Глава 8. Физиология системы крови

8.1. Понятие системы крови

Система крови — совокупность собственно крови, орга­нов кроветворения и кроверазрушения (красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы) и нейрогумо- рального аппарата регуляции, благодаря которому сохраняет­ся постоянство состава и функций крови (Г.Ф.Ланг, 1939). В настоящее время систему крови функционально дополняют органами синтеза белков плазмы (печень), доставки в крово­ток и выведения воды и электролитов (кишечник, почки). Важ­нейшими особенностями крови как функциональной системы являются: 1) выполнение своих функций только в жидком аг­регатном состоянии и в постоянном движении (по кровенос­ным сосудам и полостям сердца); 2) образование составных частей за пределами сосудистого русла; 3) объединение рабо­ты очень многих физиологических систем организма.

Кровь, лимфа, ликвор и тканевая жидкость составляют внутреннюю среду организма. Эта среда обеспечивает ста­бильность условий жизнедеятельности для клеточных и ткане­вых структур организма. Внутренняя среда организма не имеет прямого контакта с внешней средой и отделена от нее специ­альными структурами, получившими название внешних барье­ров. К ним относят кожу и слизистые оболочки пищеваритель­ного тракта, системы дыхания, мочевыводящих путей. Внут­ренние органы обмениваются с окружающей средой через внутреннюю среду, важнейшую роль в таком обмене играет кровь. Кровь отделена от клеточных структур внутренних орга­нов посредством гистогематических (внутренних) барьеров. Уровнем проницаемости и свойствами этих внутренних барье­ров определяются особенности обмена между кровью и орга­нами. Часть веществ, удаляемых из тканей, попадает в кровь через лимфу и ликвор.

Кровь — непрозрачная, красная жидкость, состоящая из двух частей: бледно-желтой плазмы и взвешенных в ней фор­менных элементов — эритроцитов (красных кровяных телец, придающих цвет крови), лейкоцитов (белых кровяных телец) и тромбоцитов (кровяных пластинок). В этом легко убедиться, дав цитратной крови (смесь крови с противосвертывающим веществом цитратом натрия) отстояться или проведя ее центрифугирование. При этом образуются два резко отличаю­щихся друг от друга слоя: верхний — прозрачный, слегка жел­товатый — плазма крови; нижний — красного цвета, состоя­щий из эритроцитов и тромбоцитов. Лейкоциты располагают­ся на поверхности нижнего слоя в виде тонкой белой пленки.

8.2. Физиологические функции крови

Транспортная функция заключается в транспорте с кровью различных веществ и тепла в пределах организма (сер­дечно-сосудистой системы). Кровь переносит дыхательные га­зы — (кислород 0₂ и углекислый газ С0₂) как в физически растворенном, так и химически связанном виде — дыхатель­ная функция. Кислороддоставляется от легких к потребляю­щим его клеткам органов и тканей, а углекислый газ — наобо­рот, от клеток к легким. Кровь переносит также питательные вещества от органов, где они всасываются или депонируются, к месту их потребления питательная функция. При биологическом окислении питательных веществ в клетках об­разуются конечные продукты их обмена (мочевина, мочевая кислота), которые транспортируются кровью к местам их вы­деления: почкам, легким, потовым железам, кишечнику — вы­делительная (экскреторная) функция. Кровь осущест­вляет также транспорт гормонов и других биологически актив­ных веществ. Благодаря своей высокой теплоемкости кровь обеспечивает перераспределение тепла в организме — тер- морегуляторная функция: перенос около 70 % тепла, об­разующегося во внутренних органах, в кожу и легкие и регуля­ция тепловыделения последних в окружающую среду. Кровь участвует в водно-солевом обмене в организме и обеспечивает поддержание постоянства его внутренней среды (гомеостаза) — гомеостатическая функция.

Защитная функция крови заключается прежде всего в обеспечении иммунных реакций и создании кровяных и ткане­вых барьеров против чужеродных веществ, микроорганизмов, дефектных клеток собственного организма. Еще одним прояв­лением защитной функции крови является ее участие в поддер­жании своего жидкого агрегатного состояния (текучести), а так­же остановке кровотечения при повреждении стенок сосудов и восстановлении их проходимости после репарации дефектов.

8.3. Физико-химические свойства крови и плазмы

Количество крови, ее вязкость и гематокрит. На долю крови у взрослого человека приходится 6—8% массы тела, что соответствует приблизительно 4,5—6,0 л (при средней массе 70 кг). У детей и у спортсменов объем крови в 1,5—2,0 раза больше. У новорожденных он составляет 15% массы тела, у детей 1-го года жизни — 11 %. У человека в условиях физио­логического покоя не вся кровь активно циркулирует по сер­дечно-сосудистой системе. Часть ее находится в кровяныхдепо — венулах и венах печени, селезенки, легких, кожи, скорость кровотока в которых значительно снижена. Общее количество крови в организме сохраняется на относительно постоянном уровне. Быстрая потеря 30—50% крови может привести орга­низм к гибели. В этих случаях необходимо срочное перелива­ние препаратов крови или кровезамещающих растворов.

