образуют антитоксины - вещества, обезвреживающие продукты жизнедеятельности бактерий, и обладают, таким образом, дезинтоксика-ционным свойством . Лейкоциты способны к выработке антител - веществ, нейтрализующих действие ядовитых продуктов обмена микроорганизмов, попавших в организм человека. При этом продукция антител осуществляется преимущественно В-лимфоцитами после взаимодействия их с Т-лимфоцитами. Т-лимфоциты участвуют в клеточном иммунитете, обеспечивая реакцию отторжения трансплантата (пересаженного органа или ткани). Антитела могут длительное время сохраняться в организме как составная часть крови, поэтому повторное заболевание человека становится невозможным. Такое состояние невосприимчивости к заболеваниям получило название иммунитета. Следовательно, играя существенную роль в выработке иммунитета, лейкоциты (лимфоциты) тем самым выполняют защитную функцию. Наконец, лейкоциты (базофилы, эозинофилы) участвуют в свертывании крови и фибринолизе.
Лейкоциты стимулируют регенеративные (восстановительные) процессы в организме , ускоряют заживление ран. Это связано со способностью лейкоцитов участвовать в образовании трефонов.
Лейкоциты выполняют и ферментативную функцию . Они содержат различные ферменты (протеолитические - расщепляющие белки, липолитические - жиры,амилолитические - углеводы), необходимые для осуществления внутриклеточного пищеварения.
Клетки крови реализуют как неспецифические (воспаление), так и специфические, включая реакции немедленного и замедленного типа (иммунитет), формы защиты организма. При любом повреждении или заболевании ответные действия с участием клеток крови могут разворачиваться на поверхности эпителиальных клеток, выстилающих тело или внутренние органы, в интерстициальной жидкости, соединительной ткани, в лимфе или в периферической крови.
Полиморфоядерные лейкоциты и макрофаги выполняют важную функцию: фагоцитоз бактериальных и простых эукариотических патогенов. Эти клетки распознают бактериальные или дрожжевые клетки по размещенным на их поверхности специфическим рецепторам, обычно углеводородным структурам. Распознавание существенно облегчается комплементом (опсонином) и специфическими антителами. Продуцируемые В-лимфоцитами антитела работают в двух вариантах:
· блокируют биологическую активность молекул-мишеней (токсиносвязывающие рецепторы);
· взаимодействуют с рецепторами таких клеток, как макрофаги, нейтрофилы, базофилы и тучные клетки, побуждая их распознавать и представлять антиген Т-лимфоцитам.
Подъем лейкоцитов до нескольких десятков тысяч описывается как лейкоцитоз. Наблюдается при острых воспалительных и инфекционных процессах, исключения составляют брюшной тиф, грипп, некоторые стадии сыпного тифа, корь. Наибольший лейкоцитоз (до 70-80 тыс.) отмечается при сепсисе. Лейкоцитоз обычно сопровождается сдвигом лейкоцитарной формулы влево, т.е. появлением в периферической крови больных палочкоядерных и юных форм гранулоцитов, а в тяжелых случаях и выходом из костного мозга миелоцитов, миелобластов.
Понижение числа лейкоцитов крови ниже 4000 обозначается термином лейкопения . Чаще всего касается нейтрофилов, т.е. лейкопения проявляется как нейтропения или агранулоцитоз , и может быть проявлением хронической идиопатической нейтропении, красной системной волчанки, ревматоидного артрита, малярии, сальмонеллеза, бруцеллеза или быть следствием приема цитостатиков и проявлением болезни системы крови. Развитию нейтропении способствуют алкоголизм, диабет, тяжелый шок.
При тяжелых инфекционных заболеваниях возможно изменение морфологии нейтрофилов: токсическая зернистость, дегрануляция, вакуолизация и т.д.
Эозинофилия типична для аллергии, гельминтозов, но также возникает и на стадии выздоровления при инфекционных болезнях.
Моноцитоз характерен для туберкулеза, сифилиса, бруцеллеза, протозойных и вирусных инфекционных заболеваний.
