Физиология и патология системы крови

21

деляется состоянием иммунной реактивности и во многом зависит от продукции провоспалительных цитокинов (см 3.11.7.1).

3.6. Краткие сведения о процессах свободнорадикального (СРО) и перекисного окисления липидов (ПОЛ)

В патогенезе многих патологических состояний важная роль принадлежит свободным радикалам и активируемому ими перекисному окислению липидов (ПОЛ). Известно, что в органических молекулах электроны на внешней электронной оболочке располагаются парами – одна пара на каждой орбитали. Свободные же радикалы отличаются от обычных молекул тем, что у них на внешней электронной оболочке имеется неспаренный электрон. Это делает р а- дикалы химически активными, так как радикал либо стремится вернуть себе недостающий электрон, отняв его от окружающих молекул, либо отдать лишний. Следовательно, свободные радикалы могут представлять собой атом, группу атомов с неспаренным электроном.

Неспаренный электрон принято обозначать точкой. Так, например, радикал гидроксила обозначают НО*, радикал перекиси водорода – НОО*, радикал супероксида О2*–. Все активные формы кислорода образуются в результате

кислородных свободнорадикальных реакций (СРО).

Субстратом свободнорадикальных реакций в биологических системах может быть не только кислород, но и липиды, белки, нуклеиновые кислоты и другие вещества. Под ПОЛ понимают окисление посредством присоединения двух атомов кислорода к углероду с образованием липидных перекисей, липидных перекисных радикалов и других соединений. Непосредственным субстратом ПОЛ могут быть ненасыщенные жирные кислоты, которыми богат липидный слой клеточных и субклеточных мембран.

Процессам ПОЛ способствует активация фосфолипазы А2, запускающая метаболизм арахидоновой кислоты. При этом в конечном итоге образуются супероксиды – простагландины G2 и H2, физиологические усиливающие СРО. Активаторами фосфолипазы А2 могут быть цитокины (IL-1, TNF ), а также С5а фрагмент комплемента, тромбин и другие соединения.

Наличие активных форм кислорода (АФК) играет чрезвычайно важную роль. АФК необходимы не только для поддержания и регуляции «вязкости» мембраны, но и для «разборки» деструктивных (детритных) клеточных масс перед запуском процессов регенерации. Активные формы кислорода ответстве н- ны за противомикробную защиту. Миелопероксидаза (МП), переводя Н2О2 в галогенизированные формы радикалов кислорода, образует самые мощные бактерицидные агенты – *ОCl, *OBr, *OJ. При врождённой или приобретенной неддостаточности МП люди нежизнеспособны. Острые инфекционные заболевания сопровождаются обычно повышением синтеза МП. Особенно много МП, по сравнению с другими фагоцитами, в нейтрофилах, благодаря чему эти кле т- ки активируются всего один раз и после реакции высвобождения лизосом гибнут.

Высокая окислительная способность кислорода, необходимая для тканевого дыхания, из пользы может превратиться во вред, если будет направлена на окисление различных субстратов живой клетки. Эти самопроизвольные неферментативные реакции всегда начинаются с одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода, приводя к образованию супероксида (О2*–). Процесс образования в клетке О*2– протекает чрезвычайно медленно и в то же время грозит тяжелыми необратимыми последствиями, так как окисляются не специально выбранные субстраты дыхания, а любые ингредиенты цитоплазмы с

21

22

подходящим потенциалом.

Кислород, будучи небольшой нейтральной молекулой, может чрезвычайно легко проникать через мембрану внутрь клетки. В то же время мембрана клетки является ловушкой для супероксида, так как О2*– заряжен, а стало быть гидротирован и не может пройти сквозь мембранный барьер. В процессе эволюции в клетках появился особый фермент – супероксидисмутаза (СОД). СОД катализирует реакцию взаимодействия (дисмутации) двух супероксидных радикалов с образованием нейтральной Н2О2, способной с легкостью выходить из клетки:

*ОО- * ОО- 2Н супероксидисмутаза О2 Н2О2

Вто же время превращение О2*– в Н2О2 – далеко не безобидный процесс, ибо перекись водорода служит источником радикала НО*, наиболее опасного из продуктов реакции, вызванной одноэлектронным восстановлением атома кислорода.

