Основные физиологические показатели крови.

Тема 5. Система крови

1. Понятие системы крови.

2. Функции системы крови.

3. Основные физиологические показатели крови.

4. Белки плазмы крови.

5. Клеточный состав крови.

5.1. Эритроциты.

5.2. Лейкоциты.

5.3. Тромбоциты.

6. Гемостаз.

6.1. Сосудисто-тромбоцитарный механизм гемостаза.

6.2. Коагуляционный (ферментативный) механизм гемостаза.

6.3. Противосвертывающие механизмы.

6.4. Регуляция свертывания крови.

7. Гемопоэз и его регуляция.

7.1. Эритропоэз.

7.2. Лейкоцитопоэз.

7.3. Тромбоцитопоэз.

Понятие системы крови.

Система крови − совокупность образований, участвующих в поддержании гомеостаза тканей и органов.

Система крови включает:

− собственно кровь как разновидность соединительной ткани.

− органы кроветворения и кроворазрушения: костный мозг, вилочковую железу, лимфатические узлы, селезенку, печень.

− нейрогуморальный аппарат регуляции.

Кровь циркулирует в сердечно-сосудистой системе, чтобы обеспечить распределение дыхательных газов, питательных веществ, воды, электролитов, метаболитов, гормонов, антител, лекарственных препаратов, а также тепла по всему телу.

Кровь состоит из плазмы (55-60 %) и форменных элементов – эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов (40-45 %).

Функции системы крови.

· Кроветворение происходит непрерывно в красном костном мозге, который с периода новорожденности и до 3-4 лет располагается во всех полостях костей; по мере роста костей красный костный мозг занимает в них все меньше места, вытесняясь жировой тканью − желтым костным мозгом. У взрослых красный костный мозг сохраняется только в позвонках, грудине, ключице, лопатке, ребрах, костях черепа и таза, эпифизах трубчатых костей. Масса миелоидной ткани взрослого человека 1,5-2 кг, она содержит стволовые клетки и зреющие форменные элементы крови.

· Кроворазрушение также протекает непрерывно в самом сосудистом русле, в селезенке и печени в количествах, эквивалентных вновь образующимся форменным элементам.

· Дыхательная функция заключается в переносе кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Обмен газов основан на разности парциальных давлений, в результате чего происходит их диффузия. Кислород и углекислый газ содержатся в крови в основном в связанном состоянии. Азот (около 1,2 % по объему) находится в крови только в растворенном состоянии.

· Трофическая функция заключается в транспорте пластических и энергетических ресурсов (аминокислот, липидов, моно- и дисахаридов, витаминов, микроэлементов и др.) от кишечника к клеткам тканей. 

· Экскреторная функция способствует выведению через почки, легкие, потовые железы и пищеварительный тракт продуктов метаболизма (мочевина, аммиак, билирубин, двуокись углерода и др.), а также избытка воды и солей.

· Защитная функция реализуется в двух формах − иммунных реакциях (гуморальный и клеточный иммунитет) и свертываниикрови (сосудисто-тромбоцитарный и коагуляционный механизмы гемостаза).

· Секреторная функция заключается в синтезе биологически активных веществ(белков плазмы, регуляторных веществ) форменными элементами крови, клетками печени, костного мозга, селезенки.

· Регуляторная функция заключается в транспорте кровью факторов гуморальной регуляции (гормонов, других биологически активных веществ, витаминов, ферментов, электролитов) и их доставке к органам-мишеням.

· Терморегуляторная функция способствует поддержанию постоянной температуры тела, особенно в условиях повышенной или пониженной температуры окружающей среды. Вследствие большой теплоемкости кровь переносит тепло от более нагретых к менее нагретым участкам тела и органам, регулируя таким образом физическую теплоотдачу.

Например, во время интенсивной мышечной деятельности в мышцах возрастает образование тепла, но тепло в них не задерживается. Оно поглощается кровью и разносится по всему телу, вызывая возбуждение гипоталамических центров терморегуляции. Это приводит к соответствующему изменению продукции и отдачи тепла. В результате температура тела поддерживается на постоянном уровне.

· Функция креаторных связей заключается в переносе макромолекул, осуществляющих в организме информационные связи. Благодаря этому регулируются внутриклеточные процессы синтеза белка, клеточные дифференцировки.