Лимфоцитоз встречается у детей при коклюше, инфекционном мононуклеозе, хотя может стать признаком заболевания системы крови. Увеличение количества циркулирующих в периферической крови лейкоцитов до нескольких тысяч указывает на лейкоз. При хроническом лейкозе такое повышение наблюдается в 98 - 100% случаев, при острых лейкозах в 50 - 60%.
Лимфоцитопения развивается при первичной иммунопатологии (агаммаглобулинемии разных типов и др.), при болезнях системы крови, синдроме Кушинга, почечной недостаточности. Как специфический симптом лимфоцитопения проявляется при СПИДе, а также под влиянием облучения, кортикостероидной терапии, алкирующих препаратов и при тяжелых отеках.
3. Тромбоциты.
Тромбоциты, или кровяные пластинки, представляют собой образования овальной или округлой формы диаметром 2 - 5 мкм. Тромбоциты человека и млекопитающих не имеют ядер. Содержание в крови тромбоцитов колеблется от 180х10 9 /л до 320х10 9 /л (от 180 000 до 320 000
Тромбоциты периферической крови являются производными мегакариоцитов костного мозга. Тромбоциты - фрагменты мегакариоцитов.
Основные формы тромбоцитов в крови здорового человека:
· Нормальные (зрелые) тромбоциты (87,0 ± 0,13%) круглой или овальной формы диаметром 3 - 4 мкм; при микроскопии в них видна бледно-голубая наружная (гиаломер) и центральная (грануломер) с азурофильной зернистостью зоны;
· юные (незрелые) тромбоциты (3,20 ± 0,13%), несколько больших размеров с базофильной цитоплазмой и чаще расположенной в центре азурофильной грануляцией (мелкая и средняя);
· старые тромбоциты (4,10 ± 0,21%) могут быть круглой, овальной, зубчатой формы с узким ободком темной «цитоплазмы», содержащей обильную грубую грануляцию, а иногда и вакуоли;
· формы раздражения (2,50 ± 0,1%) больших размеров, вытянутые, колбасовидные хвостатые; «цитоплазма» в них голубая или розовая, азурофильная зернистость рассеяна или разбросана неравномерно.
Свойства тромбоцитов.
Тромбоциты, как и лейкоциты, способны к фагоцитозу и передвижению за счет образования псевдоподий (ложноножек). К физиологическим свойствам тромбоцитов также относятся адгезивность , агрегация и агглютинация . Под адгезивностью понимают способность тромбоцитов прилипать к чужеродной поверхности. Агрегация - свойство тромбоцитов прилипать друг к другу под влиянием разнообразных причин, в том числе и факторов, которые способствуют свертыванию крови. Агглютинация тромбоцитов (склеивание их друг с другом) осуществляется за счет антитромбоцитарных антител. Вязкий метаморфоз тромбоцитов - комплекс физиологических и морфологических изменений вплоть до распада клеток наряду с адгезией, агрегацией и агглютинацией играет важную роль в гемостатической функции организма (т. е. в остановке кровотечения).
Говоря о свойствах тромбоцитов, следует подчеркнуть их «готов-ность» к разрушению , а также способность поглощать и выделять некоторые вещества, в частности серотонин. Все рассмотренные особенности кровяных пластинок обусловливают их участие в остановке кровотечения.
Функции тромбоцитов .
1) Принимают активное участие в процессе свертывания крови и фибринолиза (растворение кровяного сгустка). В пластинках обнаружено большое количество факторов, обусловливающих их участие в остановке кровотечения (гемостазе).
2) Выполняют защитную функцию за счет склеивания (агглютинации) бактерий и фагоцитоза.
3) Способны вырабатывать некоторые ферменты (амилолитические, протеолитические и др.), необходимые не только для нормальной жизнедеятельности пластинок, но и для остановки кровотечения.
4) Оказывают влияние на состояние гистогематических барьеров, изменяя проницаемость стенки капилляров за счет выделения в кровоток серотонина и особого белка - протеина S.
Повышение количества тромбоцитов – тромбоцитоз - является ведущим симптомом первичной тромбоцитемии, хотя наблюдается и при других миелопролиферативных заболеваниях (миелофиброз, миелосклероз).
