22.1. Клеточный состав крови

ЭРИТРОЦИТЫ. Количество эритроцитов в среднем составляет 3,9-5*1012/л. Эритроциты – безъядерные форменные элементы, содержащие гемоглобин, благодаря которому осуществляется дыхательная функция крови – перенос кислорода и двуокиси углерода. Активная часть жизненного цикла эритроцитов протекает в периферической крови, куда они поступают в стадии ретикулоцитов. Ретикулоциты активно, посредством пиноцитоза поглощают ферритин; через 24 - 36 час. после выхода в кровеносное русло они превращаются в зрелые эритроциты. Эритроциты составляют основную массу крови, они же определяют её цвет.

Зрелые эритроциты млекопитающих имеют форму двояковогнутых дисков диаметром 7-10 мкм. Вследствие большой эластичности эритроциты легко проходят по капиллярам, имеющим вдвое меньший, чем они, диаметр (3 - 4 мкм). Общая площадь поверхности всех эритроцитов около 3800 м2, т.е. в 1500 раз больше поверхности тела. Цитоплазма эритроцитов содержит гемоглобин. Большинство эритроцитов имеет диаметр 7,5 мкм - нормоциты, клетки диаметром менее 6 мкм называются микроцтами, более 3 мкм – макроцитами.

Плазмолемма состоит из четырёх слоёв. Она имеет определённый заряд (дзета-потенциал), а также обладает избирательной проницаемостью – свободно пропускает газы, воду, ионы Н-, анионы ОН-, Cl-, НСО3; хуже – глюкозу, мочевину, ионы К+, Na+; практически не пропускает большинство катионов и совершенно не пропускает белки. На поверхности эритроцитов обнаружены рецепторы, способные адсорбировать различные биологически активные, в том числе токсичные, вещества.

Крупномолекулярные белки А и В, локализованные в мембране эритроцитов, определяют групповую принадлежность крови в системе АВО и резус фактор (Rh- фактор), её иммунологические свойства.

В эритроцитах содержится ряд ферментов (угольная ангидраза, фосфатаза) и витаминов (В1, В2, В6, аскорбиновая кислота). В норме продолжительность жизни эритроцитов 120 суток. За это время часть из них разрушается, причём число разрушенных эритроцитов в здоровом организме эквивалентно числу вновь образующихся. Благодаря этому сохраняется их оптимальное количество.

ЛЕЙКОЦИТЫ. Количество лейкоцитов в крови в среднем составляет 4-9*109/л. Лейкоциты – шаровидные клетки крови, имеющие ядро и цитоплазму. Вместе с кроветворной тканью образуют белый росток крови.

Лейкоциты выполняют многообразные функции, направленные прежде всего на защиту организма от агрессивных чужеродных влияний. Одни из них обеспечивают специфический иммунитет, другие осуществляют фагоцитоз микроорганизмов и уничтожение их с помощью ферментов, третьи оказывают бактерицидное действие. Лейкоциты обладают амёбоидной подвижностью. Они могут выходить путём диапедеза (просачивания) через эндотелий капилляров по направлению к раздражителям – химическим веществам, микроорганизмам, бактериальным токсинам, инородным телам, комплексам антиген- антитело.

Для этого они входят в контакт с эндотелием, затем образуют псевдоподии – лишённые органелл выросты цитоплазмы, покрытые плазмолеммой, которые внедряются в межклеточные щели между эндотелиоцитами и проникают в соединительную ткань. После этого содержимое клетки как бы перетекает в псевдоподию. Это происходит благодаря наличию в клетке растворимых сократительных белков (актина и миозина), которые полимеризуются, взаимодействуют между собой при участии АТФ, в результате чего и возникает сила, необходимая для движения.

Лейкоциты выполняют секреторную функцию: выделяют антитела с антибактериальными и антитоксическими свойствами, ферменты – протеазы, пептидазы, диастазы, липазы и др. За счёт этих веществ лейкоциты могут повышать проницаемость капилляров и даже повреждать эндотелий. Различные формы лейкоцитов выполняют в организме разные функции.

Нейтрофильные гранулоциты составляют около 95% от общего количества гранулоцитов. Из них 60% содержится в костном мозге, 40% - в других тканях и менее 1% - в периферической крови.

В норме нейтрофильные гранулоциты распределены в двух секторах кровеносного русла: одни из них свободно циркулируют в осевом слое кровотока, другие образуют пристеночный слой – примыкают к эндотелию микрососудов и практически не участвуют в кровотоке. В кровеносном русле они находятся 8- 12 час., а затем мигрируют в ткани.

