Физиология системы крови

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Международный государственный экологический институт имени

А. Д. Сахарова»

Белорусского государственного университета

ФАКУЛЬТЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ

КАФЕДРА ИММУНОЛОГИИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭПИДЕМИОЛОГИИ

ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ

Курсовая работа

Специальность 1-80 02 01 Медико-биологическое дело

Денисевич Алина

МИНСК 2019



РЕФЕРАТ

Курсовая работа: Физиология системы крови 35 страниц, 7 рисунков,

1 таблица, 26 источников.

Кровь, форменные элементы, кроветворение, стволовая клетка, плазма, белки, гемоглобин.

Цель работы: дать современное понятие о физиологии системы крови.

Кровь представляет собой одну из важнейших систем жизнеобеспечения организма, обладающую рядом особенностей. Высокая митотическая активность гемопоэтической ткани обусловливает ее повышенную чувствительность к действию повреждающих факторов, а генетическая детерминированность размножения, дифференцировки, структуры и обмена веществ кровяных клеток создают предпосылки как для геномных нарушений, так и для изменений генетической регуляции.

Своеобразие системы крови состоит и в том, что патологические изменения в ней возникают вследствие нарушения функций не только отдельных ее компонентов, но и других органов и систем организма в целом. Любое заболевание, патологический процесс, а также ряд физиологических сдвигов могут в той или иной степени отразиться на количественных и качественных особенностях состава циркулирующей крови. Этим и определяется огромное значение необходимости изучения крови (как «кровяного зеркала организма») и вскрытия закономерностей ее изменений при различных заболеваниях.

Методы исследований:обзорно-аналитические методы.

Полученные результаты и их новизна. По данным современной литературы изучены физико-химические свойства крови. Описаны функции крови. Сформировано представление о кроветворении.Дана современная характеристика компонентов крови.

Степень использования. Материалы курсовой работы могут быть использованы для чтения лекций, подготовки к семинарским занятиям.

Область применения: гематология, медицина.

Course work:Physiology of the blood system 35 pages, 7 figures, 1 table, 26 sources.

Blood, blood cells, hematopoiesis, stem cell, plasma, proteins, hemoglobin.

Objective: to give a modern understanding of the physiology of the blood system.

Blood is one of the most important life support systems of the body, with a number of features. High mitotic activity of hematopoietic tissue causes its increased sensitivity to the action of damaging factors, and the genetic determinism of reproduction, differentiation, structure and metabolism of blood cells creates preconditions for both genomic disorders and for changes in genetic regulation.

The peculiarity of the blood system lies in the fact that pathological changes in it arise because of dysfunction of not only its individual components, but also other organs and body systems as a whole. Any disease, pathological process, as well as a number of physiological changes may in one degree or another affect the quantitative and qualitative features of the composition of the circulating blood. This determines the enormous importance of the need to study the blood (as the "blood mirror of the body") and the opening patterns of its changes in various diseases.

Research methods: analytical methods.

The results and their novelty. According to modern literature, the structure of physicochemical properties has been studied. Blood functions are described. Formed the idea of ??blood. Given the modern characteristic of blood components.

Degree of use. The coursework materials can be used for lecturing, preparing for seminars.

Scope:hematology, medicine.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Иммуноглобулин класса G Тироксинсвязывающий глобулин	- Ig G - TBG
Рецептор трансферина	- CD71
Аденозинтрифосфат	- АТФ



Содержание

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ КРОВИ
• 1.1 Физико-химические свойства крови
• 1.2 Функции крови
• ГЛАВА 2. КРОВЕТВОРЕНИЕ
• ГЛАВА 3. КОМПОНЕНТЫ КРОВИ
• 3.1 Плазма
• 3.2 Форменные элементы крови
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


ВВЕДЕНИЕ

Система крови - совокупность крови, органов кроветворенияи нейрогуморальных механизмов регуляции, благодаря которым сохраняются постоянство состава и функции крови.

Система крови является одной из самых динамичных систем организма. Это обусловлено той ролью, которую выполняют в организме как форменные элементы крови, так и плазма. Тем не менее, у интактных животных организмов состав крови достаточно постоянен, что обусловлено четкой координацией процессов кроветворения и кроверазрушения [19].

В настоящее время систему крови функционально дополняют органами синтеза белков плазмы (печень), доставки в кровоток и выведения воды и электролитов (кишечник, почки).

Важнейшими особенностями крови как функциональной системы являются следующие:

1) она может выполнять свои функции, только находясь в жидком агрегатном состоянии и в постоянном движении (по кровеносным сосудам и полостям сердца);

2) все ее составные части образуются за пределами сосудистого русла;

3) она объединяет работу многих физиологических систем организма.

Кровь представляет собой внутреннюю жидкую среду (ткань) организма, обеспечивающую определенное постоянство основных физиологических и биохимических параметров и осуществляющую гуморальную связь между органами. Она выполняет в организме разносторонние жизненно важные функции: дыхательную, трофическую, защитную, регуляторную, выделительную и другие. Конкретное понимание многочисленных функций крови возможно лишь на основе изучения строения и свойств ее основных компонентов - форменных элементов и плазмы.

Кровь - жидкая ткань, осуществляющая в организме транспорт химических веществ и кислорода, благодаря которому происходит интеграция биохимических процессов, протекающих в различных клетках и межклеточных пространствах, в единую систему. Это реализуется благодаря сокращениям сердца, поддержанию тонуса сосудов и большой суммарной поверхности стенок капилляров, обладающих избирательной проницаемостью. Кроме того, кровь выполняет защитную, регуляторную, терморегуляторную и другие функции.

В организме взрослого человека содержится около 5 крови. Часть крови (около 40 %) не циркулирует по кровеносным сосудам, а находится в так называемом депо крови (в капиллярах и венах печени, селезенки, легких и кожи). Этот резерв поступает в кровяное русло в случае кровопотери, мышечной нагрузки или недостатка кислорода. Увеличение объема крови называется общей гиперволемией, уменьшение - гиповолемией.

Кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней клеточных (форменных) элементов. Не растворимые жировые частицы клеточного происхождения, присутствующие в плазме, называются гемокониями (кровяная пыль).

Цель курсовой работы: дать современное понятие о физиологии системы крови.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Ознакомиться сфизико-химическими свойствами крови.

2. Описать функции крови.

3. Сформировать представление о кроветворении.

4. Дать современную характеристику компонентов крови.



ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ КРОВИ

Представление о системе крови создано советским физиологом

Г. Ф. Лангом в 1939 году. Он выделил следующие ее основные компоненты:

1.Периферическая часть

2.Органы кроветворения

3.Органы кроверазрушения

4.Регуляторный нейрогуморальный аппарат.[16].

1.1 Физико-химические свойства крови

Количество крови. На долю крови у взрослого человека приходится

6-8% массы тела, что соответствует приблизительно 4,5-6,0 л (при средней массе 70 кг). У детей и у спортсменов объем крови в 1,5-2,0 раза больше. У новорожденных он составляет 15% от массы тела, у детей 1-го года жизни -11%. У человека в условиях физиологического покоя не вся кровь активно циркулирует по сердечно-сосудистой системе. Часть ее находится в кровяных депо - венулах и венах печени, селезенки, легких, кожи, скорость кровотока в которых значительно снижена. Общее количество крови в организме сохраняется на относительно постоянном уровне [8].

Различают циркулирующую в сосудах кровь и депонированную: в печени - до 20%, в селезенке - до 16% и в коже - до 10%. Кровь выходит из депо в случаях, когда организм испытывает недостаток кислорода (физическая нагрузка, кровопотеря) [15].

Вязкость крови обусловлена наличием в ней белков и клеток, прежде всего эритроцитов. Если вязкость воды принять за 1, то вязкость цельной крови здорового человека составит около 5 (3,5 - 5,4). Вязкость крови повышается при недостатке воды в организме, что приводит к сгущению крови, увеличению в крови форменных элементов, накоплению СО₂, повышенному содержанию белков, особенно фибриногена. Вязкость крови понижается при гидратации организма, анемии, снижении свертываемости крови (под влиянием гепарина) [2].

Эффект Фареуса-Линдквиста - уменьшение вязкости крови и движении в сосудах малого диаметра (около 100 мкм) [4].

Относительная плотность (удельный вес) крови зависит от содержания в ней белков, солей и эритроцитов. У здорового человека относительная плотность цельной крови составляет 1,05 - 1,06 кг/л, эритроцитарной массы - 1,08 - 1,09 кг/л, плазмы крови - 1,029 - 1,034 кг/л. У мужчин удельный вес крови несколько больше, чем у женщин [2]. Самая высокая плотность цельной крови (1,06 - 1,08 кг/л) отмечается у новорожденных [8].

Осмотическое давление крови - 7,6 - 8,1 атм. - это сила, определяющая движения растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану (клеточную мембрану) из менее концентрированного в более концентрированный раствор. Его величина обусловлена концентрацией осмотически активных веществ (электролитов, неэлектролитов, белков) в плазме крови. От его уровня зависит распределение воды между кровью, клетками и тканями.

Онкотическое давление - величина онкотического давления, создаваемого белками плазмы крови, которая колеблется в пределах 25-30 мм рт. ст. и на 80% определяется альбуминами вследствие их малых размеров и наибольшего содержания в плазме крови. Онкотическое давление играет важную роль в механизме обмена воды между кровью и тканями. Оно влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи, всасывание воды из кишечника. При понижении онкотического давления плазмы развиваются отеки, поскольку вода плохо удерживается в сосудахи переходит в ткани. При избыточном онкотическом давлении крови ткани будут обезвоживаться.

Реакция среды (рН, кислотно-основное состояние) определяется концентрацией ионов водорода (Н⁺). Величина рН является жизненно важным жестким гомеостатическим показателем. Поддержание постоянства рН обеспечивается физико-химическим и физиологическим механизмами регуляции. К первым относятся буферные системы (растворы). Буферный раствор - это смесь (в определенных соотношениях) слабой кислоты сопряженного с ней основания. Физиологические механизмы обеспечиваются деятельностью выделительных органов (выделение СО₂ легкими, выделение кислых и щелочных продуктов почками) [2].

Показатель гематокрита - часть объема крови, приходящая на долю форменных элементов (прежде всего, эритроцитов). В норме гематокрита циркулирующей крови взрослого человека составляет в среднем 40-45% (у мужчин - 40-49%, у женщин - 36-42%). У новорожденных он приблизительно на 10% выше, а у маленьких детей - примерно на столько же ниже, чем у взрослого человека [8].

Поверхностное натяжение крови - это сила сцепления или взаимодействия молекул поверхностного слоя жидкости, направленная от поверхности внутрь. Поверхностное натяжение крови ниже, чем у воды, за счет присутствия в ней поверхностно-активных веществ (ПАВ): низкомолекулярных жирных кислот, желчных кислот, различных ароматических веществ. Постоянство поверхностного натяжения крови обеспечивает нормальную транспортировку веществ между кровью и тканями и движение крови по сосудам [15].

1.2 Функции крови

Кровь, в замкнутой кровеносной системе, непрерывно циркулирует и выполняет ряд функций, необходимые для жизнедеятельности организма.

Выделяют следующие функции крови:

1. Транспортная функция.

Она заключается в транспорте кровью различных веществ (энергии и информации, в них заключенных) и тепла в пределах организма.

2. Дыхательная функция.

Кровь переносит дыхательные газы - кислород (О₂) и углекислый газ (СО₂) - как в физически растворенном, так и в химически связанном виде.

Кислород и углекислый газ содержатся в основном в связанном состоянии и лишь в небольших количествах -- в виде растворенного газа. Кислород обратимо связывается с дыхательным пигментом --гемоглобином, углекислый газ -- с основаниями, водой и белками крови. Азот находится в крови только в растворенном виде. Его содержание невелико и составляет около 1,2% по объему,

Транспорт O₂ обеспечивается гемоглобином, который легко вступает с ним в соединение. Это соединениенепрочно, и гемоглобин легко отдает кислород. У человека при парциальном давлений в легких около 100 мм рт. ст. (13,3 кПа) гемоглобин на 96--97% превращается в оксигемоглобин (НЬО₂). При значительно более низких парциальных давлениях О₂ в тканях оксигемоглобин отдает кислород и превращается в восстановленный гемоглобин, или дезоксигемоглобин (НЬ).

