Физиология и патология системы крови

31

дует, однако, заметить, что в естественных условиях, когда происходит медленное накопление концентрации эндотелинов, наблюдается вазоконстрикторный эффект, обусловленный сокращением гладкой мускулатуры сосудов.

Эндотелин, безусловно, причастен к ишемической болезни сердца, острому инфаркту миокарда, нарушениям ритма сердца, атеросклеротическим повреждениям сосудов, легочной и сердечной гипертензии, ишемическим повреждениям мозга, диабету и другим патологическим процессам.

Тромбогенные и тромборезистентные свойства эндотелия. Эндотелий иг-

рает чрезвычайно важную роль в сохранении жидкого состояния крови. Повреждение эндотелия неминуемо ведет к адгезии (прилипанию) тромбоцитов и лейкоцитов, благодаря чему образуются белые (состоящие из тромбоцитов и лейкоцитов) или красные (включающие в сгусток эритроциты) тромбы. В связи со сказанным можно считать, что эндокринная функция эндотелия сводится, с одной стороны, к поддержанию жидкого состояния крови, а с другой – к синтезу и высвобождению факторов, способных приводить к остановке кровотечения.

К факторам, способствующим остановке кровотечения, следует отнести комплекс соединений, приводящих к адгезии и агрегации тромбоцитов, образованию и сохранению фибринового сгустка. К соединениям, обеспечивающим жидкое состояние крови, принадлежат ингибиторы агрегации и адгезии тромбоцитов, естественные антикоагулянты и факторы, приводящие к растворению фибринового сгустка. Остановимся на характеристике перечисленных соединений.

Известно, что к веществам, индуцирующим адгезию и агрегацию тромбоцитов и образуемым эндотелием, относятся тромбоксан А2 (ТхА2), фактор фон Виллеб-

ранда (vWF), фактор активации тромбоцитов (PAF), аденозиндифосфорная кислота (ADP).

ТхА2, в основном, синтезируется в самих тромбоцитах, однако это соединение способно также образовываться и из арахидоновой кислоты, входящей в состав эндотелиальных клеток. Действие ТхА2 проявляется в случае повреждения эндотелия, благодаря чему возникает необратимая агрегация тромбоцитов. Следует заметить, что ТхА2 обладает довольно сильным сосудосуживающим действием и играет немаловажную роль в возникновении коронароспазма.

vWF синтезируется неповрежденным эндотелием и необходим как для адгезии, так и агрегации тромбоцитов. Различные сосуды в неодинаковой степени способны синтезировать этот фактор. Высокий уровень транспортной РНК vWF обнаружен в эндотелии сосудов легких, сердца, скелетных мышц, тогда как в печени и почках его концентрация сравнительно невысока.

PAF образуется многими клетками, в том числе и эндотелиоцитами. Это соединение способствует экспрессии основных интегринов, принимающих участие в процессах адгезии и агрегации тромбоцитов. PAF обладает широким спектром действия и играет важную роль в регуляции физиологических функций организма, а также в патогенезе многих патологических состояний.

Одним из соединений, принимающих участие в агрегации тромбоцитов, является AДФ. При повреждении эндотелия выделяется, главным образом, аденозинтрифосфат (ATФ), который под действием клеточной АТФ-азы быстро переходит в АДФ. Последняя запускает процесс агрегации тромбоцитов, который на первых этапах носит обратимый характер.

Действию соединений, способствующих адгезии и агрегации тромбоцитов, противостоят факторы, ингибирующие эти процессы. К ним в первую очередь относится простациклин или простагландин I2 (PgI2). Синтез простациклина неповрежденным эндотелием происходит постоянно, однако его освобождение наблюдается лишь в случае действия стимулирующих агентов. PgI2 ингибирует агрегацию тром-

31

32

боцитов за счет образования цАМФ. Кроме того, ингибиторами адгезии и агрегации тромбоцитов являются оксид азота (см. выше) и экто-АДФ-аза, расщепляющая AДФ до аденозина, служащего ингибитором агрегации.

