2 курс / Нормальная физиология / Физиология_человека_Семенович_А_А_,_Переверзев_В_А_

они не способны к синтезу белков или липидов, аэробному окислительному фосфорилированию. Это резко уменьшает собственные потребности эритроцитов в кислороде (не более 2% всего транспортируемого клеткой газа), а образование АТФ происходит за счет анаэробного окисления глюкозы. Около 98% массы белков цитоплазмы эритроцита составляет гемоглобин, который транспортирует кислород.

Большинство эритроцитов (около 85% их называют нор! моцитами) имеют диаметр 7 – 8 мкм и объем 80 – 100 (фемп! толитров, или мкм3), а форму – в виде двояковогнутых гладких дисков (дискоциты). Это обеспечивает им большую площадь газообмена (суммарно для всех эритроцитов около 3800 м2) и уменьшает расстояние диффузии газа (О2) до места его связы! вания с гемоглобином. Оставшиеся 15% эритроцитов бывают различной формы, размеров и могут иметь отростки на поверх! ности клеток.

Полноценные зрелые эритроциты обладают пластичностью – способностью к обратимой деформации. Это позволяет им проходить по сосудам с меньшим диаметром, в частности че! рез капилляры с просветом в 2–3 мкм. Такая способность к деформации обеспечивается за счет взаимодействия белков мембраны (гликофорины, сегмент 3) и цитоплазмы (спект! рин, анкирин). В процессе старения эритроцитов возникает необратимая агрегация спектрина и гемоглобина, что вызы! вает нарушение структуры, формы эритроцитов (из дискоци! тов они превращаются в сфероциты) и их пластичности. Та! кие эритроциты не могут проходить через капилляры. Они захватываются и разрушаются макрофагами селезенки, а от! дельные из них гемолизируются внутри сосудов. Гликофори! ны придают гидрофильные свойства наружной поверхности эритроцитов и электрический дзета!потенциал. Поэтому эритроциты отталкиваются друг от друга и находятся в плаз! ме во взвешенном состоянии, определяя суспензионную

устойчивость крови.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ). Удельный вес эритроцитов выше, чем плазмы крови. Поэтому в капилля! ре с кровью, лишенной возможности свертываться, они мед! ленно оседают вниз. СОЭ составляет у здоровых взрослых лю! дей 1–10 мм/ч у мужчин и 2–15 мм/ч у женщин. У новорож! денных СОЭ равно 1–2 мм/ч, а у пожилых людей – 1–20 мм/ч.

221

К основным факторам, влияющим на СОЭ, относят: коли! чество, форму и размеры эритроцитов; количественное соот! ношение различных видов белков плазмы крови; содержание желчных пигментов и др. Повышение содержания альбуминов

ижелчных пигментов, а также увеличение количества эритро! цитов в крови вызывает возрастание дзета!потенциала клеток

иуменьшение СОЭ. Снижение содержания альбуминов в плазме и уменьшение количества эритроцитов сопровождает! ся увеличением СОЭ. На СОЭ также влияют увеличение со! держания глобулинов и фибриногена.

Вфизиологических условиях повышение СОЭ наблюдается: у женщин, по сравнению с мужчинами (главным образом, из!за более низкого количества эритроцитов в крови); во время бере! менности, при сухоядении и голодании, после вакцинации (вследствие увеличения содержания глобулинов и фибриногена в плазме). Замедление же СОЭ может наблюдаться при сгуще! нии крови вследствие усиленного испарения пота (например, при действии высокой внешней температуры) или повышенного образования и содержания эритроцитов в крови (например, у

жителей высокогорья или альпинистов, новорожденных).

Количество эритроцитов. В периферической крови взрослого человека эритроцитов содержится: у мужчин – (3,9–5,1) 1012 клеток/л; у женщин – (3,7–4,9) 1012 клеток/л. Их количество в разные возрастные периоды у детей и взрос! лых отражено в табл. 8.1. У пожилых людей количество эри! троцитов приближается в среднем к нижней границе нормы. Увеличение количества эритроцитов в крови выше верхней границы нормы называется эритроцитозом. Эритроцитоз бывает относительным и абсолютным. Относительный эрит! роцитоз (без активации эритропоэза) наблюдается при сгуще! нии крови во время физической работы или действия высокой температуры. Абсолютный эритроцитоз является следствием усиленного эритропоэза при адаптации человека к высокого! рью или при развитии болезней крови. Эритропения – уменьшение количества эритроцитов в крови ниже нижней границы нормы. Она также может быть относительной и абсо! лютной. Относительная эритропения обусловлена разжиже! нием крови при увеличении поступления жидкости в организм при сохраненном эритропоэзе. Абсолютная эритропения (ане! мия) является следствием: 1) повышенного кроверазрушения (аутоиммунный гемолиз эритроцитов, избыточная кровераз!