Способность гемоглобина связывать и отдавать О₂ принято выражать кислородно--диссоциационной кривой. Чем больше изогнута кривая, тем больше разница между содержанием О₂ в артериальной и венозной крови, а, следовательно, больше О₂ отдано тканям. Возможность крови как переносчика О₂ характеризуется величиной ее кислородной емкости. Кислородной емкостью обозначают количество O₂, которое может быть связано кровью до полного насыщения гемоглобина. Она составляет около 20 мл О₂, на 100 мл крови. Способность гемоглобина связывать О₂ понижает постоянно образующийся в организме СО₂, в результате чего его накопление в тканях способствует отдаче гемоглобином кислорода [2].

Реагируя с водой, CO₂ образует слабую и неустойчивую двухосновную угольную кислоту. Она необходима для поддержания кислотно--щелочного равновесия, участвует в синтезе жиров, неогликогенезе. Вступая в соединения с основаниями, угольная кислота образует гидрокарбонаты.

Углекислый газ вместе с гидрокарбонатом натрия образует важную буферную систему. В транспорте кровью СО₂ существенную роль играет гемоглобин. Содержание СО₂ в крови значительно выше, чем O₂, перепады его концентраций между артериальной и венозной кровью соответственно меньше [4]. В венозной крови СО₂ диффундирует в эритроциты, в артериальной, напротив, выходит из них. При этом свойства гемоглобина как кислоты изменяются. В капиллярах ткани оксигемоглобин отдает O₂, в результате чего ослабевают его кислотные свойства. В этот момент угольная кислота отнимает у гемоглобина связанные с ним основания и образует гидрокарбонат. В капиллярах легких гемоглобин снова превращается в оксигемоглобин и вытесняет углекислоту из бикарбоната. Хорошая растворимость бикарбоната в воде и большая способность углекислоты к диффузии облегчают ее поступление из тканей в кровь и из крови в альвеолярный воздух.

3. Питательная функция.

Питательная функция крови заключается в том, что кровь переносит питательные вещества от пищеварительного тракта к клеткам организма. Глюкоза, фруктоза, низкомолекулярные пептиды, аминокислоты, соли, витамины, вода всасываются в кровь непосредственно в капиллярах ворсинок кишки. Жир и продукты его расщепления всасываются в кровь и лимфу. Все попавшие в кровь вещества по воротной вене поступают в печень и лишь затем разносятся по всему организму [6]. В печени избыток глюкозы задерживается и превращается в гликоген, остальная ее часть доставляется к тканям. Разносимые по всему организму аминокислоты используются как пластический материал для белков тканей и энергетических потребностей. Жиры, всосавшиеся частично в лимфу, попадают из нее в кровяное русло и, переработанные в печени до липопротеинов низкой плотности, вновь попадают в кровь. Избыток жира откладывается в подкожной клетчатке, сальнике и других местах. Отсюда он может вновь поступать в кровь и переноситься ею к месту использования.

4. Выделительная (экскреторная) функция.

Экскреторная функция крови проявляется в удалении ненужных и даже вредных для организма конечных продуктов метаболизма, избытка воды, минеральных и органических веществ, поступивших с пищей. К их числу относится один из продуктов дезаминирования аминокислот -- аммиак. Он токсичен для организма, и в крови его содержится немного.

Большая часть аммиака обезвреживается, превращаясь в конечный продукт азотистого обмена -- мочевину. Образующаяся при распаде пуриновых оснований мочевая кислота также переносится кровью к почкам, а появляющиеся в результате распада гемоглобина желчные пигменты -- к печени. Они выделяются с желчью. В крови имеются и ядовитые для организма вещества (производные фенола, индол и др.). Некоторые из них являются продуктами жизнедеятельности гнилостных микробов толстой кишки.Кровью осуществляются также транспорт гормонов, других сигнальных молекул и биологически активных веществ [11,13].

5. Терморегулирующая функция.

Благодаря своей высокой теплоемкости кровь обеспечивает перенос тепла и его перераспределение в организме. Кровью переносится около 70% тепла, образующегося во внутренних органах в кожу и легкие, что обеспечивает рассеяние ими тепла в окружающую среду.Циркулирующая кровь объединяет органы, в которых вырабатывается тепло, с органами, отдающими тепло. Например, во время интенсивной мышечной деятельности в мышцах возрастает образование тепла, но тепло в них не задерживается. Оно поглощается кровью и разносится по всему телу, вызывая возбуждение гипоталамических центров терморегуляции. Это приводит к соответствующему изменению продукции и отдачи тепла. В результате температура тела поддерживается на постоянном уровне [12].

6. Гомеостатическая функция.

Кровь участвует в ионно-солевом обмене в организме и обеспечивает поддержание постоянства его внутренней среды - гомеостаза.

7. Защитная функция.

Заключается прежде всего в обеспечении иммунных реакций, а также создании кровяных и тканевых барьеров против чужеродных веществ, микроорганизмов, дефектных клеток собственного организма. Ее выполняют различные составные части крови, обеспечивающие гуморальный иммунитет (выработку антител) и клеточный иммунитет (фагоцитоз). Вторым проявлением защитной функции крови является ее участие в поддержании своего жидкого агрегатного состояния (текучести). К защитным функциям относится также свертывание крови. При любом, даже незначительном, ранении возникает тромб, закупоривающий сосуд и прекращающий кровотечение. Тромб образуется из белков плазмы крови под влиянием веществ, содержащихся в тромбоцитах [21].



