ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ
Система крови
Система крови – совокупность органов кроветворения, периферической крови, органов кроверазрушения и регуляторный аппарат (Г.Ф.Ланг).
Периферическая кровь
|
Мужчины |
Женщины |
||
рН (арт) |
7,35-7,45 |
|||
РСО2 (арт), mm Hg |
35-45 |
|||
ВЕ (арт), ммоль/л |
-2,5 - +2,5 |
|||
СОЭ, мм/ч |
<10 |
<15 |
||
[Эритроциты], 1012/л, или 106/мкл |
4.0-5.1 |
3.7-4.7 |
||
[Hb], г/л (г%) |
130-160 (13-16) |
120-140 (12-14) |
||
ЦП |
0.85-1.05 |
|||
Ретикулоциты, % |
0.2-1.2 |
|||
Лейкоциты, 109/л, или 103/мкл |
4-9 |
|||
Лейкоцитарная формула, % |
юные нейтрофилы 0-1 |
палочкоядерные нейтрофилы 1-6 |
сегментоядерные нейтрофилы 45-70 |
|
лимфоциты 19-37 |
базофилы 0-1 |
эозинофилы 0-5 |
моноциты 2-9 |
|
Тромбоциты, 109/л, или 103/мкл |
180-320 |
Количество - 7% "тощего тела".
Гематокрит (Ht) – отношение объема форменных элементов к общему объему крови (40-45%).
Факторы, определяющие Ht:
-
количество плазмы (поступление и удаление H2O – быстрые изменения)
-
количество эритроцитов (эритропоэз, кровопотеря, гемолиз – медленные изменения).
Фракции периферической крови:
-
циркулирующая (54%)
-
депонированная (46%)
-
печень - 20 %
-
селезенка - 16 %
-
подкожные сосуды - 10 %
Регуляция системы крови
-
Гуморальная
-
гормоны
-
эндотелиальные факторы
-
цитокины (интерлейкины, IL, ИЛ)
-
метаболиты арахидоновой кислоты
-
продукты жизнедеятельности и распада клеток
-
иммунные реакции
-
-
Нервная (симпатоадреналовая)
-
мобилизация депо крови (венозная вазоконстрикция - a1-адренорецепторы)
-
агрегация тромбоцитов (a2-адренорецепторы)
-
Проверь себя – гематокрит
-
Изменения гематокрита в течение одних суток могут быть связаны с (несколько ответов)?
-
активацией эритропоэза
-
выходом лейкоцитов из крови в ткани
-
потерей жидкости вследствие сильного потоотделения
-
потерей эритроцитов при кровопотере
-
восстановлением объема крови после кровопотери
-
Физико-химические свойства крови
-
Осмотическое давление – перераспределение Н2О между внутри- и внеклеточной средой
-
Онкотическое давление – перераспределение Н2О между внеклеточной жидкостью и кровью
-
Вязкость крови (! – гематокрит)
-
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)
-
Нормы:
-
молодые мужчины – до 10 мм/час
-
молодые женщины – до 15 мм/час
-
-
Механизм
-
электростатическое взаимодействие между эритроцитами (отрицательно заряженные сиаловые кислоты)
-
СОЭ↑ при взаимодействии эритроцитов с «положительно» (относительно других белков) заряженными белками (фибриноген, g-глобулины)
-
-
Факторы, влияющие на ↑СОЭ:
-
системные воспалительные реакции (реакция острой фазы) - ↑ фибриноген
-
глобулины/альбумины
-
пожилой возраст - ↑ (глобулины/альбумины)
-
Норм. СОЭ муж. = возраст / 2
-
Норм. СОЭ жен. = (возраст + 10) / 2
-
-
беременность - ↑ фибриноген
-
-
-
рН
-
Норма: 7.35-7.45 (артериальная кровь)
-