Факторы, способствующие свертыванию крови. Сюда следует отнести

тканевой фактор, который под воздействием различных агонистов (IL-1, IL-6, TNF , адреналин, липополисахарид (ЛПС) грамотрицательных бактерий, гипоксия, кровопотеря) усиленно синтезируется эндотелиальными клетками и поступает в кровоток. Тканевой фактор (FIII) запускает так называемый внешний путь свертывания крови. В условиях нормы тканевой фактор эндотелиальными клетками не образуется. Однако любые стрессовые ситуации, мышечная активность, развитие воспалительных и инфекционных заболеваний приводят к его образованию и стимуляции процесса свертывания крови.

К факторам, препятствующим свертыванию крови, относятся естествен-

ные антикоагулянты. Следует заметить, что поверхность эндотелия покрыта комплексом гликозамингликанов, обладающих противосвертывающей активностью. К ним причисляют гепаран-сульфат, дерматан-сульфат, способные связываться с антитромбином III, а также повышать активность кофактора II гепарина и тем самым увеличивать антитромбогенный потенциал.

Эндотелиальные клетки синтезируют и секретируют 2 ингибитора внешнего пути свертывания крови (TFPI-1 и TFPI-2), блокирующие образование протромбиназы. TFPI-1 способен связывать факторы VIIa и Ха на поверхности тканевого фактора. TFPI-2, являясь ингибитором сериновых протеаз, нейтрализует факторы свертывания, принимающие участие во внешнем и внутреннем пути образования протромбиназы. В то же время он является более слабым антикоагулянтом, чем TFPI-1.

Эндотелиальные клетки синтезируют антитромбин III (А-III), который при взаимодействии с гепарином нейтрализует тромбин, факторы Ха, IХa, калликреин и др.

Наконец, к естественным антикоагулянтам, синтезируемым эндотелием, отно-

сится система тромбомодулин–протеин С (PtC), куда входит также протеин S (PtS). Этот комплекс естественных антикоагулянтов нейтрализует факторы Va и VIIIa.

Факторы, влияющие на фибринолитическую активность крови. В эндоте-

лии содержится комплекс соединений, способствующих и препятствующих растворению фибринового сгустка. В первую очередь следует указать на тканевой активатор плазминогена (ТАП, TPA) – основной фактор, переводящий плазминоген в плазмин. Кроме того, эндотелий синтезирует и секретирует урокиназный активатор плазминогена. Известно, что последнее соединение синтезируется также в почках и выделяется вместе с мочой.

В то же время в эндотелии синтезируются и ингибиторы тканевого актива-

тора плазминогена (ИТАП, ITPA) I, II и III типов. Все они отличаются по своей мо-

лекулярной массе и биологической активности. Наиболее изученным из них является ИТАП I типа. Он постоянно синтезируется и секретируется эндотелиоцитами. Другие ИТАП играют менее заметную роль в регуляции фибринолитической активности крови.

Следует заметить, что в физиологических условиях действие активаторов фибринолиза преобладает над влиянием ингибиторов. При стрессе, гипоксии, физической нагрузке наряду с ускорением свертывания крови отмечается активация фибринолиза, что связано с выбросом ТАП из эндотелиальных клеток. Между тем, ингибиторы ТАП содержатся в эндотелиоцитах в избытке. Их концентрация и активность преобладают над действием ТАП, хотя поступление в кровоток в естественных условиях значительно ограничен. При истощении же запасов ТАП, что наблюдается при развитии воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваний,

32

33

при патологии сердечно-сосудистой системы, при нормальной и особенно патологической беременности, а также при генетически обусловленной недостаточности, начинает преобладать действие ИТАП, благодаря чему наряду с ускорением свертывания крови развивается торможение фибринолиза.

Факторы, регулирующие рост и развитие сосудистой стенки. Известно,

что эндотелий синтезирует фактор роста сосудов. В то же время в эндотелии содержится соединение, ингибирующее ангиогенез.

Одним из основных факторов ангиогенеза является так называемый сосуди-

стый фактор роста эндотелия или VGEF (от слов vascular growth endothelial cell factor), который обладает способностью индуцировать хемотаксис и митогенез ЭК и моноцитов и играет важную роль не только в неоангиогенезе, но и васкулогенезе (раннее формирование кровеносных сосудов у плода). Под его воздействием усиливается развитие колатералей и сохраняется целостность эндотелиального слоя.

Фактор роста фибробластов (FGF) имеет отношение не только к развитию и росту фибробластов, но и участвует в контроле за тонусом гладкомышечных элементов.

