ЗАНЯТИЕ 8-9 ФИЗИОЛОГИЯ

Характеристика форменных элементов крови.
К форменным элементам крови относится: эритроциты, тромбоциты и лейкоциты.
Эритроциты – в норме 4,5 – 5,0 млн. в 1 мм3 (4,5 – 5,0х1012 /л). Средний диаметр эритроцитов 7,3 мкм, средняя продолжительность жизни – 120 дней. Поверхностная мембрана четырехслойная: наружный слой мембраны содержит набор антигенов, в том числе АВО, резус.
Эритроциты выполняют следующие функции:
1) дыхательную – за счет транспорта кислорода из лёгких к тканям и углекислого газа из тканей к легким,
2) определяют групповую специфичность крови за счет наличия или отсутствия антигенов АВО;
3) регулирует содержание АДФ в крови за счет синтеза АДФазы, что влияет на свертываемость крови;
4) осуществляется синтез 2,3 дифосфоглицерат (2,3 ДФГ) в оболочке эритроцита при недостатке кислорода, в результате чего снижается сродство HbA к кислороду, благодаря чему увеличивается поступление кислорода к тканям;
5) участвуют в первом этапе свертывания крови – сосудисто-тромбоцитарном гемостазе.
При определенных заболеваниях количество эритроцитов может увеличиваться (эритроцитоз), либо уменьшаться (эритропения). Если уменьшение эртроцитов сопровождается уменьшением гемоглобина – это называется анемией. Образование новых эритроцитов называется эритропоэзом. Следует отметить, что бывает ложный эритроцитоз (рабочий), который отмечается при потере жидкой части крови (плазмы) при физических нагрузках при этом происходит увеличение гематокрита и истинный, при котором не изменяется гематокрит, что отмечается при гипоксических состояниях (недостатке кислрода), в данном случае увеличение эритроцитов происходит за счет эритропоэза.
Гемолиз – это разрушение оболочки эритроцитов.
В зависимости от причины, вызывающий гемолиз, различают несколько видов:
1) осмотический – при этом разрушение оболочки эритроцитов возникает в гипотоническом растворе;
2) химический – разрушение оболочки эритроцитов происходит в кислотах или щелочах;
3) термический – разрушение оболочки эритроцитов происходит при повышении температуры;
4) токсический – разрушение оболочки эритроцитов происходит за счет микробов или токсинов животного происхождения;
5) механический – разрушение эритроцитов происходит при сильной тряске.
Кривая анизоцитоза – показывает зависимость между процентным содержанием различных диаметров эритроцитов. В норме наибольшее количество эритроцитов (75-80%) отмечаются диаметром 7,2-7,5мкм, а разница между минимальным и максимальным диаметром эритроцитов составляет 2-2,5 мкм. При некоторых заболеваниях (например, при пернициозной анемии) происходит смещение кривой анизоцитоза вправо и при этом отмечается большая разница между минимальным и максимальным диаметром эритроцитов (до 4-6 мкм.). Такое сильное варьирование диаметров эритроцитов называется пойкилоцитозом.
Цветной показатель (ЦП) – показывает степень насыщения одного эритроцита гемоглобином. В норме ЦП равен 0,8–1,0.
По величине ЦП различаем три вида анемий:
1) нормохромная – при этом ЦП остается в пределах нормы;
2) гиперхромная – при этом ЦП больше 1,0;
3) гипохромная – при этом ЦП ниже 0,8.
Эритропоэз – образование новых эритроцитов. В этом процессе имеет значение два основных фактора: внешний и внутренний. К внешним факторам относятся те, что поступают в организм вместе с пищей – это витамин В12 и фолиевая кислота. К внутренним факторам относятся те, что синтезируются в организме – это фактор Кастла, или гастромукопротеид, который образуется слизистой желудка и способствует всасыванию витамина В12. К внутреннему фактору также можно отнести эритропоэтины, которые образуются в почке и попадают в кровь. Они воздействуют на эритропоэтин чувствительные клетки (ЭЧК) костного мозга и способствуют транспорту железа, благодаря чему происходит синтез гемоглобина и ЭЧК клетки превращаются в эритробласты. Предполагают, что витамин В12 действует на фолиевую кислоту и активизирует ее, превращая в фолиновую кислоту, которая воздействует на костный мозг, благодаря чему полипотентная клетка начинает дифференцироваться в сторону эритроцитов. Таким образом, эритропоэз начинается при действии фолиновой кислоты на костный мозг и при этом полипотентная стволовая клетка митотчески делится 7-10 раз, превращаясь в предшественника эритропоэтин чувствительной клетки ( преЭЧК), которая митотически делится 7-10 раз и дифференцируется в эритропоэтин чувствительную клетку (ЭЧК). На ЭЧК действует эритропоэтин и спосбствует проникновению железа в цитоплазму ЭЧК и начинается синтез гемоглобина, благодаря чему ЭЧК превращаются в эритробласты. Которые через 1-3 суток превращаются в юнных эритроцитов – ретикулоцитов, которые
созревают в течение 5-8 час и превращаются в эритроциты.
Лейкоциты – это белые кровяные тельца. В норме их 4,5–9х109/л.
Лейкоцитарная формула – процентное содержание разных видов лейкоцитов (рис. 40): нейтрофилов – 65–70% (юных – 0-1%, палочкоядерных – 1-4%, сегментоядерных – 60-65%); базофилов – 0-1%; эозинофилов 0-5%; моноцитов 6-8% и лимфоцитов – 25-30%. Увеличение лейкоцитов называется лейкоцитоз. При этом увеличение количества лейкоцитов может быть преимущественно за счет молодых форм нейтрофилов (юных и палочкоядерных) в этом случае говорят о лейкоцитозе со сдвигом влево, а может быть увеличение лейкоцитов за счет преимущественно зрелых форм нейтрофилов (сегментоядерных) – в этом случае говорят о лейкоцитозе со сдвигом вправо. Уменьшение количества лейкоцитов называется лейкопения, образование новых лейкоцитов – лейкопоэз.
Функции лейкоцитов:
нейтрофилы выполняют функцию фагоцитоза. Фагоцитоз и внутриклеточное переваривание чужеродных тел открыты в 1892 г лауреатом Нобелевской премии И.И. Мечниковым. Фагоцитоз осуществляется в 3 этапа – адгезия, поглощение и переваривание с участием лизосомальных ферментов. В среднем один нейтрофил способен фагоцитировать до 12-15 микробов, поэтому их называют микрофагами. Реакция фагоцитоза нейтрофилами осуществляется в нейтральной среде.
Базофилы – открыты в 1877 г. П. Эрлихом. Различают два вида базофилов: циркулирующие в переферической крови – гранулоциты и базофилы, локализованные в тканях – тканевые базофилы или тучные клетки. Они выполняют следующие функции – очищают среду от биологически активных веществ путем их поглощения, продуцируют гепарин, серотонин и гистамин – эти вещества участвуют в регуляции микроциркуляции (гистамин и серотонин активируют проницаемость капилляров, а гепарин препятсвует свертыванию крови).
Эозинофилы – выполняют три основные функции:
1) противоглистный иммунитет – в ответ на инвазию личинки в организм человека продуцируются имуноглобулины IgE, которые взаимодействуют с соответствующими рецепторами на поверхности эозинофилов – эозинофилы вступают в контакт с личинкой, при этом происходит дегрануляция – выход из эозинофилов и отложение на поверхности личинки пероксидазы, что вызывает лизис личинки;
2) предупреждает проникновение антигена в сосудистое русло: выйдя из капилляра, эозинофилы встречают на пути антигены и связывают их – это дезинтоксикационная функция;
3) эозинофилы способны поглощать гранулы базофилов, наполненные гистамином и за счет гистаминазы разрушать это вещество.
Кроме этого в эозинофилах синтезируется фактор, блокирующий синтез гистамина в базофилах, поэтому при аллергических реакциях (реакции гиперчувствительности немедленного типа) увеличивается количество эозинофилов.
Моноциты, или макрофаги – выполняют функцию фагоцитоза в кислой среде. Кроме того, моноциты выполняют цитотоксическую функцию - повреждают клетки-мишени (опухолевые клетки, поврежденные и состарившиеся эритроциты). Этот эффект может осуществляться при непосредственном контакте макрофага с чужеродной клеткой или на расстоянии. В обоих случаях механизм состоит в повреждении мембраны чужеродной клетки продуктами активации кислорода (супероксидного иона, пероксида водорода), вход в клетку осмотически активных ионов (натрия, калия) в результате чего происходит разрыв мембраны клетки. Моноциты продуцируют факторы, усиливающие гемокоагуляцию (тромбоксаны, тромбопластины) и факторы, усиливающие фибринолиз (активатор плазминогена). Моноциты принимают участие в углеводном (за счет поглощения инсулина) и липидном (захват липопротеинов низкой плотности, несущих холестерин к тканям) обменах.
Лимфоциты – выполняют функцию специфического иммунитета – защиты организма от чужеродного в генетическом отношении вещества.
Все лимфоциты, в зависимости от функции, делятся на следующие виды:
1) клетки, узнающие чужеродный антиген и дающие сигнал начала иммунного ответа – антигенреактивные клетки, или клетки иммунологической памяти;
2) клетки-эффекторы, непосредственно выполняюшие процесс элиминации чужеродного в генетическом отношении материала. Это цитотоксические, или клетки-киллеры (убийцы);
3) клетки, помогающие образованию эффекторов – хелперы;
4) клетки, тормозящие начало и осуществляющие прерывание иммунной реакции организма – супрессоры;
5) В-клетки, вырабатывающие иммуноглобулины.
Нейтрализация, или элиминация антигенов осуществляется следующими способами:
1) нейцтрализация, или детоксикация за счет связывания его антителом;
2) опсонизация – связывание антигена антителом, образование единого комплекса, который захватывается макрофагом и фагоцитируется им;
3) контактный лизис;
4) реакция связывания комплимента, когда клетка-антиген уничтожается путем цитотоксического эффекта (лизисного), но предварительно на клетку-антиген «садится» комплемент;
5) воспалительная реакция – вокруг чужеродного антигена-клетки собираются фагоциты и пожирают его;
6) элиминация циркулирующих комплексов антиген-антитело через почки, кишечник, печень
Тромбоциты – кровяные пластинки в норме их 180–320х109/л.
Они выполняют следующие функции:
1) совершают ангиотрофику – питание сосудистой стенки;
2) образуют тромбоцитарную пробку;
3) поддерживают в спазмированном состоянии гладкие мышцы поврежденного сосуда;
4) участвуют в свертывании крови и фибринолизе.
Ангиотрофическая функция заключается в том, что тромбоциты «вливают» свое содержимое в эндотелий и «подпитывают» его. Для этой функции участвуют около 15% циркулирующих в крови тромбоцитов. При снижении тромбоцитов (тромбоцитопении) возникает дистрофия эндотелия, в результате чего эндотелий начинает пропускать эритроциты, возникает диапедез, кровоизлияние. При этом наблюдается повышенная ломкость сосудов.
Адгезивно-агрегационная функция – при этом возникает тромбоцитарная пробка. Образование тромбоцитарной пробки происходит в две фазы: вначале происходит адгезия (прилипание) тромбоцитов к субэндотелиальным структурам. Этому процессу способствует коллаген (3-10с). Затем происходит внутрисосудистая агрегация (скручивание и склеивание) тромбоцитов и образование конгломератов из 10-20 тромбоцитов, которые приклеиваются к месту повреждения. Тромбоцитарная пробка формируется в пределах 1-3 минут от момента повреждения. Образованию тромбоцитарной пробки способствуют фактор Виллебранда (продуцируется сосудистой стенкой), коллаген, АДФ, адреналин, тромбин, серотонин. Тормозит этот процесс простоциклин ПГИ2 (продуцируется сосудистым эндотелием).
Свертывающая (гемокоагуляционная) функция тромбоцитов осуществляется за счет собственных факторов (пластинчатые факторы – ПФ): ПФ-1 – способствует активации протромбиназы, ПФ-2 – способствует переходу протромбина в тромбин, ПФ-3 способствует превращению фибриногена в фибрин, ПФ-4 – антигепариновый фактор, ПФ-5 – способствует адгезии и агрегации тромбоцитов, ПФ-6 – тромбостенин – актиномиозиновый комплекс, способствующий сжатию и уплотнению сгустка крови.
Группы крови. Резус-фактор.
В 1901 г. К. Ландштейнер впервые открыл группы АВО. По этой системе различают четыре группы крови, которые отличаются по наличию или отсутствию агглютиногенов и агглютининов. Агглютиногены – антигены, с которыми взаимодействуют агглютинины. Антигены – это вещества макромолекулярной природы, несущие признаки чужеродной для организма генетической информации. Агглютиногены находятся в оболочке эритроцита и различают А и В (полисахаридно-аминокислотные комплексы мембраны эритроцитов). Агглютинины (лат. agglutino – склеивать) – антитела, агглютинирующие эритроциты после взаимодействия с антигенами, находящимися на их поверхности. Антитела – специфические вещества (глобулины), образующиеся у теплокровных животных и человека на введение им различных антигенов и нейтрализующие их вредное действие путем взаимодействия с этими антигенами. Различают два агглютинина – альфа и бета (гамма-глобулины), которые находятся в плазме.
В зависимости от содержания агглютиногенов и агглютининов в крови конкретного человека в системе АВО выделяют 4 основных групп, которые обозначаются римскими цифрами и теми агглютиногенами, которые содержатся в эритроцитах этой группы:
I (0) – в этой группе агглютиногенов в эритроцитах нет, а в плазме содержатся агглютинины альфа и бета;
II (А) – в эритроцитах агглютиноген А, в плазме агглютинин бета;
III (В) – в эритроцитах агглютиноген В, в плазме агглютинин альфа;
IV (АВ) – в эритроцитах агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет.
Количество людей с разными группами различна:
I – 33,5%, II – 37,8%, III – 20,6% и IV – 8,1%.
Следует отметить, что существуют различные варианты агглютиногенов А и В. Агглютиноген А существует более, чем в 10 вариантах: А1, А2, А3 и т.д., из которых А1 – сильный антиген, активность остальных убывает в порядке их нумерации. В связи с этим группа А неоднородна – у 88% содержится агглютиноген А1, а у остальных А2, А3 и т.д.. Это имеет принципиальное значение при определении группы крови: люди, имеющие агглютиногены А2 А3 А4 могут быть приняты за человека с группой I (0). Существуют варианты антигена В – В1, В2 и т.д., но все эти антигены по своей активности равны между собой, поэтому при определении группы крови у людей с группой 111 (В) ошибок не бывает. У людей с группой крови 1V (АВ) также могут встречаться разные агглютиногены, поэтому часть этих людей может быть определена как человек с группой 111 (В) при условии, что в эритроцитах у них содержится слабый по своей активности агглютиноген А.
При переливании крови необходимо остерегаться реакции агглютинации – склеивании эритроцитов (рис. 46-48). При реакции антиген-антитело (встрече агглютиногена с соответствующим агглютинином) молекула антитела образует связь между двумя эритроцитами, имеющими соответсвующий агглютиноген. Многократно повторяясь, она приводит к склеиванию большого числа эритроцитов, что может привести к закупорке жизненно важных капилляров и возникает гематрансфузионный шок. Человеку, которому переливают кровь называется реципиентом, а человек, который сдает кровь называется донором. Рассмотрим условия, при которых возникает агглютинация эритроцитов: 1) необходимо встреча одноименных агглютиногенов и агглютининов (например, А и альфа, В и бета); 2) необходима достаточно высокая концентрация агглютининов. Дело в том, что агглютиногены находятся в эритроцитах, поэтому они не разбавляются – их концентрация всегда высокая. Агглютинины находятся в плазме, поэтому могут разбавляться при переливании в крови реципиента. Пороговая концентрация агглютининов при которой происходит реакция агглютинации – это концентрация при разведении 1/13. Таким образом, при разбавлении плазмы донора с плазмой реципиента 1/13 и более, агглютинины донора теряют свои агглютинирующие свойства. При разбавлении плазмы донора с плазмой реципиента меньше 1/13 агглютинирующие свойства агглютининов донора сохраняются и происходит реакция агглютинации. Таким образом, при переливании небольшого объема крови плазма донора значительно разбавляется плазмой реципиента и агглютинины донора теряют свои агглютинирующие свойства. Это правило называется правилом разведения. Например, если реципиенту II гр., у которого 4 л. крови, перелить 200мл крови I гр. не будет реакции агглютинации. В данном случае плазма донора разбавилась в плазме реципиента в 200/4000, то есть в 1/20. Если этому же реципиенту перелить 400мл крови, тогда разбавление будет в 400/4000, то есть в 1/10 – в этом случае будет реакция агглютинации.
Исходя из правила разведения, I гр. крови можно переливать во все группы; II гр. – во II и IV; III гр. – в III и IV; IV гр. – только в кровь IV группы. Людей с I гр. крови называют универсальными донорами, а людей с IV гр. крови – универсальными реципиентами.
В настоящее время от этого принципа переливания крови практически отказались и для переливания используют только одногруппную кровь. Отказом от классических правил переливания служит две основные причины: 1) при переливании иногруппной крови невозможно переливать донорскую кровь в большом количестве, что бывает необходимым при ряде хирургических операциях; 2) наличие большого количесва подгрупп крови , так как обнаружены несколько вариантов агглютиногенов А и В. Кроме того, в настоящее время известны и другие агглютиногены (кроме системы АВО): M, N, S, P и другие – всего около 400 агглютиногенов
РЕЗУС-ФАКТОР (СИСТЕМА).
Этот фактор был открыт К.Ландштейнером и А. Винером (1937-1940 гг.) в результате иммунизации кроликов кровью обезьян – макак-резусов. В настоящее время выявлено много антигенов этой природы, поэтому более правильно говорить о резус-системе. Наиболее активными в антигенном отношении является антиген D, в меньшей степени С и Е, еще в меньшей степени – d, с, е. Все эти антигены находятся в эритроцитах. Оказалось, не все люди содержат эти антигены. Человек считается резус-положительным, если в его эритроцитах обнаруживается наиболее активный антиген – D. Среди европейцов таких людей – 86%, у представителей монгольской расы – 100%. У аборигенов Австралии в эритроцитах не выявлен ни один представитель системы резус. Такой вариант называют резус-нуль. Если резус-положительную кровь перелить резус-отрицательному реципиенту, то в его организме образуются антирезус-агглютинины. При повторном переливании этому человеку резус-положительной крови произойдет реакция агглютинация эритроцитов, содержащих резус-фактор.
РЕЗУС-НЕСОВМЕСТИМОСТЬ В СИСТЕМЕ МАТЬ-ПЛОД
Следует отметить, что каждая 10-я женщина резус-отрицательная. Если у матери с резус-отрицательной кровью развивается резус-положительный плод, то при первой беременности вероятность иммунизации матери эритроцитами плода зависит от объема проникающих в русло матери этих эритроцитов. Обычно до 8-й недели эритроциты не способны проходить плацентарный барьер, в последующие недели беременности они в небольших количествах могут проникать в русло матери. Значительное поступление эритроцитов плода в организм матери наблюдается в период родовой деятельности. Ответ материнского организма зависит от объема проходящих эритроцитов: если входят малые количества, то развивается толерантность, материнский организм не синтезирует антитела к резус-фактору. Если проходят большие количества (более 0,1-0,5 мл), то вырабатываются антитела – резусагглютинины, которые проникают через плаценту и вызывают внутрисосудистый гемолиз эритроцитов плода. Обычно при первой беременности до родов массивного проникновения эритроцитов не происходит, поэтому антитела появляются лишь после родов, вызывая агглютинацию за счет перехода из материнского молока в организм ребенка. При повторной беременности (если не было иммунопрофилактики) за счет клеток-памяти продукция антител идет интенсивнее. У 10% резус-отрицательных женщин беременность протекает без образования антител. Самые ранние признаки резус-конфликта при первой беременности – после 24 недель.
С целью иммунопрофилактики Р. Финн с соавт. (1961) предложили вводить женщине сразу же после родов или аборта в первые 72 часа анти-D антитела в дозе 250-300 мкг. Эта доза нейтрализует 30 мл крови плода. Попадающей при родах в материнский кровоток. Предполагают следующие механизмы действия D-антител: 1) образуется комплекс антигена D с анти-D, в результате чего этот комплекс выводится из организма, поэтому антигены D не успевают иммунизировать мать; 2) вводимые антитела блокируют антигенчувствительность Т-хелперов и предотвращают иммунизацию; 3) вводимые антитела активируют Т-супрессоры. Выраженный резус-конфликт возникает лишь при высокой концентрации антирезус-агглютининов. Чаще всего, первый ребенок рождается без осложнений. Опасность резус-конфликта нарастает при повторных беременностях.
При переливании крови необходимо определить группу крови реципиента и провести некоторые пробы на совместмость. Для определения группы крови используют стандартные сыворотки I, II, III групп, которые соответственно содержат агглютинины альфа и бета, бета, альфа (рис. 42-45). С этой целью используют чашки Петри, где в специальные луночки капают стандартные сыворотки, затем в каждую луночку добавляют по одной капле исследуемой крови и смешивают специальной стеклянной палочкой: если при этом нигде не будет реакции агглютинации, следовательно в эритроцитах исследуемой крови нет агглютиногенов системы АВО, то есть исследуемая кровь I гр.; если реакция агглютинации произойдет в сыворотке I и II групп, следовательно в эритроцитах исследуемой крови есть агглютиноген В, то есть исследуемая кровь III гр.; если реакция агглютинации произойдет в сыворотке I и III групп, следовательно в исследуемой крови есть агглютиноген А, то есть исследуемая кровь II гр.; если реакция агглютинации произойдет во всех сыворотках, следовательно в исследуемой крови имеются агглютиногены А и В, то есть исследуемая кровь IVгр.
После определения группы крови, определяют следующие пробы на совместимость:
1) резус-совместимость – для этого используют стандартные сыворотки, в которых содержатся резус-агглютинины (антитела для резус-фактора). Если после добавления капли исследуемой крови к такой сыворотке происходит реакция агглютинации, следовательно в эритроцитах исследуемой крови есть резус-фактор, то есть исследуемая кровь резус-положительная;
2) индивидуальную совместимость – для этого берут сыворотку реципиента (больного) и к ней добавляют каплю донорской крови. Если после добавления крови донора к сыворотке реципиента не происходит реакции агглютинации, значит донорская кровь совместима с кровью данного реципиента;
3) биологическую совместимость – для этого реципиенту переливают трижды по 25мл донорской крови. После каждого раза спрашиваем у реципинта его самочувствие. Если реципиент не предъявляет никаких жалоб, то донорская кровь биологически совместима и ее можно переливать. Если после дробного переливания реципиент жалуется на головные боли или боли (тяжесть) в пояснице, тогда донорская кровь биологически не совместима.