6 курс / Клинические и лабораторные анализы / Клиническая_лабораторная_диагностика_Учебник_В_В_Долгова_2016
.pdfклетки. Таким образом, экспрессия рецепторов трансферрина зависит от двух факторов – количества депонированного железа в составе ферритина и пролиферативной активности клетки. Растворимые трансферриновые рецепторы являются чувствительным индикатором, как активности эритропоэза, так и дефицита железа.
Ферритин, циркулирующий в крови, практически не участвует в депонировании железа, однако концентрация ферритина в сыворотке в физиологических условиях прямо коррелирует с количеством депонированного железа в организме. При дефиците железа, которое не сопровождается другими заболеваниями, также как при первичной или вторичной перегрузке железом показатели ферритина в сыворотке дают достаточно точное представление о количестве железа в организме. Поэтому
вклинической диагностике концентрация ферритина должна использоваться
впервую очередь как параметр, оценивающий депонированное железо. В
отличие от ферритина гемосидерин не растворим в воде, поэтому железо гемосидерина с трудом подлежит мобилизации и практически не используется организмом.
Врегуляции обмена железа большое значение имеет белок гепсидин.
Этот гормон, синтезируется преимущественно в печени. Гепсидин ингибирует всасывание железа в кишечнике, блокирует транспорт железа через плаценту, блокирует выход железа из макрофагов, обладает как антибактериальной активностью, так и противогрибковой активностью.
Когда запасы железа адекватны или высокие, синтезирующийся в печени гепсидин циркулирует в тонком кишечнике и приводит к блокаде единственного пути транспорта железа из энтероцита в плазму. При снижении запасов железа продукция гепсидина подавляется повышается выход железа из макрофагов в плазму и связывание его с трансферрином.
При воспалительных заболеваниях, сопровождающихся высокой продукцией гепсидина, блокируется выход железа из макрофагов, что объясняет присутствие макрофагов, перегруженных железом. Сниженная секреция
191
гепсидина имеет место при железо-дефицитной анемии (ЖДА), гипоксии,
неэффективном эритропоэзе.
Анемии, характеризующиеся перегрузкой железа, сопровождаются неэффективным эритропоэзом и повышением всасывания железа в тонком кишечнике. Наиболее часто такая анемия регистрируется при талласемиях.
Парадоксальная ситуация возникает с синтезом гепсидина при талласемии. У
этих больных концентрация гепсидина в моче низкая, несмотря на высокое содержание ферритина в сыворотке крови. Ингибицию гепсидина рассматривают как нецелесообразный физиологический ответ, который приводит к ухудшению перегрузки железом в тканях. Данный факт интерпретируется влиянием анемии на синтез гепсидина, ассоциированной с повышенным или неэффективным эритропоэзом. Низкий уровень гепсидина при наследственных анемиях может быть одним из факторов, приводящих к гиперабсорбции железа, перегрузке и повреждению тканей, развитию
фиброза.
Согласно современным представлениям наиболее адекватными тестами для оценки метаболизма железа в организме является определение концентрации железа, трансферрина, ферритина в сыворотке крови,
насыщения трансферрина железом, гепсидина, содержания растворимых
трансферриновых рецепторов в сыворотке крови.
Обмен гемоглобина. Гемоглобин (Нb) – дыхательный пигмент,
сложный белок − хромопротеид. Его небелковая часть (простетическая группа), включающая железо, называется гемом, белковый компонент – глобином. На долю глобина приходится 96% сухого веса Нb, на долю гема –
4%. Молекула Нb имеет 4 гема. Благодаря присутствию в составе гема иона
железа гемоглобин переносит кислород от легочных альвеол к тканям.
Синтез гемоглобина начинается на самой ранней стадии развития
эритроидных элементах. При его нарушении содержание Нb в эритроците снижается, ячейки цитоскелета остаются незаполнены гемоглобином, что проявляется гипохромией эритроцитов в мазках крови, и повышением в них
192
Рекомендовано к покупке и прочтению разделом по физиологии человека сайта https://meduniver.com/
концентрации неиспользованного на синтез порфирина. В эритроцитах взрослых людей 95-98% приходится на Нb А (adult – взрослый), 2-3% – на Нb
А2, 1-2% – на НbF (fetus – плод). Гемоглобин F у новорожденных составляет
70-90%, но к концу первого года его количество резко снижается. НbF может присутствовать не во всех эритроцитах.