222

рушающая функция селезенки); 2) пониженного эритропоэза (дефицит железа, витаминов (особенно, группы В) в пищевых продуктах, отсутствие внутреннего фактора Кастла и недоста! точное всасывание витамина В12 ); 3) кровопотери при трав! мах или ранениях стенок сосудов.

Таблица 8.1. Показатели красной крови у здоровых детей и взрослых

П р и м е ч а н и я: MCV (mean corpuscular volume) – средний объем эритроцитов; MCH (mean corpuscular hemoglobin) – среднее содержа! ние гемоглобина в эритроците; MCHC (mean corpuscular hemoglobin concentration) – содержание гемоглобина в 100 мл эритроцитов (кон! центрация гемоглобина в одном эритроците).

Основные функции эритроцитов. Транспортная функция эритроцитов заключается в том, что они переносят кислород и углекислый газ (дыхательная или газотранспортная функция), питательные (белки, углеводы и др.) и биологически активные вещества. Защитная функция эритроцитов опре! деляется их способностью связывать и обезвреживать некото! рые токсины, а также участвовать в процессах свертывания крови. Регуляторная функция эритроцитов заключается в их способности активно участвовать в поддержании кислотно!ос! новного состояния организма (рН крови) с помощью гемогло! бина, который может связывать углекислый газ (снижая тем самым содержание Н2СО3 в крови) и обладает амфолитными

223

свойствами. Эритроциты могут также участвовать в иммуно! логических реакциях организма, что обусловлено наличием в их клеточных мембранах специфических соединений (гли! копротеинов и гликолипидов), обладающих свойствами анти!

генов (агглютиногенов).

Жизненный цикл эритроцитов. Место образования эритроцитов в организме взрослого человека – красный кост! ный мозг. В результате эритропоэза из полипотентной стволо! вой гемопоэтической клетки (ПСГК) через ряд промежуточ! ных этапов образуются ретикулоциты, которые выходят в пе! риферическую кровь и превращаются через 24–36 ч в зрелые эритроциты. Срок их жизни – 3–4 месяца. Место их гибели – селезенка (фагоцитоз макрофагами до 90%) или внутрисосу!

дистый гемолиз (обычно до 10%).

Функции гемоглобина и его соединения. Основные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе осо! бого белка – гемоглобина (Нb). Гемоглобин относится к числу важнейших дыхательных белков и осуществляет транспорт кислорода и углекислого газа – дыхательная функция, участвует в регуляции реакции (рН) крови – регуляторная, буферная функция, а также придает эритроцитам и крови красный цвет. Гемоглобин выполняет свои функции, лишь на! ходясь в эритроцитах. В случае гемолиза эритроцитов и появ! ления гемоглобина в плазме он не может выполнять свои функ! ции из!за низкого содержания (не более 3–10 мг у здорового человека) и быстрого выведения (период полувыведения со! ставляет около 10 мин). Гемоглобин в плазме связывается с белком гаптоглобином, образующийся комплекс захватывает! ся и разрушается клетками фагоцитирующей системы печени и селезенки. При массивном гемолизе гемоглобин появляется в моче (гемоглобинурия).

Молекула гемоглобина имеет две пары полипептидных це! пей (глобин – белковая часть) и 4 гема. Гем – комплексное соединение протопорфирина IX с железом (Fe2+), которое об! ладает уникальной способностью присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом железо, к которому присоеди! няется кислород, остается двухвалентным, оно может легко окисляться также до трехвалентного. Гем является активной или так называемой простетической группой, а глобин – бел! ковым носителем гема, создающим для него гидрофобный кар! ман и защищающим Fe2+ от окисления.

224

Существует много молекулярных форм гемоглобина. В крови взрос! лого человека содержатся HbA (95–98% HbA1 и 2–3% HbA2) и HbF (0,1–2%). У новорожденных преобладает HbF (почти 80%), а у плода (до 3!месячного возраста) – гемоглобин типа Gower I. Выделяют и дру! гие формы гемоглобина, часть из которых имеет клиническое значение.