· Гомеостатическая функция направлена на сохранение относительного посто­янства показателей внутренней среды – кислотно-щелочного равновесия (реакции рН), газового и электролитного, клеточного состава и др. Все перечисленные выше функции крови являются частным случаем ее гомеостатической функции.

· Обеспечение целостности организма можно назвать глобальной функцией системы крови.

Белки плазмы крови.

Нормальные плазменные концентрации отдельных ионов и небольших молекул почти такие же, как и в тканевой жидкости из-за свободного обмена воды и растворенных веществ через большинство кровеносных капилляров. Напротив, большинство капилляров непроницаемы для белков плазмы. Белки плазмы являются ее функциональными элементами. С их помощью в значительной степени осуществляется транспорт веществ кровью к тканям. К числу транспортируемых компонентов относятся питательные вещества, витамины, микроэлементы, гормоны, ферменты, а также конечные продукты обмена веществ.

Плазма крови содержит несколько десятков различных белков. Их делят на две основные группы: альбумины и глобулины. В глобулиновую фракцию входит фибриноген.

Альбумины составляют около 60 % белков плазмы. Альбумины создают онкотическое давление крови и обеспечивают удержание воды в крови. Снижение их содержания в плазме крови ведет к потере воды плазмой и отеку тканей, а увеличение – к задержке воды в крови.

Альбумины выполняют также транспортную функцию: переносят гормоны (тироксин), жирные кислоты, билирубин, соли тяжелых металлов, фармакологические препараты (пенициллин).

Глобулины по показателям электрофоретической подвижности разделяют на α₁-, α₂-, β- и γ-глобулины. Эти фракции подразделяют на субфракции.

Так, к α₁-глобулинам относятся белки с углеводной группой – гликопротеины, в них циркулирует около 60 % всей глюкозы плазмы.

Субфракция α₂-глобулинов − церулоплазмин обладает способностью связывать медь.

β-глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, металлических катионов. Они удерживают около 75 % всех липидов плазмы. Металлосодержащий белок трансферрин осуществляет перенос железа кровью.

Во фракцию γ-глобулинов входят различные антитела, обеспечивающие иммунные реакции и защищающие организм от вторжения вирусов и бактерий. Их подразделяют на группы IgA, IgE, IgG и т.д. Сюда же относят агглютинины крови.

Фибриноген обладает свойством становиться нерастворимым в определенных условиях (под воздействием тромбина), принимать при этом волокнистую структуру, переходя в фибрин.

Альбумины и фибриноген образуются в печени, глобулины – в печени, красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах.

Клеточный состав крови.

Клеточный состав крови представлен эритроцитами, лейкоцитами и тромбоцитами.

Эритроциты.

Эритроциты − это безъядерные форменные элементы. Количество эритроцитов в среднем составляет 3,9-5*10¹²/л.

98 % объема гомогенной цитоплазмы эритроцитов составляет гемо­глобин. Гемоглобин окрашивает эритроциты в красный цвет после присоединения к Fe²⁺, которое содержится в нем, кислорода. В крови взрослого человека находится гемоглобин типа А, а у плода – гемоглобин типа F (фетальный гемоглобин), обладающий большим сродством к кислороду.

Время жизни эритроцитов составляет в среднем 120 дней. Активная часть жизненного цикла эритроцитов протекает в перифери­ческой крови, куда они поступают в стадии ретикулоцитов и через 24-36 ч превращаются в зрелые эритроциты.

Зрелые эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков диаметром 7-10 мкм, соотношение диаметров толстой и тонкой частей 1/4. Особая форма не только увеличивает площадь поверхности эритроцитов, но и способствует более быстрой и равномерной диффузии газов через клеточную мембрану. Вследствие большой эластичности эритро­циты легко проходят по капиллярам, имеющим вдвое меньший, чем они диаметр (3-4 мкм). Плазмолемма эритроцитов имеет отрицательный заряд, аналогично заряжена внутренняя поверхность стенки кровеносных сосудов. Одноименные заряды препятствуют слипанию эритроцитов между собой и их прилипанию к сосудистой стенке.

Функции эритроцитов.

· Транспортируют кислород от легких к тканям и участвуют в переносе углекислого газа от тканей к легким за счет содержащегося в них гемоглобина.

