3 курс / Патологическая физиология / Норма_и_патология_в_человеческом_организме_Парнес_Е_Я_
.pdf
УСТРОЙСТВО ЭРИТРОЦИТА
Чтобы эффективно выполнять свои функции, эритроциту нужно:
—содержать как можно больше гемоглобина;
—иметь большую площадь поверхности;
—проходить через капилляры.
Все это становится возможным благодаря особой форме эритроцита. Он напоминает среднеазиатскую лепешку: с толстым валиком по краю и тонкой частью внутри (рис. 1). Такая форма, поддерживаемая ЦИТОСКЕЛЕТОМ (системой МИКРОТРУБОЧЕК под клеточной мембраной), увеличивает поверхность эритроцита относительно его объема по (сравнению с шаром).
В зрелом эритроците многие органоиды или вовсе отсутствуют (например, ядро), или представлены в малом количестве. Это позволяет максимально насытить клетку гемоглобином. Благодаря дисковидной форме эритроцит способен сворачиваться в «трубочку», продвигаясь по мельчайшим капиллярам. Хотя диаметр эритроцита — около 8 мкм, он протискивается в капилляры диаметром 2-3 мкм.
У взрослого человека в норме один миллилитр крови содержит 4,5-5,5 млн эритроцитов. Возможно, разглядывая анализ крови, вы интересовались, что такое СОЭ (или РОЭ — так этот показатель называли раньше). Расшифровываем: СОЭ — скорость оседания эритроцитов, а РОЭ
— реакция оседания эритроцитов. СОЭ показывает, на сколько миллиметров эритроциты осядут* за час под действием силы тяжести в столбике крови высотой 100 мм.
Рис. 1. Фотоснимок эритроцитов, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа: а — нормальные эритроциты; б — микро-цит * Плотность эритроцитов больше, чем плазмы. У здорового человека эти величины составляют 1,096 г/мл и 1,027 г/мл соответственно.
10
СОЭ зависит от заряда эритроцитов и состояния плазмы. Выбор эритроцитов для этого анализа вызван тем, что за красными клетками удобно наблюдать (как за подкрашенным спиртом в термометре).
В норме СОЭ составляет у мужчин 2-10 мм/ч, у женщин — 2-15 мм/ч.
Увеличение СОЭ обычно отражает воспалительные процессы в организме. Ведь при воспалении:
—эритроциты теряют отрицательный заряд на мембране, и в результате меньше отталкиваются друг от друга;
—в крови накапливаются тяжелые белки — участники воспалительных реакций (гаммаглобулины, фибриноген); эти белки оседают на эритроциты, увеличивая их плотность.
ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ ЭРИТРОЦИТА
Неудивительно, что столь особые функции эритроцита требуют от него крайне высокой специализации. Давайте проследим, как эритроцит ее приобретает.
Эритроцит рождается в костном мозге (как и все клетки крови). У его предшественника — ЭРИТРОБЛАСТА — есть ядро, как и у всех обычных клеток. Эритробласты делятся, образуя большое число потомков — ЭРИТРОКАРИОЦИТОВ. Дальнейшая жизнедеятельность предшественника эритроцита в основном заключается в синтезе гемоглобина. Когда в незрелом эритроците накопится достаточно гемоглобина, из него выбрасываются ядро и многие органоиды. Ведь делиться эритроциту больше не придется, а значит, все эти образования будут только занимать лишний объем и мешать движению по капиллярам.
Внутри РЕТИКУЛОЦИТА — эритроцита, только что вышедшего из костного мозга в кровь. -— еще есть «сеточка* из остатков переваренных органоидов. Через 30-45 ч ретику-лоцит ее выбрасывает, превращаясь в зрелый эритроцит.
Эритроцит функционирует 3—4 месяца — до тех пор, пока он может изменять форму, т. е. способен проходить через мелкие капилляры. Когда мембрана эритроцита становится «жесткой» (например, при его старении), он теряет способ-
11
ность к деформации и не может протиснуться через капилляр (своеобразный отдел проверки качества). Тогда за дело принимаются макрофаги, расположенные на внутренней поверхности капилляров. Они заглатывают эритроциты.