Свободным радикалом, образуемым живыми клетками (эндотелиоцитами, различными фагоцитами, нейронами и др.), является монооксид азота ( *NO), часто называемый окисью азота. В присутствии соединений, содержащих SH - группы, из NO образуется фактор, расширяющий кровеносные сосуды. Недостаток этого фактора является основной причиной развития гипертонической болезни.

Предполагается, что цитотоксическое действие NO обусловлено его реакцией с супероксидом, благодаря чему создается пероксинитрит (O=N-O-ОН), который способен разлагаться с образованием радикального гидроксила *ОН, приводящего к повреждению клеток.

При образовании свободных радикалов в организме (это явление нередко

называют окислительным стрессом) в результате процессов пероксидации липидов происходит нарушение свойств биологических мембран и функционирования клеток.

Так, ПОЛ сопровождается окислением тиоловых (сульфгидрильных) групп мембранных белков, обусловленным неферментативной реакцией SH-групп со свободными радикалами липидов. При этом образуются сульфгидри льные радикалы, которые могут преобразоваться в сульфоновую кислоту. Связанное с ПОЛ окисление белков в хрусталике глаза заканчивается его помутнением (к а- таракта). Немалую роль в патологии клетки играет активация ион-транспортных ферментов, в активный центр которых входят тиоловые группы и в первую очередь Са2+-АТФ-азы. Инактивация этого фермента в результате ПОЛ приводит к замедлению откачивания Са2+ из клетки, и даже, наоборот, к входу Са2+ в клетку, благодаря чему наступает её повреждение. Наконец, окисление сульфгидрильных групп мембранных белков приводит к появлению дефектов во внутреннем липидном слое мембран клеток и митохондрий. Через такие поры в клетку входят ионы Na+, а в митохондрии – ионы Ca2+. В результате внутри клетки и митохондрий повышается осмотическое давление, что приводит к повреждению и нарушению функции клетки.

Другой результат ПОЛ связан со способностью продуктов пероксидации увеличивать ионную проницаемость липидного слоя, в том числе для ионов Н + и Са2+, что сопровождается потерей митохондриями способности синтезировать АТФ, благодаря чему клетки оказываются в условиях энергетического голода.

Наконец, пероксидация ведёт к уменьшению стабильности липидного слоя, что может привести к электрическому пробою собственным мембранным потенциалом, или потенциалом действия. Электрический пробой приводит к полной потере мембраной её барьерных функций.

22

23

Для того чтобы перечисленные реакции были менее опасными, клетки ис-

пользуют ферменты каталазу, пероксидазы (глутатионпероксидазу и др.) и

церулоплазмин. Каталаза расщепляет перекись водорода до кислорода и воды, а пероксидазы окисляют перекисью водорода специально выбранные для этой цели субстраты, например такие, как глютатион. Кроме того, имеются и другие антиоксиданты, которые способны реагировать без участия ферментов с продуктами одноэлектронного восстановления кислорода и другими радикалами. Одни из них (витамин Е, витамин А, каротиноиды, убихиноны) локализ о- ваны в мембране, другие (аскорбиновая кислота) находятся в самих клетках. Механизм действия этих веществ заключается в том, что они являются эшелоном обороны, подставляющим себя под удар реактивным производным кислорода и, окисляясь, прерывают опасную для клетки цепь реакций.

Из ряда липорастворимых антиоксидантов в мембране особый интерес представляют убихиноны (в частности, убихинол или коэнзим Q), как единственные полипреноиды, способные к синтезу de novo и обладающие ферментной системой регенерации от окислительных до восстановительных форм этих коферментов.

Таковы краткие представления о процессах перекисного окисления липи-

дов.

3.7. Физико-химические свойства крови Цвет крови определяется наличием гемоглобина. Артериальная кровь харак-

теризуется ярко-красной окраской, что зависит от содержания в ней гемоглобина, насыщенного кислородом (оксигемоглобина). Венозная кровь имеет темно-красную с синеватым оттенком окраску, что объясняется наличием в ней не только оксигемоглобина, но и восстановленного гемоглобина, на долю которого приходится приблизительно 1/3 от общего его содержания. Чем более активен орган, и чем больше гемоглобин отдал кислорода тканям, тем более темной выглядит венозная кровь.

Относительная плотность крови зависит от содержания эритроцитов и насыщения их гемоглобином. Она колеблется в пределах от 1,052 до 1,062. У женщин относительная плотность крови несколько ниже, чем у мужчин. Относительная плотность плазмы крови, в основном, определяется концентрацией белков и состав-

ляет 1,029 – 1,032.