Основные зоны внесосудистой локализации гранулоцитов - лёгкие, печень, селезёнка, желудочно-кишечный тракт, мышцы, почки. Время жизни гранулоцитов в тканях зависит от многих причин и может колебаться от нескольких минут до нескольких суток (4 - 5 суток). Вернуться из тканей в сосудистое русло клетки не могут, так как тканевая фаза их жизни является завершающей.

Зрелый нейтрофильный гранулоцит представляет собой сферическую клетку диаметром 10 - 12 мк. Нейтрофильные гранулоциты – наиболее важные элементы неспецифической защитной системы крови; они способны обезвреживать инородные тела при первой встрече с ними, скапливаясь в местах повреждения тканей или проникновения микробов, фагоцитируя и разрушая их своими лизосомальными ферментами. Кроме того, нейтрофилы адсорбируют на своей плазматической мембране антитела против микроорганизмов и чужеродных белков.

Осуществляя фагоцитоз продуктов распада и микроорганизмов, нейтрофильные гранулоциты погибают, а освобождающиеся при этом лизосомальные ферменты разрушают окружающие ткани, способствуя формированию гнойника. В состав гноя входят разрушенные нейтрофильные гранулоциты и продукты распада ткани. Количество нейтрофильных гранулоцитов резко возрастает при острых воспалительных и инфекционных заболеваниях. Нейтрофилы содержат также гранулы с биологически активными веществами, расщепляющими базальные мембраны и повышающими проницаемость микрососудов.

К биологически активным веществам относятся кислые гидролазы (например, катепсин D), нейтральные протеазы (эластаза, катепсин) и бактерицидные ферменты (миелопероксидаза, лизоцим). В стимулированных нейтрофилах, т.е. подвергшихся действию токсинов при воспалении, иммунных комплексов, различных фракций комплемента и др., резко усиливаются процессы свободнорадикального (перекисного) окисления. Выделяются избыточные количества перекиси водорода (Н2О2), активные формы восстановительного кислорода: супероксидный радикал О2 , а также другие вещества, обладающие высочайшей реакционной способностью.

Все они оказывают повреждающее действие на клеточные мембраны, усиливая в них перекисное окисление липидов. Стимулированные нейтрофилы являются источником и некоторых важных биологически активных веществ. При окислении циклооксигеназой арахидоновой кислоты, входящей в состав фосфолипидов мембран, образуются простагландины. Одни из них (группа Е) резко увеличивают проницаемость эндотелия и расширяет микрососуды, другие (группа F) вызывают спазм микрососудов и уменьшает их проницаемость. При окислении арахидоновой кислоты другим ферментом, липоксигеназой, в нейтрофилах образуются так называемые лейкотриены.

Лейкотриены принимают участие в некоторых патологических реакциях аллергического характера (анафилаксия), повышают проницаемость капилляров и усиливают агрегацию тромбоцитов. Оказавшись в очаге воспаления, нейтрофилы взаимодействуют с другими клетками крови и тканей – лимфоцитами, макрофагами и тучными клетками.

Эозинофильные ( ацидофильные) гранулоциты составляют 0,5 - 5% всех циркулирующих лейкоцитов периферической крови. После созревания в костном мозге они менее 1 суток циркулируют в крови, а затем мигрируют в ткани, где продолжительность их жизни составляет 8 - 12 суток.

Количество эозинофильных гранулоцитов подвержено суточным колебаниям, которые связаны с ритмом секреции глюкокортикоидных гормонов корковым веществом надпочечников. Между количеством эозинофильных гранулоцитов и уровнем глюкокортикоидов существует обратная связь. В полночь количество эозинофилов достигает максимума, рано утром – минимума, они циркулируют в крови не более 8 суток, после чего покидают кровеносное русло через мелкие венулы и проникают в рыхлую соединительную ткань. Особенно много их в собственной пластинке слизистой оболочки кишечника и дыхательных путей.

Диаметр эозинофильных гранулоцитов 10-15 мкм. Эозинофильные гранулоциты осуществляют фагоцитоз некоторых микроорганизмов, однако менее активно, чем нейтрофильные гранулоциты. Их подвижность также менее выражена. Они участвуют в иммунных реакциях, фагоцитируют комплексы антиген-антитело, участвуют в разрушении гистамина, уменьшают альтернативные процессы при местных аллергических реакциях. Количество эозинофильных гранулоцитов в циркулирующей крови (эозинофилия) увеличивается при паразитарных заболеваниях, аллергических и аутоиммунных процессах. Эозинофилы участвуют во всех аллергических реакциях (гиперчувствительность немедленного типа), инактивируя гистамин. Число эозинофилов значительно увеличивается при аутоиммунных заболеваниях, когда в организме образуются антитела против собственных клеток.