«Контроль качества» в основном осуществляется в селезенке; здесь гибнет больше всего эритроцитов. Этому способствует особое строение селезенки — она содержит большое количество очень узких капилляров. Эритроциты погибают также в костном мозге, в печени и просто в сосудистом русле.
При распаде эритроцитов в макрофагах гемоглобин разрушается. От него отщепляется белковая часть, а гем превращается в БИЛИРУБИН — пигмент желтого цвета. Он сам по себе водонерастворим и способен переноситься только в комплексе со специальным белком. В печеночных клетках от билирубина отщепляется белок-переносчик, а глюкуроновая или серная кислота присоединяются, что переводит билирубин в водорастворимое состояние. В дальнейшем билирубин выводится с желчью.
АНЕМИИ
Снижение количества эритроиитов и кониентраиии гемоглобина в крови называется АНЕМИЕЙ, или МАЛОКРО ВИЕМ. У анемий могут быть разные причины; мы рассмотрим только основные варианты.
КРОВОТЕЧЕНИЯ И МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ
Начнем с ПОСТГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ АНЕМИИ, которая возникает после внезапной большой кровопотери*: при повреждении артерии, вены или органа (в последнем случае разрушаются мелкие сосуды). Кровотечения разделяют на:
НАРУЖНЫЕ — когда видно вытекание крови; ВНУТРЕННИЕ — когда кровь вытекает во внутренние полости: брюшную, плевральную и др. Возможен и третий вариант: кровотечение в подкожную
* Что и отражено в ее названии: греческое слово haimorragia означает кровотечение, кровоизлияние.
12
жировую клетчатку или в орган. В этом случае развивается ГЕМАТОМА — скопление крови внутри ткани.
Хотя внутренние кровотечения зачастую незаметны, о значительных потерях крови можно догадаться по симптомам* недостаточного кровоснабжения головного мозга — обмороку или головокружению, а также бледности кожи и общей слабости.
При наружном кровотечении надо уметь оказывать доврачебную помощь; если ранены крупные сосуды, она позволит предотвратить значительную кровопотерю и смерть.
Если повреждены капилляры кожи и мышц или поверхностно расположенная вена, достаточно сделать давящую повязку: наложить на место ранения кусок марли или любой чистой ткани, сверху — тугой комок ваты, или свернутую материю, или неразвернутый бинт и туго прибинтовать другим бинтом. Если подобных средств нет, кровотечение можно попытаться остановить, прижимая рану пальцами.
При артериальном кровотечении (когда из раны течет алая** кровь в виде пульсирующей струи) тоже применяют давящую повязку. Если повязку наложить трудно или она не помогает, артерии прижимают к кости выше места повреждения. Это можно сделать пальцем, жгутом или в результате резкого сгибания или разгибания конечности в суставе. Жгут накладывают через одежду так, чтобы пережать артерию выше места ранения (записывая время его постановки). Это можно сделать только в том месте, где артерия проходит около какой-нибудь одной кости. О степени сдавле-ния тканей жгутом судят по прекращению кровотечения. Через 45-60 мин жгут снимают, и, если кровотечение возобновляется, на 10-15 мин пережимают артерию пальцем. После этого жгут можно наложить повторно.
Однако важно понимать, что все эти меры временные и лишь дают возможность доставить пострадавшего живым в больницу, где ему будет оказана необходимая хирургическая помощь.
•СИМПТОМ — проявление (признак) болезни. ** Оксигемоглобин окрашивает кровь в алый цвет, а гемоглобин без кислорода — в темно-красный.
13
МЕХАНИЗМЫ КОМПЕНСАЦИИ ПРИ ПОСТГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ АНЕМИИ
Если кровопотери превышают 750-1000 мл, кожа становится бледной, появляются слабость, головокружение, учащается дыхание, возможны обмороки. Эти симптомы — результат плохого снабжения тканей кислородом (ведь объем крови и количество эритроцитов уменьшились). К тому же после кровопотеръ спазмируются* сосуды, снабжающие кожу и другие маловажные органы. В результате кровь преимущественно направляется к органам, обеспечивающим жизнеспособность: мозгу, сердцу, печени.