Вязкость крови определяется по отношению к вязкости воды и соответствует 4,5 – 5,0. Следовательно, кровь человека в 4,5 – 5 раз более вязкая, чем вода. Вязкость крови зависит, главным образом, от содержания эритроцитов и в гораздо меньшей степени от белков плазмы. В то же время вязкость венозной крови несколько больше, чем артериальной, что связано с поступлением в эритроциты углекислоты, благодаря чему незначительно увеличивается их размер. Вязкость крови возрастает при опорожнении депо крови, содержащей большее число эритроцитов.

Вязкость плазмы не превышает 1,8–2,2. Больше всего на вязкость плазмы влияет белок фибриноген. Так, вязкость плазмы по сравнению с вязкостью сыворотки, в которой фибриноген отсутствует, приблизительно на 20% выше. При обильном белковом питании вязкость плазмы, а, следовательно, и крови может повышаться. Увеличение вязкости крови является неблагоприятным прогностическим признаком для людей, больных атеросклерозом и предрасположенных к таким заболеваниям, как ишемическая болезнь сердца (стенокардия, инфаркт миокарда), облитерирующий эндартериит, инсульты (кровоизлияние в мозг или образование тромбов в сосудах головного мозга).

Осмотическое давление крови. Осмотическим давлением принято называть силу, которая заставляет растворитель (для крови это вода) переходить через полу-

23

24

проницаемую мембрану из менее концентрированного в более концентрированный раствор. Осмотическое давление крови вычисляют криоскопическим методом с помощью определения депрессии (точки замерзания), которая для крови составляет 0,54 -0,58 . Депрессия молярного раствора (раствор, в котором растворена 1 грамммолекула вещества в литре воды) соответствует 1,86 . Общая молекулярная концентрация в плазме и эритроцитах равна приблизительно 0,3 грамм-молекулы на литр. Подставив значения в уравнение Клапейрона (Р = cRT, где Р – осмотическое давление, с – молекулярная концентрация, R – газовая постоянная, равная 0,082 литр-атмосферы, и Т – абсолютная температура), легко рассчитать, что осмотическое давление для крови при температуре 37 С составляет 7,6 атмосферы (0,3х0,082х310=7,6). У здорового человека осмотическое давление колеблется в пределах от 7,3 до 7,6 атмосфер.

Осмотическое давление крови зависит в основном от растворенных в ней низкомолекулярных соединений, главным образом солей. Около 95% от общего осмотического давления приходится на долю неорганических электролитов, из них 60% – на долю NaCl. Осмотическое давление в крови, лимфе, тканевой жидкости, тканях приблизительно одинаково и отличается завидным постоянством. Даже если в кровь поступает значительное количество воды или соли, то и в этих случаях осмотическое давление не претерпевает существенных изменений. При избыточном поступлении воды в кровь она быстро выводится почками, а также переходит в ткани и клетки, что восстанавливает исходную величину осмотического давления. Если же в кровь поступает повышенная концентрация соли, то в сосудистое русло переходит вода из тканевой жидкости, а почки начинают усиленно выводить соли. На осмотическое давление в небольших пределах могут оказать влияние продукты переваривания белков, жиров и углеводов, всасывающиеся в кровь и лимфу, а также низкомолекулярные продукты клеточного метаболизма.

Поддержание постоянства осмотического давления играет чрезвычайно важную роль в жизнедеятельности клеток. Их существование в условиях резкого колебания осмотического давления стало бы невозможным из-за обезвоживания тканей (при увеличении осмотического давления) или в результате разбухания от избытка воды (при снижении осмотического давления).

Онкотическое давление является частью осмотического и зависит от содержания крупномолекулярных соединений (белков) в растворе. Хотя концентрация белков в плазме довольно велика, общее количество молекул из-за их большой молекулярной массы относительно мало, благодаря чему онкотическое давление не превышает 25-30 мм рт. столба. Онкотическое давление в большей степени зависит от альбуминов (на их долю приходится до 80% онкотического давления), 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 не только влияет на образование тканевой жидкости и лимфы, но и регулирует процессы образования мочи, а также всасывание воды в кишечнике.

Если концентрация белка в плазме снижается, что наблюдается при белковом голодании, а также при тяжелых поражениях почек, то наступают отеки, так как вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани.

