Биохимические особенности клеток крови,обеспечивающие их специфические функции.

Клетки крови: общая характеристика

Кровь содержит много типов клеток, выполняющих совершенно различные функции - от транспорта кислорода до выработки антител. Некоторые из этих клеток функционируют исключительно в пределах кровеносной системы, а другие используют ее только для транспорта, а свои функции выполняют в других местах. Однако жизненный цикл всех клеток крови до некоторой степени сходен:

1) у всех время жизни ограничено;

2) они непрерывно образуются и

3) все они восходят к одному и тому же типу стволовых клеток костного мозга.

Таким образом, эта гемопоэтическая, или кроветворная, стволовая клетка плюрипотентна, т.е. дает начало всем видам терминально дифференцированных клеток крови.

Клетки крови можно разделить на красные и белые - эритроциты и лейкоциты. Эритроциты остаются в пределах кровеносных сосудов и переносят кислород и углекислый газ, связанные с гемоглобином. Эритроциты составляют основную массу клеток, циркулирующих в крови, плотно заполнены гемоглобином и не содержат никаких обычных клеточных органел, включая даже ядро. Лейкоциты борются с инфекцией и переваривают остатки разрушенных клеток и т.п., выходя для этого через стенки небольших кровеносных сосудов в ткани.

Кроме того, в крови в большом количестве содержатся тромбоциты, представляющие собой не обычные целые клетки, а мелкие клеточные фрагменты, или "мини-клетки", отделившиеся от кортикальной цитоплазмы крупных клеток, называемых мегакариоцитами. Тромбоциты специфически прилипают к эндотелиальной выстилке поврежденных кровеносных сосудов, где помогают восстанавливать их стенку в процессе свертывания крови.

Лейкоциты делятся на три главные группы: гранулоциты, моноциты и лимфоциты.

Гранулоциты содержат многочисленные лизосомы и секреторные пузырьки, гранулы. В соответствии с различным характером окраски этих гранул, что отражает важные химические и функциональные особенности, гранулоциты делятся на нейтрофилы, базофилы и эозинофилы. Нейтрофилы, называемые также полиморфноядерными лейкоцитами, захватывают, убивают и переваривают микроорганизмы, в сосбенности бактерии. Базофилы выделяют гистамин (а у некоторых животных серотонин), который участвует в воспалительных реакциях. Эозинофилы помогают в разрушении паразитов и влияют на аллергические реакции.

Моноциты, выходя из кровяного русла, становятся макрофагами, которые наряду с нейтрофилами являются главными "профессиональными фагоцитами ". Макрофаги, однако, значительно больше по размерам и дольше живут, чем нейтрофилы.

Лимфоциты участвуют в иммунном ответе и представлены двумя главными классами:

1) B-лимфоциты производят антитела,

2) T-лимфоциты убивают клетки, инфицированные вирусом, и регулируют активность других лейкоцитов.

Кроме того, существуют лимфоцитоподобные клетки, называемые природными киллерами, способные убивать некоторые виды опухолевых и инфицированных вирусом клеток.

Образование кровяных клеток (гемопоэз) по необходимости подвергается сложному контролю, при котором количество клеток каждого типа регулируется индивидуально, в соответствии с меняющимися потребностями.

Эритроциты – красные кровяные клетки, синтезирующиеся в костном мозге. Основной функцией эритроцитов является их способность доставлять кислород тканям организма и обеспечивать тем самым нормальное протекание всех физиологических процессов.

В организме здорового человека находится примерно 2,3х1013 в тринадцатой степени эритроцитов. Время жизни эритроцита составляет, в среднем, 120 дней. Следовательно, в организме постоянно должно происходить обновление пула эритроцитов со скоростью примерно 2,3 миллиона клеток за 1 секунду. Система дифференцировки эритроидных клеток должна строго регулироваться для поддержания постоянного уровня циркулирующих эритроцитов при нормальных условиях. Кроме того, эта система должна быть высоко чувствительна к изменению количества кислорода в организме. В настоящее время получено множество данных, свидетельствующих о том, что ключевым фактором, который обеспечивает контроль дифференцировки клеток эритроидного ряда, является циркулирующий в крови гликопротеидный гормон эритропоэтин.

Снижение количества эритроцитов крови является одним из основных лабораторных критериев анемии.

Уменьшение количества эритроцитов наблюдается при процессах сопровождающихся повышенным разрушением эритроцитов, нарушением их образования в костном мозге.