· Транспортируют адсорбированные на поверхности питательные вещества и биологически активные вещества, осуществляют обмен липидами с плазмой крови.

· Участвуют в регуляции кислотно-щелочного и ионного равновесия.

· Принимают участие в механизмах иммунитета, адсорбируя различные яды, которые затем разрушаются.

· Участвуют в свертывании крови.

· Содержат ряд ферментов (фосфатазу) и витаминов (В₁, В₂, В₆, С).

· Мембранные белки А и В определяют групповую принадлежность крови в системе АВ0, D-белок – в системе резус-фактора (Rh).

Мембрана плаценты затрудняет обмен газов между плодом и матерью. Кроме того, в начальные этапы внутриутробного развития содержание эритроцитов и гемоглобина у плода намного меньше, чем у взрослого человека. Однако, в процессе развития у плода создаются механизмы, препятствующие возникновению чрезмерной гипоксии – это уменьшение объема каждого эритроцита, увеличение числа эритроцитов и содержания в каждом из них гемоглобина.

Первый этап новорожденности характеризуется большой кислородной емкостью крови (на 10-15 % больше, чем у взрослого человека) за счет большого количества эритроцитов. Это связано с недостаточным снабжением плода кислородом в последние дни внутриутробного развития и во время родов. Со 2-3 дня жизни количество эритроцитов начинает снижаться, что продолжается в течение 2-3 месяцев. Это происходит в результате гипероксии, которая проявляется у ребенка после рождения. Затем число эритроцитов и количество гемоглобина увеличивается, причем у мальчиков этот процесс продолжается и в подростковом периоде, а у девочек-подростков прирост эритроцитов и гемоглобина прекращается. В пубертатном возрасте отношение общего гемоглобина к массе тела у мальчиков выше, чем у девочек (девочки с той же мышечной массой потребляют меньше кислорода). Происходящие с возрастом изменения в содержании эритроцитов и гемоглобина направлены на обеспечение возросшего потребления кислорода на единицу массы тела.

Лейкоциты.

Лейкоциты− это шаровидные клетки крови, имеющие ядро и цитоплазму. Вместе с кроветворной тканью они образуют белый росток крови. Количество лейкоцитов в крови в среднем составляет 4-9*10⁹/л. Увеличение их количества называется лейкоцитозом, уменьшение – лейкопенией.

Различают физиологический и реактивный лейкоцитоз. Физиологический лейкоцитоз чаще всего наблюдается после приема пищи, при мышечной работе, сильных эмоциях, во время беременности. По своей природе он является перераспределительным. В нем чаще всего участвуют селезенка, костный мозг, легкие. Реактивный лейкоцитоз характерен для воспалительных процессов и инфекционных заболеваний. Он обусловлен повышением выброса клеток из органов кроветворения с преобладанием молодых форм клеток.

Лейкопения характеризует течение некоторых инфекционных заболеваний. Неинфекционная лейкопения связана главным образом с повышением радиоактивного фона, применением ряда лекарственных препаратов, приводящим к угнетению кроветворной ткани.

Лейкоциты обеспечивают иммунные реакции организма против микробов и их токсинов, чужеродных белков и продуктов распада тканей путем фагоцитоза или выработки антител. Все лейкоциты обладают амебоидной подвижностью. При наличии определенных химических раздражителей они могут выходить путем диапедеза (просачивания) через эндотелий капилляров по направле­нию к раздражителям: микроорганизмам, бак­териальным токсинам, распадающимся клеткам данного организма, инородным телам.

В лизосомах лейкоцитов содержится целый ряд ферментов, в том числе пептидазы, липазы, дезоксирибонуклеазы. Своей цитоплазмой лейкоциты способны окружить инородное тело и с помощью ферментов переварить его. В фагоцитарной реакции различают несколько стадий:

− присоединение фагоцита к микробу,

− поглощение микроба,

− слияние микроба с лизосомой,

− внутриклеточную инактивацию микроба,

− ферментативное переваривание микроба,

− удаление материала, оставшегося неразрушенным.

Лейкоциты способны выделять антитела – вещества, обладающие антибактериальными и антитоксическими свойствами.