Температура крови во многом зависит от интенсивности обмена того органа, от которого она оттекает. Чем интенсивнее осуществляется обмен веществ в органе, тем выше температура оттекающей от него крови. Следовательно, в одном и том же органе температура венозной крови всегда больше, чем артериальной. Это

24

25

правило, однако, не распространяется на поверхностные вены кожи, соприкасающиеся с атмосферным воздухом и принимающие непосредственное участие в теплообмене. У теплокровных (гомойотермных) животных и человека температура крови в состоянии покоя в различных сосудах колеблется от 37 до 40 . Так, кровь, оттекающая от печени по венам, может иметь температуру 39,7 . Резко повышается температура крови при интенсивной мышечной работе.

При движении крови не только происходит некоторое выравнивание температуры в различных сосудах, но и создаются условия для отдачи или сохранения тепла в организме. В жаркую погоду через кожные сосуды протекает больше крови, что способствует отдаче тепла. В холодную погоду сосуды кожи суживаются, кровь вытесняется в сосуды брюшной полости, что приводит к сбережению тепла.

Концентрация водородных ионов и регуляция pH крови. Известно, что ре-

акция крови определяется концентрацией водородных ионов. H+-ион представляет собой атом водорода, несущий положительный заряд. Степень же кислотности любой среды зависит от количества H+-ионов, находящихся в растворе. С другой стороны, степень щелочности раствора определяется концентрацией гидроксильных (OH ) ионов, несущих отрицательный заряд. Чистая дистиллированная вода при нормальных условиях рассматривается как нейтральная потому, что в ней содержится одинаковое количество Н+- и ОН -ионов.

Вдесяти миллионах литров чистой воды при температуре 22 С находится 1,0 грамм ионов водорода, или 1/107, что соответствует 10 7.

Внастоящее время кислотность растворов принято выражать как отрицательный логарифм абсолютного количества водородных ионов, содержащихся в единице объема жидкости, для чего пользуются общепринятым обозначением pH. Следовательно, pH нейтральной дистиллированной воды равняется 7. Если pH меньше 7, то

врастворе будут превалировать H+-ионы над OH -ионами, и тогда среда будет кислой, если же pH больше 7, то среда окажется щелочной, ибо в ней будут преобла-

дать OH -ионы над H+-ионами.

Внорме pH крови в среднем соответствует 7,36, 0,03 т.е. реакция носит слабоосновной характер. pH крови отличается удивительным постоянством. Его колебания крайне незначительны. Так, в условиях покоя pH артериальной крови соответствует 7,4, а венозной – 7,34. В клетках и тканях pH достигает 7,2 и даже 7,0, что зависит от образования в них в процессе обмена веществ кислых продуктов метаболизма. При различных физиологических состояниях pH крови может изменяться как в кислую (до 7,3), так и в щелочную (до 7,5) сторону. Более значительные отклонения pH сопровождаются для организма тяжелейшими последствиями. Так при pH

крови 6,95 наступает потеря сознания, и если эти сдвиги в кратчайший срок не ликвидируются, то неминуема смерть. Если же концентрация H+ уменьшается, и pH становится равным 7,7, то наступают тяжелейшие судороги (тетания), что также может привести к смерти.

Впроцессе обмена веществ ткани выделяют в тканевую жидкость, а, следовательно, и в кровь, кислые продукты обмена, что должно приводить к сдвигу pH в кислую сторону. В результате интенсивной мышечной деятельности в кровь человека может поступать в течение нескольких минут до 90 г молочной кислоты. Если такое количество молочной кислоты было бы прибавлено к такому же количеству дистиллированной воды, то концентрация водородных ионов возросла бы в ней в 40000 раз. Реакция же крови при этих условиях практически не изменяется, что объясняется наличием буферных систем крови. Кроме того, в организме постоянство pH со-

храняется за счет работы почек и легких, удаляющих из крови CO2, избыток кислот и щелочей.

Постоянство pH крови поддерживается буферными системами: гемоглобино-

25

26

вой, карбонатной, фосфатной и белками плазмы.