Одним из главных ингибиторов ангиогенеза, влияющих на адгезию, рост и развитие эндотелиальных клеток, является тромбоспондин. Это гликопротеин целлюлярного матрикса, синтезируемый различными типами клеток, в том числе эндотелиальными. Синтез тромбоспондина контролируется онкогеном Р53.

Факторы, принимающие участие в иммунитете. Известно, что эндотели-

альные клетки играют чрезвычайно важную роль в осуществлении как клеточного, так и гуморального иммунитета. Установлено, что эндотелиоциты являются антигенпрезентирующими клетками (АПК), то есть способны перерабатывать антиген (Аг) в иммуногенную форму и «преподносить» его Т- и В-лимфоцитам. На поверхности эндотелиальных клеток содержатся HLA как I, так и II классов, что служит необходимым условием для презентации антигена. Из сосудистой стенки и, в частности, из эндотелия выделен комплекс полипептидов, усиливающих экспрессию рецепторов на Т- и В-лимфоцитах. В то же время эндотелиальные клетки способны продуцировать ряд цитокинов, способствующих развитию воспалительного процесса. К подобным соединениям относятся IL-1 и , TNF , IL-6, - и -хемокины и другие. Кроме того, эндотелиальные клетки выделяют ростовые факторы, оказывающие влияние на гемопоэз. К ним относятся гранулоцитарный колониестимулирующий фактор

(Г-КСФ, G-СSF), макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ, M- СSF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-

КСФ, G-MСSF) и другие. Недавно из сосудистой стенки выделено соединение полипептидной природы, резко усиливающее процессы эритропоэза и способствующее в эксперименте ликвидации гемолитической анемии, вызванной введением четыреххлористого углерода.

Цитомедины. Эндотелий сосудов, как и другие клетки и ткани, является источником клеточных медиаторов – цитомединов. Под воздействием этих соединений, представляющих комплекс полипептидов с молекулярной массой от 300 до 10000 Д, нормализуется сократительная деятельность гладкомышечных элементов сосудистой стенки, благодаря чему кровяное давление сохраняется в пределах нормы. Цитомедины из сосудов способствуют процессам регенерации и репарации тканей и, возможно, обеспечивают рост сосудов при их повреждении.

Многочисленными исследованиями установлено, что все биологически активные соединения, синтезируемые эндотелием или возникающие в процессе частичного протеолиза, при определенных условиях способны поступать в сосудистое русло и таким образом оказывать влияние на состав и функции крови.

Разумеется, мы представили далеко не полный перечень факторов, синтези-

33

34

руемых и выделяемых эндотелием. Однако и этих сведений достаточно для вывода, что эндотелий является мощной эндокринной сетью, обеспечивающей регуляцию многочисленных физиологических функций.

3.9. Форменные элементы крови

Все форменные элементы крови – эритроциты, лейкоциты и тромбоциты – образуются в костном мозге из единой стволовой клетки. Если смертельно облученным мышам ввести донорский костный мозг, полученный от здоровых животных, в их селезенке развиваются очаги кроветворных клеток. С помощью особых хромосомных маркеров (меток хромосом, стабильно измененных после облучения) показано, что каждая колония представляет собой клон или семью, развившуюся из одной клетки, получившей название колониеобразующей единицы в селезенке, или КОЕс. При образовании колонии КОЕс продуцирует несколько миллионов клеток.

Несмотря на то, что все клетки крови являются потомками единой кроветворной клетки, они несут совершенно различные специфические функции. В то же время общность происхождения наделила их и общими неспецифическими свойствами. Так, все клетки крови, независимо от их специфики, участвуют в транспорте различных веществ, выполняют защитные и регуляторные функции. Остановимся более подробно на отдельных видах форменных элементов крови.

3.9.1. Эритроциты

Эритроциты, или красные кровяные диски в крови здорового человека преимущественно (до 70%) имеют 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. Несомненно, форма двояковогнутого диска, увеличивая поверхность эритроцита, обеспечивает транспорт большего количества различных веществ. Но главное заключается в том, что форма двояковогнутого диска обеспечивает прохождение эритроцита через капилляры. При этом в узкой части эритроцита возникает выпячивание в виде тонкого соска, который и входит в капилляр и, постепенно суживаясь в широкой части, преодолевает его. Кроме того, эритроцит может перекручиваться в средней узкой части в виде восьмерки, его содержимое из более широкого конца перекатывается к центру, благодаря чему он свободно входит в капилляр.

