Fiziologiia

Физиология человека и животных

Базофилы (0–1 %) содержат в протоплазме гранулы с гепарином, поэтому препятствуют свертыванию крови в очаге воспаления, а это способствует процессам заживления. Количество базофилов возрастает при гемофилии. Срок жизни – 12 часов.

Нейтрофилы (70 %) находятся в крови 6–8 часов, т.к. мигрируют в слизистые оболочки. Продолжительность жизни около 13 суток. Их основная функция – фагоцитоз и внутриклеточное переваривание чужеродных клеток. Несмотря на свои достаточно большие размеры, нейтрофилы обладают способностью проникать через стенку эндотелия капилляров и активно продвигаться в тканях к месту проникновения микробов. Дойдя до микроба, нейтрофилы захватывают его и переваривают. Этот процесс называется фагоцитозом (И. И. Мечников). Один нейтрофил может захватить до 15–20 бактерий, но при этом погибает сам.

Нейтрофилы являются самыми мощными факторами неспецифической клеточной защитной системы крови. Их число резко возрастает при острых воспалительных процессах. Они первыми прибывают в очаг воспаления. В норме в крови обнаруживаются не только зрелые (сегментированные) формы нейтрофилов, но и немного их предшественников – незрелых клеток: палочкоядерные нейтрофилы (3–5 %) и юные (0–1 %).

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

Моноциты (4–8 %) обладают наиболее выраженной фагоцитарной и бактерицидной активностью за счет мембран, имеющих особые рецепторы, распознающие различные инородные агенты. Один моноцит способен фагоцитировать до ста микробов. Их влияние распространяется и на погибшее лейкоциты, поврежденные клетки воспаленной ткани, что в целом приводит к очищению очага воспаления и подготовке его для регенерации. В этом смысле

моноциты являются «дворниками организма». Через трое суток они из крови переходят в ткани, где дозревают, превращаясь в тканевые макрофаги, участвующие затем в формировании специфического иммунитета. Поглощая чужеродные вещества, макрофаги переводят их особые соединения, которые,

Физиология человека и животных

активируя лимфоциты, формируют специфический иммунный ответ – выработку антител. Моноциты могут принимать участие в свертывании крови, так как они способны выделять вещества, активирующие синтез некоторых факторов коагуляции.

Лимфоциты (21–35 %) являются главным звеном и

клеточной, и гуморальной специфических защитных систем организма. Продолжительность их жизни составляет несколько лет. Лимфоциты имеют на мембране рецепторы, позволяющие отличать “свое” и “чужое”.

Продолжительность жизни лимфоцитов различна - от 3–7 суток у короткоживущих, и более 200 суток у долгоживущих. Различают Т- лимфоциты (тимусзависимые) (60 %) и В-лимфоциты (бурсозависимые) (25-30 %).

Около 10 % представляют “нулевые” лимфоциты, которые в определенных условиях могут превращаться в Т- или В- лимфоциты. Т-лимфоциты зарождаются в костном мозге и проходят дифференцировку в вилочковой железе (thymus).

В-лимфоциты также продуцируются костным мозгом, но дифференцировку проходят в лимфоидной ткани кишечника, червеобразного отростка, небных и глоточных миндалинах (у птиц – в фабрициевой сумке – Bursa of Fabrisius).

Основная функция Т-лимфоцитов – обеспечение клеточного иммунитета.

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

Основная функция В-лимфоцитов − обеспечение гуморального иммунитета

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

Лейкоцитарная формула (таблица 7.2). Ее определяют на основании подсчета 200 лейкоцитов в окрашенном мазке крови и выражают в процентах содержание отдельных форм лейкоцитов:

Физиология человека и животных

Таблица 7.2 − Лейкоцитарная формула

Сдвиг влево: Воспалительный процесс Сдвиг вправо: Ослабление защитной функции

Патологические изменения со стороны лейкоцитов могут проявляться в виде лейкоцитоза или лейкопении. Лейкоцитоз, как правило, свидетельствует о наличии воспалительного процесса в организме, а лейкопения – о нарушении образования лейкоцитов.

7. Регуляторная функция лейкоцитов (цитокины)

В Т- и В-лимфоцитах, моноцитах и некоторых клетках соединительной ткани вырабатываются так называемые цитокины, вещества, активирующие и координирующие взаимодействие клеток. По химической природе они представляют собой гликопротеины с молекулярной массой от 8 до 80 кДа, которые

вырабатываются при иммунном ответе, развитии воспаления и кроветворении. Быстро синтезируясь (в течение 1–24 часов), они быстро метаболизируются или выводятся с мочой. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов прекращается. Сродство к цитокинам определяется наличием на мембранах клеток специфических рецепторов.

Классификация цитокинов.