Нормальное содержание гемоглобина в крови мужчин со! ставляет в среднем 130–170 г/л (13–17 г %), у женщин – 120–150 г/л (12–15 г %), у детей – зависит от возраста (табл. 8.1). Общее содержание гемоглобина в периферической крови равно примерно 750 г (150 г/л × 5 л крови = 750 г), 1 г гемогло! бина может связать 1,34 мл кислорода. Оптимальное выполне! ние эритроцитами дыхательной функции отмечается при их нор! мальном насыщении гемоглобином. Насыщение эритроцитов гемоглобином отражают следующие показатели: 1) цветной по! казатель (ЦП); 2) МСН – среднее содержание гемоглобина в эритроците; 3) МСНС – концентрация гемоглобина в эритро! ците. Эритроциты, нормально насыщенные гемоглобином (ЦП = 0,8–1,05; МСН = 25,4–34,6 пг; МСНС = 30–37 г/дл), называются нормохромными. Клетки со сниженным содержани! ем гемоглобина (ЦП < 0,8; МСН < 25,4 пг; МСНС < 30 г/дл) получили название гипохромных. Эритроциты же с повышен! ным содержанием гемоглобина (ЦП > 1,05; МСН >34,6 пг; МСНС >37 г/дл) называются гиперхромными.

Причиной гипохромии эритроцитов чаще всего является их образование в условиях дефицита железа (Fe2+) в организме, а гиперхромии – в условиях недостатка витамина В12 (циа! нокобаламин) и/или фолиевой кислоты. Многие районы на! шей республики являются эндемичными по низкому содержа! нию Fe2+ в воде. Поэтому имеется опасность развития у жите! лей (особенно у женщин) гипохромной анемии.

Гемоглобин, связанный с кислородом, называется оксиге! моглобином (НbО2). Его содержание в артериальной крови достигает 96–98%. Гемоглобин, отдавший кислород, называ! ется восстановленным (ННb). Гемоглобин может связывать углекислый газ, образуя карбгемоглобин (НbСО2). Образова! ние НbСО2 не только способствует транспорту углекислого газа, но и снижает образование угольной кислоты и поддержи! вает тем самым гидрокарбонатный буфер плазмы крови. Ок! сигемоглобин, восстановленный гемоглобин и карбгемогло! бин называются физиологическими (функциональными) соединениями гемоглобина.

225

Карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина с угарным газом (СО – оксидом углерода). Еще одним нефизиологическим соединением гемоглобина является метгемоглобин, в котором железо окислено до трехвалентного состояния. Метгемоглобин не способен вступать в обра! тимую реакцию с кислородом и является соединением функционально не активным. При его избыточном накоплении в крови возникает угроза жизни человека. В связи с этим метгемоглобин и карбоксигемоглобин называются еще патологическими соединениями гемоглобина.

У здорового человека метгемоглобин постоянно присутствует в кро! ви, но в очень небольших количествах. Образование метгемоглобина происходит под действием окислителей (перекисей, нитропроизводных органических веществ и др.), которые постоянно поступают в кровь из клеток различных органов, особенно кишечника. Образование метгемо! глобина ограничивают антиоксиданты (глютатион и аскорбиновая кисло! та), присутствующие в эритроцитах, а его восстановление в гемоглобин происходит в процессе ферментативных реакций с участием эритроци! тарных ферментов дегидрогеназ.

Лейкоциты. Лейкоциты, или белые кровяные тельца, – ядросодержащие клетки диаметром 4–20 мкм. По месту рас! положения лейкоциты можно разделить на три пула: клетки, находящиеся в органах кроветворения (здесь происходит их образование и созревание, а также имеется определенный ре! зерв), в сосудистом русле (в крови и в лимфе) и в тканях (мес! тах, в которых они выполняют свои функции). В крови лейко! циты находятся в двух пулах: циркулирующем (именно их оп! ределяют при проведении общего анализа крови) и краевом (пристеночном пуле, к которому относят лейкоциты, прикреп!

ленные к стенкам посткапиллярных венул).

Количество лейкоцитов. В крови здоровых людей в со! стоянии покоя содержание лейкоцитов составляет от 4 109 до 9 109 клеток/л (4000–9000 в 1 мм3, или мкл). Увеличение ко! личества лейкоцитов в крови выше нормы (более 9 109/л) на! зывается лейкоцитозом, а уменьшение (менее 4 109/л) – лейкопенией. Лейкоцитозы и лейкопении бывают физиологи!

ческими и патологическими.