Тромбоцитоз может сопровождать хронические процессы (ревматоидный артрит, туберкулез, первичный эритроцитоз, хронический миелолейкоз, саркоидоз, грануломатоз, колит и энтерит), а также острые инфекции или геморрагии, гемолиз, анемии, неопластические процессы. Число тромбоцитов возрастает после спленэктомии. При циррозе печени со спленомегалией, при миелофиброзе или болезни Гоше тромбоциты накапливаются в увеличенной селезенке.
Понижение числа тромбоцитов – тромбоцитопения – отмечается при торможении образования мегакариоцитов (лейкоз, апластическая анемия, пароксизмальная ночная гемоглобинурия).
Нарушения продукции тромбоцитов с тромбоцитопенией проявляются при алкоголизме и мегалобластная анемии.
Повышенная деструкция и/или утилизация пластинок возникает в случае идиопатической тромбоцитопеническаой пурпуры, посттрансфузионной, лекарственной тромбоцитопении, неонатальной тромбоцитопе-нии, вторичной тромбоцитопении при лейкозах, лимфомах, системной красной волчанке.
Повреждение тромбоцитов может быть индуцировано тромбином (диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови, осложнения при родах, сепсис, черепно-мозговая травма).
Разбавление тромбоцитов в кровотоке случается при массированных переливаниях крови и кровезаменителей.
Нарушения функции тромбоцитов может быть обусловлено как генетическими, так и внешними факторами.
Список использованной литературы:
1. Кисляк Н.С., Ленская Р.В. «Клетки крови у детей в норме и патологии». Москва, 1978г.
2. Швырев А.А. «Анатомия и физиология человека с основами общей патологии». Ростов – на – Дону. 2004г.
3. Луговская С.А., Морозова В.Т., Почтарь М.Е., Долгов В.В. «Лабораторная гематология», Москва, 2006г.
Кровь выделена в самостоятельную группу благодаря колоссальному значению для организма.
Основными функциями крови являются:
1) дыхательная (перенос кислорода и углекислого газа);
2) трофическая (через кровь к органам и тканям поступают аминокислоты, глюкоза, липиды и др.);
3) защитная (фагоцитоз бактерий, чужеродных белков, обеспечение иммунитета, свертывание крови при травмах);
4) выделительная (транспортировка в почки продуктов обмена веществ);
5) гомеостатическая (поддержание постоянства внутренней среды организма);
6) регуляторная (гуморальная) (через кровь транспортируются гомоны и другие биологически активные вещества, регулирующие различные процессы в организме);
7) терморегуляторная (предохранение от перегревания и переохлаждения).
Такое разнообразие функций делает очень важной эту ткань для организма. Потеря 30% крови приводит к смерти. Постоянно циркулируя в замкнутой системе кровообращения, кровь объединяет работу всех систем организма, поддерживая многие физиологические показатели на оптимальном уровне. Отклонение от этих норм сразу же сказывается на морфофункциональных и биохимических показателях составляющих элементов крови. Поэтому исследования крови являются одними из важнейших диагностических методов в практике медицины.
Кровь состоит из двух основных компонентов:
форменных элементов.
Плазма представляет собой жидкое межклеточное вещество и занимает в общем объеме крови 55-60%. Остальные 40-45% приходятся на форменные элементы: эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки (рис. 2).
Кровь в период зародышевого развития образуется одновременно с сосудами. В мезенхимном синцитии сначала появляются щели, которые превращаются затем в полости сосудов зародыша. Клетки же мезенхимы, оказавшиеся внутри этих полостей, превращаются в первичные элементы крови, а ограничивающий полости мезенхимный синцитий превращается во внутреннюю оболочку сосудов (эндотелий). Изолированные в сосудистых полостях мезенхимные клетки, дающие начало первичным элементам крови, называются гемоцитобластами. Проходя сложный путь развития, они преобразуются в зрелые кровяные клетки.