Отклонения от нормы ацидоз и алкалоз
-
Основные факторы, влияющие на кислотно-щелочное состояние (КЩС):
-
Дыхание (СО2)
-
Метаболическая активность клеток (анаэробные процессы)
-
Функция почек
-
Функция экзокринных желез (ЖКТ, потовые железы)
-
Поступление кислот и оснований извне (ЖКТ)
-
-
Регуляция рН:
-
I уровень – буферные системы
-
гемоглобиновая (максимальная буферная емкость)
-
карбонатная H2CO3/HCO3- (максимальная «мобильность», связь с внешним дыханием)
-
белков плазмы
-
фосфатная (H2PO4-/HPO42-)
-
-
II уровень – компенсация
-
дыхание
-
почки
-
-
-
Виды нарушений КЩС: респираторные и нереспираторные (метаболические)
-
Показатели КЩС артериальной крови:
-
рН (7.35-7.45)
-
РСО2 (35-45 mm Hg) – респираторные изменения
-
Буферные основания – анионы всех слабых кислот (48 ммоль/л)
-
Избыток оснований (base excess) – BE (±2.5 ммоль/л) – нереспираторные (метаболические) изменения
-
-
рН (7.35-7.45) |
РСО2 (35-45 mm Hg) |
BE (±2.5 ммоль/л) |
Результат |
7,25 |
40 |
-5 |
Метаболический ацидоз |
7,25 |
50 |
0 |
Респираторный ацидоз |
7,25 |
50 |
+5 |
Частично компенсированный респираторный ацидоз |
7,50 |
50 |
+10 |
Частично компенсированный метаболический алкалоз |
Проверь себя – КЩС
-
Наибольшее количество кислоты может связать (один ответ)?
-
гемоглобиновый буфер
-
карбонатный буфер
-
буфер белков плазмы
-
фосфатный буфер
-
-
На каком показателе КЩС отразится изменение вентиляции легких (один ответ)?
-
рН
-
РСО2
-
СОЭ
-
ВЕ
-
соотношение H2PO4-/HPO42-
-
Эритроциты
Морфология эритроцитов
-
Форма - двояковогнутый диск (газообмен!), изменяется при движении по капиллярам
-
Патологические изменения - эхиноциты, сфероциты, шизоциты, серповидные клетки.
-
Сосуществование нескольких форм – пойкилоцитоз.
-
-
Диаметр 7-8.3 мкм. Изменения - микроцитоз, макро- и мегалоцитоз, анизоцитоз.
-
Ядро у зрелых эритроцитов млекопитающих отсутствует.
Метаболизм
-
Нет окислительного фосфорилирования.
-
Нет синтеза белка.
-
Энерготраты эритроцита:
-
транспорт ионов через мембрану
-
восстановление Fe в Hb.
-
Выводы (морфология, метаболизм) - упрощение
Гемолиз – разрушение эритроцитов:
-
Осмотический
-
Химический
-
Механический
-
Термический (в т.ч. замораживание-оттаивание)
-
Биологический
-
Иммунный
Осмотическая резистентность эритроцитов:
-
Устойчивость к осмотическому гемолизу
-
Молодые клетки > старые
-
Показатель возраста основной массы эритроцитов и активности эритропоэза.
Гемоглобин
-
Структура: тетрамер, гем (Fe2+) и глобин
-
Цветовой (цветной) показатель
-
показывает насыщенность Hb одного эритроцита
-
ЦП=[Hb] (г%)/(3´ [эритроциты] (мкл-1)/106)
-
Пример:
-
[Hb] = 150 г/л = 15 г%
-
[Эритроциты] = 5.0´1012 /л = 5.0´106 /мкл
-
ЦП = 15 / (3´5,0) = 1
-
-
-
Соединения с лигандами (оксигенация ¹ окисление):
-
дезоксигемоглобин (Hb),
-
оксигемоглобин (HbO2),
-
карбоксигемоглобин(HbCO),
-
метгемоглобин (Fe3+),
-
карбогемоглобин (CO2 с глобином) .