По месту образования:

1.лимфокины (в лимфоцитах), регулируют активацию, рост и дифференцировку лимфоцитов;

2.монокины (в моноцитах) стимулируют неспецифические эффекторные клетки воспаления;

3.гемопоэтины (в клетках стромы) стимулируют процессы кроветворения.

По эффектам:

Физиология человека и животных

1.Интерлейкины – координируют взаимодействия между лейкоцитами. Известно не менее 31 интерлейкина.

2.Интерфероны – обладают противовирусной активностью. Представлены такими разновидностями, как α-макрофагальный, β-фибробластный, γ- лимфоцитарный и иммунный.

По биологическому значению их делят на 2 типа:

1.Интерфероны I типа – α- и β-типы. Представляют собой гликопротеины с молекулярной массой 20 кДа. Образуются в мононуклеарных фагоцитах (α-тип) и фибробластах (β-тип). При действии интерферонов увеличивается активность клеточных нуклеаз и разрушение вирусных иРНК, а также уменьшается способность вирусных иРНК связываться с рибосомами.

2.Интерфероны II типа – γ-интерфероны – образуются в лимфоцитах.

Представляют собой гликопротеины с молекулярной массой 20– 25 кДа. Они стимулируют макрофаги, уменьшают гуморальный иммунный ответ и увеличивают клеточный иммунный ответ.

3.Факторы некроза опухолей (ФНО) – уничтожают клетки с повреждениями ДНК. ФНО представлены разновидностями ФНОα и ФНОβ. ФНОα образуются в моноцитах, а ФНОβ – в Т-лимфоцитах, стимулированных различными антигенами. По химической структуре относятся к гликопротеинам с молекулярной массой 17– 25 кДа. ФНО разрушают опухолевые и инфицированные вирусам и паразитами клетки.

4.Колониестимулирующие факторы (КСФ) – это белковые факторы,

необходимые для выживания, пролиферации и дифференцировки клеток кроветворения. Эти гемопоэтины представляют собой гликопротеины с молекулярной массой 20–25 кДа и 70–76 кДа. Образуются клетками стромы костного мозга, макрофагами и активированными Т-лимфоцитами. КСФ усиливают пролиферацию юных гранулоцитов и макрофагов. Носят название тех клеток, на которые оказывают стимулирующее влияние: КСФ гранулоцитов, КСФ гранулоцитов и макрофагов и КСФ для многих клеточных типов (интерлейкин-3).

В норме при отсутствии воздействия антигенов на организм в крови обнаруживаются лишь очень малые количества цитокинов, в основном гемопоэтины и монокины, появление которых обусловлено наличием контактов с окружающими клетками, активации метаболитами и т.д. Лимфокины начинают выделяться только при поступлении в организм антигенов.

К настоящему времени описано около 20 интерлейкинов, два фактора некроза опухолей, три интерферона, три колониестимулирующих фактора.

Физиология человека и животных

По спектру действия интерлейкины делятся:

1.полифункциональные интерлейкины (вызывают пролиферацию В- лимфоцитов, усиливают воспалительную реакцию и фагоцитоз);

2.участвующие в иммунном ответе:

o интерлейкины гуморального ответа, активирующие деление В- лимфоцитов и усиливающие эффекты эозинофилов на гельминты;

o интерлейкины клеточного ответа, активирующие пролиферацию и дифференциацию цитотоксических лимфоцитов, стимулирующие образование моноцитами активных форм кислорода и пероксидов;

3.интерлейкины–хемоаттрактанты, усиливающие хемотаксис нейтрофилов

иадгезивные свойства Т-хелперов.

Цитокины действуют на клетки различными путями: аутокринно – на клетку, синтезирующую данный цитокин; паракринно – на клетки, расположенные вблизи клетки-продуцента, например, в очаге воспаления ил в лимфоидном органе; эндокринно – дистантно на клетки любых органов и тканей после попадания цитокина в циркуляцию. В последнем случае действие цитокинов напоминает действие гормонов.

Таким образом, цитокиновая регуляция имеет огромное значение и в норме, и при потологии. Всё многообразие свойств цитокиновых медиаторов служит основным функциям – защите от инфекционных агентов и восстановлению тканей. В первую очедередь цитокины регулируют развитие местных защитных реакций, происходит формирование восполительной реакции. В случае несостоятельности местных реакций, восполение развивается, продукция цитокинов продолжает возрастать, и они попадают в кровоток, следствием чего является уже на системном уровне.

Примеры системного действия цитокинов представлены в таблице 7.3.