ГЛАВА 2. КРОВЕТВОРЕНИЕ

Кроветворная ткань в процессе эмбриогенеза располагается последовательно в желточном мешке, печени, селезенке и на поздних стадиях мигрирует в костный мозг[3]. Закладка кроветворной системы эмбриона осуществляется при взаимодействии трех клеточных пулов - гемопоэтического, стромального и сосудистого. Первичные стволовые гемопоэтические клетки расселяются и дифференцируются под влиянием локального микроокружения в клетки-предшественники [6].

Рисунок 1 - Генеалогическое древо развития и дифференцировки клеток крови

Исходным пунктом дифференцировки клеток крови является полипотентная стволовая клетка, процесс саморазмножения регулируется факторами, которые выделяются клетками стромы костного мозга (пунктирные стрелки). Из полипотентных стволовых клеток возникают прежде всего три формы дифференцированных миелоидных, эритроидных мегакариоцитарных и лимфоидных клеток-предшественников, которые, в свою очередь, развиваются в зрелые клетки крови за счет дальнейших этапов дифференцировки. Эти стадии развития объединяются понятием «конечная дифференцировка», так как они необратимы и могут проходить лишь в направлении дальнейшего развития к зрелым клеткам крови. Лимфоидные предшественники приобретают свои окончательные свойства в тимусе

(Т-лимфоциты) или в костном мозге (В-лимфоциты). Кроме того, как гормоны действуют тромбопоэтин на мегакариоциты (рисунок 1).

Клетки-предшественницы - клетки одной линии, различающиеся морфологически и образующиеся последовательно в каждой линии, начинающиеся с коммитированной унипотентной клетки и завершающейся формированием зрелой клетки крови. кровь клетка фареус линдквист

Костный мозг - основной кроветворный орган, у детей он располагается по всем костям скелета. С возрастом относительное его количество уменьшается, и у взрослых людей костный мозг обнаруживается в губчатых костях и эпифизах трубчатых костей. Основная его масса находится в тазовых костях, меньше - в черепе. Гистологически костный мозг состоит из стромы и кроветворной ткани [3].

Костный мозг представляет собой гетерогенную популяцию клеток. Гетерогенность клеток костного мозга обусловлена:

Ш разным составом клеток по морфологическому и функциональному значению;

Ш различным возрастом клеток даже внутри одного вида;

Ш наличием двух больших пулов - пролиферирующих и не пролиферирующих клеток;

Ш существованием клеток пролиферирующего пула одновременно в различных фазах митотического цикла.

Во всех кроветворных органах в период формирования стромы регистрируется активность фибробластных предшественников. В печени и селезенке она предшествует началу кроветворения, которое возникает вследствие миграции в них эритроидных и грануломоноцитарныхкоммитированных клеток. В костном мозге высокий уровень пролиферации фибробластов предшествует появлению и активной функции полипотентных клеток-предшественников. Может быть, именно эта особенность стромальных фибробластов костного мозга определяет его как центральный орган гемопоэза в течении всей постнатальной жизни.

Физиологическое значение способности фибробластных предшественников к свободной миграции точно не определено. Возможно, что циркулирующие предшественники стромальных клеток могут расселяться и создавать новые «территории» для кроветворения, подобно тому, как это происходит с гемопоэтическими клетками [18].

В костном мозге проходят основные этапы кроветворения (гемопоэза)[3]. Все гемопоэтические клетки по функциональным и морфологическим свойствам можно разделить на следующие классы:

1. Класс родоначальных (стволовых) клеток, особенностью которого является поддержание постоянного уровня себе подобных и дифференциации клеток в сторону различных ростков кроветворения. Различают полипотентные и детерминированные родоначальные клетки.

2. Класс пролиферирующих клеток, которые характеризуются определенными морфологическими особенностями, идентифицируют как миелобласты, промиелоциты, миелоциты, монобласты, лимфобласты, проэритробласты, эритробласты, мегакариобласты.

3. Класс созревающих клеток составляют клетки еще не полностью недифференцированные, но потерявшие способность к пролиферации (метамиелоциты, нормобласты, ретикулоциты, лимфоциты).

4. Класс зрелых, специфически функционирующих клеток, являющихся законченными дифференцированными формами, выполняющими присущие только им функции; участие в клеточном иммунитете, перенос кислорода, фагоцитоз и т. д.

Состав костного мозга представлен стволовыми клетками разной дифференцировки и направленности развития стромы. Самыми ранними стволовыми клетками являются плюрипотентные стволовые клетки - мезенхимные стволовые клетки, которые дают начало клеткам стромы, и гемопоэтические стволовые клетки. На самых ранних этапах из плюрипотентной стволовой кроветворной (гемопоэтической) клетки образуются предшественники миелопоэза и лимфопоэза (полипотентные стволовые клетки). Предшественники миелопоэза, в свою очередь, дают начало эритроидному, тромбоцитарному, гранулоцитарно-моноцитарному росткам кроветворения (унипотентные стволовые клетки). Предшественники лимфопоэза образуют отдельные линии В-, Т- и NK-клеточных направлений дифференцировки. В результате функционирования гемопоэза в кровь постоянно поступают молодые эритроциты, тромбоциты, лейкоциты (гранулоциты, моноциты, лимфоциты). Эритроциты, тромбоциты всю свою дальнейшую жизнь остаются в периферическом русле; гранулоциты и моноциты проникают через сосудистую стенку в ткани; лимфоциты, приобретая специфические маркеры адгезии, локализуются в органах иммунной системы для дальнейшего обучения - пролиферации и дифференцировки под воздействием собственных (Т-лимфоциты) или чужеродных (В-лимфоциты) антигенов.

Миелопоэз - процесс образования эритроцитов, тромбоцитов, гранулоцитов и моноцитов полностью осуществляется в костном мозге и заканчивается выходом в периферическую кровь зрелых клеток. В зависимости от направления дифференцировки в миелопоэзе выделяют эритропоэз, тромбоцитопоэз, гранулоцитопоэз и миноцитопоэз.