Рис. 2. Кровь. 1 - эритроциты; 2 - нейтрофильные лейкоциты; 3 - базофильный лейкоцит; 4 - эозинофильный лейкоцит; 5 - лимфоцит; 6 - моноцит; 7 - кровяные пластинки (белые кровяные тельца окрашены)
Кровь состоит из двух важных компонентов - форменных элементов и плазмы. На долю форменных элементов приходится примерно 30-40%, плазмы - 60-70% объёма всей крови. К форменным элементам относятся красные кровяные тельца - эритроциты, переносящие кислород, белые кровяные тельца - лейкоциты, выполняющие защитные функции, и кровяные пластинки - тромбоциты, помогающие быстрому свертыванию крови. Состав крови у различных животных различен и находится в зависимости от состояния животного (таб.1).
Животные |
Количество в 1 мм 3 |
||
эритроциты, млн. |
лейкоциты, тыс. |
тромбоциты, тыс. |
|
Кр. рог. скот | |||
Пушные звери |
Табл. 1. Содержание форменных элементов в крови сельскохозяйственных животных
Эритроциты (красные клетки) - специализированные клетки диаметром 7-9 мкм, имеющие форму двояковогнутых дисков; у млекопитающих - безъядерные. Образуются в красном костном мозге и разрушаются в селезёнке. 90% сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин. Эритроциты обладают осмотической устойчивостью, или резистентностью, т. е. способны сохранять целостность своей структуры при изменении (в определённых пределах) осмотического давления. Эритроциты обусловливают иммунологические особенности крови.
Лейкоциты - неоднородная группа различных по внешнему виду и функциям клеток крови человека или животных, выделенная по признакам наличия ядра и отсутствия самостоятельной окраски (белые кровяные клетки). Главная сфера действия лейкоцитов - защита. Они играют главную роль в специфической и неспецифической защите организмаот внешних и внутренних патогенных агентов, а также в реализации типичных патологических процессов.
Все виды лейкоцитов способны к активному движению и могут переходить через стенку капиллярови проникать вмежклеточное пространство, где они поглощают и переваривают чужеродные частицы. Этот процесс называетсяфагоцитоз, а клетки, его осуществляющие, -фагоцитами.
Если чужеродных тел проникло в организм очень много, то фагоциты, поглощая их, сильно увеличиваются в размерах и в конце концов разрушаются. При этом освобождаются вещества, вызывающие местную воспалительную реакцию, которая сопровождается отеком, повышением температуры и покраснением пораженного участка.
Вещества, вызывающие реакцию воспаления, привлекают новые лейкоциты к месту внедрения чужеродных тел. Уничтожая чужеродные тела и поврежденные клетки, лейкоциты гибнут в больших количествах. Гной, который образуется в тканях при воспалении, - это скопление погибших лейкоцитов.
Образуются в костном мозге, лимфатических узлах, селезёнке и вилочковой железе (у молодых животных). В зависимости от строения протоплазмы различают зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты) лейкоциты. Зернистые формы по их отношению к различным краскам делят на базофилы, эозннофилы и нейтрофилы (юные, палочкоядерные - незрелые формы и сегментоядерные - зрелые). Незернистые формы представлены моноцитами и лимфоцитами. Процентное соотношение отдельных форм лейкоцитов составляет лейкоцитарную формулу крови. Все типы лейкоцитов участвуют в защитных реакциях. Нейтрофилы (микрофага) выполняют функцию фагоцитоза. Базофилы синтезируют противосвёртывающее вещество гепарин, а также гистамин, участвующий в местных воспалительных реакциях. Предполагается участие базофилов в аллергических реакциях. Эозинофилы способны к передвижению и фагоцитозу, но в небольшой степени. Содержат фермент гистаминазу, разрушающий гистамин и снижающий местную воспалительную реакцию. Инактивируют токсины. Моноциты способны к движению, в процессе которого преобразуются в макрофаги - крупные клетки, фагоцитирующие в основном продукты распада тканей. Лимфоциты - основные иммунокомпетентные клетки. Часть их (Т-лимфоциты, или тимус-зависимые) участвуют в клеточном иммунитете (непосредственное разрушающее воздействие на антиген), часть (В-лимфоциты) в тканевом иммунитете (выработка антител против чужеродных веществ). Деятельность обоих типов лимфоцитов взаимообусловлена.