Самой мощной является буферная система гемоглобина. На ее долю приходится 75% буферной емкости крови. Эта система включает восстановленный гемоглобин (HHb) и калиевую соль восстановленного гемоглобина (KHb). Буферные свойства системы обусловлены тем, что KHb, будучи солью слабой кислоты, отдает

ион K+ и присоединяет при этом ион H+, образуя слабодиссоциированную кислоту:

H+ + KHb = K+ + HHb.

pH крови, подтекающей к тканям, благодаря восстановленному гемоглобину, способному связывать CO2 и H+-ионы, остается постоянной. В этих условиях HHb выполняет функции щелочи. В легких же гемоглобин ведет себя как кислота (оксигемоглобин, HHbO2, является более сильной кислотой, чем углекислота), что предотвращает защелачивание крови.

Карбонатная буферная система (H2CO3/NaHCO3) по своей мощности зани-

мает второе место. Ее функции осуществляются следующим образом: NaHCO3 диссоциирует на Na+ и HCO3 . Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то происходит обмен ионами Na+ с образованием слабодиссоциированной и легко растворимой угольной кислоты, что предотвращает повышение концентрации H+ в крови. Увеличение же содержания угольной кислоты приводит к ее распаду (это происходит под влиянием фермента карбоангидразы, находящегося в эритроцитах) на воду и углекислый газ. Последний же поступает в легкие и выделяется наружу. Если же в кровь проникает щелочь, то она реагирует с угольной кислотой, образуя бикарбонат натрия (NaHCO3) и воду, что опять-таки препятствует сдвигу pH в щелочную сторону.

Фосфатная буферная система образована дигидрофосфатом натрия (NaH2PO4) и гидрофосфатом натрия (Na2HPO4). Первое из них ведет себя как слабая кислота, второе – как соль слабой кислоты. Если в кровь попадает более сильная кислота, то она реагирует с Na2HPO4, образуя нейтральную соль и увеличивая количество малодиссоциируемого NaH2PO4 :

Na2HPO4 + Н2СО3 = NaНСО3 + NaH2PO4.

Избыточное количество дигидрофосфата натрия при этом будет удаляться с мочой, благодаря чему соотношение NaH2PO4 и Na2HPO4 не изменится.

Если же в кровь ввести сильное основание, то оно будет взаимодействовать с дигидрофосфатом натрия, образуя слабоосновной гидрофосфат натрия. При этом рН крови изменится крайне незначительно. В данной ситуации избыток гидрофосфата натрия выделится с мочой.

Белки плазмы крови играют роль буфера, ибо обладают амфотерными свойствами, благодаря чему в кислой среде ведут себя как основания, а в основной

– как кислоты.

Буферные системы имеются и в тканях, где они сохраняют рН на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются клеточные белки и фосфаты. В процессе метаболизма кислых продуктов образуется больше, чем основных. Вот почему опасность сдвига рН в кислую сторону более велика. Благодаря этому в процессе эволюции буферные системы крови и тканей приобрели большую устойчивость к действию кислот, чем оснований. Так, для сдвига рН плазмы в щелочную сторону требуется прибавить к ней в 40-70 раз больше NaOH, чем к дистиллированной воде. Для сдвига же рН в кислую сторону необходимо добавить к плазме в 300-350 раз больше НСl, чем к воде. Основные соли слабых кислот, содержащихся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови. Его величина определяется по тому количеству углекислоты, которое может быть связано 100 мл крови при напряжении CO2, равном 40 мм рт. ст.

Постоянное соотношение между кислотными и щелочными эквивалентами

26

27

позволяет говорить о кислотно-щелочном равновесии крови.

Важная роль в поддержании постоянства рН отводится нервной регуляции. При этом преимущественно раздражаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, импульсы от которых поступают в продолговатый мозг и другие отделы ЦНС, что рефлекторно включает в реакцию периферические органы – почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт, деятельность которых направляется на восстановление исходной величины рН. Установлено, что при сдвиге рН в кислую сторону почки усиленно выделяют с мочой анион Н2РО4 . При сдвигах рН крови в щелочную сторону увеличивается выделение почками анионов НРО2 и НСО3 . Потовые железы человека способны выводить избыток молочной кислоты, а легкие –

СО2.

При различных патологических состояниях может наблюдаться сдвиг pH как в кислую, так и в щелочную сторону. Первый из них носит название ацидоза, второй – алкалоза. Более резкие изменения pH происходят при наличии патологического очага непосредственно в тканях.