Виды лейкоцитов, лейкоцитарная формула. Лейко! циты крови представлены гранулоцитами (т.е. лейкоцитами, в цитоплазме которых при окрашивании выявляется зернис! тость) и агранулоцитами (цитоплазме не свойственна зернис! тость). К гранулоцитам относят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. По степени зрелости гранулоциты делятся на ме!

226

тамиелоциты (юные) и палочкоядерные клетки (незрелые формы), а также сегментоядерные (зрелые). К агранулоцитар! ным лейкоцитам относят лимфоциты и моноциты. В насто! ящее время установлено, что лимфоциты морфологически и функционально неоднородны. Их подразделяют на Т!лимфо! циты (60–80% от всех лимфоцитов крови), созревающие в вилочковой железе, В!лимфоциты (15–20%), созревание ко! торых начинается в красном костном мозге и завершается в периферических лимфоидных органах, а также нулевые клетки (около 10%), являющиеся предшественниками Т! и В!лимфо! цитов или клетками – естественными киллерами.

Лимфоциты постоянно перемещаются между кровью, межклеточной жидкостью и лимфой. Их содержание среди клеток лимфы составляет около 90%. Моноциты являются клетками!предшественниками ткане! вых макрофагов, среди которых выделяют антигенперерабатывающие клетки (профессиональные фагоциты) и антигенпредставляющие макро! фаги. Некоторая часть моноцитов, подобно лимфоцитам, способна к ре! циркуляции (возврату в кровь через лимфу).

Между отдельными видами лейкоцитов существуют опре! деленные соотношения, процентное выражение которых на! зывают лейкоцитарной формулой (табл. 8.2). При ряде физио! логических и патологических состояний нередко выявляется увеличение или уменьшение содержания какого!либо вида лейкоцитов. Увеличение содержания отдельных форм лейко! цитов обозначают как нейтрофилез, эозино! или базофилия, моноцитоз или лимфоцитоз. Уменьшение же содержания от! дельных форм лейкоцитов получило соответственно название нейтро!, эозино!, моноцито! и лимфопении.

Характер лейкоцитарной формулы меняется при многих патологических состояниях. Нейтрофилия и сдвиг лейкоци! тарной формулы влево отмечаются при острых воспалитель! ных процессах (пневмония, ангина и др.), а эозинофилия – при аллергических состояниях и глистных инвазиях. У больных с хроническими заболеваниями (туберкулез, ревматизм) может развиваться лимфоцитоз. Очень характерным признаком В12! и фолиеводефицитной анемии являются лейкопения, нейтро! пения и сдвиг лейкоцитарной формулы вправо с гиперсегмен! тацией ядер нейтрофилов. Таким образом, анализ лейкоцитар! ной формулы имеет важное диагностическое значение.

227

Свойства лейкоцитов. Лейкоциты обладают важными физиологическими свойствами, обеспечивающими выполне! ние их функций: 1) рецепцией сигналов и их преобразованием; 2) адгезивностью (способностью прикрепляться и задержи! ваться на определенных объектах); 3) амебовидной подвиж! ностью (способностью к активному передвижению); 4) диапе! дезом (проникновением через неповрежденную стенку капил! ляра или венулы); 5) фагоцитозом (поглощением и перевари! ванием микроорганизмов и чужеродных тел); 6) секрецией

(водорода пероксида, цитокинов, иммуноглобулинов и пр.). Функции лейкоцитов. Лейкоциты выполняют следую!

щие функции: 1) защитную (биоцидность – уничтожение микроорганизмов путем их фагоцитоза или действия на них выделенных токсических факторов; цитотоксичность против опухолевых клеток самого организма или гельминтов; анти! токсическая активность; участие в формировании различных форм иммунитета, а также в процессах свертывания крови и фибринолизе); 2) регенеративная – способствование за! живлению поврежденных тканей; 3) регуляторная – выде! ление цитокинов, регулирующих гемоцитопоэз, и других био! активных веществ; 4) транспортная – лейкоциты являются носителями ряда ферментов и других веществ.

Одной из важнейших функций лейкоцитов является защит! ная функция. Каждый вид лейкоцитов выполняет свою уни! кальную роль в этой защите. Нейтрофилы и моноциты являют! ся полифункциональными клетками: основными фагоцитами бактерий, вирусов и других микроорганизмов; вырабатывают или переносят белки системы комплемента, интерфероны, ли!

228

зоцим; принимают участие в остановке кровотечения и фибри! нолизе.