Термином «эритропоэз» обозначают процесс непрерывного клеточного развития от полипотентной стволовой клетки через ЭПО-чувствительную клетку и эритробласты до зрелых эритроцитов. [3]. К моменту рождения человека эритропоэз полностью осуществляется в костном мозге. [20]. Процесс созревания эритробластов осуществляется в костномозговых эритробластических островках, состоящих из одного или двух макрофагов (сидерофагов), которые содержат железо и окружены эритробластами на различных стадиях созревания. Способность к образованию гемоглобина связана с наличием на мембране рецепторов трансферрина (CD71), которые максимально представлены на поверхности эритробластов на всех стадиях их созревания. Непосредственным предшественником эритроцитов является унипотентная стволовая клетка, которая для своей пролиферации и дифференцировки до зрелых эритроцитов нуждается в эритропоэтине, и поэтому она называется эритропоэтин-чувствительной стволовой клеткой. Весь путь от ЭПО-чувствительной стволовой клетки до зрелого эритроцита составляет приблизительно 10-15 дней и зависит от нескольких регуляторных факторов. Морфологические особенности ЭПО-чувствительных стволовых клеток, так же как и полипотентной стволовой клетки, непостоянны: вне митотического цикла они напоминают лимфоциты, а в пролиферирующем состоянии - бластные клетки. Клетки-предшественницы эритроидного ряда обладают очень высокой пролиферативнй активностью: за сутки в организме взрослого человека образуется до 200 млрд эритроцитов. Образование эритроцитов осуществляется посредством последовательных стадий созревания и деления эритрокариоцитов. На стадии эритробластов эритрокариоциты активно синтезируют гемоглобин, при достижении определенной концентрации которого происходит следующий этап деления и созревания. При этом размеры клеток уменьшаются, увеличивается содержание гемоглобина, исчезает ядро. Таким образом, из одного проэритробласта образуется до 32-64 эритроцитов [3]. В костном мозге наряду с образованием необходимого числа эритроидных предшественников (общий эритропоэз) происходит и разрушение части эритроидных клеток (неэффективный эритропоэз). Количество эритроидных клеток, созревающих до стадии эритроцита, характеризует величину эффективного эритропоэза [20].

Тромбоцитопоэз. Первой морфологически идентифицируемой клеткой тромбоцитарного ростка кроветворения является мегакариобласт, он путем неполного деления образует гигантские многоядерные клетки мегакариоциты. В процессе их созревания параллельно увеличению размеров клетки растет число ядер, которое у зрелых мегакариоцитов достигает 4-16, в цитоплазме формируются гранулы. После созревания часть мембраны и цитоплазмы мегакариоцита выпячивается в просвет синуса и с током крови происходит отшнуровка небольших частей клетки, в результате чего образуется от одной до нескольких тысяч тромбоцитов.

Гранулоцитопоэз. Процесс гранулоцитопоэза начинается с коммитированого предшественника, который под влиянием ряда факторов и микроокружения дифференцируется в одном из трех направлений: нейтрофильного,эозинофильного или базофильного. Процесс образования гранулоцитов состоит из последовательного формирования и деления миелобласта, промиелоцита и миелоцита, которые контролируются и стимулируются колониестимулирующими факторами. На стадии промиелоцита уже становится морфологически идентифицируемым направление дальнейшей дифференцировки клетки в одном из трех направлений.

Количество гранулоцитов в костном мозге составляет в среднем 40-80% всех кроветворных клеток, причем большинство - зрелые и созревающие формы. Большая часть гранулоцитов не покидает костный мозг, а остается в нем до своей гибели. Считается, что продукция этих клеток превышает потребности здорового человека организма в 5 раз. Это необходимо для возможности их быстрой мобилизации при различных инфекционных заболеваниях, что иногда может проявляться появлением в считаные часы после начала воспаления выраженного лейкоцитоза до 20 000-30 000.

Лимфопоэз.Лимфопоэз начинается с коммитированного лимфоидного предшественника, затем разделяется на В- и Т-лимфопоэз. Созревание лимфоцитов делится на два этапа. Первый этап образования некоммитированных, или наивных, В-лимфоцитов происходит в костном мозге, Т-лимфоцитов - в костном мозге и тимусе, которые называются центральными органами иммунной системы. Это антиген-независимый этап. Второй этап - антиген-зависимый, связанный с образованием иммунокомпетентных клеток, которые пролиферируют и дифференцируются в органах периферической нервной системы: лимфатических узлах, белой пульпе селезенки, лимфатических фолликулах слизистых оболочек (созревание В-лимфоцитов) [3].



ГЛАВА 3. КОМПОНЕНТЫ КРОВИ

Кровь -- это внеклеточная жидкость, циркулирующая в сосудистой системе в виде плазмы и взвешенных в ней форменных элементов.

В организме человека плазма крови и форменные элементы составляют единое целое. Компоненты плазмы способны взаимодействовать с мембранами клеток и таким образом влиять на их стабильность.

В связи с тем, что абсолютное большинство клеточных элементов крови, эмигрируя из просветов кровеносных сосудов, наибольшее время находится все сосудов, т.е. в составе соединительной ткани, выполняя в последней присущие каждой разновидности клеток специфические функции, а иммигрируя обратно в сосуды, она лишь затем током крови разносятся по организму, состав клеток крови оказывается крайне непостоянным. Это непостоянство обусловливается еще и такими факторами, как общее состояние организма, уровень гемопоэтических процессов в кроветворных органах, состояние регуляторных механизмов, ответственных за выход наиболее дифференцированных клеток крови из кроветворных органов в кровяное русло, и т.д.

3.1 Плазма

Плазма - жидкая часть крови, остающаяся после удаления из нее форменных элементов. Плазма крови является достаточно сложной биологической средой, находящейся в тесной связи с тканевой жидкостью организма. Объем плазмы от всей крови составляет в среднем 55-60% (у мужчин - 51-60%, у женщины - 58-64%). В ее состав входят вода и сухой остаток из органических и неорганических веществ [8]. Плазма крови, лишенная фибриногена, называется сывороткой.

Содержание белков в плазме крови составляет 60-85 г/л.

В плазме крови человека содержится около 100 различных белков. По подвижности при электрофорезе их можно грубо разделить на пять фракций: альбумин, б₁-, б₂-, в- и г-глобулины. Разделение на альбумин и глобулин первоначально основывалось на различии в растворимости: альбумины растворимы в чистой воде, а глобулины -- только в присутствии солей.