Увеличение количества эритроцитов, или эритроцитоз может быть первичным и вторичным. Истинная или первичная полицитемия (эритроцитоз, эритремия, болезнь Вакеза) возникает при нарушении миелопоэза, которое приводит к эритроидной пролиферации. Вторичный эритроцитоз возникает при различных заболевания сердца (пороки сердца), печени, легких, а также при нарушении синтеза эритропоэтина – гормона, стимулирующего выработку эритроцитов.

Помимо определения содержания эритроцитов в крови необходимо проводить оценку факторов, поддерживающих необходимое количество эритроцитов и их функцию.

Для этого в клинической практике определяют:

Количество эритроцитов (данный параметр входит в «Общий анализ крови» и «Клинический анализ крови») – по количеству эритроцитов можно провести предварительную оценку системы кроветворения, состояния различных органов и систем организма (сердца, легких и других). См. подробнее.)

Ретикулоциты

– молодые эритроциты, определение количества необходимо при уменьшении количества эритроцитов, диагностике анемий, оценки лечения препаратами железа и фолиевой кислоты, витамином В12, эритропоэтином. См. подробнее.

Эритропоэтин

– гормон, необходимый для стимуляции образования эритроцитов. Определение эритропоэтина применяют для выявления причин анемии, диагностики эритроцитоза. См. подробнее.

Эритроцитарные показатели или индексы (данные параметры входят в «Общий анализ крови»

и панель «Клинический анализ крови» – их определение применяется для диагностики анемии и уточнения ее типа. См. подробнее.

СОЭ (скорость оседания эритроцитов) – показатель воспалительных процессов в организме, применяется для оценки тяжести заболеваний, протекающих с воспалительным компонентом и оценки проводимого лечения. См. продробнее.

Гематокрит (параметр входит в «Общий анализ крови» и «Клинический анализ крови» – показатель объемного содержания (доли) эритроцитов в крови. Применяется для оценки кроветворения, диагностики эритроцитозов. См. подробнее.

Витамин В12 (антианемический фактор) – необходим для нормального кроветворения.

Фолиевая кислота – необходима для нормального кроветворения. См подробнее.

Гемоглобин (параметр входит в «Общий анализ крови» и «Клинический анализ крови» – белок, содержащийся в эритроцитах, осуществляющий перенос и обмен кислорода между кровью и органами. Определение содержания гемоглобина проводят при профилактических осмотрах, для выявления анемий, диагностики эритроцитозов. См. подробнее.

Морфология эритроцитов (входят в “Общий анализ крови” и «Клинический анализ крови») – при анемиях, дефиците витамина В12, фолиевой кислоты, различных заболеваниях (часто желудка и кишечника) при микроскопическом исследовании крови выявляют «анизоцитоз» - появление эритроцитов разного размера; «пойкилоцитоз» - эритроциты разной формы; «анизохромию» - эритроциты разной окраски. См. подробнее.

Супероксиддисмутаза в эритроцитах - фермент, показатель антиоксидантной защиты организма при активации процессов перекисного окисления липидов. См. подробнее.

Глутатионпероксидаза в эритроцитах – фермент, показатель антиоксидантной защиты организма при активации процессов перекисного окисления липидов.

Лейкоциты – высокоспециализированные клетки крови, которые образуются в костном мозге и лимфатической системе человека. Основной ролью лейкоцитов является их защитная функция. Всего различают 5 видов лейкоцитов – нейтрофилы, базофилы, моноциты, эозинофилы, лимфоциты. Каждый из этих видов обладает специальными свойствами.

Определение количества лейкоцитов в лабораторной практике является одним из распространенных видов исследования крови и проводится не только при различных заболеваниях, но при профилактических осмотрах, диспансерных наблюдениях, для оценки системы кроветворения.

Для этого в клинической практике определяют:

Лейкоциты (параметр входит в «Клинический анализ крови»), «Общий анализ крови», «Лейкоцитарная формула (микроскопия) - определяют общее количество лейкоцитов в цельной крови. Повышение лейкоцитов – лейкоцитоз, характерно при различных заболеваниях, протекающих с воспалительным компонентом, инфекциях (бактериальных), опухолях, инфаркте, аллергических реакциях, ряде физиологических состояний (возраст, беременность, после употребления пищи) и многих других. Наибольшее увеличение происходит при острых лейкозах, хроническом лимфолейкозе и миелолейкозе, сепсисе. Снижение количества лейкоцитов – лейкопения, наблюдается при аплазии и гипоплазии костного мозга, заболеваниях печени (цирроз, активный гепатит), вирусных инфекциях, приеме цитостатиков, лучевом поражении, апластической анемии, агранулоцитозе. Уменьшение количества лейкоцитов указывает на снижение иммунитета и повышенный риск возникновения инфекционных заболеваний.