Лейкоциты представлены гранулоцитами (зернистые лейкоциты) и агранулоцитами (незернистые лейкоциты). Гранулоциты делятся на нейтрофильные, базофильные и эозинофильные (ацидофильные). Агранулоциты делятся на моноциты и лимфоциты.

· Нейтрофильные гранулоциты составляют около 95 % от общего количества гранулоцитов. В крови они находятся 8-12 ч, затем мигрируют в ткани, где живут от нескольких минут до нескольких (4-5) суток.

Нейтрофильные гранулоциты − наиболее важные элементы неспецифической защитной системы крови. Нейтрофилы осуществляют свои функции, благодаря способности быстро мигрировать и накапливаться в инфицированном или поврежденном участке организма. Они способны обезвреживать инородные тела при первой же встрече с ними, фагоцитируя и разрушая бактерии и поврежденные клетки своими лизосомальными ферментами (лизоцим и др.). При этом они погибают, а освобождающиеся ферменты разрушают окружающие ткани, способствуя формированию гнойника. В состав гноя обычно входят разрушенные нейтрофильные гранулоциты и продукты распада тканей.

Помимо этого, нейтрофилы выделяют или адсорбируют на своей мембране антитела против микробов и чужеродных белков.

· Базофильные гранулоциты − самая малочисленная часть лейкоцитов периферической крови − 0,5-1 %. Продолжительность их жизни составляет 8-12 суток, время циркуляции в крови − несколько часов.

Базофилы продуцируют гепарин, препятствующий свертыванию крови. Базофилы участвуют в формировании аллергических реакций. Они могут синтезировать и накапливать в гранулах гистамин, вызывающий расширение сосудов, спазм бронхов, зудящую сыпь. Гранулы базофильных гранулоцитов содержат также серотонин, фактор, активирующий тромбоциты, и др.

· Эозинофильные, или ацидофильные гранулоциты циркулируют в крови менее 1 суток, а затем мигрируют в ткани, где продолжительность их жизни составляет 8-12 суток.

Эозинофилы защищают организм от паразитарных инфекций. Они участвуют в иммунных реакциях, фагоцитируя комплексы антиген-антитело.

Эозинофилы являются антагонистами базофильных гранулоцитов, благодаря секреции веществ, предупреждающих длительное действие биологически активных веществ этих клеток. Эозинофилы участвуют в разрушении гистамина, препятствуя тем самым развитию аллергических реакций.

Количество эозинофильных гранулоцитов в циркулирующей крови (эозинофилия) увеличивается при аллергических процессах, паразитарных заболеваниях. Число эозинофилов значительно увеличивается при аутоиммунных заболеваниях, когда в орга­низме образуются антитела против собственных клеток.

· Моноциты составляют 3-11 % циркулирующих лейкоцитов крови (200-600/мм³). Время их пребывания в кровеносной системе − 2-3 суток, после чего они мигрируют в ткани: костный мозг, лимфатические узлы, се­лезенку, печень и др. При переходе в ткани они превращаются в макрофаги.

В цитоплазме моноцитов содержатся пероксидаза, лизоцим, кислые гидралазы и другие ферменты. Моноциты характеризуются самой высокой фагоцитарной активностью. Для них характерна выраженная способность к фа­гоцитозу и пиноцитозу микроорганизмов, чужеродных частиц, макромолекул, коллагена, старых и поврежденных кле­ток крови и гемоглобина, иммунных комплексов, продуктов клеточного ра­спада. При этом они выделяют биологически активные вещества, взаимодействуют с плазменными и тканевыми факторами свертывания крови, секретируют пирогенные (повышающие температуру) вещества − ингибиторы воспаления и др. Таким образом, они очищают очаг воспаления и подготавливают почву для регенерации ткани.

· Лимфоциты. В организме взрослого человека число лимфоцитов достигает 6*10¹²/л. Лимфоциты являются главными клеточными элементами иммунной системы, способной отличать свои антигены от чужих и образовывать антитела к ним. Их функции разделены между двумя классами лимфоидных клеток − Т-лимфоцитами (тимусзависимые) и В-лимфоцитами (от лат. bursa of fabricius − фабрициева сумка; у птиц это орган, где происходит антителообразование и где они были впервые обнаружены).

Общая популяция лимфоцитов состоит из короткоживущих (3-7 суток, 20 % от общего количества, в основном В-лимфоциты) и долгоживущих (100-200 суток и более, 80 % клеток, представлены Т-лимфоцитами).