По содержанию в крови взрослого человека >1% выделяют несколько производных гемоглобина:
оксигемоглобин (HbO2);
восстановленный гемоглобин или дезоксигемоглобин (HbH);
фетальный гемоглобин (HbF со своими собственными производными);
карбоксигемоглобин (HbCO);
сульфгемоглобин (HbS);
метгемоглобин (HbMet) или гемиглобин (Hi).
Как в оксигемоглобине, так в восстановленном гемоглобине или карбоксигемоглобине, сульфгемоглобине железо находится в закисленной двухвалентной форме (Fe+2). При окислении в метгемоглобин железо переходит в трехвалентную окисленную форму (Fe+3), в этой форме гемоглобин не способен взаимодействовать с кислородом. В крови гемоглобин существует чаще всего в пяти основных формах:
оксигемоглобин, дезоксигемоглобин, карбоксигемоглобин, метгемоглобин и сульфгемоглобин. Карбоксигемоглобин, метгемоглобин и сульфгемоглобин не участвуют в переносе кислорода, поэтому их называют дисгемоглобинами.
Повышение концентрации гемоглобина наблюдается при реактивных и опухолевых эритроцитозах, обезвоживании.
Снижение концентрации гемоглобина имеет место при анемиях,
гипергидратации. В зависимости от концентрации гемоглобина выделяют
193
три степени тяжести анемии: легкую (Hb >90 г/л), среднюю (Hb 70-90 г/л),
тяжелую (Hb <70 г/л).
Обмен желчных пигментов. При распаде гемоглобина в селезенке и в купферовских клетках печени клетках образуется билирубин. В плазме крови Билирубин связан с альбумином. Это неконъюгированный билирубин, он нерастворим в воде. В печени билирубин отделяется от альбумина и в гепатоцитах подвергается энзиматической конъюгации с глюкуроновой кислотой, превращаясь в конъюгированный билирубин. Конъюгированный билирубин водорастворим, он поступает с желчью в желчный пузырь, где частично восстанавливается в мезобилирубин и в i-уробилиноген и поступает через общий желчный проток в двенадцатиперстную кишку. В толстой кишке под воздействием нормальной кишечной флоры дериваты билирубина восстанавливаются до бесцветного стеркобилиногена. В дистальном отделе толстой кишки основное количество стеркобилиногена окисляется в стеркобилин, который окрашивает каловые массы в различные оттенки коричневого цвета. Незначительная часть стеркобилиногена всасывается слизистой толстой кишки и через геморроидальные вены попадает в кровь,
по нижней полой вене поступает в почки и фильтруется через почечный фильтр в мочу.
3.2.2. Гранулоцитопоэз
Дифференцировка и созревание клеток гранулоцитопоэза происходит в костном мозге, где из морфологически неидентифицируемых клеток-
предшественников – КОЕ-ГМ (колониеобразующая единица грануломоноцитопоэза) и КОЕ-Г (колониеобразующая единица гранулоцитопоэза) формируется пул пролиферирующих гранулоцитов,
состоящий из миелобластов, промиелоцитов и миелоцитов. Пролиферация и созревание этих клеток приводит к образованию созревающих клеток – метамиелоцитов, палочкоядерных и сегментоядерных гранулоцитов. Процесс созревания сопровождается изменением морфологии клеток: уменьшением
194
Рекомендовано к покупке и прочтению разделом по физиологии человека сайта https://meduniver.com/
ядра, конденсацией хроматина, исчезновением ядрышек, сегментацией ядра,
появлением специфической зернистости, утратой базофилии и увеличением объема цитоплазмы.