Тромбоциты (кровяные пластинки) - мелкие, хрупкие образования овальной или округлой формы, безъядерные у млекопитающих. При разрушении выделяют тромбопластин - один из важных компонентов системы свёртывания крови.
Кровь характеризуется постоянным уровнем форменных элементов, гемоглобина, белкового и солевого составов, несмотря на непрерывное обновление её отдельных компонентов. Эритроциты обновляются через 3-4 месяца, лейкоциты и тромбоциты - через несколько дней, белки плазмы - через 2 недели.
У позвоночных кровь имеет красный цвет(от бледно- до тёмно-красного), который ей придаётгемоглобин, содержащийся вэритроцитах. У некоторыхмоллюскови членистоногих кровь имеет голубой цвет за счёт наличиягемоцианина.
Кровь сельскохозяйственных животных - густая однородная непрозрачная жидкость, ярко-красная в артериях и красно-фиолетовая в венах. Плотность и вязкость крови зависят главным образом от количества форменных элементов. Плазма крови - её жидкая часть; содержит в среднем 91% воды и 9 % сухих веществ, в т. ч. 8% - органических (белки, в т. ч. ферменты, небелковые азотистые вещества, углеводы, липиды, жирные кислоты, гормоны, витамины). Неорганические вещества представлены минеральными солями, катионами которых являются Na + , K + , Mg 2+ , анионами - СI - , Н 2 РО 4 - , НРО 2 4- , НСО 3 - . Белки плазмы обеспечивают её вязкость, препятствуют осаждению форменных элементов на стенки сосудов, принимают участие в свёртывании крови, служат резервом для построения тканевых белков, выполняют защитную функцию (являясь факторами иммунитета), определяют онкотическое давление плазмы, важное для регуляции водного обмена. Соли плазмы (в основном NaCl) участвуют в поддержании осмотического давления, обеспечивающего перемещения воды между кровью и тканями.
Количество крови в организме зависит от возраста животного, его физиологического состояния, времени года и других факторов. Так, у новорождённого количество крови в 2-3 раза больше, чем в материнском организме, при беременности её количество увеличивается. Циркулирующая в сосудах кровь составляет 55-60% общего её объёма (55% - в венах, 20% - в сосудах лёгких, 1,5% - в артериях, 5% - в сердце, 5% - в капиллярах), а депонированная (не участвующая в данный момент в обращении) - 40-45%. Депо крови: капиллярная система печени (15-20%), селезёнки (15%), кожи (10%). Временным депо может служить капиллярная система малого круга кровообращения. Депонированная кровь содержит больше форменных элементов, чем циркулирующая в сосудах. Выход крови из депо происходит при мышечной деятельности, кровопотерях, понижении атмосферного давления, то есть при недостатке кислорода.
Кровь отражает в той или иной степени как сдвиги в функциях органов и систем, так и патологические процессы в организме. Один из более характерных показателей - содержание в крови гемоглобина, которое может быть снижено при анемиях и ряде других болезней. Увеличение количества гемоглобина наблюдается при полицитемии. Физиологическое увеличение эритроцитов (эритроцит) может происходить при гипоксии. Уменьшение числа эритроцитов (эритропения) встречается при кровопотерях, анемиях, истощении. Изменение цветного показателя крови (степень окрашивания эритроцитов, зависящая от содержания в них гемоглобина) в сторону увеличения (гиперхромазия) или уменьшения (гипохромазия) - признак некоторых анемий. При нарушении кроветворения в крови появляются различные изменённые формы эритроцитов; при резком усилении образования эритроцитов - эритробласты и мегалобласты. Изменение числа лейкоцитов может быть как в сторону увеличения (лейкоцитоз), так и в сторону уменьшения (лейкопения). Изменение содержания в крови различных видов лейкоцитов играет важную роль для диагноза многих болезней.
Форменные элементы - это общее название клеток крови. К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Каждый из этих классов клеток, в свою очередь, делится на подклассы.
