Суспензионная устойчивость крови (скорость оседания эритроцитов - СОЭ).

Кровь представляет собой суспензию, или взвесь, форменных элементов. Взвесь эритроцитов в плазме поддерживается гидрофильной природой их поверхности, а также тем, что эритроциты несут отрицательный заряд, благодаря чему отталкиваются друг от друга. Если отрицательный заряд форменных элементов уменьшается, что может быть обусловлено адсорбцией таких положительно заряженных белков, как фибриноген, γ-глобулины и др., то снижается электростатическое отталкивание между эритроцитами. При этом эритроциты, склеиваясь друг с другом, образуют так называемые монетные столбики. Если агрегация эритроцитов наблюдается в организме, то вязкость крови возрастает, что может создавать благоприятные условия для внутрисосудистого свертывания крови, а также повышения кровяного давления.

Если кровь поместить в пробирку, предварительно добавив в нее вещества, препятствующие свертыванию, то через некоторое время можно увидеть, что она разделяется на два слоя: верхний состоит из плазмы, а нижний представляет собой форменные элементы, главным образом эритроцита. Исходя из этих свойств, Фарреус предложил изучать суспензионную устойчивость эритроцитов, определяя скорость их оседания в крови, свертываемость которой устранялась предварительным добавлением цитрата натрия. Этот показатель был назван скоростью оседания эритроцитов (СОЭ).

Определение СОЭ ведется с помощью капилляра Панченкова, на котором нанесены миллиметровые деления. Капилляр ставят в штатив на 1час и затем определяют величину слоя плазмы над поверхностью осевших эритроцитов.

Величина СОЭ зависит от возраста и пола. У новорожденного она равна 1–2 мм/ч; у детей старше 1 года и у мужчин – 6–12 мм/ч; у женщин – 8–15 мм/ч; у пожилых людей обоего пола до 15–20 мм/ч. Наибольшее влияние на величину СОЭ оказывает содержание фибриногена: при увеличении его концентрации более 4 г/л СОЭ повышается.

СОЭ резко увеличивается во время беременности, когда содержание фибриногена в плазме возрастает. Повышение СОЭ наблюдается при воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваниях, при ожогах, отморожениях, а также при резком уменьшении числа эритроцитов (анемия).

Величина СОЭ зависит в большей степени от свойств плазмы, нежели эритроцитов. Так, если поместить эритроциты мужчины с нормальной СОЭ в капилляр с плазмой беременной женщины, то они начнут оседать с такой же скоростью, как и у женщин при беременности. 

ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ

Все форменные элементы крови — эритроциты, лейкоциты и тромбоциты образуются в костном мозге из единой полипотентной, плюрипотентной, стволовой клетки (ПСК). В костном мозге все кроветворные клетки собраны в грозди, окружены фибробластами и эндотелиальными клетками. Созревшие клетки пробивают себе путь среди расщелин, образованных фибробластами и эндотелием, в синусы, откуда поступают в венозную кровь.

Несмотря на то что все клетки крови являются потомками единой, кроветворной клетки, они выполняют различные специфические функции, в то же время общность происхождения наделила их и общими свойствами. Так, все клетки крови, независимо от их специфики, участвуют в транспорте различных веществ, выполняют защитные регуляторные функции.   

ЭРИТРОЦИТЫ. Эритроциты, или красные кровяные клетки, впервые обнаружил в крови лягушки Мальпиги (1661), Левенгук (1673) показал, что они также присутствуют в крови млекопитающих. В крови млекопитающих эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска. Поверхность диска в 1,7 раза больше, чем поверхность тела такого же объема, но сферической формы; при этом диск умеренно изменяется без растяжения мембраны клетки. Максимальная толщина составляет всего 2 мкм. Средняя величина диаметра эритроцита (нормоцита) у взрослого человека равна 7.5 мкм. Особая форма эритроцитов способствует выполнению ими основной функции – переноса дыхательных газов, так как при такой форме диффузионная поверхность увеличивается, а диффузионное расстояние уменьшается. Кроме того, благодаря своей форме эритроциты обладают большой способностью к обратимой деформации при прохождении через узкие изогнутые капилляры. Это значительно улучшает реологические характеристики крови. В обеспечении этих свойств важную роль играет под мембранный цитоскелет эритроцита. По мере старения клеток уменьшается пластичность эритроцитов. Пластичность понижена и у эритроцитов с патологически измененной формой (у сфероцитов и серповидных эритроцитов). 

Распределение эритроцитов по диаметру у здорового человека соответствует кривой нормального распределения или кривой ПрайсДжонса (рис. 1). При нарушении эритропоэзапроисходит сдвиг кривой Прайс-Джонса вправо; речь идет о макроцитозе, т. е. о значительном увеличении числа эритроцитов с диаметром, превышающим 8 мкм. При пернициозной анемии диаметр отдельных эритроцитов (мегалоцитов) иногда превышает 12 мкм. Сдвиг кривой Прайс-Джонса влево (т.е. существенное увеличение числа красных кровяных клеток с диаметром менее 6 мкм) называют микроцитозом. В этом случае в крови обнаруживаются карликовые эритроциты с укороченным сроком жизни; диаметр их может составлять всего 2,2 мкм. Более пологая форма кривой Прайс-Джонса в результате увеличения числа как макроцитов, так и микроцитов характерна для анизоцитоза. Пернициозная анемия и талассемия сопровождаются пойкилоцитозом – состоянием, при котором встречаются эритроциты разной необычной формы. К эритроцитам с характерной патологически измененной формой относятся круглые сфероциты (при сфероцитозе) и серповидные эритроциты (при серповидноклеточной анемии).  

Мембрана эритроцита состоит из билипидного слоя, который пронизан гликофорином, белками каналов. Наряду с тем, что мембрана эритроцита проницаема для катионов Nа и К, она особенно хорошо пропускает О2, СО2, СI- и НСО3-. На стороне, обращенной к цитозолю, располагается молекулярная сеть – подмембранный скелет. Главные компоненты этой сети образованы нитеподобными молекулами спектрина, которые связаны друг с другом анкириноми другими связывающими белками (Band4.1, актин). Подмембранный слой играет важную роль в деформации эритроцитов при прохождении их через узкие капилляры.  

Дефект белка цитоскелета – анкирина приводит к кеглеобразному изменению формы эритроцитов — сфероцитоз. Сфероциты крайне нестабильны — время жизни составляет около 10 дней, вследствие этого возникает анемия.

Размеры эритроцита весьма изменчивы, но в большинстве случаев их диаметр равен 7,5—8,3 мкм, толщина — 2,1 мкм, площадь поверхности — 145 мкм2, объем — 86 мкм3.

В норме число эритроцитов у мужчин равно 4—5*1012/л, или 4 —5 млн в 1 мкл. У женщин число эритроцитов меньше и не превышает 4,5*10

12   12

*/л. При беременности число эритроцитов может снижаться до 3,5*10 /л и даже до З,0*1012/л, и это многие исследователи считают нормой.

У человека с массой тела 60 кг общее число эритроцитов равняется 25 триллионам. 

В детском возрасте число эритроцитов постепенно меняется. У новорожденных оно высоко (5,5 млн./мкл крови), что обусловлено перемещением крови из плаценты в кровоток время родов и значительной потерей воды в дальнейшем. В последующие месяцы организм растет, но новые эритроциты не образуются, что обусловливает «спад третьего месяца» (к третьему месяцу жизни число эритроцитов снижается до 3,5 млн./мкл крови). У детей дошкольного возраста число эритроцитов меньше, чем у женщин.

В норме число эритроцитов подвержено незначительным колебаниям. При различных заболеваниях количество эритроцитов может уменьшаться. Подобное состояние носит название «эритропения» и часто сопутствует малокровию или анемии. Увеличение числа эритроцитов обозначается как «эритроцитоз».

Обмен веществ зрелых безъядерных эритроцитов направлен на обеспечение их функции как переносчиков кислорода и диоксида углерода. В связи с этим метаболизм эритроцитов отличается от метаболизма других клеток. Он должен, прежде всего, поддерживать способность эритроцита обратимо связывать кислород, для чего необходимо восстановление иона железа в составе тема. Двухвалентное железо в нем постоянно переходит в трехвалентное вследствие спонтанного окисления и, для того чтобы могло происходить связывание кислорода, Fe3+ должно быть восстановлено в Fe2+.

Предшественники эритроцитов, содержащие ядро, обладают обычным набором ферментов, необходимым как для получения энергии в результате окислительных процессов, так и для синтеза белков. В зрелых же эритроцитах может идти лишь гликолиз, основным субстратом которого служит глюкоза. Главным источником энергии в эритроцитах, как и в других клетках, является АТФ. Это вещество необходимо, в частности, для активного транспорта ионов через мембрану эритроцитов, то есть для поддержания внутриклеточного градиента концентрации ионов. Наряду с синтезом АТФ в процессе гликолиза в эритроцитах происходит также образование восстановителей – НАДН (восстановленный никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФН (восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат, образующийся в пентозофосфатном цикле).  

ГЕМОГЛОБИН И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

Основные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе особого белка хромопротеида - гемоглобина. Молекулярная масса гемоглобина человека равна 68 800. Гемоглобин состоит из белковой (глобин) и железосодержащей (гем) частей. На 1 молекулу глобина приходится 4 молекулы гема.

В крови здорового человека содержание гемоглобина составляет 120 -165 г/л (120-150 г/л для женщин и 130-160 г/л для мужчин). У беременных содержание гемоглобина может понижаться до 110 г/л, что не является патологией.

Основное назначение гемоглобина - транспорт О2 и СО2. Кроме того, гемоглобин обладает буферными свойствами, а также способностью связывать некоторые токсичные вещества.

Гемоглобин человека и различных животных имеет разное строение. Это касается белковой части - глобина, так как гем у всех представителей животного мира имеет одну и ту же структуру. Гем состоит из молекулы порфирина, в центре которой расположен ион Fе2+, способный присоединять О2. Структура белковой части гемоглобина человека неоднородна, благодаря чему белковая часть разделяется на ряд фракций. Большая часть гемоглобина взрослого человека (95—98%) состоит из фракции А (от лат. аdultus — взрослый); от 2 до 3% всего гемоглобина приходится на фракцию А2; наконец, в эритроцитах взрослого человека находится так называемый фетальный гемоглобин (от лат. fetus — плод),

или гемоглобин F, содержание которого в норме подвержено значительным колебаниям, хотя редко превышает 1—2%. Гемоглобины А и А2 обнаруживаются практически во всех эритроцитах, тогда как гемоглобин F присутствует в них не всегда.

Гемоглобин F содержится преимущественно у плода. К моменту рождения ребенка на его долю приходится 70—90%. Гемоглобин F имеет большее сродство к кислороду, чем гемоглобин А, что позволяет тканям плода не испытывать гипоксии, несмотря на относительно низкое напряжение кислорода в его крови. Эта приспособительная реакция объясняется тем, что гемоглобин F труднее вступает в связь с 2,3дифосфоглицериновой кислотой, которая уменьшает способность гемоглобина переходить в оксигемоглобин, а следовательно, и обеспечивать легкую отдачу кислорода тканям.

Гемоглобин обладает способностью образовывать соединения с кислородом, углекислым газом и угарным газом. Гемоглобин, присоединивший О2, носит наименование оксигемоглобина (ННО2,; гемоглобин, отдавший О2,, называется восстановленным, или редуцированным (ННЬ). В артериальной крови преобладает содержание оксигемоглобина, от чего ее цвет приобретает алую окраску. В венозной крови до 35% всего гемоглобина приходится на ННЬ. Кроме того, часть гемоглобина через аминную группу связывается с СО2, образуя карбогемоглобин (ННЬСО2), благодаря чему переносится от 10 до 20% всего транспортируемого кровью СО2.

Гемоглобин способен образовывать довольно прочную связь с СО. Это соединение называется карбоксигемоглобином (ННЬСО). Сродство гемоглобина к СО значительно выше, чем к О2, поэтому гемоглобин, присоединивший СО, неспособен связываться с О2,. Однако при вдыхании чистого О2 резко возрастает скорость распада карбоксигемоглобина, чем пользуются на практике для лечения отравлений СО.

Сильные окислители (ферроцианид, бертолетова соль, перекись, водорода и др.) изменяют заряд от Fе2+ до Fе3+, в результате чего возникает окисленный гемоглобин — прочное соединение гемоглобина с О2,, носящее наименование метгемоглобина. При этом нарушается транспорт О2,, что приводит к тяжелейшим последствиям для человека и даже смерти. 

11.   ЦВЕТОВОЙ ПОКАЗАТЕЛЬ

О содержании в эритроцитах гемоглобина судят по так называемому цветовому показателю, или фарб-индексу (Fi, от farb — цвет, index — показатель) — относительной величине, характеризующей насыщение в среднем одного эритроцита гемоглобином. Fi — процентное соотношение гемоглобина и эритроцитов, при этом за 100% (или единиц) гемоглобина условно принимают величину, равную 166,7 г/л, а за 100% эритроцитов — 5*1012 /л. Если у человека содержание гемоглобина и эритроцитов равно 100%, то цветовой показатель равен 1. В норме фарб- индекс колеблется в пределах 0,75—1,0 и очень редко может достигать 1,1. В этом случае эритроциты называются нормохромными. Если цветовой показатель менее 0,7, то такие эритроциты недонасыщены гемоглобином и называются гипохромными. При Fi более 1,1 эритроциты называются гиперхромными. В этом случае объем эритроцита значительно увеличивается, что позволяет ему содержать большую концентрацию гемоглобина. В результате создается ложное впечатление, будто эритроциты перенасыщены гемоглобином. Гипо- и гиперхромия встречаются лишь при анемиях. Определение цветового показателя важно для клинической практики, так как позволяет провести дифференциальный диагноз при анемиях различной этиологии. 

ГЕМОЛИЗ

Осмотические свойства. Содержание белков в эритроцитах выше, а низкомолекулярных веществ ниже, чем в плазме. Осмотическое давление, создаваемое высокой внутриклеточной концентрацией белков, в значительной степени компенсируется малой концентрацией низкомолекулярных веществ, поэтому осмотическое давление в эритроцитах лишь немногим выше, чем в плазме: величина его как раз достаточна для обеспечения нормального тургора этих клеток. Мембрана эритроцита проницаема для малых молекул и ионов (для разных в разной степени). Ингибирование активного транспорта ионов (активно переносятся через мембрану Na+ и К+: Nа+ – из клетки, а К+ – в клетку;)

приводит к снижению их трансмембранных концентрационных градиентов. Высокое внутриклеточное содержание белков, которое при этом остается постоянным, перестает компенсироваться, и осмотическое давление в эритроците возрастает. В результате вода начинает поступать в эритроцит; это продолжается до тех пор, пока его мембрана не лопнет и гемоглобин не выйдет в плазму. 

Гемолизом называется разрыв оболочки эритроцитов и выход гемоглобина в плазму, благодаря чему кровь приобретает лаковый цвет. Процесс называется осмотическим гемолизом. Если внеклеточная жидкость лишь умеренно гипотонична, эритроциты набухают и приобретают форму, близкую к сферической (сфероциты). Напротив, в гипертонической среде они теряют воду и сморщиваются.

В искусственных условиях гемолиз эритроцитов может быть вызван помещением их в гипотонический раствор. Для здоровых людей минимальная граница осмотической стойкости соответствует раствору, содержащему 0,42-0,48% NаС1, полный же гемолиз (максимальная граница стойкости) происходит при концентрации 0,30-0,34% NаС1. При анемиях границы минимальной и максимальной стойкости смещаются в сторону повышения концентрации гипотонического раствора. 

Осмотический гемолиз эритроцитов наступает также в изотонических растворах веществ, легко проникающих через их мембраны (например, в растворе мочевины). Мочевина равномерно распределяется между эритроцитом и внешней средой. Поскольку клеточная мембрана задерживает крупные молекулы внутри эритроцита, осмотическое давление в нем становится больше, чем во внешней среде; разница между внеклеточным и внутриклеточным осмотическим давлением в этом случае будет пропорциональна количеству поглощенной мочевины. В эритроцит начинает поступать вода, что приводит к разрыву мембраны. Гемолиз может наступить также в результате действия веществ, растворяющих жиры (например, хлороформа, эфира и т.п.). Гемолитическое действие различных моющих средств обусловлено тем, что они снижают поверхностное натяжение между водной и липидной фазами мембраны. Это приводит к эмульгированию жиров, вымыванию их из мембраны и образованию в ней отверстий, через которые выходит содержимое клетки. 

При сильном встряхивании ампулы с кровью также наблюдается разрушение мембраны эритроцитов - механический гемолиз. Он может проявляться у больных с протезированием клапанного аппарата сердца и сосудов. Кроме того, механический гемолиз иногда возникает при длительной ходьбе (маршевая гемоглобинурия) из-за травмирования эритроцитов в капиллярах стоп.

Если эритроциты заморозить, а потом отогреть, то возникает гемолиз, получивший наименование термического. Наконец, при переливании несовместимой крови и наличии аутоантител к эритроцитам развивается иммунный гемолиз. Последний является причиной возникновения анемий и нередко сопровождается выделением гемоглобина и его производных с мочой (гемоглобинурия).

ФУНКЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