Базофильные гранулоциты – самая малочисленная часть лейкоцитов периферической крови - 0,5-1%; продолжительность их жизни 8 - 12 суток, время циркулирования в крови – несколько часов. Гранулы содержат гистами и гепарин. В цитоплазме рибосомы, небольшое количество митохондрий и элементов гранулярной эндоплазматической сети, хорошо развитый комплекс Гольджи, множество включений гликогена.

Плазматическая мембрана базофильных гранулоцитов формирует небольшое количество коротких микроворсинок. Базофилы, как и тучные клетки, имеют на своей поверхности специальные рецепторы для антител класса IgE (иммуноглобулин Е). В результате образования иммунного комплекса между антигеном и IgE из гранул базофилов высвобождаются биологически активные вещества – гепарин, гистамин, серотонин, фактор, активирующий тромбоциты, медленно действующее вещество анафилакисин и другие вазоактивные амины. Эти процессы лежат в основе аллергической реакции гиперчувствительности немедленного типа: появляются зудящая сыпь, спазм бронхов, расширяются мелкие сосуды.

Моноциты составляют от 3 до 11% циркулирующих лейкоцитов крови (200 - 600 в 1 мм3). Время пребывания в кровеносной системе - 2-3 суток. После чего они мигрируют в ткани: костный мозг, лимфатические узлы, селезёнку, печень и др. В цитоплазме моноцитов содержатся пероксидаза, лизоцим, кислые гидралазы и другие ферменты. Продолжительность пребывания моноцитов в кровеносном русле – 8,5 часов при переходе в ткани они превращаются в мононуклеарные макрофаги. В зависимости от места обитания (лёгкие,печень) последние приобретают специфические свойства, позволяющие отличать их друг от друга.

В норме обмен макрофагов в тканях происходит медленно. Для всех макрофагов характерна выраженная способность к фагоцитозу и пиноцитозу чужеродных частиц, макромолекул, коллагена, клеток крови и гемоглобина, иммунных комплексов, продуктов клеточного распада. Макрофаги участвуют в развитии иммунных ответов. Взаимодействуя с Т – и В – лимфоцитами, они фиксируют на всей поверхности антигены, делая их более доступными для лимфоцитов.Участвуя в реакциях воспаления в качестве центрального клеточного звена, макрофаги фагоцитируют не только возбудитель, но и иммунные комплексы с фиксированным антигеном, продуты клеточного метаболизма.

Таким образом, макрофаги выделяют биологически активные вещества, взаимодействуют с плазменными и тканевыми факторами свёртывания 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. Лимфоциты являются главными клеточными элементами иммунной системы, способной отличать антигены от чужих и образовывать антитела к ним.

Функции лимфоцитов разделены между двумя классами лимфоидных клеток: Т-лимфоцитами и В-лимфоцитами. Общая популяция лимфоцитов состоит из короткоживущих (20% от общего количества) и долгоживущих (80% клеток). Продолжительность жизненного цикла Т-лимфоцитов - 3-7 суток, а В-лимфоцитов- 100-200 суток и более. Т - и В - лимфоциты развиваются независимо друг от друга после отделения от общего предшественника.

Часть клеток поступает из костного мозга в вилочковую железу, где под влиянием тимозина дифференцируется в Т-лимфоциты. Последние поступают в циркулирующую кровь и периферические лимфоидные органы – селезёнку, миндалины, лимфатические узлы. Другие клетки- предшественники, выйдя из костного мозга, проходят дифференцировку в лимфоидной ткани миндалин, кишечника и червеобразного отростка. Отсюда зрелые В-лимфоциты поступают в кровоток, а затем в лимфатические узлы, селезёнку и другие ткани. Т- и часть В-лимфоцитов находятся в постоянном движении в периферической крови и в тканевой жидкости, причём 25-30% составляют В- и 60% Т-клетки.

Около 10-20% от общего количества представляют так называемые «нулевые» лимфоциты, на поверхности которых нет ни Т-, ни В-рецепторов. Эти лимфоциты не проходят исходную дифференцировку в органах иммунной системы, но в определённых условиях могут превращаться в В- и Т-лимфоциты.

В-лимфоциты при контакте с различными антителами вырабатывают специфические антитела (IgM, IgG,IgA), которые нейтрализуют и связывают эти вещества, подготавливая их к фагоцитозу. Кроме того, 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 тяжёлые аутоиммунные заболевания. Большинство В-лимфоцитов принадлежит к короткоживущим. Т-лимфоциты – к долгоживущим. Т-лимфоциты - ответственны за распознавание чужих антигенов; отторжение чужеродных и даже собственных клеток, изменённых антигенами (белками, вирусами), вызывают реакции клеточного иммунитета. Они делятся на несколько групп, которые выполняют различные функции и отличаются биологическими свойствами.