-
-
Типы гемоглобина
-
Особенности полипептидных цепей ~ Типы кроветворения
-
Нормальные типы:
-
HbP – эмбрион (кроветворение в желточном мешке)
-
HbF – плод (кроветворение в печени)
-
HbA – взрослый (кроветворение в костном мозге)
-
-
Патологические типы (около 1000)
-
HbS - серповидноклеточная анемия
-
HbA1C – гликозилированный гемоглобин
-
-
Эритропоэз
Алиментарные факторы:
-
Fe – синтез Hb
-
Фолиевая кислота – деление эритроидных клеток
-
Витамин В12, или внешний фактор Касла, – деление эритроидных клеток
-
Внутренний фактор Касла (гастромукопротеин) – усвоение В12 в ЖКТ
Схема регуляции эритропоэза.
ГМ-КСФ (GM-CSF) – гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор, ИЛ (IL) – интерлейкин, ФНО (TNF) – фактор некроза опухоли, ФСК (SCF) – фактор стволовой клетки.
Схема метаболизма железа.
РЭС – ретикулоэндотелиальная система, ДПК – двенадцатиперстная кишка.
Проверь себя – эритропоэз
-
Агентом, регулирующим эритропоэз в зависимости от потребностей организма, является (один ответ):
-
железо
-
витамин В12 / фолиевая кислота
-
цитокины, действующие на стволовую клетку
-
эритропоэтин
-
-
Фактором, в большинстве случаев лимитирующим эритропоэз, является (один ответ):
-
железо
-
витамин В12 / фолиевая кислота
-
цитокины, действующие на стволовую клетку
-
эритропоэтин
-
Изменения количественных показателей
-
↑ - эритроцитоз
-
↓ - эритропения, анемия
-
Причины:
-
«Истинные» – изменения эритропоэза (признак – изменение количества ретикулоцитов, ЦП)
-
Гемоконцентрация – гемодилюция
-
Перераспределение (мобилизация депо крови)
-
Возрастно-половые различия
-
Пол
-
Мужские половые гормоны усиливают эритропоэз, женские - угнетают
-
Колебания в ходе менструального цикла: менструация → кровопотеря → стимуляция эритропоэза → задержка жидкости перед менструацией → гемодилюция
-
Беременность - анемия:
-
задержка жидкости – гемодилюция
-
переход Fe к плоду
-
-
-
Возраст
-
Новорожденные (при рождении) – эритроцитоз (плацентарная трансфузия и гемоконцентрация)
-
Дети первого года жизни (!-2-4 мес.) – физиологическая анемия новорожденных:
-
дыхание атмосферным воздухом → ↓ эритропоэтина
-
переход на костномозговое кроветворение
-
дефицит Fe
-
-
Период полового созревания – формирование «взрослой» картины красной крови
-
Пожилой и старческий возраст - ↓ эритропоэза, ↓ половых различий (↓ половых гормонов)
-
Факторы, влияющие на эритропоэз (выводы):
-
Fe
-
Витамин В12 / Фолиевая кислота
-
Цитокины
-
Эритропоэтин (оксигенация тканей – почки)
-
Половые гормоны
-
Возраст
Лейкоциты
Количество лейкоцитов, лейкоцитарная формула
Лейкоциты, 109/л, или 103/мкл |
4-9 |
||
Лейкоцитарная формула, % |
юные нейтрофилы 0-1 |
палочкоядерные нейтрофилы 1-6 |
сегментоядерные нейтрофилы 45-70 |
лимфоциты 19-37 |
базофилы 0-1 |
эозинофилы 0-5 |
моноциты 2-9 |
Изменение лейкоцитарной формулы в детском возрасте.
Функции и особенности лейкоцитов
-
Нейтрофилы
-
фагоцитоз
-
-
Базофилы ~ Тучные клетки
-
синтез гистамина, Pg, лейкотриенов – привлечение эозинофилов, реакции гиперчувствительности (стимулируются IgE).