В количественном отношении среди белков плазмы наиболее представлен альбумин (около 45 г/л), который играет существенную роль в поддержании коллоидно-осмотического давления в крови и служит для организма важным резервом аминокислот. Альбумин обладает способностью связывать липофильные вещества, вследствие чего он может функционировать в качестве белка-переносчика длинноцепочечных жирных кислот, билирубина, лекарственных веществ, некоторых стероидных гормонов и витаминов. Кроме того, альбумин связывает ионы Са²⁺ и Mg²⁺.

К альбуминовой фракции принадлежит также транстиретин (преальбумин), который вместе с тироксинсвязывающим глобулином [ТСГл (TBG)] и альбумином транспортирует гормон тироксин и его метаболит иодтиронин [21].

Белки плазмы крови выполняют ряд важных функций: питательную (источник аминокислот), транспортную (для липидов, гормонов, металлов), иммунную (г-глобулины, являющиеся главной составной частью гуморального звена иммунитета), гемостатическую (участие в остановке при повреждении стенки сосуда), буферную (поддержание рН крови), регуляторную функции. Белки обеспечивают также вязкость плазмы и онкотическое давление (25-30 мм рт. ст.).

Таблица 1 - Важнейшие транспортные белки плазмы

Белок	Лиганд
Альбумин	Жирные кислоты, билирубин, гем, тироксин, кортизол, тестостерон
Аполипопротеины	Триглицериды, фосфолипиды, холестерол
Гаптоглобин	Гемоглобин, поступающий в плазму из разрушенных эритроцитов
Церуплазмин	Медь
Трансферрин	Железо
Преальбумин	Тироксин, витамин А
Транскортин	Кортизол
ТранскобаламинII	Кобаламин (витамин В12)
Связывающий ретинол белок	Ретинол
Витамин D-связывающий б-глобулин	Витамин D
Гепопексин	Свободный гем из разрушенных эритроцитов

Осмотическое давление, создаваемое белками (т.е. их способность притягивать воду), называется онкотическим.Онкотическое давление более чем на 80% определяется альбуминами, что связано с их относительно малой молекулярной массой и большим количеством молекул в плазме.

Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем больше его величина, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани, и наоборот. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в кишечнике. Поэтому кровезамещающие растворы должны содержать в своем составе коллоидные вещества, способные удерживать воду.

При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, так как вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани [20].

Другие органические вещества плазмы крови представлены питательными веществами (глюкозой, аминокислотами, липидами), продуктами промежуточного метаболизма (молочной и пировиноградной кислотами), биологически активными веществами (витаминами, гормонами, цитокинами), конечными продуктами обмена белков и нуклеиновых кислот (мочевиной, мочевой кислотой, креатином, билирубином, аммиаком).

Неорганические вещества плазмы крови составляют около 1% и представлены минеральными солями (катионами Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, анионами Cl^-, HPO₄^2-, HCO₃^-), а также микроэлементами (Fe²⁺, Cu²⁺, Co²⁺, J^-, F^4-), связанными на 90% и более с органическими веществами плазмы. Минеральные соли создают осмотическое давление крови, рН, участвуют в процессе свертывания крови, влияют на ее важнейшие функции. В этом смысле минеральные соли наряду с белками можно считать функциональными элементами плазмы. К последним можно также отнести растворимые в плазме молекулы газов О₂ и СО₂[8].

Поскольку состав плазмы, за исключением фибриногена, идентичен составу сыворотки, при изучении химического состава и физико-химических свойств в норме и при патологических состояниях пользуются как плазмой, так и сывороткой.

Содержание многих веществ в плазме колеблется в связи с всасыванием их при пищеварении и различными обменными процессами. Однако эти колебания допустимы только в определенных физиологических пределах. Поэтому, когда говорят о постоянстве крови как внутренней среды организма, то при этом имеется ввиду плазмы, так как она, находясь в тесной связи с тканевой жидкостью, тем не менее поддерживает постоянство своего состава. Показателями (или биологическими константами) гомеостаза в крови являются осмотическое давление плазмы и активная реакция крови.

Осмотическое давление плазмы поддерживается на определенном уровне, что имеет огромное значение для нормальной жизнедеятельности всех клеток организма и прежде всего клеток самой крови.

Функции плазмы:

1. Участие плазмы в обеспечении гемостаза. Важнейшим элементом свертывающей системы является растворимый белок плазмы - фибриноген. Который под действием тромбина превращается в нерастворимый фибрин.

2. Защитная функция белков плазмы. В плазме содержатся белки, обладающие ферментативной активностью в отношении идентифицированного чужеродного белка. Они способны разрушать некоторые возбудители, подавлять их размножение.

3. Кислотно-щелочной гемостаз, его показатели и роль буферных систем плазмы в его сохранении.

3.2. Форменные элементы крови

К форменным элементам крови относятся: эритроциты, тромбоциты, гранулоциты, лимфоциты, плазматические клетки и моноциты (мононуклеары).

Эритроцит- представляет собой двояковогнутую клетку диаметром 9 мкм (дискоцит) (рисунок2,3). Объем эритроцита человека 90 мкм³, площадь - 140 мкм², наибольшая толщина 2,4 мкм, минимальная 1 мкм. Сухое вещество эритроцита содержит около 95% гемоглобина и только 5% приходится на долю других веществ, в том числе негемоглобиновых белков и липидов.

Рисунок 2 - Эритроциты человека

Содержимое эритроцита наполнено нежной грануляцией (диаметр гранул 4-5 нм), которая идентифицируется с гемоглобином. Наружная мембрана эритроцита выражена слабо в виде платной полоски толщиной около 20 нм. Заряд поверхности мембран клеток, содержащих гемоглобин, возрастает в процессе их созревания до ретикулоцита.

Рисунок 3 - Эритроциты различной формы в сканирующем электронном микроскопе (по Г.Н.Никитиной).