Процесс формирования зрелого гранулоцита из миелобласта осуществляется в костном мозге в течение 10-13 дней. Регуляция гранулоцитопоэза обеспечивается колониестимулирующими факторами: ГМ-
КСФ (гранулоцитарно-макрофагальный) и Г-КСФ (гранулоцитарный колониестимулирующий фактор), действующих до конечной стадии созревания гранулоцитов. Клетки, коммитированные в сторону миелопоэза,
характеризуются экспрессией ранних линейных миелоидных маркеров –
CD33, CD117, CD13, миелопероксидаза. Основными маркерами зрелых клеток крови гранулоцитарного ряда являются CD45, CD10, CD11c, CD13, CD 15, CD16, CD18, CD32, CD33, CD50, CD65w, CD117, лактоферрин.
Цитохимическими маркерами клеток миелопоэза являются миелопероксидаза, щелочная фосфатаза, липиды, хлорацетатэстераза, PAS-
положительная субстанция, концентрация которых увеличивается по мере созревания клеток.
Морфологическая и функциональная характеристика клеточных
элементов гранулоцитарного ряда. Нейтрофилы составляют 60-70%
общего числа лейкоцитов крови. После выхода нейтрофильных гранулоцитов из костного мозга в периферическую кровь, часть их остается в свободной циркуляции в сосудистом русле (циркулирующий пул), другие занимают пристеночное положение, образуя маргинальный или пристеночный пул. У
здоровых людей соотношение циркулирующего и маргинального пулов 1:3.
Зрелый нейтрофил пребывает в циркуляции 8-10 часов, затем поступает в ткани, образуя по численности значительный пул клеток.
Продолжительность жизни нейтрофильного гранулоцита в тканях составляет в среднем 2-3 дня. При этом клетка «стареет», приобретая пикнотичный вид.
Учеловека за сутки вырабатывается около 1011 нейтрофильных
гранулоцитов, поэтому, наряду с продукцией, крайне важным для организма
195
является их удаление, что осуществляется по механизму апоптоза. Дефект любого звена жизненного цикла нейтрофилов приводит к нарушению системы защиты организма, что отражается в рецидивирующих тяжелых бактериальных и грибковых инфекциях.
Нейтрофилы рассматриваются как первая линия защиты от внешних и внутренних агентов. Основная функция нейтрофилов – участие в борьбе с микроорганизмами путем фагоцитоза. Нейтрофилы убивают микроорганизмы с помощью двух механизмов: кислородзависимого и кислороднезависимого. Кислородный или дыхательный взрыв – это процесс образования продуктов, обладающих высокой антимикробной активностью
(синглетный кислород, свободные радикалы, перекись водорода). Развитие кислородного взрыва осуществляется в течение нескольких секунд, что и определило название этих процессов как «взрыв». Содержимое гранул способно разрушить практически любые микробы. В азурофильных и специфических гранулах нейтрофилов содержится более 20 различных протеолитических ферментов, миелопероксидаза, интегрины, бактерицидные белки (лактоферрин, катионный антимикробный белок), лизоцим,
лактоферрин, щелочная фосфатаза, вызывающие бактериолиз и переваривание микроорганизмов. В азурофильных гранулах имеется большое количество эластазы, которая может быть фактором, приводящим к деструкции тканей в очаге воспаления. Две металлопротеиназы, коллагеназа,
желатиназа могут вызывать деградацию внеклеточного матрикса. На мембране нейтрофилов присутствуют различные группы рецепторов,
которые осуществляют связь нейтрофилов с их микроокружением и регулируют функциональную активность нейтрофилов: хемотаксис, адгезию,
дегрануляцию, поглощение. Это рецепторы для Fc-фрагмента иммуноглобулинов, компонентов комплемента (С3, С5а, CR1 Нейтрофилы способны синтезировать и секретировать ряд цитокинов (ФНО-α, ИЛ-1 α,
ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12), колониестимулирующих факторов (ГМ-КСФ, Г-
КСФ, М-КСФ), трансформирующий фактор роста β. Эти биологически
196
Рекомендовано к покупке и прочтению разделом по физиологии человека сайта https://meduniver.com/
активные вещества позволяют нейтрофилам участвовать в реакции воспаления, обеспечивают их созревание и функциональную активность, а
также определяют влияние нейтрофилов на эффекторные функции других клеток.