Лейкоцитарная формула – процентное соотношение различных видов лейкоцитов. Определяется 5 основных видов зрелых лейкоцитов, различающихся по форме, структуре ядра и цитоплазмы и функциям. Изменение лейкоцитарной формулы присуще различным заболеваниям. Исследование лейкоцитарной формулы важно для оценки тяжести текущего заболевания и оценки эффективности проводимого лечения. См. подробнее.

Лейкоциты в моче (параметр входит в «Общий анализ мочи»)– увеличение количества лейкоцитов в моче свидетельствует о воспалительных процессах в почках и мочевыводящих путях.

Лейкоциты в моче (параметр входит в «Анализ мочи по Нечипоренко» – подсчет количества лейкоцитов, эритроцитов и цилиндров в осадке мочи при микроскопии в счетной камере. Применяется для диагностики воспалительных процессов в мочеполовой системе и оценки проводимой антибактеиальной терапии. См. подробнее.

Катионный протеин (белок) эозинофилов – показатель тяжести течения аллергических заболеваний. Данный белок входит в состав эозинофилов – одной из фракций лейкоцитов. Его определение полезно для оценки течения и лечения бронхиальной астмы, других аллергических заболеваний и гельминтозов.

Лейкоциты осуществляют иммунный ответ, выходя для этого через стенки небольших кровеносных сосудов в ткани. Лейкоциты представлены несколькими разновидностями.

Одну из важнейших групп лейкоцитов составляют фагоцитирирущие клетки: мононуклеарные фагоциты (моноциты / макрофаги) и полиморфоноядерные гранулоциты (нейтрофилы). Они способны связывать микроорганизмы на своей поверхности, а затем поглощать и уничтожать их. Эта функция основана на простых, неспецифических механизмах распознавания и относится к проявлениям врожденного иммунитета. Поэтому фагоциты образуют первую линию защиты против инфекции, стратегически располагаясь в тех тканях организма, где возможно попадание инфекционных частиц. Мононуклеарные фагоциты, циркулирующие с кровью, называются моноцитами. Из крови они мигрируют в ткани, где превращаются в тканевые макрофаги, способные весьма эффективно презентировать антигены T-лимфоцитам.

Другая важнейшая группа лейкоцитов - это лимфоциты. Лимфоцитам принадлежит ведущая роль во всех реакциях приобретенного иммунитета, поскольку они специфически распознают конкретный возбудитель, где бы он не находился, внутри или вне клеток, в тканевой жидкости или в крови. На лимфоидные клетки приходится примерно 20% циркулирующих с кровотоком лейкоцитов.

Из вспомогательных клеток иммунной системы к лейкоцитам относятся базофилы.

Показатели крови:

Общий белок – отображает содержание белка в сыворотке крови. Уровень общего белка может увеличиваться при различных заболеваниях печени. Снижение количества белка наблюдается при недостаточном питании, истощении организма. В норме уровень общего белка изменяется в зависимости от возраста: у новорожденных он составляет 48 - 73 г/лу детей до года – 47 - 72 г/лот 1 до 4 лет – 61 - 75 г/лот 5 до 7 лет – 52 - 78 г/лот 8 до 15 лет – 58 - 76 г/лу взрослых – 65 - 85 г/л Альбумин – простой белок, растворимый в воде, составляющий около 60% всех белков сыворотки крови. Уровень альбуминов снижается при патологиях печени, ожогах, травмах, заболеваниях почек (нефритический синдром), недостаточном питании, на последних месяцах беременности, при злокачественных опухолях. Количество альбуминов увеличивается при обезвоживании организма, а также после приёма витамина А (ретинола). Нормальное содержание сывороточного альбумина составляет 25 - 55 г/л у детей в возрасте до 3 лет, у взрослых – 35 - 50 г/л. Альбумины составляют от 56,5 до 66,8 %. Глобулин – простой белок, легко растворимый в разбавленных солевых растворах. Повышаются глобулины в организме при наличии в нём воспалительных процессов и инфекции, снижаются при иммунодефиците. Нормальное содержание глобулинов составляет 33,2 - 43,5 %. Фибриноген – бесцветный белок плазмы крови, вырабатываемый в печени, играющий важную роль в гемостазе. Уровень фибриногена в крови повышается при острых воспалительных процессах в организме, инфекционных заболеваниях, ожогах, оперативных вмешательствах, приёме оральных контрацептивов, инфаркте миокарда, инсульте, амилоидозе почек, гипотиреозе, злокачественных новообразованиях. Повышенный уровень фибриногена можно наблюдать при беременности, особенно в последние месяцы. Уровень фибриногена снижается после употребления рыбьего жира, анаболических гормонов, андрогенов и др. Нормальное содержание фибриногена составляет у новорожденных 1,25 - 3 г/л, у взрослых – 2 - 4 г/л. Белковые фракции:Альфа-1-глобулины. Норма 3,5 - 6,0 %, что составляет 2,1 - 3,5 г/л. Альфа-2-глобулины. Норма 6,9 - 10,5 %, что составляет 5,1 - 8,5 г/л. Бета-глобулины. Норма 7,3 - 12,5 % (6,0 - 9,4 г/л). Гамма-глобулины. Норма12,8 - 19,0 % (8,0 - 13,5 г/л). Тимоловая проба – вид осадочной пробы, используемой для исследования функций печени, в которой в качестве реагента используют тимол. Норма составляет 0 - 6 ед. Значения тимоловой пробы повышаются при вирусных инфекциях, гепатите А, токсическом гепатите, циррозе печени, малярии. Сулемовая проба – осадочная проба, применяемая при функциональном исследовании печени. Норма 1,6 - 2,2 мл. Проба положительна при некоторых инфекционных болезнях, паренхиматозных заболеваниях печени, новообразованиях. Проба Вельтмана – коллоидно-осадочная реакция для исследования функций печени. Норма 5 - 7 пробирка. Формоловая проба – метод, предназначенный для выявления нарушения равновесия протеинов, содержащихся в крови. В норме проба отрицательная. Серомукоид – является составной частью белково-углеводного комплекса, участвует в белковом обмене. Норма 0,13 - 0,2 ед. Повышенное содержание серомукоида указывает на ревматоидный артрит, ревматизм, опухоли и др. С-реактивный белок – белок, содержащийся в плазме крови, является одним из белков острой фазы. В норме отсутствует. Количество С-реактивного белка увеличивается при наличии в организме воспалительных процессов. Гаптоглобин – белок плазмы крови, синтезируемый в печени, способный специфически связывать гемоглобин. Нормальное содержание гаптоглобина составляет 0,9 - 1,4 г/л. Количество гаптоглобина увеличивается при острых воспалительных процессах, применении кортикостероидов, ревмокардите, неспецифическом полиартрите, лимфогранулематозе, инфаркте миокарда (крупноочаговом), коллагенозах, нефротическом синдроме, опухолях. Количество гаптоглобина снижается при патологиях, сопровождаемых различными видами гемолиза, заболеваниях печени, увеличении селезёнки и др. Креатинин в крови – является продуктом белкового обмена. Показатель, отображающий работу почек. Содержание его сильно варьирует в зависимости от возраста. У детей до 1 года в крови содержится от 18 до 35 мкмоль/л креатинина, у детей от 1 до 14 лет – 27 – 62 мкмоль/л, у взрослых – 44 – 106 мкмоль/л. Повышенное содержание креатинина наблюдается при поражении мышц, обезвоживании организма. Низкий уровень характерен для голодания, вегетарианской диеты, беременности. Мочевина – вырабатывается в печени в результате белкового обмена. Важный показатель для определения функциональной работы почек. Норма 2,5 – 8,3 ммоль/л. Повышенное содержание мочевины указывает на нарушение выделительной способности почек и нарушение фильтрационной функции.

Показатели пигментного обмена:

Общий билирубин – жёлто-красный пигмент, который формируется в результате распада гемоглобина. В норме содержится 8,5 - 20,5 мкмоль/л. Содержание общего билирубина встречается при любом виде желтухи. Прямой билирубин – Норма 2,51 мкмоль/л. Повышенное содержание данной фракции билирубина наблюдается при паренхиматозной и застойной желтухе. Непрямой билирубин – Норма 8,6 мкмоль/л. Повышенное содержание данной фракции билирубина наблюдается при гемолитической желтухе. Метгемоглобин – Норма 9,3 - 37,2 мкмоль/л (до 2 %). Сульфгемоглобин – Норма 0 - 0,1 % от общего количества.

Показатели углеводного обмена:

Глюкоза – является первостепенным источником энергии в организме. Норма составляет 3,38 - 5,55 ммоль/л. Повышенное содержание глюкозы в крови (гипергликемия) указывает на наличие сахарного диабета или же на нарушенную толерантность к глюкозе, хронические заболевания печени, поджелудочной железы и нервной системы. Уровень глюкозы может снижаться при усиленных физических нагрузках, беременности, долгом голодании, некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, связанных с нарушенным всасыванием глюкозы.