Суспензионная устойчивость крови (скорость оседания эритроцитов – СОЭ). С физико-химической точки зрения кровь представляет собой суспензию, или взвесь, ибо форменные элементы крови находятся в плазме во взвешенном состоянии. Под суспензией, или взвесью, понимается жидкость, содержащая равномерно распределенные частички другого вещества. Взвесь эритроцитов в плазме поддерживается гидрофильной природой их поверхности, а также тем, что они (как и другие форменные элементы) несут отрицательный заряд, благодаря чему отталкиваются друг от друга. Если отрицательный заряд форменных элементов уменьшается, что может быть связано с адсорбцией положительно заряженных белков или катионов, то создаются благоприятные условия для склеивания эритроцитов между собой. Особенно резко склеивание эритроцитов наблюдается при увеличении в плазме концентрации фибриногена, гаптоглобина, церулоплазмина, - и -липопротеинов, а также иммуноглобулинов, концентрация которых может возрастать при беременности, воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваниях. При этом названные белки, адсорбируясь на эритроцитах, образуют между ними мостики, благодаря чему возникают так называемые монетные столбики (агрегаты). Чистая сила агрегации является разностью между силой в образовавшихся мостиках, силой электростатического отталкивания отрицательно заряженных эритроцитов и сдвиговой силой, вызывающей распад агрегатов. Не исключено, что сцепление молекул белков на поверхности эритроцитов происходит за счет слабых водородных связей и дисперсных сил Ван-дер-Ваальса.

Сопротивление «монентных столбиков» трению меньше, чем суммарное сопротивление составляющих их элементов, так как при образовании агрегатов снижается отношение поверхности к объему, благодаря чему они быстрее оседают.

"Монетные столбики", образуясь в кровотоке, могут застревать в капиллярах и тем самым препятствовать нормальному кровоснабжению клеток, тканей и органов.

Если кровь поместить в пробирку, предварительно добавив в нее вещества, препятствующие свертыванию, то через некоторое время можно будет увидеть, что она разделяется на два слоя: верхний состоит из плазмы, а нижний представляет собой форменные элементы, главным образом эритроциты. Исходя из этих свойств, Ферреус предложил изучать суспензионную устойчивость эритроцитов, определяя скорость их оседания в крови, свертываемость которой устраняется предварительным добавлением лимоннокислого натрия. Эта реакция в настоящее время получи-

ла наименование «скорость оседания эритроцитов» (СОЭ).

Определение СОЭ ведется с помощью капилляра Панченкова, на котором нанесены миллиметровые деления. Капилляр ставится в штатив на 1 час и затем

27

28

определяется величина слоя плазмы над поверхностью осевших эритроцитов. Нормальная СОЭ обусловлена нормальной протеинограммой плазмы. Вели-

чина СОЭ зависит от возраста и пола. У мужчин она равна 6-12 мм/час, у взрослых женщин – 8-15 мм/час, у стариков обоего пола до 15-20 мм/час. Наибольший вклад в увеличение СОЭ вносит белок фибриноген; при увеличении его концентрации более 3 г/литр СОЭ повышается. Уменьшение величины СОЭ часто наблюдается при увеличении уровня альбуминов. При возрастании гематокритного числа (полицитемия) СОЭ снижается. При уменьшении гематокритного числа (анемия) СОЭ всегда увеличивается.

СОЭ резко увеличивается во время беременности, когда содержание фибриногена в плазме значительно возрастает. Повышение СОЭ наблюдается при наличии воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваний, при ожогах, отморожениях, а также при резком уменьшении числа эритроцитов в крови. Уменьшение СОЭ ниже 3 мм/час является неблагоприятным признаком, ибо свидетельствует об увеличении вязкости крови.

Величина СОЭ зависит в большей степени от свойств плазмы, нежели эритроцитов. Так, если поместить эритроциты мужчины с нормальной СОЭ в плазму беременной женщины, то они начнут оседать с такой же скоростью, как и у женщин при беременности.

3.7.1.Особенности физико-химических свойств крови ребенка

Всвязи с тем, что у новорожденного, по сравнению с взрослыми, увеличено количество эритроцитов, удельный вес крови колеблется в пределах 1,060-1,080. Очень скоро (в первые 2 недели) удельный вес крови достигает цифр, характерных для взрослых людей.

У новорожденного ребенка вязкость крови чрезвычайно высока и достигает 10-14. Однако уже в первую неделю она значительно падает и на первом месяце жизни приближается к цифрам, характерным для взрослых людей.