Таким образом, нейтрофилы содержат разнообразные по химическому составу и направленности действия соединения, благодаря которым могут влиять на клетки крови, стромы, эндотелий сосудов и другие системы организма, во взаимодействии с которыми они выступают и как эффекторы,
икак мишени. Разнообразие активных веществ, содержащихся в нейтрофилах, свидетельствует об их участии в киллинге, остром воспалении
итканевой деструкции.
Эозинофилы составляют 0,5-5% от всех лейкоцитов крови,
циркулируют в течение 6-12 ч, затем поступают в ткани, срок их жизни – около 12 суток. Тканевые эозинофилы распределены неравномерно.
Наибольшее количество эозинофилов выявляется в тканях, соприкасающихся с внешней средой: подслизистый слой дыхательного, пищеварительного и частично мочеполового тракта. Эозинофилы, покинувшие кровеносное русло, повторно в него не возвращаются и разрушаются путем апоптоза в тканях.
На поверхности мембраны эозинофила имеются рецепторы к Fc-
фрагменту молекулы иммуноглобулина, рецепторы для компонентов комплемента, молекулы адгезии, CD52, CD69, CD40. В клетках содержится значительное количество гранул, основным компонентом которых является главный щелочной белок (катионный белок), а также перекиси, обладающие бактерицидной активностью. Главный щелочной белок обладает цитотоксичностью, повреждает некоторые личинки гельминтов,
нейтрализует гепарин. Гранулы эозинофилов содержат кислую фосфатазу,
арилсульфатазу, коллагеназу, эластазу, глюкуронидазу, катепсин,
эозинофильную пероксидазу, простагландины и другие ферменты.
Простагландины угнетают дегрануляцию тучных клеток. Арилсульфатаза
197
ингибирует анафилактоидные вещества, тем самым, уменьшая реакцию гиперчувствительности немедленного типа. С помощью различных ферментов нейтрализуются продукты секреции тучных клеток. Эозинофилы обуславливают внеклеточный цитолиз, тем самым, участвуя в противогельминтном иммунитете. Объектом фагоцитоза эозинофилов могут быть бактерии, грибы, продукты распада тканей, иммунные комплексы.
Основное значение эозинофилов заключается в их участии в механизмах защиты при гельминтозах, паразитозах, в реакциях гиперчувствительности немедленного типа, связанных с острой аллергией.
Базофилы и тучные клетки имеют костномозговое происхождение.
Созревшие базофилы поступают в кровоток, где период их полужизни составляет около 6 ч. На долю базофилов приходится всего 0,5% от общего числа лейкоцитов крови. Базофилы мигрируют в ткани, где через 1-2 суток после осуществления основной эффекторной функции погибают. В гранулах этих клеток содержатся гистамин, гистидин, хондроитинсульфаты А и С,
гепарин, серотонин, ферменты (трипсин, химотрипсин, пероксидаза, РНКаза,
арилсульфатаза, α-глюкуронидаза), лейкотриены, тромбоксаны,
простагландины, фактор хемотаксиса эозинофилов, фактор активации тромбоцитов, фактор хемотаксиса нейтрофилов, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6,
ГМ-КСФ, ФНО-α.
Тучные клетки локализуются в эпителии, подслизистом слое желудочно-кишечного, дыхательного и урогенитального трактов, в коже,
соединительной ткани, окружающей капилляры, серозных оболочках.
Микроокружение определяет окончательный фенотип тучных клеток, среди которых выделяют две субпопуляции: соединительтканные и слизистые тучные клетки, которые фиксируются на специфических структурах соединительной ткани, таких как фибронектин и ламинин. Белки внеклеточного матрикса влияют на окончательную дифференцировку,
состояние активности и выживаемость клеток. Тучные клетки способны к делению и имеют большой срок жизни (месяцы, годы).