Учитывая причины постгеморрагической анемии, пострадавшим:
—не разрешают вставать (у стоящего человека кровь застаивается в ногах, и к жизненно важным органам ее поступает меньше);
—иногда даже поднимают ноги, чтобы кровь переместилась к центру тела и главное к голове;
—для восстановления объема крови дают чай, причем по возможности сладкий (сахароза — легко доступный, быстро всасывающийся и высококалорийный энергетический продукт). Другим видом АДАПТАЦИИ (приспособления) при постгеморрагической анемии является ГЕМОДИЛЮЦИЯ: на крово-потерю организм отвечает переходом тканевой жидкости в сосуды. И не страшно, что кровь при этом разбавляется. Главное, чтобы она под давлением поступала в жизненно важные органы. Ведь молекула гемоглобина вполне может справиться с повышенной нагрузкой: обычно с кислородом связывается только один гем из четырех.
Для облегчения и ускорения этой адаптации пострадавшему назначают переливание растворов солей и КОЛЛО ИДОВ — высокомолекулярных органических веществ, удерживающих води в сосудистом русле. Их вводят в 1,5-2 раза больше, чем объем кровопотери. Если же крови вытекло свы-
* СПАЗМ — длительное сокращение кольцевых мышц в стенках трубчатого органа, приводящее к сужению его просвета.
14
ше 1,5-2 л, то больному, кроме этих растворов, обязательно переливают около литра донорской крови.
При впервые возникшей кровопотере потенциал костного мозга (запасы железа, способность к делению и др.) весьма велик. Уже через несколько дней в крови появляется много ретикулоцитов.
Авскоре происходит и полное восстановление количества эритроцитов.
ЖЕЛЕЗОДЕФИЦИТНАЯ АНЕМИЯ
Если кровотечения незначительны, но происходят часто, они тоже могут привести к анемии, т. к. при этом развивается невосполнимая потеря железа. Данную анемию называют ЖЕЛЕЗОДЕФИЦИТНОЙ.
Организм очень бережно относится к железу. Ведь из пищи его обычно всасывается лишь 1-1,5 мг за сутки*, и даже при возросших потребностях — не более 2-2,5 мг.
Авсего в организме взрослого человека (массой 70 кг) содержится 4,5 г железа. Распределяется оно следующим образом:
58% — в составе гемоглобина;
28% — в мышцах:
8% — запас в печени:
остальное — в составе внутриклеточных ферментов (ци-тохромов, каталазы, пероксидазы), а также в плазме крови.
Почему организм получает так мало железа?
Во-первых, лишь небольшая часть железа, имеющегося в продуктах, может всосаться в кишечнике: из растительной пищи всасывается от 1 до 5% железа, из яиц — 3%, из рыбы — 11%; рекорд — всего-навсего 22% (телятина**). Если посчитать, то получится, что для восполнения дефицита желе-
* Этого хватит только на обеспечение гемом эритроцитов, содержащихся в 7-10 мл крови.
** Железо в составе тема всасывается лучше, чем в виде иона. Мышцы (а значит, и мясопродукты) богаты белком МИОГЛОБИНОМ, в состав молекулы которого входит железосодержащий гем. В рыбе и печени железо находится в белках ФЕРРИТИНЕ и ГЕМОСИДЕРИНЕ, не содержащих гема; из этой пищи всасывание железа идет гораздо хуже.
15
за человеку необходимо каждый день съедать несколько ведер яблок, килограммы телятины и т. д. Во-вторых, всосавшееся железо очень медленно переходит в кровь. Железо «депонируется» в эпителии кишечника, что блокирует его дальнейшее всасывание.