Вязкость крови обусловлена наличием в ней белков и клеток, прежде всего эритроцитов. Если вязкость воды при­нять за 1, то вязкость цельной крови здорового человека со­ставит около 4,5 (3,5—5,4), а плазмы — около 2,2 (1,9—2,6). Относительная плотность крови зависит в основном от коли­чества эритроцитов и содержания белков в плазме. У здорово­го взрослого человека относительная плотность цельной кро­ви составляет 1,050—1,060 кг/л, эритроцитарной массы — 1,080- 1,090 кг/л, плазмы крови - 1,029-1,034 кг/л. У муж­чин удельный вес крови несколько больше, чем у женщин. А самая высокая относительная плотность цельной крови (1,060— 1,080 кг/л) у новорожденных. Эти различия объясня­ются разницей в количестве эритроцитов в крови людей разно­го пола и возраста

Гематокрит — часть объема крови, приходящаяся на до­лю форменных элементов, прежде всего эритроцитов. В норме показатель гематокрита циркулирующей крови взрослого че­ловека составляет в среднем 40—45% (у мужчин — 40—49%, у женщин — 36—42%). У новорожденных гематокрит прибли­зительно на 10% выше, а у маленьких детей — примерно на столько же ниже, чем у взрослого человека.

Состав и свойства плазмы крови. Плазма — жидкая часть крови, остающаяся после удаления из нее форменных элемен­тов. Плазма крови является достаточно сложной биологиче­ской средой, находящейся в тесной связи с тканевой жидкос­тью организма. Объем плазмы от всей крови составляет в среднем 55—60% (у мужчин — 51-64%, у женщин — 58— 64%). В ее состав входят вода и сухой остаток из органических и неорганических веществ.

Белки плазмы крови представляют собой смесь множе­ства отдельных белков: альбуминов; а-, Р-, углобулинов; фибриногена и др. Содержание белков в плазме крови состав­ляет 60—85 г/л. Белки плазмы крови выполняют ряд важных функций: питательную (источник аминокислот), транспортную (для липидов, гормонов, металлов), иммунную (у-глобулины — главная составная часть гуморального звена иммунитета), ге- мостатическую (участвуют в остановке кровотечения при по­вреждении стенки сосуда), буферную (поддержание рН кро­ви), регуляторную. Белки обеспечивают также вязкость плаз­мы и онкотическое давление (25—30 мм рт.ст.).

В зависимости от выполняемых функций белки классифи­цируют на три большие группы. К 1 -й группе относятся белки, обеспечивающие поддержание должной величины онкотиче- ского давления (альбумины определяют его величину на 80%) и выполняющие транспортную функцию (а-, р-глобулины, альбумины). Во 2-ю группу входят защитные белки против чу­жеродных веществ, микро- и макроорганизмов (у-глобулины и др.). В 3-ю группу входят белки, регулирующие агрегатное состояние крови: ингибиторы свертывания крови — антитром­бин III; факторы свертывания крови — фибриноген, протром­бин; фибринолитические белки — плазминоген и др.

Другие органические вещества плазмы крови просто переносятся ею и в физиологических концентрациях мало вли­яют на ее свойства. В эту неоднородную группу входят пита­тельные вещества (глюкоза, аминокислоты, липиды)и продук­ты промежуточного метаболизма (молочная и пировиноград- ная кислоты), биологически активные вещества (витамины, гормоны, цитокины) и конечные продукты обмена белков и нуклеиновых кислот (мочевина, мочевая кислота, креатинин, билирубин, аммиак).

Неорганические вещества плазмы крови составляют около 1 % и представлены минеральными солями (катионами Na⁺ К⁺ Са²⁺ Mg²* анионами СГ НРО|~ HCOJ), а также микроэлементами (Fe, Си, Со, J, F), связанными на 90% и более с органическими веществами плазмы. Минераль­ные соли создают осмотическое давление крови, рН, участву­ют в процессе свертывания крови, влияют на ее важнейшие функции. В этом смысле минеральные соли наряду с белками можно считать функциональными элементами плазмы. К по­следним также относят растворимые в плазме молекулы газов С>2 и СС>2, напряжение которых относится к жестким констан­там гомеостаза.

Осмотическое и онкотическое давление плазмы крови. Среди разнообразных показателей внутренней среды организ­ма осмотическое и онкотическое давление занимают одно из главных мест. Они являются жесткими гомеостатическими константами внутренней среды и их отклонение (повышение или понижение) опасно для жизнедеятельности организма.