Онкотическое давление у плода 4-х месяцев резко снижено и соответствует 8- 10 мм рт. столба. К моменту рождения ребенка онкотическое давление не превышает 15-18 мм рт. ст. В дальнейшем оно постепенно возрастает и достигает нормы взрослых людей к 3-4 годам.

Для плода и ребенка характерен ацидоз, который выявляется уже на пятом месяце беременности (рН смешанной крови равен приблизительно 7,33). Сразу после рождения ребенка отмечается выраженный ацидоз (рН соответствует 7,13-7,23), что связано с образованием недоокисленных продуктов обмена в крови плода и новорожденного. Следствием ацидоза является относительно низкая величина щелочного резерва крови. В течение уже первых часов жизни ребенка ацидоз постепенно уменьшается и характерная для взрослого человека норма устанавливается на 3-5-е сутки после рождения.

У новорожденных СОЭ равна 1-2 мм/час, что в значительной степени связано

снизкой концентрацией глобулинов и фибриногена, а также высоким содержанием эритроцитов. Начиная со второго месяца после рождения, СОЭ слегка возрастает и в грудном возрасте соответствует 3-4 мм/час. Уже к концу первого года жизни независимо от пола ребенка СОЭ приближается к нормам взрослых людей и в дальнейшем до полового созревания колеблется в пределах от 4 до 10 мм/час. У девочек с появлением менструаций величина СОЭ может достигать 15 мм/час.

3.8. Сосудистый эндотелий как эндокринная сеть

Ранее мы отмечали, что на состав крови существенное влияние оказывает эндотелий сосудистой стенки. Известно, что диаметр среднего капилляра равен 6-10

28

29

мкм, его длина около 750 мкм. Суммарное поперечное сечение сосудистого русла в 700 раз превышает диаметр аорты. Общая площадь сети капилляров составляет 1000 м2. Если учесть, что в обмене участвуют пре- и посткапиллярные сосуды, эта величина вырастает вдвое. Здесь протекают десятки, а скорее всего – сотни биохимических процессов, связанных с межклеточным обменом: его организацией, регуляцией, реализацией. По современным представлениям эндотелий – это активный эндокринный орган, самый большой в организме и диффузно рассеянный по всем тканям. Эндотелий синтезирует соединения, важные для свертывания крови и фибринолиза, адгезии и агрегации тромбоцитов. Он является регулятором деятельности сердца, тонуса сосудов, кровяного давления, фильтрационной функции почек и метаболической деятельности мозга. Он контролирует диффузию воды, ионов, продуктов метаболизма. Эндотелий реагирует на механическое давление крови (гидростатическое давление). Учитывая эндокринные функции эндотелия, британский фармаколог, лауреат Нобелевской премии Джон Вейн назвал эндотелий “маэстро кровообращения”.

Эндотелий синтезирует и выделяет большое количество биологически активных соединений, которые высвобождаются согласно текущей потребности. Функции эндотелия определяются наличием следующих факторов:

1.контролирующих сокращение и расслабление мышц сосудистой стенки, что определяет её тонус;

2.участвующих в регуляции жидкого состояния крови и способствующих тромбообразованию;

3.контролирующих рост сосудистых клеток, их репарацию и замещение;

4.принимающих участие в иммунном ответе;

5.Участвующих в синтезе цитомединов или клеточных медиаторов, обеспечивающих нормальную деятельность сосудистой стенки.

Оксид азота. Одной из самых важных молекул, продуцируемых эндотелием, является оксид азота, конечная субстанция, осуществляющая многие регуляторные функции. Синтез оксида азота осуществляется из L-аргинина конститутивным ферментом NO-синтазой. К настоящему времени идентифицированы три изоформы NOсинтаз, каждая из которых представляет собой продукт отдельного гена, кодируется и идентифицируется в разных типах клеток. В эндотелиальных клетках и в кардиомиоцитах имеется так называемая NO-синтаза 3 (есNOs или NOs3)

Оксид азота присутствует во всех типах эндотелия. Даже в покое эндотелиоцит синтезирует определенное количество NO, поддерживая базальный тонус сосудов.

При сокращении мышечных элементов сосуда, снижении парциального напряжения кислорода в ткани в ответ на повышение концентрации ацетилхолина, гистамина, норадреналина, брадикинина, АТФ и др. синтез и секреция NO эндотелием усиливается. Продукция оксида азота в эндотелии также зависит от концентрации кальмодулина и ионов Са2+.