Т-лимфоциты ответственны за реакции клеточного иммунитета, распознавание чужих антигенов, оттор­жение чужеродных и даже собственных клеток, измененных антигенами (белками, вирусами). Т-лимфоциты тонко дифференцируют белки собственных тканей и чужие, благодаря наличию на наружной поверхности мембраны специфических рецепторов, способных возбуждаться при встрече с чужеродными или видоизмененными белками. Они делятся на несколько групп, которые выполняют различные функ­ции и отличаются биологическими свойствами.

Т-киллеры посредством ферментов самостоятельно разрушают микробы, собственные клетки-мишени, на поверхности которых находятся чужеродные антигены − вирусы, клетки трансплантируемой ткани.

Т−В-хелперы помогают дифференцировке В-лимфоцитов в антитело-продуцирующие клетки.

Т-супрессоры − клетки, тормозящие иммунный ответ.

В каждой из перечисленных групп Т-лимфоцитов обнаружены клетки памяти,которые при повторном контакте с антигенами реагируют быстрее и интенсивнее, чем при первом контакте с тем же антигеном.

В-лимфоциты обеспечивают гуморальный иммунитет, вырабатываяпри контакте с различными антигенами специфические антитела, которые нейтрализуют и связыва­ют эти вещества, подготавливая тем самым процесс их последующего фагоцитоза. Кроме этого, при первич­ном ответе образуется клон В-лимфоцитов, обладающий иммунологической памятью. В ряде случаев собственные белки организма изменяются таким образом, что лимфоциты принимают их за чужеродные и возникают тяже­лые аутоиммунные заболевания.

Лимфоциты являются центральным звеном иммунной системы, но, кроме того, они участвуют:

− в процессах клеточного роста, дифференцировки, регенерации тканей;

− переносят макромолекулы информационного белка, необходимого для управления генетическим аппаратом других клеток.

 

Т.о. при ряде заболеваний повышается процентное содержание отдельных видов лейкоцитов. Например, при коклюше, брюшном тифе возрастает уровень лимфоцитов, при малярии - количество моноцитов, а при пневмонии и других острых инфекциях - нейтрофилов. Содержание эозинофилов увеличивается при аллергических заболеваниях, бронхиальной астме, при скарлатине, глистных инвазиях. Характерные изменения в лейкоцитарной формуле помогают врачу поставить правильный диагноз. При патологических состояниях число лейкоцитов может возрасти в 5 - 20 раз (лейкоцитоз). Снижение общего количества лейкоцитов - лейкемия - может быть вызвано угнетением костного мозга под действием рентгеновских лучей или токсических веществ.

Возрастные особенности.

Лейкоциты появляются в конце 3 месяца внутриутробного развития, а на последней неделе беременности их концентрация у плода превышает таковую у взрослого человека. Она достигает своего максимума в первый день после рождения (физиологический лейкоцитоз) в результате быстрой мобилизации нейтрофилов из костного мозга ребенка в ответ на стресс при рождении. На фоне физиологического лейкоцитоза отмечается перераспределение содержания нейтрофилов и лимфоцитов. Число нейтрофилов прогрессивно уменьшается, а лимфоцитов – увеличивается. На 5-6 день после рождения имеет место так называемый первый перекрест относительного содержания нейтрофилов и лимфоцитов в крови. Внешние антигенные стимулы могут вызвать у новорожденных реактивный лейкоцитоз. С возрастом общее количество лейкоцитов снижается и достигает взрослого уровня к 16 годам.

В процессе возрастного развития иммунная система проходит через несколько критических периодов.

Первый критический период наблюдается сразу после рождения, когда организм внезапно встречается с огромным количеством антигенов. Активность клеток крови, способствующих уничтожению микроорганизмов, низкая, фагоцитоз ослаблен, что понижает сопротивляемость организма по отношению к различным микробам и вирусам. В этот период гуморальный иммунитет обеспечивается почти полностью материнскими антителами.

Второй критический период становления иммунной системы развивается через 3-6 месяцев. Обусловленный передачей антител с молоком матери, пассивный гуморальный иммунитет ослабляется в связи с расщеплением поступающих антител. И хотя концентрация лимфоцитов в это время достигает своего максимума, лимфоциты еще незрелы.