При дефиците железа в крови его всасывание ускоряется, но как максимум — вдвое. Ясно, что проблему хронических кровопотерь усиленным питанием не решить. Клетки же эпителия тонкой кишки, накопившие в себе невсосавшееся железо, вскоре слущиваются — и организм это железо не получает.
Железо из нашего организма почти не выделяется и используется многократно. Поэтому постоянные кровотечения, сопровождающиеся утратой более чем 2 мг железа в сутки, ведут к развитию его дефицита.
Чаще всего железодефицитная анемия возникает у женщин с обильными менструациями, у многодетных женщин (беременность, роды и кормление грудным молоком «обходятся» в 800 мг железа), а также у детей, матери которых страдали этой болезнью.
«Почему у детей?» — спросите вы. Дело в том, что новорожденный необходимое ему.железо (300 мг) забирает от матери. Если у матери был дефицит железа, то и ребенок получит его мало. А то железо, которое будет поступать с пищей, не сможет покрывать увеличивающиеся потребности растущего организма.
Мало железа — не образуется гемоглобин, нечем заполнять эритроциты. Количество эритроцитов и их размеры уменьшаются (эти эритроциты называют МИКРОЦИТА-МИ —см. рис. 1, б), снижается содержание в них гемоглобина.
Небольшой недостаток железа наш организм переносит без последствий. Концентрацию железа в плазме крови у здорового человека — 12,5-30,4 мкмоль/л (70-170 мкг%) — можно считать избыточной.
И действительно, анемия не возникает, пока содержание железа в плазме крови не упадет до критического значения: обычно ниже 5-8 мкмоль/л.
Далеко не все железо, имеющееся в человеческом организме, может быть использовано для синтеза гемоглобина. Оказывается, предшественники эритроцитов — эритрокариоциты —
16
способны поглощать только то железо, которое им доставит специальный транспортный белок ТРАНСФЕРРИН. В плазме крови железо в основном находится в комплексе с трансферри-ном, а в запасах (мышцы, печень) — в составе белка феррити-на. Трансферрин переносит железо как от кишечника к тканям, так и из запасов к костному мозгу. А снижение концентрации железа в плазме свидетельствует о том, что перетаскивать больше нечего — запасы опустошены*.
Лечение железодефицитной анемии следует из названия болезни. Диетой не обойдешься; помогают только препараты железа. Раньше таких больных лечили соком моченых антоновских яблок, в бочку с которыми клали гвозди. Яблоки нужны потому, что органические кислоты (яблочная, янтарная, пировиноградная) улучшают всасываемость железа в кишечнике. Сейчас используют препараты солей железа с некоторыми кислотами, например — аскорбиновой или серной.
Благодаря такому лечению в полости тонкой кишки создается очень высокая концентрация железа — и всасывание продолжается даже тогда, когда клетки кишечного эпителия переполнены железом.
В12-ДЕФИЦИТНАЯ АНЕМИЯ
Перейдем с следующему виду анемии. Ее название произносится так: «бэ-двенадцать дефицитная». До 40-х годов XX века ее рассматривали как ЗЛОКАЧЕСТВЕННОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ
— из-за 100%-ной смертности. Возникает эта анемия при нехватке витамина В12**, которая может вызываться:
*Исключение составляют тяжелые продолжительные заболевания воспалительной природы, при которых развивается анемия; например, тяжелое воспаление легких, СЕПСИС («заражение КРОВИ»). РЕВМАТОИДНЫЙ АРТРИТ {хроническое воспалительное заболевание суставов, приводящее к их разрушению). При такой анемии концентрация сывороточного железа уменьшается, т. к. оно избыточно связывается с ферритином, участвующим в воспалительных реакциях.
**Коферментная форма витамина В12, МЕТИ Л КОБ АЛ АМИН, необходима для образования тетрагидрофолиевой кислоты, которая участвует в получении нуклеотида тимидин-фосфата из уридин-фос- фата.
17
—отсутствием внутреннего фактора Кастла*;
—нарушением всасывания в тонкой кишке комплекса витамина В12 с внутренним фактором Кастла;
—конкурентным потреблением витамина В12 глистами или патогенными бактериями, обитающими в кишечнике.