Вто же время, как показывает электронная микроскопия, форма эритроцитов

уздоровых людей и особенно при различных заболеваниях крови весьма вариабельна. В норме преобладают дискоциты, которые могут иметь один или несколько выростов. Гораздо реже встречаются эритроциты в виде тутовой ягоды, куполообразные и сферические, эритроциты, напоминающие камеру «спущенного мяча» и дегенеративные формы эритроцитов (рис. 2а). При патологии (гланвм образом, анемиях) встречаются планоциты, стоматоциты, эхиноциты, овалоциты, шизоциты и уродливой формы (рис. 2б).

Чрезвычайно изменчивы и размеры эритроцита. Их диаметр в норме равен

7,0-7,7 мкм, толщина – 2 мкм, объем 76-100 мкм, площадь поверхности 140-150 мкм2.

Эритроциты, имеющие диаметр менее 6,0 мкм, носят название микроциты. Если диаметр эритроцита соответствует норме, то он называется нормоцитом. Наконец, если диаметр превышает норму, то такие эритроциты называются макро-

цитами.

Наличие микроцитоза (увеличение числа малых эритроцитов), макроцитоза (увеличение числа больших эритроцитов), анизоцитоза (значительная вариабельность размеров) и пойкилоцитоза (значительная вариабельность формы) свиде-

34

35

тельствует о нарушении эритропоэза.

Эритроцит окружен плазматической мембраной, структура которой наиболее хорошо изучена. Мембрана эритроцита, как и других клеток, состоит из двух слоев фосфолипидов. Около ¼ поверхности мембраны занимают белки, которые «плавают» или пронизывают липидные слои. Общая площадь мембраны одного эритоцита достигает 140 мкм2. Один из белков мембраны – спектрин – располагается на её внутренней стороне, образуя упругую выстилку, благодаря которой эритроцит не разрушается, но изменяет свою форму при прохождении через узкие капилляры. Другой белок – гликопротеид гликофорин – пронизывает оба липидных слоя мембраны и выступает наружу. К его полипептидным цепям присоединены группы моносахаридов, связанные с молекулами сиаловой кислоты.

Вмембране имеются белковые каналы, через которые происходит обмен

ионами между цитоплазмой эритроцита и внеклеточной средой. Мембрана эритроцита проницаема для катионов Na+ и K+, но особенно хорошо она пропускает кислород, углекислый газ, анионы Cl– и HCO3–. В составе эритроцитов содержится около 140 ферментов, в том числе антиоксидантная ферментная система, а также Na+-, K+-

иСа2+-зависимые АТФ-азы, обеспечивающие, в частности, транспорт ионов через мембрану эритроцита и поддержание его мембранного потенциала. Последний, как показывают исследования нашей кафедры, для эритроцита лягушки равен всего –3- 5 мV (Русяев В.Ф., Савушкин А.В.). Для эритроцитов человека и млекопитающих мембранный потенциал колеблется от –10 до –30 mV. Цитоскелет в виде проходящих через клетку трубочек и микрофиламентов в эритроците отсутствует, что придает ему эластичность и деформируемость – столь необходимые свойства при прохождении через узкие капилляры.

Внорме число эритроцитов равно 4-5 1012/литр, или 4-5 миллионов в 1 мкл. У женщин эритроцитов меньше, чем у мужчин, и, как правило, не превышает

4,5 1012/литр. Более того, при беременности число эритроцитов может снизиться до 3,5 и даже 3,2 1012/литр, и это многие исследователи считают нормой.

Внекоторых учебниках и учебных руководствах указывается, что количество эритроцитов в норме может достигать 5,5-6,0 1012/литр и даже выше. Однако такая «норма» свидетельствует о сгущении крови, что создает предпосылки к повышению кровяного давления и развитию тромбозов.

У человека весом 60 кг количество крови составляет около 5 литров, а общее число эритроцитов равняется 25 триллионам. Чтобы представить себе эту огромную цифру, приведем следующие примеры. Если положить все эритроциты одного чело-

века один на другой, то получится «столбик» высотой более 60 км. Общая поверхность всех эритроцитов одного человека чрезвычайно велика и равна 4000 м2. Для того чтобы сосчитать все эритроциты у одного человека, потребовалось бы 475000 лет, если считать их со скоростью 100 эритроцитов в минуту.