Поскольку необработанные специальным образом клетки, которые изучаются с помощью микроскопа, практически прозрачны и бесцветны, образец крови наносится на лабораторное стекло и окрашивается специальными красителями. Клетки различаются по размерам, форме, форме ядра и способности связывать краски. Все эти признаки клеток называются морфологическими.
Эритроциты
Эритроцитами (от греч. erythros - «красный» и kytos - «вместилище», «клетка») называются красные кровяные тельца - наиболее многочисленный класс клеток крови.
Форма и строение
Эритроциты человека лишены ядра и состоят из каркаса, заполненного гемоглобином, и белково-липидной оболочки - мембраны. Популяция эритроцитов неоднородна по форме и размерам.
В норме основную массу их (80-90 %) составляют дискоциты (нормоциты) - эритроциты в виде двояковогнутого диска диаметром
7.5 мкм, толщиной на периферии 2,5 мкм, в центре - 1.5мкм. Увеличение диффузионной поверхности мембраны способствует оптимальному выполнению основной функции эритроцитов - транспортировки кислорода.
Форменные элементы крови в мазке
Специфическая форма обеспечивает также прохождение их через узкие капилляры. Поскольку ядро отсутствует, много кислорода на собственные нужды эритроцитам не требуется, что позволяет им полноценно снабжать кислородом весь организм.
- эритроцит;
- сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит;
- палочкоядерный нейтрофильный гранулоцит;
- юный нейтрофильный гранулоцит;
- эозинофильный гранулоцит;
- базофильный гранулоцит;
- большой лимфоцит;
- средний лимфоцит;
- малый лимфоцит;
- моноцит;
- тромбоциты (кровяные пластинки)
Помимо дискоцитов различают также планоциты (клетки с плоской поверхностью) и стареющие формы эритроцитов: шиловидные, или эхиноциты (~ 6 %); куполообразные, или стоматоциты (~ 1-3 %); шаровидные, или сфероциты (~ 1 %).
Функции эритроцитов
- транспортная (газообмен): перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа в обратном направлении
- регуляция pH крови (кислотности)
- питательная; перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма
- защитная: адсорбция на своей поверхности токсических веществ
- за счет содержания факторов свертывающей системы участвуют в процессе свертывания крови
- являются носителями разнообразных ферментов и витаминов (В 1 В 2 , В 6 , аскорбиновая кислота)
- несут в себе признаки определенной группы крови
- нормоциты в форме двояковогнутого диска;
- нормоциты, вид сбоку;
- сфероциты;
- эхиноциты
Гемоглобины и его соединения
Начинкой красных кровяных клеток является гемоглобин - особый белок, благодаря которому эритроциты выполняют функцию газообмена и поддерживают pH крови. В норме у мужчин в каждом литре крови содержится в среднем 130-160г гемоглобина, а у женщин - 120-150г.
Гемоглобин состоит из белка глобина и небелковой части - четырех молекул гема, в каждую из которых входит атом железа, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода.
Гемоглобин, присоединивший к себе кислород, превращается в оксигемоглобин - непрочное со-единение, в виде которого переносится большая часть кислорода. Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным, или дезоксигемоглобином. Гемоглобин, соединенный с углекислым газом, носит название карбогемоглобина. В виде этого соединения, которое также легко распадается, переносится 20 % углекислого газа.
В скелетных и сердечной мышцах находится миоглобин - мышечный гемоглобин, который играет важную роль в снабжении работающих мышц кислородом.
Существует несколько форм гемоглобина, отличающихся строением его белковой части - глобина. Так, в крови плода содержится гемоглобин F, тогда как в эритроцитах взрослого человека преобладает гемоглобин А. Различия в строении белковой части определяют сродство гемоглобина к кислороду. У гемоглобина A оно намного больше, что помогает плоду не испытывать гипоксию при относительно низком содержании кислорода в его крови.
В медицине принято вычислять степень насыщения эритроцитов гемоглобином. Это так называемый цветовой показатель, который в норме равен 1 (нормохромные эритроциты). Определение его важно для диагностики различных видов анемий . Так, гипохромные эритроциты (менее 0.85) свидетельствуют о железодефицитной анемии, а гиперхромные (более 1,1) - о нехватке витамина В 12 или фолиевой кислоты.