Выработка внутреннего фактора Кастла понижается в результате АУТОИММУННОГО ГАСТРИТА — развития им-минного ответа на собственные обкладочные клетки. Ясно, что к дефициту внутреннего фактора Кастла приведет и удаление значительной части желудка.
При недостатке витамина В12 нарушается синтез ДНК, а значит — и деление клеток. Синтез же гемоглобина угнетен в меньшей степени. В результате число эритроцитов снижается, а их
размеры и насыщенность гемоглобином возрастают. В связи с этим В12-дефицитную анемию называют МАКРОЦИТАРНОЙ (крупные клетки) и ГИПЕРХРОМНОЙ (яркая окраска эритроцитов).
Лечение В ^-дефицитной анемии вытекает из названия (как и железодефицитной анемии).
Больным назначают витамин Вп в виде ИНЪЕКЦИЙ (уколов). Даже одной инъекции бывает достаточно для начала деления эритробластов и появления в крови большого числа ретикулоцитов. Однако лечение продолжают, пока не восстановится нормальное количество
эритроцитов и не сформируется депо витамина В1г в печени. А после этого инъекции периодически повторяют, чтобы не допустить рецидива**.
ГЕМОЛИТИЧЕСКИЕ АНЕМИИ
ГЕМОЛИТИЧЕСКИЕ АНЕМИИ развиваются в результате повышенного ГЕМОЛИЗА —
разрушения эритроцитов. Гемолиз может усилиться из-за разных причин:
— изменения структуры гемоглобина;
*ВНУТРЕННИЙ ФАКТОР КАСТЛА — гликопротеид, секретируе-мый обкладочными клетками слизистой
оболочки желудка. Витамин В12 может всосаться в тонкой кишке только в составе комплекса с внутренним фактором Кастла.
**РЕЦИДИВ — возврат проявлений заболевания.
18
—изменения формы эритроцитов;
—дефицита ферментов, обеспечивающих стабильность мембран и постоянство внутреннего состава эритроцитов;
—воздействия токсических веществ извне;
—иммунных конфликтов при переливании резус*-несовместимой крови;
—аутоиммунных** реакций на собственные эритроциты (см. пособие «Иммунология*).
Мы остановимся на трех наиболее интересных и поучительных видах гемолитических анемий:
—серпдвидноклеточной анемии;
—гемолитической желтухе новорожденных, вызванной резус-конфликтом;
—анемии, обусловленной приемом лекарств.
Причина СЕРПОВИДНОКЛЕТОЧНОЙ АНЕМИИ — изменение всего-навсего одной аминокислоты в структуре белка. Оказывается, замена в определенном месте гемоглобина глу-таминовой кислоты на валин в сто раз снижает его растворимость. В результате эритроциты меняют форму: становятся вытянутыми и похожими на серп (или на букву «С» ).
Этот дефект наследственный. Если человеку и от отиа и от матери достался патологический ген (он ГОМОЗИГОТЕН по гену серповидноклеточной анемии), он умирает от анемии в раннем детстве. А у ГЕТЕРОЗИГОТ (от одного родителя получен нормальный ген. а от другого — патологический) эритроциты имеют обычную форму. Только при недостатке кислорода: в горах или при полете на негерметизиро-ванном самолете (на высоте больше 3 км) эритроциты гетерозигот принимают серповидную форму и разрушаются.
Серповидноклеточная анемия очень часто встречается в Центральной Африке. Это — следствие широкой распростри2 ненности возбудителя малярии. Малярийный плазмодий
*РЕЗУС-ФАКТОР — белок на мембране эритроцита, впервые обнаруженный у макак резус. У 85% людей (резус-положительных) этот белок присутствует в крови, остальные 15% (резус-отрицательные) не имеют резус-фактора.
**При АУТОИММУННЫХ заболеваниях собственные клетки и ткани организма воспринимаются иммунной системой как чужеродные.
19