1 -- дискоциты-нормоциты; 2 -- дискоцит-макроцит; 3,4 -- эхиноциты; 5 -- стоматоцит; 6 -- сфероцит.

По своему строению клеточная мембрана двояковогнутого эритроцита на всем протяжении одинакова (рисунок 4). Плазмолемма эритроцита состоит из бислоя липидов и белков, представленных приблизительно в равных количествах, а также небольшого количества углеводов, формирующих гликокаликс. Большинство липидных молекул, содержащих холин (фосфатидилхолин, сфин-гомиелин), расположены во внешнем слое плазмолеммы, а липиды, несущие на конце аминогруппу (фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин), лежат во внутреннем слое. Часть липидов (~ 5 %) наружного слоя соединены с молекулами олигосахаров и называются гликолипидами.

Распространены мембранные гликопротеины -- гликофорины. С ними связывают антигенные различия между группами крови человека.

Цитоплазма эритроцита состоит из воды (60 %) и сухого остатка

(40 %), содержащего около 95 % гемоглобина и 5 % других веществ.

Наличие гемоглобина обусловливает желтую окраску отдельных эритроцитов свежей крови, а совокупность эритроцитов -- красный цвет крови. При окрашивании мазка крови азур П-эозином по Романовскому --Гимзе большинство эритроцитов приобретают оранжево-розовый цвет (оксифильны), что обусловлено высоким содержанием в них гемоглобина.

Рисунок 4 - Строение плазмолеммы и цитоскелета эритроцита

А - схема: 1 -- плазмолемма; 2 -- белок полосы 3; 3 -- гликофорин; 4 -- спектрин (б- и в-цепи); 5 -- анкирин; 6 -- белок полосы 4.1; 7 -- узловой комплекс, 8 -- актин; Б -- плазмолемма и цитоскелет эритроцита в сканирующем электронном микроскопе: 1 -- плазмолемма;2 -- сеть спектрина,

Функции эритроцитов:

1. Дыхательная - транспорт гемоглобином кислорода

2. Регуляторная и защитная - перенос на поверхности ряда биологически активных веществ, в том числе иммуноглобулинов, иммунных комплексов, компонентов комплемента

3. Транспорт аминокислот, токсинов, лекарственных веществ, связанных с гликокаликсом мембраны эритроцита

4. Участие в поддержании буферных свойств крови [7].

Метаболизм эритроцитов имеет ряд особенностей по сравнению с другими клетками и предшественниками эритроцитов, содержащими ядра, т. к. он в первую очередь направлен на обеспечение способности эритроцита обратимо связывать кислород. Зрелый эритроцит не имеет ядра, митохондрий, рибосом и в отличие от ядерных предшественников не способен к окислительному фосфорилированию, синтезу белков и липидов. Большую часть энергии клетка получает анаэробно за счет гликолиза и сохраняет ее в виде АТФ [6].

Основные метаболические процессы в эритроцитах:

1. Гликолиз

2. Пентозофосфатный цикл

3. Глутатионовый путь

4. Ферменты катаболизма пуринов и пиримидинов

5. АТФ-зависимый катионный насос на мембране

6. Ферменты, влияющие на состав фосфолипидов мембраны

7. Метгемоглобинредуктаза, катализирующая превращение метгемоглобина в гемоглобин и др. [5].

Эритроциты самыми разнообразными путями способны воздействовать на различные стороны процессов гемоциркуляции, что делает их весьма интересным объектом при исследовании патогенеза их расстройств [19].

Зрелый эритроцит не способен к синтезу нуклеиновых кислот и гемоглобина.

Наиболее характерными изменениями при старении эритроцитов является:

1) Уменьшение активности различных ферментов, в частности гексокиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрокиназы, что вызывает понижение интенсивности гликолиза и реакции пентозного цикла, уменьшение активности холинэстеразы и др.

2) Уменьшение содержания липидов, что приводит к изменению структуры эритроцитов, увеличению чувствительности к осмотическому лизису и механическим воздействиям;

3) Изменения в составе катионов: увеличение выхода ионов калия из эритроцитов в плазму и увеличение содержания ионов натрия в результате нарушения проницаемости мембраны;

4) Уменьшение содержания АТФ, что в свою очередь связывается как с одной из причин нарушения проницаемости, так и с уменьшением приживаемости эритроцитов в кровяном русле.

Для эритроцитов характерен относительно низкий уровень обмена, что обеспечивает им довольно длительный период жизни: 120 дней. Ежедневно большое число эритроцитов (200 млрд.) подвергается деструктивным изменениям и погибает.

Рисунок 5 - Тромбоцит под микроскопом (в светлом поле обозначены - A, B, C, D)

Тромбоциты. Тромбоциты человека, циркулирующие в кровяном русле, - безъядерные тельца округлой или овальной формы, диаметр которых составляет 2-5 мкм. В 1 мм³ крови содержится 250 000 - 4 000 000 пластинок (рисунок 5). Мембрана толщиной 7-9 нм, ограничивающая тромбоцит, состоит из 3 слоев: двух белковых и одного липидного (бимолекулярного).

В тромбоцитах находится вещество, которое активизирует некоторые ферменты, являющиеся необходимыми при свертывании крови. Кроме того, из тромбоцитов при их разрушении выделяется серотонин (суживающий кровеносные сосуды), что также предохраняет организм от кровотечения.

Часть тромбоцитов находится в депо крови: селезенке, печени, легких. К депонированным также следует относить тромбоциты, содержащиеся в костном мозге и способные быстро отделяться от мегакариоцитов. Основным депо тромбоцитов является селезенка.

В тромбоцитах различают периферическую зону - гиаломер и центральную - грануломер. Гиаломер представляет собой гомогенную массу, содержащую тонкосетчатые петлистые структуры. В некоторых тромбоцитах в области гиаломера выявляются участки мембран «шероховатого» эндоплазматического ретикулума.

В тромбоцитах содержатся многочисленные ферменты и осуществляются разнообразные процессы: потребление О₂, гликолиз, а также процессы биосинтеза, в том числе и белка (тромбостенина). Однако жизненный цикл этих клеток чрезвычайно короткий - 8-11 дней.