Функция NO сводится к торможению работы сократительного аппарата гладкомышечных элементов. При этом активируется фермент гуанилатциклаза и образуется посредник (мессенджер) – циклический 3/5/-гуанозинмонофосфат.

Установлено, что инкубация эндотелиальных клеток в присутствии одного из провоспалительных цитокинов – TNF – приводит к уменьшению жизнеспособности эндотелиальных клеток. Но если усиливается образование оксида азота, то эта реакция защищает эндотелиальные клетки от действия TNF . В то же время ингибитор аденилатциклазы 2/5/-дидезоксиаденозин полностью подавляет цитопротекторный эффект донора NO. Следовательно, одним из путей действия NO может быть цГМФзависимое ингибирование распада цАМФ.

29

30

Что же делает NO?

Оксид азота тормозит адгезию и агрегацию тромбоцитов и лейкоцитов, что связано с образованием простациклина. Одновременно он ингибирует синтез тромбоксана А2 (ТхА2). Оксид азота тормозит активность ангиотензина II, вызывающего повышение тонуса сосудов.

NO регулирует локальный рост эндотелиальных клеток. Являясь свободнорадикальным соединением с высокой реактивной способностью, NO стимулирует токсическое действие макрофагов на опухолевые клетки, бактерии и грибки. Оксид азота противодействует оксидантному повреждению клеток, вероятно, из-за регуляции механизмов синтеза внутриклеточного глутатиона.

С ослаблением генерации NO связано возникновение гипертензии, гиперхолестеринемии, атеросклероза, а также спастических реакций коронарных сосудов. Кроме того, нарушение генерации оксида азота приводит к дисфункции эндотелия, касающейся образования биологически активных соединений.

Эндотелин. Одним из самых активных пептидов, выделяемых эндотелием, является сосудосуживающий фактор эндотелин, действие которого проявляется в чрезвычайно малых дозах (в одну миллионную мг). В организме присутствуют 3 изоформы эндотелина, чрезвычайно мало отличающиеся по своему химическому составу друг от друга, включающие по 21 аминокислотному остатку и значительно различающиеся по механизму своего действия. Каждый эндотелин является продуктом отдельного гена.

Эндотелин 1 – единственный из этого семейства, который образуется не только в эндотелии, но и в гладкомышечных клетках, а также в нейронах и астроцитах головного и спинного мозга, мезангиальных клетках почки, эндометрии, гепатоцитах и эпителиоцитах молочной железы. Основными стимулами образования эндотелина 1 являются гипоксия, ишемия и острый стресс. До 75% эндотелина 1 секретируется эндотелиальными клетками в направлении гладкомышечных клеток сосудистой стенки. При этом эндотелин связывается с рецепторами на их мембране, что, в конечном итоге, приводит к их констрикции.

Эндотелин 2 – основным местом его образования являются почки и кишечник. В небольших количествах он обнаруживается в матке, плаценте и миокарде. По своим свойствам практически не отличается от эндотелина 1.

Эндотелин 3 постоянно циркулирует в крови, но его источник образования не известен. В высоких концентрациях он обнаружен в головном мозге, где, как предполагается, он регулирует такие функции, как пролиферация и дифференцировка нейронов и астроцитов. Кроме того, он найден в желудочно-кишечном тракте, легких и почках.

Учитывая функции эндотелинов, а также их регуляторную роль в межклеточных взаимодействиях, многие авторы считают, что эти пептидные молекулы следует отнести к цитокинам.

Синтез эндотелина стимулируется тромбином, адреналином, ангиотензином, интерлейкином-I (IL-1) и различными ростовыми факторами. В большинстве случаев эндотелин секретируется из эндотелия внутрь, к мышечным клеткам, где расположены чувствительные к нему рецепторы. Различают три типа эндотелиновых рецепторов: А, В и С. Все они располагаются на мембранах клеток различных органов и тканей. Эндотелиальные рецепторы относятся к гликопротеидам. Большая часть синтезируемого эндотелина взаимодействует с ЭтА-рецепторами, меньшая – с рецепторами ЭтВ-типа. Действие эндотелина 3 опосредуется через ЭтС-рецепторы. При этом они способны стимулировать синтез оксида азота. Следовательно, при помощи одного и того же фактора регулируются 2 противоположные сосудистые реакции – сокращение и расслабление, реализуемые различными механизмами. Сле-

30