Представленные цифры лишний раз свидетельствуют о том, насколько важна функция снабжения клеток и тканей кислородом. При этом следует отметить, что сам эритроцит чрезвычайно неприхотлив к недостатку кислорода, ибо энергия его черпается за счет гликолиза и пентозного шунта.

Внорме число эритроцитов подвержено незначительным колебаниям. При различных заболеваниях количество эритроцитов может уменьшаться. Подобное

состояние носит название эритропения (анемия). Увеличение числа эритроцитов за пределы нормы обозначается как эритроцитоз. Последний возникает при гипоксии и нередко развивается как компенсаторная реакция у жителей высокогорных районов. Кроме того, выраженный эритроцитоз наблюдается при заболевании системы крови – полицитемии.

35

36

3.9.2. Гемоглобин и его соединения

Основные функции эритроцитов связаны с наличием в их составе особого белка хромопротеида, получившего наименование гемоглобин. Молекулярная масса гемоглобина человека равна 68800 Да. Состоит гемоглобин из белковой (глобин) и железосодержащей (гем) частей. На одну молекулу глобина приходится 4 молекулы гема.

В крови здорового человека содержание гемоглобина колеблется в пределах от 120 до 160 г/литр. У женщин уровень гемоглобина несколько ниже (до 150 г/литр), чем у мужчин (до 160 г/литр). У беременных женщин содержание гемоглобина может падать до 110 г/литр, и это не является патологией.

У жителей, проживающих на высоте 2000 метров, количество гемоглобина в среднем на 10 г/литр, а на уровне 3000 м – на 20 г/литр больше, чем на равнине. При этом одновременно наблюдается повышение числа эритроцитов.

Основное назначение гемоглобина – транспорт кислорода и углекислого газа. Кроме того, гемоглобин обладает буферными свойствами, а также способностью связывать некоторые токсические вещества, благодаря чему поддерживается постоянство внутренней среды – гомеостаз.

Гемоглобин человека и разных животных имеет различное строение. Это касается белковой части – глобина, ибо гем у всех представителей животного мира имеет одну и ту же структуру. Он состоит из молекулы порфирина, в центре которой расположен атом железа со степенью окисления +2, способный присоединять кислород. Белковая часть гемоглобина человека неоднородна по своей структуре, благодаря чему разделяется на ряд фракций. Большая часть гемоглобина взрослого человека (до 95 – 98%) состоит из фракции А (от слова adultus – взрослый). От 2 до 3% всего гемоглобина приходится на фракцию А2. Наконец в эритроцитах взрослого человека находится так называемый фетальный гемоглобин (от лат. foetus – плод), или гемоглобин F, содержание его 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 до 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 более трудно вступает в связь с 2,3-дифосфоглицериновой кислотой (2,3-ДФГК), которая уменьшает способность гемоглобина образовывать оксигемоглобин, но приводит к более легкой его отдаче тканям. 2,3-ДФГК образуется в процессе метаболизма по побочному пути гликолиза.

Кроме так называемых "нормальных" гемоглобинов, существуют еще аномальные, встречающиеся при различных заболеваниях системы крови. В настоящее время насчитывается более 300 аномальных гемоглобинов. Все они отличаются друг от друга строением глобина.

Первичными структурными элементами молекулы гемоглобина являются полипептидные цепи, носящие наименование протомеров и состоящие из аминокислот. Свойства гемоглобина, наличие нормальных и патологических гемоглобинов зависит от того порядка, в котором расположены аминокислоты, а также от того, находятся цепи в виде спиралей или в простом виде, т.е. от вторичной, третичной и четвертичной его структуры (рис. 3).

Все три фракции (А, А2, F) гемоглобина состоят из одинакового количества аминокислот (574), располагающихся в виде четырех полипептидных цепей. В зависимости от последовательности аминокислот эти цепи обозначаются греческими буквами , , и . Гемоглобин А состоит из двух -цепей и двух -цепей, гемоглобин

36

37

А2 – из двух -цепей и двух -цепей, гемоглобин F – из двух -цепей и двух -цепей. В -цепь гемоглобина входит 141 аминокислота, остальные содержат по 146 аминокислот каждая.