-
синтез гепарина – антитромботические свойства
-
-
Эозинофилы
-
внеклеточное уничтожение многоклеточных паразитов (катионный белок, главный основной белок)
-
количество:
-
↓ утром (глюкокортикоиды)
-
↑ реакции гиперчувствительности (гистамина)
-
-
-
Моноциты ~ Макрофаги
-
фагоцитоз
-
образование цитокинов
-
-
Лимфоциты – приобретенный иммунитет
-
Т-лимфоциты – клеточный
-
В-лимфоциты – гуморальный
-
Проверь себя – лейкоциты
-
Выраженной фагоцитарной активностью обладают (несколько ответов):
-
нейтрофилы
-
эозинофилы
-
базофилы
-
моноциты
-
лимфоциты
-
-
Антигельминтной активностью обладают (один ответ):
-
нейтрофилы
-
эозинофилы
-
базофилы
-
моноциты
-
лимфоциты
-
-
Две самые многочисленные группы лейкоцитов в крови взрослого здорового человека это (два ответа):
-
юные нейтрофилы
-
палочкоядерные нейтрофилы
-
сегментоядерные нейтрофилы
-
эозинофилы
-
базофилы
-
моноциты
-
лимфоциты
-
Регуляция лейкопоэза
Неспецифические стимуляторы гемопоэза: IL-1, TNF, IL-3, IL-6, SCF, GM-CSF
Специфические стимуляторы продукции:
моноцитов – M-CSF
нейтрофилов – G-CSF
эозинофилов – IL-5
базофилов – IL-3
Схема регуляции лейкопоэза (моноциты и нейтрофилы).
Г-КСФ (G-CSF) – гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, ГМ-КСФ (GM-CSF) – гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор, КОЕ-Г – колониеобразующая единица – гранулоцитарная, КОЕ-М – колониеобразующая единица – моноцитарная, ИЛ (IL) – интерлейкин, М-КСФ (M-CSF) – моноцитарный колониестимулирующий фактор, ФНО (TNF) – фактор некроза опухоли, ФСК (SCF) – фактор стволовой клетки.
Распределение лейкоцитов
Лейкоцитарные пулы:
-
Костномозговые
-
Созревающие
-
Костномозговой резерв
-
-
Циркулирующие
-
Свободные
-
Маргинальные
-
-
Тканевые
Схемы распределения лейкоцитов в различных пулах в норме и при действии различных факторов
Схема регуляции перехода лейкоцитов из одного пула в другой
Лейкоцитоз - ↑ количества лейкоцитов
-
Перераспределение между пулами
-
Активация лейкопоэза
-
Адекватная реакция костного мозга на стимуляцию
-
Поражение костного мозга
-
Виды лейкоцитозов:
-
Физиологический – перераспределение между пулами
-
пищеварительный
-
миогенный
-
эмоциональный
-
при беременности
-
-
Реактивный – адекватная системная реакция на воспаление (реакция острой фазы)
-
Кратковременная стимуляция ® медиаторы воспаления ® перераспределение между пулами
-
Длительная стимуляция ® цитокины, CSF ® активация лейкопоэза
-
-
Патологический – поражение костного мозга
Лейкопения - ↓ количества лейкоцитов
-
Всегда патологическая.