Ряд заболеваний связан с появлением в крови патологических форм гемоглобина. Наиболее известной наследственной патологией гемоглобина является серповидноклеточная анемия: эритроциты в крови больного по форме напоминают серп. Отсутствие или замена нескольких аминокислот в молекуле глобина при этом заболевании приводит к существенному нарушению функции гемоглобина.
Эритропоез
Эритропоэз, то есть процесс образования эритроцитов, происходит в красном костном мозге. Эритроциты вместе с кроветворной тканью носят название красный росток крови, или эритрон.
Для образования эритроцитов необходимы прежде всего железо и определенные витамины.
Железо организм получает как из гемоглобина разрушающихся эритроцитов, так и с пищей: всосавшись, оно транспортируется плазмой в костный мозг, где включается в молекулу гемоглобина. Избыток железа складируется в печени. При недостатке этого важнейшего микроэлемента развивается железодефицитная анемия.
Для образования эритроцитов требуются витамин В 12 , (цианокобаламин) и фолиевая кислота, которые участвуют в синтезе ДНК в молодых формах эритроцитов. Витамин В 2 (рибофлавин) необходим для образования каркаса эритроцитов. Витамин В 6 (пиридоксин) принимает участие в образовании гема. Витамин С (аскорбиновая кислота) стимулирует всасывание железа из кишечника, усиливает действие фолиевой кислоты. Витамины Е (альфа-токоферол) и РР (пантотеновая кислота) укрепляют мембрану эритроцитов, защищая их от разрушения.
Для нормального эритропоэза необходимы и другие микроэлементы. Так, медь помогает всасыванию железа в кишечнике, а никель и кобальт участвуют в синтезе красных кровяных телец. Интересно, что 75 % всего цинка, который содержится в человеческом организме, находится в эритроцитах. (Недостаток цинка вызывает также и уменьшение количества лейкоцитов.) Селен, взаимодействуя с витамином Е, защищает мембрану эритроцита от повреждения свободными радикалами (радиацией).
Выработку эритропоэтина стимулирует любая нехватка кислорода: кровопотеря, анемия, заболевания сердца и легких, а также пребывание в горах. Именно поэтому спортсмены тренируются в условиях среднегорья, где содержание кислорода в воздухе меньше: это позволяет им, ускорив синтез гемоглобина и увеличив доставку кислорода в мышцы, улучшить свои результаты.
Процесс эритропоэза регулирует гормон эритропоэтин, образующийся главным образом в почках, а также в печени, селезенке и в небольших количествах постоянно присутствующий в плазме крови здоровых людей. Он усиливает продукцию эритроцитов и ускоряет синтез гемоглобина. При тяжелых заболеваниях почек выработка эритропоэтина снижается и развивается анемия.
Эритропоэз активируется мужскими половыми гормонами, что обусловливает большее содержание эритроцитов в крови у мужчин, чем у женщин. Торможение эритропоэза вызывают особые вещества - женские половые гормоны (эстрогены), а также ингибиторы эритропоэза, образующиеся при увеличении массы циркулирующих эритроцитов, например при спуске с гор на равнину.
Об интенсивности эритропоэза судят по числу ретикулоцитов - незрелых эритроцитов, количество которых в норме составляет 1-2 %. Созревшие эритроциты циркулируют в крови в течение 100-120 дней. Разрушение их происходит в печени, селезенке и костном мозге. Продукты распада эритроцитов также являются стимуляторами кроветворения.
Эритропоцитоз
12 В зависимости от причины возникновения различают 2 вида эритроцитозов.
- Компенсаторные - возникают в результате попытки организма адаптироваться к нехватке кислорода в какой-либо ситуации: при длительном проживании в высокогорной местности, у профессиональных спортсменов, при бронхиальной астме , гипертонической болезни.
- Истинная полицитемия - заболевание, при котором вследствие нарушения работы костного мозга увеличивается выработка красных кровяных клеток.