Порядок расположения аминокислот в цепях гемоглобина обозначается как первичная структура. 75% полипептидных цепей гемоглобина закручены вокруг своей продольной оси и составляют -спираль, а 25% – неспиральные участки. Это так называемая вторичная структура гемоглобина. Третичная структура гемоглобина связана с пространственным расположением спирализованной полипептидной цепи в белковой молекуле. Наконец, четвертичная структура обусловлена связью между полипептидными цепями. Так, в гемоглобине А -цепь связана с -цепью, составляя субъединицу. Две такие субъединицы и образуют молекулу гемоглобина (рис. 3).

Гем и глобин внутри молекулы гемоглобина находятся в тесном взаимодействии. Гемоглобин обладает способностью образовывать соединения с О2, СО2, и СО. Гемоглобин, присоединивший О2, носит наименование оксигемоглобина (HHbO2); гемоглобин, отдавший О2, называется восстановленным, или редуцированным гемоглобином (HHb). В артериальной крови преобладает содержание оксигемоглобина, от чего ее цвет приобретает алую окраску. В венозной крови до 35% всего гемоглобина приходится на HHb. Кроме того, часть гемоглобина через аминную группу связывается с СО2, образуя карбогемоглобин (HHbCO2), благодаря чему переносится от 10 до 20% всего транспортируемого кровью СО2.

Гемоглобин способен образовывать довольно прочную связь с CO. Это соединение называется карбоксигемоглобин (HHbCO). Сродство гемоглобина к СО значительно выше, чем к О2, поэтому гемоглобин, присоединивший CO, не способен связаться с O2. Однако при вдыхании чистого О2 резко возрастает скорость распада карбоксигемоглобина, чем на практике пользуются при отравлении СО.

Сильные окислители (ферроцианид, бертолетова соль, перекись водорода и др.) изменяют заряд от Fe2+ до Fe3+, в результате чего возникает окисленный гемоглобин – прочное соединение гемоглобина с О2, носящее наименование метгемоглобин. При этом нарушается транспорт O2, что может привести к тяжелейшим последствиям и даже смерти.

3.9.3. Цветовой показатель и абсолютное содержание гемоглобина в одном эритроците

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 – это процентное соотношение гемоглобина и эритроцитов, при этом за 100% (или единиц) гемоглобина условно принимается величина, равная 166,7 г/литр, а за 100% эритроцитов 5 1012/литр. Если у человека содержание гемоглобина и эритроцитов равно 100%, то цветовой показатель будет равен 1. В норме Fi колеблется в пределах от 0,75 до 1,0 и очень редко может достигать 1,1. В этом случае эритроциты носят название нормохромные. Если Fi менее 0,7, то такие эритроциты недонасыщены гемоглобином и называются гипохромными. При Fi, превышающем 1,1, эритроциты именуются гиперхромными. В этом случае объём эритроцита значительно увеличивается. В результате создается ложное впечатление, будто эритроциты перенасыщены гемоглобином. Гипо- и гиперхромия встречаются лишь при анемиях. Так, в случае недостатка железа в организме образование гемоглобина нарушается и возникает гипохромная анемия. При пернициозной (злокачественной) анемии нарушается эритропоэз в костном мозге, и в крови появляются гигантские деформированные эритроциты с высоким содержанием гемоглобина. В этом случае развивается гиперхромная анемия. При кровопотере одно-

37

38

временно снижается содержание эритроцитов и гемоглобина и потому анемия будет нормохромная. Однако в дальнейшем, благодаря выбросу в кровоток эритроцитов, недонасыщенных гемоглобином, анемия в течение некоторого времени носит гипохромный характер. Определение цветового показателя чрезвычайно важно для клинической практики, так как позволяет провести дифференциальный диагноз при анемиях различной этиологии.

Следует отметить, что у жителей горных районов, несмотря на повышение числа эритроцитов и уровня гемоглобина, цветовой показатель сохраняется в пределах нормы.

В последние годы во многих клиниках мира определяется не цветовой показатель, а среднее содержание гемоглобина в 1 эритроците (СГЭ или МНС – от слов mean corpuscular hemoglobin). Величину МНС находят путем деления содержания гемоглобина в определённом объеме крови на число эритроцитов в том же объеме. Приведем пример такого расчета. Представим себе, что у здорового мужчины в 1 литре крови содержится 160 г гемоглобина и 5 1012 эритроцитов. СГЭ равно отношению этих величин.