В крови здорового человека при световой микроскопии различают четыре основные формы тромбоцитов.

1. Нормальные (зрелые) тромбоциты (87,0±0,19%) круглой или овальной формы, диаметром 3-4 мкм; в них видны бледно-голубая наружная зона (гиаломер) т центральная (грануломер) с азурофильной зернистостью.

2. Юные (незрелые) тромбоциты (3,20±0,13%) несколько больших размером, с базофильной «цитоплазмой»; азурофильная грануляция (мелкая и средняя) располагается чаще в центре.

3. Старые тромбоциты (4,1±0,21%) могут быть круглой, овальной, зубчатой формы, с узким ободком темной «цитоплазмы», с обильной грубой грануляцией, иногда наблюдаются вакуоли.

4. Формы раздражения (2,50±0,1%) больших размеров, вытянутые, колбасовидные хвостатые; цитоплазма в них голубая или розовая, азурофильная зернистость рассеяна или разбросана неравномерно.

Благодаря характерной особенности прилипать и распластываться по чужеродной смачивающейся поверхности (адгезия), а также образовывать агрегаты тромбоциты участвуют в начальных стадиях образования пластинчатого тромба. Эти форменные элементы играют важную роль в свертываемости крови как благодаря наличию в их составе факторов свертывания, так и способности адсорбировать их из плазмы.

Гранулоциты. Сегментоядерные гранулоциты - это крупные клетки размером 9-15 мкм. Большую часть клетки занимает цитоплазма. Ядро содержит обычно от 2 до 5 долек, соединенных между собой тонкими нитями. Цитоплазма у нейтрофильного сегментоядерного лейкоцита оксифильная, красится в розовый цвет, заполнена множеством пылевидных фиолетово-красноватых гранул. Гранулы неодинаковы по величине, имеют неправильную форму. Эозинофильные сегментоядерные лейкоциты обычно крупнее нейтрофильных, а базофильные, наоборот, мельче их (рисунок 6).

Рисунок 6 - Виды гранулоцитов

Основная особенность гранулоцитов - это наличие зернистости, которую можно подразделить нам две группы: азурофильную (диаметр гранул 0,8 мкм) и специфическую (диаметр гранул 0,5). В свою очередь специфические гранулы могут быть представлены в клетках на разных стадиях развития: незрелые, зрелые.

Соотношение гранул обоих типов в зрелых нейтрофилах, по-видимому, непостоянна, но тем не менее преобладают специфические гранулы, а относительное количество азурофильных достигает 10-20%. Последние по набору гидролитических ферментов могут быть классифицированы как лизосомы с некоторыми специфическими особенностями. Своеобразие их заключается в том, что кроме типичных для лизосом ферментов, гранулы содержат также фагоцитин и лизоцим.

Для эозинофильных гранулоцитов в отличие от нейтрофилов более типично друхсегментарное ядро. Митохондрии несколько больших размеров. Структуры эндоплазматического ретикулума выражены сильнее, чем у нейтрофильных гранулоцитов. Специфические гранулы эозинофилов круглые, овальные или полигональной формы, диаметром 0,5 - 0,8 мкм, окружены двойной мембраной, которая не всегда отчетлива видна. Эозинофильные гранулы часто содержат хорошо выраженные кристаллоидные структуры. Эозинофильные гранулоциты наряду с другими лейкоцитами способны к фагоцитозу, принимают участие в дезинтоксикации продуктов белковой природы и играют значительную роль в аллергических реакциях организма.

Основная функция гранулоцитов (прежде всего нейтрофильных) обнаружить, захватить и переварить с помощью гидролитических ферментов для организма материал. Поглощение частиц фагоцитирующими лейкоцитами сопровождается резким повышением их метаболической активности. Оно тем сильнее, чем больше частиц захвачено клеткой. Особенно резко возрастает поглощение О₂. В нейтрофилах оно увеличивается не менее чем в 2Ѕ раза, а в моноцитах - еще больше. Гликолиз при этом усиливается лишь на 20%.

Для гранулоцитов в целом характерна высокая лабильность клеточной поверхности, выраженные адгезивные свойства, способность к агрегации, образованию псевдоподиев и передвижению, активное осуществление фагоцитоза.

Постоянство лейкоцитарного состава крови обусловлено сложной координацией лейкопоэза и скорости разрушения лейкоцитов. Поэтому как нарушения скорости продукции лейкоцитов, так и изменения темпов их разрушения приводят к изменению количества лейкоцитов, циркулирующих в крови.

Определенное значение в возникновении количественных изменений лейкоцитов принадлежит и их перераспределению в организме. Перераспределение лейкоцитов обычно бывает обусловлено изменениями тонуса сосудов и скорости кровотока в отдельных областях организма. Перераспределительные лейкоцитарные реакции осуществляются благодаря изменениям количества лейкоцитов, депонированных в сосудах внутренних органов, главным образом в селезенке и легких. В реализации перераспределительных лейкоцитарных реакций принимают участие и зрелые лейкоциты, депонированные в синусах костного мозга.

Считается, что лейкоциты мало влияют на реологические свойства крови ввиду их малочисленности, но значением лейкоцитов нельзя пренебрегать, и если их механическая роль невелика, то физиологическое и биохимическое влияние может быть весьма существенным. Несмотря на их немногочисленность, у лейкоцитов важная роль в регуляции микрогемоциркуляции и развитии ее расстройств [19].

Лимфоциты. Лимфоциты занимают особое место в системе крови. В настоящее время доказано, что именно лимфоциты следует рассматривать как центральное звено в специфических иммунологических реакциях, как предшественников антителообразующих клеток и как носителей иммунологической памяти. Кроме того, лимфоциты ответственны за выработку и доставку антител при реакциях отторжения и местных аллергических реакциях.

Рисунок 7 - Лимфоциты под микроскопом

Количество лимфоидной ткани весьма велико. Оно составляет около 1% массы тела. Продолжительность жизни лимфоцитов колеблется, по разным данном, от 15-17 дней до 5 лет.

...