Фагоцитоз происходит в четыре стадии: хемотаксиса (приближения фагоцита к объекту фагоцитоза по градиенту хемоаттрактанта); аттрак! ции (узнавания объекта и его окружения); поглощения; уничтожения (киллинга) жизнеспособных объектов и их переваривания. Фагоцитоз в здоровом организме обычно является завершенным, т.е. он заканчивает! ся полным уничтожением чужеродного объекта и обусловливает разви! тие высокой неспецифической резистентности к действию инфекцион! ных факторов. В отдельных случаях имеет место незавершенный фагоци! тоз, который не обеспечивает противомикробной защитной функции.

Эозинофилы являются основными защитными клетками против личинок паразитов (комплекс эозинофил – компле! мент, иммуноглобулин Е – тучная клетка представляет собой специализированную иммунную эффекторную систему, кото! рая необходима для защиты организма от крупных нефагоци! тируемых паразитов) и модуляторами реакций гиперчувстви! тельности. Базофилы продуцируют хемоаттрактанты для ней! трофилов и эозинофилов; регулируют агрегатное состояние крови, локальный кровоток (микроциркуляцию) и проницае! мость капилляров (за счет выделения гепарина, гистамина, се! ротонина); принимают участие в жировом обмене, секретируя гепарин. Лимфоциты обеспечивают формирование и реакции специфического иммунитета клеточного (Т!лимфоциты) и гу! морального (В!лимфоциты), иммунологический надзор за

клетками организма, трансплантационный иммунитет.

Основные механизмы иммунитета человека. Иммуни1 тет – способность организма защищаться от генетически чу! жеродных тел и веществ. В организме выделяют три уровня (барьера, эшелона) защиты от чужеродных тел и веществ.

• 11й уровень защиты – тканевый (анатомический) барьер, создаваемый тканевыми покровами (кожа и слизис! тые оболочки). Он обеспечивается наличием анатомического барьера, секреторной функцией желез слизистых оболочек (выделение лизоцима, иммуноглобулинов и других защитных белков, а также соляной кислоты в желудке против чужерод! ных тел; ферментов, которые гидролизируют чужеродные ве! щества до олиго! и мономеров), защитными рефлексами (ка! шель, чихание, рвота).

229

•21й уровень защиты – неспецифический иммуни1 тет, создаваемый фагоцитирующими клетками крови и тка! ней (микро! и макрофаги). Неспецифический иммунитет на! правлен против любого чужеродного вещества или тела и яв! ляется врожденным (наследственным), имеет гуморальные и клеточные механизмы. Гуморальные механизмы осуществля! ются такими белками, как фибронектин, лизоцим, интерфе! рон, система комплемента и др. Они продуцируются макрофа! гами, моноцитами, нейтрофилами и другими клетками и обла! дают бактерицидным, противовирусным, противоопухолевым действием. Клеточный неспецифический иммунитет осуще! ствляется гранулоцитами (нейтро!, базо! и эозинофилами) и моноцитами с макрофагами.

•31й уровень защиты – специфический (гуморально1 клеточный) иммунитет, направленный против определен! ных чужеродных тел и веществ и подразделяющийся на врож! денный и приобретенный. Последний бывает активным, воз! никшим при перенесенных инфекционных заболеваниях и им! мунизации (прививках), и пассивным – при передаче ребенку антител от матери с молозивом или после введения больному иммуноглобулинов. Специфический иммунитет реализуется в двух формах: гуморальной и клеточной. Гуморальный иммуни! тет обусловлен В!лимфоцитами, которые под влиянием анти! генной стимуляции с участием Т!лимфоцитов и моноцитов (ан! тигенпредставляющих макрофагов) дифференцируются в плазмоциты, продуцирующие антитела (иммуноглобулины) против специфических антигенов. Клеточный иммунитет (ре! акция отторжения пересаженной ткани, уничтожение генети! чески переродившихся клеток собственного организма) обес! печивается главным образом Т!лимфоцитами, среди которых выделяют Т!киллеры, Т!хелперы, Т!супрессоры, Т!амплифа!

еры, Т!клетки памяти.

Тромбоциты. Тромбоциты, или кровяные пластинки, явля! ются самыми маленькими безъядерными клетками крови сфе! рической или дискоидной формы диаметром 1–5 мкм и объ! емом 6,5–12 фл (мкм3). Они образуются «отшнуровывани! ем» от гигантских клеток мегакариоцитов в сосудах красного костного мозга или легких; 2/3 тромбоцитов находится в цир! куляторном русле, 1/3 – в сосудах селезенки. Обмен между селезеночными и циркулирующими клетками регулируется гормоном адреналином. Длительность циркуляции тромбоци!

230