СГЭ		160	32 10-12	32пг
		1012
5

В среднем абсолютное содержание гемоглобина в одном эритроците (МНС) у мужчин и женщин практически одинаково и колеблется в пределах 28-33 пг.

3.9.4. Деформируемость эритроцитов

Деформируемость эритроцитов – способность изменять свою форму под действием внешних сил. При очень низких скоростях сдвига эритроциты здорового человека, находящиеся в концентрированных суспензиях, значительно деформируются, а при более высоких (200 с-1 и выше) уподобляются твёрдым частицам.

По мере движения крови по сосудистому руслу эритроциты постоянно находятся в деформированном состоянии. При этом меняются не только размеры и форма эритроцита, но и происходит ротация мембраны относительно внутриэритроцитарного содержимого. Этот феномен получил образное наименование «гусеница танка». Особенно существенные изменения формы эритроцита наблюдаются в микроциркуляторном русле, некоторые капилляры которого имеют до 2 мкм и менее (в 3 раза меньше, чем диаметр эритроцита). С помощью прижизненной микроскопии установлено, что эритроциты, проходящие через капилляр, подвергаются значительной деформации, приобретая при этом различные формы. Следует заметить, что в сосудистом русле эритроциты человека и млекопитающих перемещаются в плазме крови не хаотично, а в постоянном вращательном движении, совершая вокруг своей оси до 90 об./сек. В соответствии же с законами гидродинамики эритроцит располагается в капилляре вдоль его оси. При этом его вращение прекращается, но значительно увеличивается деформация типа растяжения. При этом не изменяется объём и площадь поверхности эритроцита, что чрезвычайно важно для поддержания оптимальной диффузии газов (О2 и СО2).

Деформация эритроцита повышает гидродинамическое перемещение его цитоплазмы, что способствует не только лучшей диффузии кислорода и оксигенации, но и образованию оксигемоглобина.

Поведение эритроцита, подобное поведению жидкой капли, перемешивание внутриэритроцитарного гемоглобина, благоприятное отношение площади поверхности к объёму эритроцита создают оптимальные условия для обеспечения тканей кислородом через разветвлённую сеть капилляров.

Способность эритроцитов к деформации определяется внутренней вязкостью,

38

39

вязкостно-эластичными свойствами мембраны и отношением объёма к его площади. Цитоплазматическая вязкость эритроцита во многом зависит от содержания гемоглобина. У новорожденных в сравнении с взрослыми уровень гемоглобина повышен, что приводит к уменьшению деформации эритроцитов. Кроме того, у новорожденных нарушение деформации эритроцита обусловлено потерей его объёма, а также нарушением формы (появление стомацитов, сфероцитов и др.). Эритроциты у пятидневных доношенных детей имеют на 25% меньше модуль эластичной сжимаемости, чем у взрослых. Старые эритроциты, по сравнению с молодыми, также обладают пониженной способностью к деформации, что обусловлено ухудшением эластичности мембраны и увеличением уровня внутриклеточного гемоглобина.

Нарушение деформации эритроцитов может зависеть от наличия патологических гемоглобинов. Так, при серповидноклеточной анемии, характеризующейся наличием гемоглобина S, способного образовывать гель внутри эритроцита, характерно резкое уменьшение деформации эритроцитов. Аналогичные явления наблюдаются у носителей других аномальных гемоглобинов.

Если нарушается деформируемость эритроцитов, то возникают застойные явления в микроциркуляторном русле, в результате чего развивается тканевая гипоксия.

Деформируемость эритроцитов играет важную роль в сосудистой сети лёгких. Воздействуя на стенку капилляра, эритроцит способствует высвобождению из эндотелия сосудосуживающих факторов. В то же время в ответ на деформацию эритроцитов происходит высвобождение АТФ, стимулирующей синтез мощного вазодилятатора NO.

3.9.5. Гемолиз

Гемолизом называется разрыв или резкое увеличение проницаемости оболочки эритроцитов и выход гемоглобина в окружающее пространство. Гемолиз может наблюдаться непосредственно в крови, при этом она приобретает лаковый цвет. Кроме того, существует внутриклеточный гемолиз, возникающий в результате разрушения эритроцитов макрофагами.