Т-килеры убивают чужеродные или собственные клетки- мишени, на поверхности которых в комплексе с аллоантигенами находятся чужеродные антигены – вирусы и т.д. Т-В-хелперы- помогают в дифференцировке В-лимфоцитов в антителопродуцирующие клетки. Эффекторы гиперчувствительности замедленного типа – выделяют гуморальные медиаторы (лимфокины), которые изменяют поведение других клеток (хемотаксические факторы для нейтрофилов, эозинофилов, базофилов), действуют на проницаемость сосудов, обладают противовирусной активностью (лимфотоксин, интерферон).

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.

Лейкоцитарная антигенная система человека. В начале 50-х годов XX века французский учёный П.Доссе открыл систему антигенов, связанную с лейкоцитами крови (аллоантигены клеток собственного организма). Позже эта система получила название HLA – лейкоцитарная антигенная система человека.Сегодня известно около 80 антигенов, относящихся к этой системе. Их назвали трансплантационными антигенами.

Поскольку антигены, относящиеся к разным генетическим системам, наследуются независимо, число возможных антигенных сочетаний у одного индивидуума крайне велико и определяет антигенную уникальность каждого человека. Проблема антигенной индивидуальности приобрела особое значение в связи с трансплантацией органов и тканей – именно она является главным препятствием на пути успешной пересадки, инициируя выработку антител к пересаженному органу и его отторжение.

ТРОМБОЦИТЫ – кровяные пластинки - плоские безъядерные клетки неправильной округлой формы, образующиеся в костном мозге при отщеплении участков цитоплазмы от мегакариоцитов. Период созревания тромбоцитов – 8 суток.Общее количество тромбоцитов в крови 180-320*109/л. Увеличение свыше 4*105 в 1 мкл крови называется тромбоцитозом, уменьшение от 2*105 – тромбоцитопенией.

В норме 1/3 вышедших из костного мозга тромбоцитов депонируется в селезёнке, остальная часть циркулирует в крови, выполняет свои функции и подвергается разрушению под влиянием различных причин в результате старения. Время их циркуляции в крови не превышает 7 суток, после чего они попадают в селезёнку и лёгкие, где разрушаются. Тромбоциты являются источником большого количества биологически активных веществ. В том числе серотонина и гистамина, которые влияют на просвет и проницаемость мелких сосудов. Тромбоциты содержат вещества, участвующие в свёртывании крови.

Функции тромбоцитов: трофическая - выделяют вещества, способствующие нормальному функционированию эндотелия; обеспечивают сосудисто-тромбоцитарный гемостаз (сами могут скручиваться и склеиваться); участвуют в иммунобиологических реакциях (фагоцитируют вирусы, неорганические частички и т.д.); защитная функция – участвуют в свёртывании крови и остановке кровотечения.

При повреждении эндотелия – раневом или атеросклеротической бляшкой и соприкосновении с обнажёнными коллагеновыми волокнами тромбоциты прилипают к ним и агрегируют, в результате чего увеличивается проницаемость мембран тромбоцитов. Из них высвобождаются серотонин, катехоламины, АТФ и фосфолипид-тромбоцитарный фактор (ТФ-3). Серотонин и катехоламины вызывают сужение сосудов, а АТФ усиливает адгекзию тромбоцитарных пластинок. Под действием ТФ-3 в присутствии Са+ белок плазмы протромбин, образующийся в печени, превращается в тромбин, который вызывает переход плазменного белка фибриногена, также образующегося в печени, в фибрин.

Фибрин и формирует основную часть тромба. При повреждении мелких кровеносных сосудов тромбоциты образуют большое количество тонких отростков, содержащих множество актиновых нитей, которые формируются из растворимого актина. В результате их взаимодействия с молекулами миозина отростки укорачиваются, что играет важную роль в образовании кровяного сгустка. Количество форменных элементов представляет собой довольно пластичную константу организма, способную изменяться даже в нормальных условиях в широком диапазоне без существенных нарушений метаболизма в тканях.

Рецепция результата. Количество элементов крови воспринимается итерорецепторами костного мозга, селезёнки, лимфатических узлов, что показали многочисленные эксперименты с перфузией этих органов растворами, содержащими разное количество форменных элементов. По-видимому, существуют и центральные рецепторы, расположенные в гипоталамической области. Отклонение числа форменных элементов от уровня, обеспечивающего нормальный метаболизм, через рецепторные аппараты включает совокупность процессов, обеспечивающих по принципу саморегуляции возвращение данного показателя к оптимальному уровню.

Нервные центры. Центральная нервная система, получая информацию об изменении количества форменных элементов крови, включает ряд как нервных, так и гуморальных исполнительных механизмом.