Таблица 7.3 – Системная воспалительная реакция

Физиология человека и животных

8. Защитная функция крови. Понятие о клеточном и гуморальном иммунитете

Иммунитет – это защитная реакция организма, направленная на противодействие инфекционным заболеваниям и поступлению в организм любых чужеродных соединений. В основе механизма иммунитета лежит способность клеток иммунокомпетентной системы отличать собственные клетки и соединения, содержащие белок, от чужеродных (антигенов), а затем уничтожать, инактивировать и удалять эти чужеродные вещества. Антигеном может быть любое вещество экзоили эндогенного происхождения, способное вызвать иммунную реакцию в организме.

В состав иммунокомпетентной системы входят 3 типа клеток: А, В и Т. А-клетки – это группа лейкоцитов (моноцитов) и тканевых макрофагов.

Они обладают высокой способностью обнаруживать чужеродные соединения, поглощать их и передавать информацию об этом Т и В-лимфоцитам.

В-клетки – В-лимфоциты. При первом контакте антигена с В-лимфоцитами часть их сразу превращается в клетки, образующие антитела, а часть превращается в долгоживущие изменённые клетки, которые «помнят» об антигене и при повторном контакте с этим же антигеном сразу начинают выделять антитела – иммуноглобулины (Ig) крови. Их 5 классов: IgA, IgE, IgG, IgM, IgD. В-клетки составляют систему гуморального иммунитета, который обеспечивает невосприимчивость организма к определенным вирусам и микробам (например, после вакцинации или ранее перенесенного заболевания).

Т-клетки – это Т-лимфоциты (вырабатываются в тимусе). Их делят на Т- киллеры (при взаимодействии с чужеродной клеткой уничтожают ее), Т-хелперы (усиливают синтез антител В-лимфоцитами), Т-супрессоры (угнетают образование антител), Т-амплифайеры (способспособствуют образованию В- и Т-лимфоцитов). Т-лимфоциты составляют систему клеточного иммунитета, который защищает организм от поступающих грибков, паразитов, опухолевых клеток и чужеродной ткани.

Формирование иммунитета происходит в молодом возрасте при активирующем влиянии тимуса. Затем происходит инволюция (угасание) тимуса, и условия образования иммунитета ухудшаются.

По химической структуре антигены делятся на белки и белковые соединения и небелковые соединения (гаптены) – полисахариды, липиды, соединения йода, брома, висмута, некоторые лекарственные вещества. Сами по себе гаптены не вызывают иммунной реакции – она наступает только после их взаимодействия с белками и клетками организма.

Физиология человека и животных

По происхождению антигены делятся:

1. Экзогенные, наиболее многочисленные:

а) инфекционно-паразитарного происхождения; б) неинфекционные: чужеродные белки; гаптены, входящие в состав пыли,

пищевых продуктов, растительной пыльцы, некоторые лекарства.

2. Эндогенные:

а) инфекционно-паразитарные: белковые части сапрофитов, “заселяющих” миндалины, желудочно-кишечный тракт, слизистые оболочки рта, дыхательных путей;

б) неинфекционные, образующиеся при повреждении структуры собственных белков, при конъюгации гаптенов с белками клеток, при мутациях в клетках и выработке ими ненормальных белков.

9. Тромбоциты, их строение и функции

Третьим видом форменных элементов крови являются тромбоциты, или

тромбоцитопенией. Число их возрастает при пищеварении, тяжелой мышечной работе, беременности.

Тромбоциты обладают способностью к адгезии (прилипанию к чужеродной поверхности), агрегации (приклеиванию друг к другу), изменению формы и размеров, после чего они легко разрушаются и выделяют различные биологически активные вещества: сосудосуживающие (серотонин, адреналин, тромбоксан), ростовые (тромбоцитарный фактор роста), коагуляционные (11 клеточных факторов свертывания, которые обозначают арабскими цифрами.

Полесский государственный университет Страница 177

Физиология человека и животных

Функции тромбоцитов:

1.Ангиотрофическая – заключается в том, что при разрушении тромбоцитов выделяются ростовые факторы, необходимые для клеток сосудистой стенки и инициации заживления сосудов после их повреждения.

2.Гемостатическая – заключается в обеспечении сосудистотромбоцитарного гемостаза за счет того, что они способны к адгезии и агрегации, что приводит к образованию тромбоцитарной пробки, а также к сужению сосуда в месте повреждения за счет выделения сосудосуживающих веществ.

3.Защитная – за счет склеивания (агглютинации) бактерий, фагоцитоза, а также эндо- и экзоцитоза иммуноглобулинов.

10. Свертывающая и противосвертывающая системы крови. Плазменные и клеточные факторы свертывания

Гемостаз – остановка кровотечения. Это защитная реакция организма при повреждении стенки сосуда, проявляющаяся в спазме кровеносных сосудов и появлении тромба – кровяного сгустка. В реакции гемостаза принимают участие окружающая сосуд ткань, стенка сосуда, плазменные факторы свертывания, тромбоциты и биологически активные вещества.