Третий критический период приходится на конец первого и второй год жизни, когда ребенок начинаем ходить, возрастают его контакты с внешним миром и увеличиваются антигенные нагрузки. Хотя синтез некоторых антител ограничен, все же иммунная система по ряду показателей становится более зрелой. Так, дети старше 2 лет имеют то же процентное содержание Т-лимфоцитов, что и взрослые.

Четвертый критический период созревания иммунной системы развивается примерно в 5 лет, когда происходит второй перекрест относительного содержания нейтрофилов и лимфоцитов в крови (количество первых повышается, а вторых – снижается).

Пятый критический период связан с пубертатным скачком роста, который сопровождается относительным уменьшением массы лимфоидных органов. И хотя половые гормоны стимулируют гуморальное звено иммунитета, они подавляют клеточное звено. Вредные привычки, стресс могут в еще большей степени ослабить иммунную систему подростков. Химические загрязнители биосферы вызывают нарушение развития Т-лимфоцитов и вилочковой железы.

Тромбоциты.

Тромбоциты(кровяные пластинки) − плоские безъядерные форменные элементы неправильной овальной или веретенообразной формы, образующиеся в костном мозге при отщепле­нии участков цитоплазмы от мегакариоцитов. Общее количество тромбоцитов в крови составляет 180-320*10⁹/л. Время их циркуляции в крови не превышает 7 суток, после чего они попадают в селезенку и легкие, где разрушаются.

Функции тромбоцитов.

· Обеспечение свертывания крови и остановки кровотечения.

· Фагоцитоз инород­ных тел, вирусов, иммунных комплексов и неорганических частиц благодаря большой подвижности и образованию псевдоподий.

· Трофическая функция по отношению к сосудистой стенке − выделение веществ, способствующих нормальному функционированию эндотелия. Без этого контакта невозможно поддержание нормальной жизнедеятельности эндотелиальных клеток. Микрососуды, лишенные его, быстро подвергаются дистрофии и начинают пропускать в ткани эритроциты.

· Синтез серотонина и гистамина – биологически активных веществ, влияющих на величину просвета и проницаемость мелких кровеносных сосудов.

В процессе возрастного развития количество тромбоцитов, постепенно увеличиваясь, выходит на взрослый уровень к подростковому возрасту.

Гемостаз.

Гемостаз – это защитная реакция организма, выражающаяся в остановке кровотечения при повреждении стенки сосуда. В гемостатической реакции принимают участие окружающая сосуд ткань, стенка сосуда, плазменные факторы свертывания крови, все клетки крови, особенно тромбоциты.

Важная роль в гемостазе принадлежит биологически активным веществам. Биологически активные вещества относятся к трем категориям: способствующие свертыванию крови, препятствующие свертыванию крови и определяющие разжижение уже свернувшейся крови. Все эти вещества содержатся в плазме и форменных элементах крови, а также в тканях организма, особенно в сосудистой стенке.

В системе свертывания крови различают сосудисто-тромбоцитарный и коагуляционный механизмы гемостаза.

Гемопоэз и его регуляция.

Гемопоэзом, или кроветворением, называется возникновение и развитие форменных элементов крови. Ежечасно у здорового человека погибают клетки крови. Эта утрата клеток постоянно компенсируется равным ей количеством вновь образующихся форменных элементов крови. Образование клеток крови происходит в красном костном мозге. У новорожденных большинство костей скелета содержит активный костный мозг, но у взрослых, как правило, он встречается только в позвонках, ребрах, черепе, тазе и проксимальной части бедра. Поэтому различают два типа гемопоэза:

− эмбриональный гемопоэз, который происходит в пренатальный период и приводит к развитию крови как ткани. У плода он идет в различных органах – желточном мешке, печени, селезенке. С 5 месяца пренатального развития центральным органом, осуществляющим гемопоэз, становится красный костный мозг.

− постэмбриональный гемопоэз, представляющий собой систему регенерации крови. Он идет в красном костном мозге, который обеспечивает кровь зрелыми форменными элементами, а также поставляет стволовые клетки (источники форменных элементов) в тимус, лимфатические узлы и другие гемопоэтические органы.

Кровяные клетки, полученные из стволовых клеток в костном мозге, проходят через несколько стадий деления и дифференцировки.