Иммунитет
Основные понятия
Виды иммунитета
-
Врожденный = неспецифический = неспецифическая резистентность
-
Адаптивный = приобретенный = специфический = иммунитет
-
Особенности:
-
I и II ответ
-
реакция АГ-АТ
-
участие Т и В лф
-
-
Антиген (АГ) – носитель (чужеродной) генетической информации
-
пептиды
-
липиды, полисахариды
Антитела (АТ) – иммуноглобулины (Ig)
-
Y-форма, фрагменты Fab – связывание АГ, фрагмент Fc-присоединение к собственным клеткам
-
Классы Ig
-
Ig A – секреты, слизистые оболочки
-
Ig D, Ig M – поверхность В-лимфоцитов – распознавание АГ
-
Ig A, Ig M, Ig G – циркулирующие АТ (Ig M – первичный ответ, Ig G – вторичный ответ)
-
Ig E – поверхность тучных клеток и базофилов; присоединение к многоклеточным паразитам
-
Молекулы, экспрессирующиеся или распознающиеся клетками иммунной системы:
-
Кластеры дифференцировки (CD) – белки-маркеры, экспрессирующиеся в определенных клетках (например, CD4+лимфоциты)
-
Главный комплекс гистосовместимости (MHC, HLA) – белки, связывающие АГ
-
I класс – на всех ядерных клетках организма
-
II класс – на АГ-презентирующих клетках (макрофаги, дендритные клетки, В-лимфоциты)
-
Клетки иммунной системы
Клетки иммунной системы:
-
Наивные и эффекторные
-
В-лф, T-лф (CD4+, CD8+)
Маркеры |
Наивные |
Эффекторные |
CD19+, CD20+ |
В-лимфоцит |
Плазматическая клетка |
CD4+ |
CD4+ наивный Т-лимфоцит |
Т-хелпер |
CD8+ |
CD8+ наивный Т-лимфоцит |
Т-цитотоксическая клетка |
Схема развития иммунного ответа
Врожденный иммунитет
-
Реакции на «образы патогенности» (компоненты стенки бактерий)
-
Срочная реакция
-
Презентация АГ
Защитные механизмы врожденного иммунитета:
-
Барьеры
-
Механический (кожа)
-
Химический (HCl желудка, лизоцим слюны и др.)
-
Слизистый
-
Микробиологический
-
-
Ретикулоэндотелиальная система (РЭС), или мононуклеарно-фагоцитарная система (МФС) – фиксированные макрофаги тканей на пути вероятного проникновения инфекций
-
Гистиоциты кожи
-
Макрофаги лимфатических узлов
-
Альвеолярные макрофаги
-
Купферовские клетки печени
-
Макрофаги селезенки
-
-
Воспаление
-
Вазодилация и ↑ проницаемости сосудов
-
Привлечение лейкоцитов
-
Медиаторы врожденного иммунитета
-
Плазменные медиаторы воспаления
-
Клеточные медиаторы воспаления
-
Агенты фагоцитоза
Плазменные медиаторы воспаления
Система комплемента
-
Набор плазменных белков (С1-С9)
-
Активация:
-
Классический путь – комплексы АГ-АТ
-
Альтернативный путь – микробы
-
-
Эффекты:
-
Опсонизация = облегчение фагоцитоза (С3b)
-
Воспаление (С3а, С5а)
-
Образование мембраноатакующих комплексов (С5-С9)
-
Белки (реактанты) острой фазы
-
Синтез печенью под влиянием TNF
-
Представители: С-реактивный белок, сывороточный амилоидный А белок, фибриноген, церулоплазмин, белки комплемента и др.
-
Функции: опсонизация, фиксация комплемента, источники плазменных медиаторов воспаления, транспорт металлов и др.
-
↑ СОЭ (фибриноген)
Клеточные медиаторы воспаления
-
Общие эффекты:
-
Вазодилация
-
↑ проницаемости сосудов
-
Привлечение и активация лейкоцитов
-
-
Представители:
-
вазоактивные амины (гистамин, серотонин)
-
NO
-
метаболиты арахидоновой кислоты и фосфолипидов (Pg, лейкотриены, фактор активации тромбоцитов – PAF)
-
цитокины (IL-1, TNF)
-
Агенты фагоцитоза
-
Опсонизация – Fc, С3b
-
Уничтожение – активные формы кислорода (reactive oxygen species, ROS), NO
-
Деградация – ферменты лизосом (эластаза!)