Сиаловые кислоты – Норма 2,0 - 2,33 ммоль/л. Увеличение их количества связано с такими заболеваниями, как полиартрит, ревматоидный артрит и др.

Связанные с белком гексозы – Норма 5,8 - 6,6 ммоль/л.

Связанные с серомукоидом гексозы - Норма 1,2 - 1,6 ммоль/л.

Гликозилированный гемоглобин – Норма 4,5 - 6,1 молярных %.

Молочная кислота – продукт распада глюкозы. Является источником энергии, необходимой для работы мышц, мозга и нервной системы. Норма 0,99 - 1,75 ммоль/л.

Показатели липидного обмена:

Общий холестерин – важное органическое соединение, являющееся компонентом липидного обмена. Нормальное содержание холестерина составляет 3,9 - 5,2 ммоль/л. Повышение его уровня может сопровождать следующие заболевания: ожирение, сахарный диабет, атеросклероз, хронический панкреатит, инфаркт миокарда, ишемическая болезнь сердца, некоторые болезни печени и почек, гипотиреоз, алкоголизм, подагра.

Холестерин альфа-липопротеидов (ЛПВП) – липопротеиды высокой плотности. Норма 0,72 -2, 28 ммоль/л.

Холестерин бета-липопротеидов (ЛПНП) – липопротеиды низкой плотности. Норма 1,92 – 4,79 ммоль/л

. Триглицериды – органические соединения, выполняющие энергетическую и структурную функции. В норме содержание триглицеридов зависит от возраста и пола. до 10 лет 0,34 - 1,24 ммоль/л10 – 15 лет 0,36 – 1,48 ммоль/л15 – 20 лет 0,45 – 1,53 ммоль/л20 – 25 лет 0,41 – 2,27 ммоль/л25 – 30 лет 0,42 – 2,81 ммоль/л30 – 35 лет 0,44 – 3,01 ммоль/л35 – 40 лет 0,45 – 3,62 ммоль/л40 – 45 лет 0,51 – 3,61 ммоль/л45 – 50 лет 0,52 – 3,70 ммоль/л50 – 55 лет 0,59 – 3,61 ммоль/л55 – 60 лет 0,62 – 3,23 ммоль/л60 – 65 лет 0,63 – 3,29 ммоль/л65 – 70 лет 0,62 – 2,94 ммоль/л Увеличение уровня триглицеридов в крови возможно при остром и хроническом панкреатите, атеросклерозе, ишемической болезни сердца, гипертонии, сахарном диабете, алкоголизме, гепатите, циррозе печени, ожирении, тромбозе сосудов мозга, подагре, хронической почечной недостаточности и др.

Фосфолипиды – Норма 2,52 – 2,91 ммоль/л Неэтерифицированные жирные кислоты 400 - 800 мкмоль/л Ферменты:

АЛАТ – аланинаминотрансфераза. Фермент, необходимый для определения функционального состояния печени. Нормальное содержание в крови 28 -178 нкат/л. Повышенное содержание АЛАТ характерно для инфаркта миокарда, поражения сердечных и соматических мышц. АСАТ – аспартатаминотрансфераза. Норма 28 – 129 нкат/л. Увеличивается при патологиях печени. Липаза – фермент, участвующий в расщеплении липидов, синтезируемый поджелудочной железой. Норма 0 – 190 ед/мл. Липаза повышается при панкреатите, опухолях, кистах поджелудочной железы, хронических заболеваниях желчного пузыря, почечной недостаточности, эпидемическом паротите, инфаркте, перитоните. Понижается – при любых опухолях, за исключением рака поджелудочной железы. Амилаза – пищеварительный фермент, расщепляющий крахмал, синтезируемый поджелудочной железой и слюнными железами. Норма альфа-амилазы 28 – 100 ед/л, панкреатической амилазы – 0 – 50 ед/л. Уровень повышается при панкреатитах, кистах поджелудочной железы, сахарном диабете, холецистите, травме живота, прерывании беременности. Щелочная фосфатаза – фермент, оказывающий влияние на обмен фосфорной кислоты и участвующий в переносе фосфора в организме. Норма у женщин до 240 ед/л, у мужчин до 270 ед/л. Уровень щелочной фосфатазы увеличивается при различных заболеваниях костей, рахите, миеломной болезни, гиперпаратиреозе, инфекционном мононуклеозе, заболеваниях печени. Снижение её характерно для гипотиреоза, нарушений роста костей, анемии, авитаминоза.