Эритропоэз − это процесс развития эритроцитов. Л ейкоцитопоэз является общим термином, описывающим образование лейкоцитов. Т ромбоцитопоэз − это процесс развития тромбоцитов.

Эритропоэз.

Важнейшим фактором, стимулирующим образование эритроцитов, являются эритропоэтины. Они направляют развитие клеток-предшественников, ускоряют синтез гемоглобина, способствуют высвобождению ретикулоцитов из костного мозга. Продуцируются эритропоэтины, в основном, в юкстагломерулярном аппарате почек, где образуется неактивная форма, преобразуемая в эритропоэтин после взаимодействия с белками плазмы крови. Эритропоэтины также образуются в сосудистом эндотелии, клетках печени и селезенки, подчелюстных слюнных железах.Основным стимулятором синтеза эритропоэтинов является гипоксия.

Эритропоэз регулируется некоторыми гормонами. Так, андрогены, адренокортикотропный гормон, соматотропный гормон, тироксин усиливают, а эстрогены ослабляют эритропоэз.

Для нормального протекания эритропоэза обязательно присутствие железа и некоторых витаминов.

Суточная потребность организма в железе составляет 20-25 мг. Большая часть его поступает из разрушившихся эритроцитов, остальное доставляется с пищей. Некоторое количество гемоглобинового железа откладывается в виде белков ферритина и сидерофилина. При дефиците железа эритропоэз нарушается (при недостатке поступления, нарушении всасывания, повышенных затратах во время беременности, занятий спортом, интенсивном росте, кровопотерях).

Фолиевая кислота необходима для процесса удвоения ДНК (деления клеток). Поэтому она необходима для нормального созревания эритроцитов и перехода их в кровь. Она поступает с пищей и синтезируется микрофлорой толстой кишки.

Витамин В₁₂ поступает с пищей. Всасывание витамина В₁₂ в тощей кишке сопровождается его взаимодействием с внутренним фактором Касла – гастромукопротеином, синтезируемым эндокриноцитами стенок желудка. Образующийся комплекс попадает в печень, а затем костный мозг, где стимулирует образование эритроцитов, способствуя синтезу глобулина.

В эритропоэзе принимают также участие витамин С, активирующий синтез железосодержащей части молекулы гемоглобина, витамин В₆, влияющий на синтез гема, и витамин В₂, участвующий в образовании липидной стромы эритроцита.

Скорость эритропоэза может возрастать в несколько раз при обильных и быстрых кровопотерях, гипоксии. Скорость образования эритроцитов также напрямую зависит от скорости их гемолиза. Гемолиз – это разрушение мембраны эритроцита, сопровождающееся выходом гемоглобина. Существует несколько видов гемолиза.

· Осмотический гемолиз возникает в гипотоническом растворе, осмоляльность которого меньше, чем самого эритроцита. В этом случае по законам осмоса растворитель (вода) движется через хорошо проницаемую для нее мембрану эритроцитов в цитоплазму. Эритроциты набухают, а при значительном набухании разрушаются; кровь становится прозрачной («лаковая» кровь).

· Механический гемолиз возникает при интенсивных физических воздействиях на кровь. У здорового человека незначительный механический гемолиз наблюдается при длительном беге по твердому покрытию (асфальт, бетон); при работах, связанных с продолжительным сильным сотрясением тела, например, у шахтеров при бурении породы. Значительная часть эритроцитов подвергается разрушению при длительной циркуляции крови в системе аппаратов искусственного кровообращения. Как бы совершенны ни были их физические свойства (упругость, эластичность, гладкость внутренней поверхности), отсутствует главный фактор − электростатические силы отталкивания эндотелия сосудистой стенки и эритроцитов друг от друга. Именно эти силы в физиологических условиях препятствуют механическому трению эритроцитов и их разрушению. Механический гемолиз консервированной крови может произойти при неправильной ее транспортировке − грубом встряхивании и др.

· Биологический гемолиз связан с попаданием в кровь веществ, образую­щихся в других живых организмах: при повторном переливании несовместимой по резус-фактору крови, при укусе змей, ядовитых насекомых, при отравлении грибами.

· Химический гемолиз происходит под воздействием жирорастворимых веществ, нарушающих фосфолипидную часть мембраны эритроцитов, − наркотических анестетиков (эфир, хлороформ), бензола, нитро­глицерина.