198
Рекомендовано к покупке и прочтению разделом по физиологии человека сайта https://meduniver.com/
Тучные клетки крупнее базофилов, имеют округлое ядро и большое количество полиморфных гранул, которые по составу аналогичны гранулам базофилов. На поверхности тучных клеток и базофилов имеются рецепторы для комплемента, Fcγ-рецепторы, высокой плотности рецепторы к IgЕ,
обеспечивающие не только связывание IgЕ, но и освобождение гранул,
содержимое которых обуславливает развитие аллергических реакций. IgЕ,
секретируемые плазматическими клетками в слизистых оболочках,
фиксируется на рецепторах тучных клеток. Такая фиксация может сохраняться очень долго (до года) и не сопровождаться активацией клеток.
Состояние организма, характеризующееся фиксацией на рецепторах тучных клеток IgЕ к конкретному аллергену, называется сенсибилизацией к данному аллергену. При фиксации аллергена со специфическими к нему IgЕ-
антителами на поверхности тучных клеток происходит активация клетки,
слияние мембран гранул с цитоплазматической мембраной и выброс содержимого гранул наружу. Дегрануляция осуществляется в течение нескольких секунд и не приводит к гибели клетки. В тучных клетках (но не в базофилах) возможен процесс восстановления гранул. Следствием активации и дегрануляции тучных клеток являются: местная дилятация и повышение проницаемости сосудов, гиперемия и зуд, гиперпродукция слизи,
раздражение нервных окончаний, т.е. реакция гиперчувствительности немедленного типа. Тучные клетки и базофилы секретируют эозинофильный хемотаксический фактор, с помощью которого в очаг воспаления мигрируют эозинофилы, поглощающие и нейтрализующие гистамин. Реакции,
определяемые базофилами и тучными клетками, необходимы для формирования воспалительного процесса как главной реакции иммунной системы на чужеродные агенты.
3.2.3. Моноцитопоэз
Клетки, объединенные в систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ),
включают костномозговые предшественники, пул циркулирующих в
199
сосудистом русле моноцитов и тканевые макрофаги. ×Дифференцировка моноцитов из монобласта происходит в костном мозге в течение 5 дней,
после чего они сразу выходят в кровоток, не создавая (в отличие от гранулоцитов) костномозгового резерва. В крови моноциты распределяются на циркулирующий и пристеночный пулы, количественные соотношения которых могут меняться. В периферической крови моноциты составляют от 1
до 10% всех лейкоцитов (80-600×109/л). Моноциты циркулируют в кровотоке от 36 до 104 ч, а затем покидают сосудистое русло, взаимодействуя со специализированными адгезивными молекулами на эндотелиальных клетках.
За сутки в ткани из кровеносного русла уходит 0,4×109 моноцитов. При воспалении увеличивается количество моноцитов, поступающих в кровь и покидающих кровяное русло, время их транзита через кровь при этом сокращается.
Морфологическая и функциональная характеристика клеточных
элементов моноцитарного ряда:
Моноцит – клетка диаметром 14-20 мкм. Ядро светло-фиолетовое,
расположено центрально. Характерно разнообразие форм ядра: лопастное,
бобовидное, сегментированное, палочковидное. Хроматин рыхлый, светлый,
расположен неравномерно. Цитоплазма обильная, сероватого или бледно-
голубого цвета, непостоянно присутствуют многочисленные пылевидные азурофильные гранулы.
Макрофаг – диаметр 15-80 мкм. Форма клеток неправильная, ядро овальной или продолговатой формы, хроматин петлистый, распределен неравномерно, цитоплазма обильная, без четких границ, голубоватого цвета с азурофильными гранулами и вакуолями, придающими клетке пенистый вид.
Могут содержаться остатки фагоцитированного материала.
Цитохимические маркеры клеток СМФ: неспецифическая эстераза,
подавляемая фторидом натрия, кислая фосфатаза, активность которых наиболее высокая в МФ. По мере созревания клеток моноцитарного ряда снижается активность миелопероксидазы, отмечается незначительное
200
Рекомендовано к покупке и прочтению разделом по физиологии человека сайта https://meduniver.com/