В искусственных условиях гемолиз может быть вызван помещением эритроцитов в гипотонический раствор. Для здоровых людей верхняя (минимальная) граница осмотической стойкости соответствует 0,42–0,48% NaCl. При этом разрушаются наименее устойчивые к осмотическому давлению эритроциты. Полный же гемолиз (максимальная граница стойкости) происходит при 0,30–0,34% NaCl. При анемиях границы минимальной и максимальной стойкости смещаются в сторону повышения концентрации гипотонического раствора.

У новорожденного ребенка и даже грудных детей верхняя граница осмотической стойкости повышена (осмотическая стойкость снижена) и колеблется в пределах от 0,48 до 0,52% NaCl, а нижняя – снижена (осмотическая стойкость повышена) и равняется 0,24-0,32% NaCl. Следовательно, у новорожденных имеются эритроциты как с пониженной, так и с повышенной осмотической стойкостью. Это явление, по всей видимости, обусловлено наличием в крови новорожденных эритроцитов плода, в том числе мегалобластов, которые обладают повышенной резистентностью к гипотоническим растворам.

Гемолиз может быть вызван химическими агентами (хлороформом, эфиром, сапонином и др.), разрушающими мембрану эритроцита. В клинике нередко встречается гемолиз при отравлении уксусной кислотой. Гемолизирующими свойствами обладают яды некоторых змей (биологический гемолиз).

При сильном встряхивании ампулы с кровью также наблюдается разрушение мембраны эритроцитов (механический гемолиз). Механический гемолиз может

39

40

наблюдаться у больных с протезированием клапанного аппарата сердца и сосудов. В этих случаях наименее стойкие к механическим воздействиям эритроциты, ударяясь о клапаны, разрушаются. Кроме того, механический гемолиз иногда возникает при длительной ходьбе из-за травмирования эритроцитов в капиллярах стоп. При этом гемоглобин и его производные появляются в моче (маршевая гемоглобинурия).

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

3.9.6. Функции эритроцитов

Как и системе крови, эритроцитам присущи три основные функции: транспортная, защитная и регуляторная.

Транспортная функция эритроцитов заключается в том, что они переносят О2 и СО2, аминокислоты, полипептиды, белки, углеводы, ферменты, гормоны, жиры, холестерин, различные биологически активные соединения (простагландины, лейкотриены, цитокины и др.), микроэлементы и др.

Защитная функция эритроцитов заключается в том, что они играют существенную роль в специфическом и неспецифическом иммунитете и принимают участие в сосудисто-тромбоцитарном гемостазе, свертывании крови и фибринолизе.

Регуляторная функция эритроцитов многообразна. Благодаря содержаще-

муся в них гемоглобину, эритроциты регулируют pH крови, ионный состав плазмы и водный обмен. Проникая в артериальный конец капилляра, эритроцит отдает воду и растворенный в ней О2 и уменьшается в объеме, а переходя в венозный конец капилляра, забирает воду, СО2 и продукты обмена, поступающие из тканей, и увеличивается в объеме.

Благодаря эритроцитам во многом сохраняется относительное постоянство состава плазмы. Это касается не только солей. В случае увеличения концентрации в плазме белков, эритроциты их активно адсорбируют. Если же содержание белков в крови уменьшается, то эритроциты отдают их в плазму.

Эритроциты являются носителями глюкозы и гепарина, обладающего выраженным противосвертывающим действием. Эти соединения при увеличении их концентрации в крови проникают через мембрану внутрь эритроцита, а при снижении – вновь поступают в плазму.

Эритроциты служат регуляторами эритропоэза, ибо в их составе содержатся эритропоэтические факторы, поступающие при разрушении эритроцитов в костный мозг и способствующие образованию эритроцитов. В случае разрушения эритроцитов из освобождающегося гемоглобина образуется билирубин, являющийся одной из составных частей желчи.

3.9.7. Эритрон

Понятие эритрон введено английским терапевтом Кастлом для обозначения массы эритроцитов в организме. Принципиальная разница между эритроном и другими тканями организма заключается в том, что разрушение эритроцитов осуществляется преимущественно макрофагами за счет процесса, получившего наименование эритрофагоцитоз. Образующиеся при этом продукты разрушения и, в первую очередь, железо, используются на построение новых клеток. Таким образом, эритрон является частично замкнутой системой, в которой в условиях нормы количество разрушающихся эритроцитов соответствует числу вновь образовавшихся.

В кровотоке эритроциты живут от 60 до 120 дней. Продолжительность жизни

40