· Термический гемолиз возникает при неправильном хранении крови − ее замораживании и последующем быстром размораживании. Внутрикле­точная кристаллизация биологической воды приводит к разрушению обо­лочки эритроцитов.

· Внутриклеточный гемолиз. Стареющие эритроциты удаляются из цирку­лирующей крови и разрушаются в печени, селезенке и незначительно − в костном мозге клетками мононуклеарной фагоцитарной системы.

При разрушении гемоглобина вначале из распавшегося гема образуется биливердин, а затем билирубин. Далее вместе с белком в нерастворенной в воде форме билирубин с кровью транспортируется в печень. Этот вид билирубина называется непрямым (неконъюгированным, несвязанным). В печени он образует водораствори­мые конъюгаты – это прямой (связанный) билирубин, его содержание составляет около 5 мкмоль/л (в 3 раза меньше, чем непрямого). Связанный билирубин выделяется печеночными клетка­ми в желчный проток и в двенадцатиперстную кишку, где продукты обмена образуют пигменты кала и мочи.

Лейкоцитопоэз.

Лейкоциты развиваются из соответствующих клеток-предшественников в красном костном мозге, при этом лимфоциты проходят дополнительную дифференцировку в лимфоидных органах. В регуляции лейкопоэза участвуют специальные биологически активные вещества – лейкопоэтины. Они влияют на красный костный мозг, увеличивая скорость роста и образования лейкоцитов. Стимулирующее влияние на лейкоцитопоэз оказывают гормоны гипофиза.

Лейкоцитопоэз зависит от распада лейкоцитов: чем больше их распадается, тем больше образуется. Скорость лейкоцитопоэза увеличивают продукты распада тканей, микроорганизмы и их токсины, а также прием пищи, эмоциональное напряжение, физическая нагрузка, беременность.

Увеличение числа лейкоцитов в крови не обязательно связано с их дополнительным образованием, они могут выбрасываться из своеобразных депо −  красного костного мозга, селезенки, легких.

Тромбоцитопоэз.

Количество тромбоцитов закономерно увеличивается при кровопотерях, физическом напряжении, стрессе и других состояниях, при этом происходит дополнительный выброс тромбоцитов из селезенки. Этому способствует влияние эстрогенов, адренокортикотропного гормона, адреналина, серотонина. Физиологическими регуляторами процесса тромбоцитопоэза являются тромбоцитопоэтины. В зависимости от места образования и механизма действия различают тромбоцитопоэтины короткого и длительного действия.

Тромбоцитопоэтины короткого действия образуются в селезенке, они усиливают отшнуровывание кровяных пластинок от мегакариоцитов и ускоряют их поступление в кровь. Тромбоцитопоэтины длительного действия содержатся в плазме крови и стимулируют образование тромбоцитов в костном мозгу.

 

Тема 5. Система крови

1. Понятие системы крови.

2. Функции системы крови.

3. Основные физиологические показатели крови.

4. Белки плазмы крови.

5. Клеточный состав крови.

5.1. Эритроциты.

5.2. Лейкоциты.

5.3. Тромбоциты.

6. Гемостаз.

6.1. Сосудисто-тромбоцитарный механизм гемостаза.

6.2. Коагуляционный (ферментативный) механизм гемостаза.

6.3. Противосвертывающие механизмы.

6.4. Регуляция свертывания крови.

7. Гемопоэз и его регуляция.

7.1. Эритропоэз.

7.2. Лейкоцитопоэз.

7.3. Тромбоцитопоэз.

Понятие системы крови.

Система крови − совокупность образований, участвующих в поддержании гомеостаза тканей и органов.

Система крови включает:

− собственно кровь как разновидность соединительной ткани.

− органы кроветворения и кроворазрушения: костный мозг, вилочковую железу, лимфатические узлы, селезенку, печень.

− нейрогуморальный аппарат регуляции.

Кровь циркулирует в сердечно-сосудистой системе, чтобы обеспечить распределение дыхательных газов, питательных веществ, воды, электролитов, метаболитов, гормонов, антител, лекарственных препаратов, а также тепла по всему телу.

Кровь состоит из плазмы (55-60 %) и форменных элементов – эритроцитов, лейкоц