В интактном организме факторы свертывания находятся в неактивном состоянии. При повреждении сосуда вытекающая из него кровь начинает сворачиваться, образуя через 3–4 минуты плотный сгусток. Свертывание связано с

превращением находящегося в плазме крови растворимого белка фибриногена в нерастворимый фибрин. Процесс свертывания крови протекает с участием веществ, находящихся в плазме крови (плазменные факторы), а также тромбоцитарных, тканевых и лейкоцитарных (клеточные) факторов.

Плазменные факторы обозначают римскими цифрами от I до XIII в сочетании с буквой F (FI–FXIII – от фибрина до фибринстабилизирующего фактора), а тромбоцитарные арабскими цифрами и буквой Р (РI–РI). Как правило, плазменные факторы – это проферменты, которые синтезируются в печени или эндотелии сосудов и входят в глобулиновую фракцию белков плазмы. В активную форму они переходят в процессе свертывания крови.

Физиология человека и животных

Например, фактор I – это фибриноген, фактор II – протромбин, фактор III – тромбопластин, фактор IV – ионы Са2+.

Факторы VIII и IX – так называемые антигемофильные факторы, так как при их отсутствии нарушается свертывание крови и развивается гемофилия. Фактор XII – контактный фактор (фактор Хагемана), активность которого повышается при повреждении стенки сосуда.

Клеточные факторы находятся в тромбоцитах и клетках эндотелия и лейкоцитов и обозначаются арабскими цифрами от 1 до 12.

Схема свертывания крови. Повреждение сосуда или клеток крови приводит к активации факторов свертывания, причем активация одного ведет к активации следующего и т.д. и получается каскадная реакция, приводящая к образованию фибриновых нитей и тромба. Процесс свертывания крови показан на рисунке 7.13.

Рисунок 7.13. − Процесс свертывания крови

В зависимости от степени повреждения и вида сосудов, различают два основных механизма гемостаза – сосудисто-тромбоцитарный и коагуляционный.

Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз наблюдается в мелких сосудах с низким кровяным давлением. При этом механизме в месте повреждения сосуда наблюдается только I этап гемостаза, на котором происходит активация тромбоцитов и выделение ими в плазму клеточных факторов свертывания. Эти факторы, склеиваясь, образуют рыхлую пробку, которая затем уплотняется,

Физиология человека и животных

превращаясь в тромб, закрепляющийся в поврежденном сосуде. Выделяющийся из тромбоцитов серотонин способствует спазму сосуда, и таким образом заканчивается кровотечение.

Коагуляционный гемостаз имеет место в более крупных сосудах, при этом включается II этап – ферментативного свертывания крови, который состоит из 3 фаз.

I фаза – образование сложного комплекса – так называемой протромбиназы, из разрушенных форменных элементов крови (прежде всего тромбоцитов) и обломков клеток тканей. Важнейшим фактором, инициирующим запуск гемостаза, является так называемый тканевой фактор, представляющий собой трансмембранный гликопротеин, который после выхода из цитоплазмы на поверхность клеток активирует клетки крови, вызывая их слипание и агрегацию, активирует плазменные факторы свертывания крови (начиная c XII и до IY) и способствует образованию протромбиназы.

IIфаза – тромбинообразование, происходит под влиянием протромбиназы

изаключается в образовании активного тромбина из протромбина (II фактор).

IIIфаза – фибринообразование, происходит под влиянием тромбина и приводит к переходу растворимого белка фибриногена (I фактор) в нерастворимый фибрин, образующий фибриновую сеть, в которой задерживаются тромбоциты, лейкоциты, эритроциты и белки плазмы, образуя сгусток, или фибриновый тромб. Тромб – это сгусток, состоящий из нитей фибрина и осевших в них форменных элементов. Затем происходит ретракция сгустка, тромб плотнее закупоривает сосуд и сближает края раны.

Весь процесс гемостаза протекает в течение 3–4 минут.

Одновременно с ретракцией, но с меньшей скоростью, начинается фибринолиз – постепенное ферментативное растворение образовавшегося фибрина под влиянием фибринолизина, который в норме находится в плазме в неактивном состоянии. Под влиянием естественных активаторов плазмы он превращается в фибринолизин, растворяющий фибрин. Активаторы фибринолизина возникают в плазме особенно активно после усиленной мышечной работы, эмоций, а также после смерти организма, в результате чего кровь остается жидкой в течение нескольких часов.

Противосвертывающая система крови. Кровь в организме находится в жидком состоянии, хотя в ней есть все компоненты для свертывания. Это объясняется наличием специальных противосвертывающих механизмов.

Противосвертывающие вещества, или антикоагулянты, – это вещества,

которые растворяют тромбы или препятствуют свертыванию крови. Они подразделяются на: