14.1.3. Характеристика формених елементів крові
Еритроцити (від грец. erythros – червоний) – червоні кров’яні клітини крові. Основною функцією є перенесення кисню від легень до тканин і вуглекислого газу від тканин до легень. Переносять також адсорбовані на їх поверхні поживні речовини у вигляді амінокислотних залишків, біологічно активні речовини, обмінюються ліпідами з плазмою крові. Беруть участь у регуляції кислотно-лужної рівноваги організму, йонної рівноваги плазми, підтримують ізотонію крові і тканин.
В 1 мм3 (1 мкл) крові знаходиться в нормі 4-5,5 млн. (в середньому 4,24·106 еритроцитів). В крові жінок міститься 4,5·1012 еритроцитів на 1 л крові, чоловіків – 5,0·1012. Місцем їх утворення є, в основному, кістковий мозок, а також селезінка і печінка.
Діаметр окремого еритроцита 7,2-7,5 мкм, товщина – 2,2 мкм, об’єм – близько 90мкм3. Зрілі еритроцити ссавців і людини не мають ядра, мають форму двовігнутого диску (за виключенням еритроцитів верблюда). Така форма не тільки збільшує поверхню клітини, але і сприяє більш швидкій і рівномірній дифузії газів через клітинну мембрану. Зникнення ядра призвело до того, що еритроцит потребує в 200 разів менше кисню, ніж його попередники (еритробласти, нормобласти). Забезпечуючи киснем весь організм, еритроцити для своїх потреб використовують надзвичайно малу кількість кисню. Еритроцити є дуже еластичними, вони легко проходять по капілярах, які мають вдвічі менший діаметр.
Еритроцит складається з однорідної цитоплазми, що містить гемоглобін. Органели відсутні. Клітинна мембрана складається із 4 шарів. Зовнішній шар утворений глікопротеїнами і містить комплекси кінцевих відділів групових антигенів. Середні два утворюють класичну мембрану. Внутрішній шар складається з білків, з якими зв’язані молекули гліколітичних ферментів та гемоглобіну. Мембрана еритроцита володіє вибірковою проникністю: проходять гази, вода, катіони Н+, аніони ОН-, Cl-, НСО3-; малопроникна для глюкози, сечовини, катіонів К+ і Nа+; майже не проходять більшість катіонів; абсолютно не проникна для білків. Сухий залишок еритроцитів містить близько 95% гемоглобіну, решта – ліпіди, вуглеводи, солі, ферменти. Еритроцити мають незначне клітинне дихання і яскраво виражений гліколіз (на 1 мл клітин протягом 1 год. утворюється 300-700 мг молочної кислоти). Метаболізм глюкози в еритроцитах представлений анаеробним гліколізом і пентозофосфатним шляхом катаболізму (рис. 14.1). Еритроцити характеризуються високим вмістом фосфорних ефірів тіаміну – 0,00001%.
Рис. 14.1. Метаболізм еритроцитів
Еритроцити постійно утворюються і руйнуються. Середня тривалість життя еритроцитів у людини 100-120 діб, у собаки – 107, у кроля – 68 діб. За добу руйнується 1% еритроцитів. Руйнування еритроцитів відбувається трьома шляхами:
− фрагментоз − руйнування еритроцитів внаслідок механічної травматизації при циркуляції по судинах (гинуть молоді еритроцити, які тільки вийшли з кісткового мозку. Таким чином організм проводить селекцію механічно неповноцінних еритроцитів);
− фагоцитоз клітинами мононуклеарної фагоцитарної системи (ці клітини зосереджені у печінці і селезінці);
− гемоліз − пошкодження мембрани еритроцитів в результаті старіння, при дії різних токсичних факторів, при зниженні осмотичного тиску, що відбувається безпосередньо в циркулюючій крові. Гемоглобін та інші високомолекулярні компоненти еритроцитів виходять в плазму. Кров після гемолізу являє собою прозору рідину червоного кольору.
Швидкість утворення еритроцитів зростає під дією будь-якого фактору, який призводить до недостачі кисню в тканинах. Процес дозрівання еритроцитів доволі складний. Він проходить кілька стадій: нормобластів, ретикулоцитів і т.д.
Загальна кількість еритроцитів, які циркулюють в крові дорослої людини, в нормі складає 25·1012-30·1012. Цю сукупність еритроцитів всієї крові називають еритроном.
Лейкоцити (білі кров’яні клітини) − це повноцінні клітини з великим ядром, цитоплазмою і мітохондріями, високим вмістом нуклеїнових кислот. В них зосереджений увесь глікоген крові, який служить джерелом енергії при нестачі кисню, наприклад, в місцях запалення. Їх вміст в крові дорослої людини складає 4-10 тис. в 1 мм3.
Хімічний склад лейкоцитів досить різноманітний: азот, креатин, фосфор, сечова кислота, креатинін, цукри, ферменти, вітаміни, макро- і мікроелементи. При патологіях, особливо при лейкемії, вміст і співвідношення цих речовин змінюється.
Для лейкоцитів характерна висока активність ферментів, пов’язаних з діяльністю лізосом: кислої та лужної фосфатаз, карбоксил естерази, ліпази, фосфоліпаз А і В та ін. У лейкоцитах виявлені ЦХО і цитохромпероксидаза, вітаміни, багато макро- та мікроелементів. Вміст усіх цих речовин змінюється при патології, особливо при лейкозах.
Залежно від структури цитоплазми лейкоцити поділяються на:
− гранулоцити − складають 72% всіх лейкоцитів. В свою чергу поділяються на базофіли (фарбуються основними барвниками), еозинофіли (фарбуються кислими барвниками), нейтрофіли (сприймають кислі та основні барвники). Базофіли продукують гепарин, утворюють імунні комплекси з глобулінами крові, завдяки яким з гранул вивільняється гістамін. Нейтрофіли залежно від форми ядра поділяються на юні (ядро округле), паличкоядерні (ядро у вигляді палички або підкови), сегментоядерні (ядро поділене на кілька сегментів). Нейтрофіли є найбільш важливими функціональними елементами неспецифічного захисту крові, які здатні знешкоджувати чужорідні тіла. Вони накопичуються в місцях пошкодження тканин чи проникнення мікробів, захоплюють і перетравлюють їх. Крім того, вони здатні виділяти або адсорбувати на своїй мембрані антитіла.
Гранулоцити утворюються в червоному кістковому мозку. Час дозрівання гранулоцитів становить 8-10 діб, тривалість перебування в судинах – від 10 до 15 діб.
− агранулоцити представлені лімфоцитами та моноцитами. Лімфоцити утворюються в лімфатичній тканині. Містять велике ядро, оточене цитоплазмою. Лімфоцити поділяються на підвиди:
− Т-лімфоцити – містять специфічні рецептори, які здатні диференціювати власні та чужорідні білки. За допомогою ферментів Т-лімфоцити здатні самостійно руйнувати чужорідні білкові тіла: бактерії, віруси, клітини трансплантованих тканин. Поділяються на хелпери або помічники (взаємодіють з В-лімфоцитами, перетворюючи їх на плазматичні клітини), кілери або вбивці (клітини, що безпосередньо здійснюють реакції клітинного імунітету), супресори або пригнічувачі (блокують надмірні реакції В-лімфоцитів і підтримують стале співвідношення різних форм лімфоцитів);
− В-лімфоцити − виробляють специфічні антитіла, які нейтралізують і зв’язують чужорідні білки, готуючи їх до фагоцитозу. Основна їх функція – створення гуморального імунітету. В-лімфоцити дуже специфічні: кожна їх група (клон) реагує лише з одним антигеном і відповідає за утворення антитіл лише проти нього. В-лімфоцити поділяються на В1-клітини (утворюють антитіла до чужорідних полісахаридів), В2-клітини (за участю Т-хелперів створюють гуморальний імунітет проти чужорідних білків), В3-клітини або К-клітини (володіють цитотоксичною активністю, тобто є В-кілерами);
− нульові лімфоцити – частина лімфоїдних клітин, що не проходить диференціацію в органах імунної системи і які при необхідності можуть перетворюватися у Т- та В-лімфоцити.
Лімфоцити є центральною ланкою імунної системи, але, крім того, вони приймають участь в процесах клітинного росту, диференціації, регенерації клітин; переносять макромолекули інформаційних білків.
Руйнування та утворення лейкоцитів відбувається безперервно, тривалість життя складає від кількох годин до кількох діб (за виключенням лімфоцитів, частина яких живе на протязі всього життя людини).
Моноцити – найбільші клітини крові (діаметр – 12-20 мкм), мають округлу форму з добре вираженою цитоплазмою. Місцем утворення є червоний кістковий мозок, лімфатичні вузли, сполучна тканина. Здатні до амебоїдного руху. Характеризуються найвищою фагоцитарною, а також бактерицидною активністю. Фагоцитують до 100 мікробів, тоді як нейтрофіли – лише 20-30. Складають 2-10% всіх лейкоцитів.
Моноцити є центральною ланкою мононуклеарної системи. Після міграції у тканини вони перетворюються у макрофаги. Крім фагоцитозу макрофаги приймають участь у формуванні специфічного імунітету. Поглинаючи чужорідні речовини вони переробляють їх і переводять в особливу сполуку – імуноген, який спільно з лімфоцитами формує специфічну імунну відповідь.
Макрофаги приймають участь у процесах запалення та регенерації, в обміні ліпідів і заліза, володіють протипухлинною та противірусною дією. Ці властивості пов’язані із секрецією лізоциму, інтерферону, еластази, колагенази, активатора плазміногену, фіброгенного фактора, який посилює синтез колагену і прискорює формування фіброзної тканини.
Тромбоцити (кров’яні пластинки) − опуклі клітини неправильної округлої форми діаметром 1-4 мкм. У ссавців тромбоцити не мають ядер. Утворюються з цитоплазми мегакаріоцитів кісткового мозку. З однієї такої клітини утворюється 3000-4000 кровʼяних пластинок. Тривалість життя − 8-12 діб. Кількість тромбоцитів у людини складає 180-320 тис. на 1 мкл крові. Функції тромбоцитів різноманітні і визначаються їх специфічними властивостями (здатністю до аглютинації, адгезивності, утворення псевдоподій). Тромбоцити характеризуються рухливістю і здатністю продукувати і виділяти ферменти, що беруть участь у всіх етапах згортання крові.
Тромбоцити багаті на білок, ліпіди, містять велику кількість серотоніну та гістаміну, адреналін, норадреналін, лізоцим а також фосфатиди, холестерин, глікоген та близько 11 факторів згортання крові. У сухому залишку тромбоцитів містяться Натрій, Калій, Кальцій, Магній, Купрум, Ферум і Манган. Тромбоцити характеризуються значним вмістом АТФ, високою активністю АТФ-ази, функцію якої виконує тромбостенін.
В тромбоцитах виявлено багато специфічних сполук, які приймають участь у згортанні крові – це тромбоцитарні (пластиночні) фактори. Вони можуть накопичуватися в клітині, завдяки чому в ділянці ушкодження судини швидко концентрується значна їх кількість. Фактори тромбоцитів позначають арабськими цифрами (в іноземній літературі – літерою Р, від слова plastes – пластинка).
Фактор 1 (Р1) – аналог фактору V плазми.
Фактор 2 (Р2) – фібринопластичний фактор – акцелератор тромбіну.
Фактор 3 (Р3) – тромбоцитарний тромбопластин. Являє собою фосфоліпід, що міститься в мембрані тромбоцитів та їх гранул. Звільняється після руйнування тромбоцитів та використовується в І фазі згортання крові.
Фактор 4 (Р4) − антигепариновий – зв’язує гепарин і прискорює процеси гемокоагуляції.
Фактор 5 (Р5) – згортаючий або фібриноген, визначає адгезію та агрегацію тромбоцитів.
Фактор 6 (Р6) – тромбостенін – забезпечує ущільнення і скорочення кровʼяного згустка, яке відбувається за рахунок АТФ.
Фактор 7 (Р7) – антифібринолітичний, інгібітор плазміну.
Фактор 8 (Р8) – активатор фібринолізину.
Фактор 9 (Р9) – фібринстабілізувальний, ідентичний фактору ХІІІ плазми.
Фактор 10 (Р10) – судинозвужуючий – серотонін, який адсорбується тромбоцитами з крові. Звужує пошкодженні судини і зменшує крововтрату.
Фактор 11 (Р11) – фактор агрегації – за хімічною природою це АДФ – забезпечує скупчення тромбоцитів у пошкодженій судині. Це ж завдання виконує і тромбоксан – стимулятор агрегації. В ендотелії судин міститься простациклін – інгібітор агрегації. Баланс між тромбоксаном та простацикліном визначає скупчення кровʼяних пластинок.
Тромбоцити також здійснюють транспорт креаторних речовин, важливих для збереження структури судинної стінки.