Осмотическое давление. Представляет собой силу, определяющую движение растворителя (воды) через полупрони­цаемую мембрану (клеточную мембрану) из менее в более кон­центрированный раствор. Его величина обусловлена концен­трацией осмотически активных веществ (электролитов, не­электролитов, белков), растворенных в плазме крови, и регулирует транспорт воды из внеклеточной жидкости в клет­ки и наоборот. Осмотическое давление плазмы крови в норме составляет 290±10 мосмоль/кг (в среднем равно 7,3 атм., или 5600 мм рт.ст., или 745 кПа). Около 80% величины осмоти­ческого давления плазмы крови обусловлено натрия хлоридом, который полностью ионизирован. Растворы, осмотическое давление которых такое же, как плазмы крови, называются изотоническими, или изоосмическими. К ним относят 0,85— 0,90% раствор натрия хлорида и 5,5% раствор глюкозы. Рас­творы с меньшим осмотическим давлением, чем у плазмы кро­ви, называются гипотоническими, а с большим — гиперто­ническими.

Осмотическое давление крови, лимфы, тканевой и внут­риклеточной жидкостей приблизительно одинаково и отлича­ется достаточным постоянством. Это необходимо для обеспе­чения нормальной жизнедеятельности клеток.

Онкотическое давление. Представляет собой часть ос­мотического давления крови, создаваемую белками плазмы. Его величина колеблется в пределах 25—30 мм рт.ст. (3,33— 3,99 кПа) и на 80% определяется альбуминами вследствие их малых размеров и наибольшего содержания в плазме крови. Онкотическое давление играет важную роль в регуляции об­мена воды в организме, а именно в ее удержании в кровенос­ном сосудистом русле. Онкотическое давление влияет на обра­зование тканевой жидкости, лимфы, мочи, всасывание воды из кишечника. При понижении онкотического давления плазмы (например, при болезнях печени, когда снижено образование альбуминов, или болезнях почек, когда повышено выделение белков с мочой) развиваются отеки, так как вода плохо удер­живается в сосудах и переходит в ткани.

Гемолиз и его виды. Гемолиз — разрушение мембран эрит­роцитов с выходом гемоглобина в окружающую эритроциты среду. Гемолиз может происходить как в сосудах, так и вне ор­ганизма. Различают следующие виды гемолиза: осмотический, механический, термический, химический, биологический.

Осмотический гемолиз происходит в гипотонических рас­творах. Под действием осмотических сил вода поступает из ги­потонического раствора внутрь эритроцитов. Они набухают, мембрана их сначала растягивается, а затем разрушается. При этом раствор, содержащий кровь, становится прозрачным и приобретает ярко-красный цвет («лаковая кровь»), Осмоти­ческий гемолиз эритроцитов здорового человека начинается в 0,46—0,48% растворах натрия хлорида и полностью заверша­ется (разрушаются все эритроциты и образуется «лаковая кровь») в 0,32—0,34% растворах натрия хлорида.

Механический гемолиз возникает при механическом по­вреждении мембран эритроцитов (например, при сильном встряхивании пробирки с кровью или прохождении крови че­рез механический клапан сердца).

Термический гемолиз возникает при воздействии на кровь высоких либо низких температур и встречается редко.

Химический или биологический гемолиз возникает при разрушении мембран эритроцитов различными химическими веществами (соответственно кислотами и щелочами либо в результате агглютинации эритроцитов или действия ядов на­секомых и пресмыкающихся).

Физиологический гемолиз — это процесс, постоянно про­текающий в организме, в результате которого в селезенке про­исходит захват из кровотока и разрушение «старых» эритро­цитов макрофагами. Поэтому гемоглобин в плазме циркулиру­ющей крови отсутствует (или обнаруживаются его минималь­ные количества — следы). При укусах пчел, ядовитых змей, переливании несовместимой в групповом отношении крови, малярии, очень больших физических нагрузках может проис­ходить гемолиз эритроцитов в разных участках сосудистого русла. Это сопровождается появлением гемоглобина в плазме циркулирующей крови (гемоглобинемия) и выделением его с мочой (гемоглобинурия).

Реакция среды. Реакция среды (рН) определяется концен­трацией в ней ионов водорода (Н⁺). Последние существенно влияют на степень ионизации белковых молекул и реализацию их функций: активность ферментов, процессы синтеза и рас­щепления органических веществ, чувствительность клеточных рецепторов. В основе современных представлений о механиз­мах формирования реакции среды лежит протолитическая те­ория, согласно которой кислотами считают вещества, осво­бождающие в процессе диссоциации протоны Н⁺, а основани­ями — вещества, связывающие их. Концентрацию Н⁺ принято выражать через показатель рН (от англ. power hidrogenium — Напряжение водорода) — отрицательный десятичный логарифм Молярной концентрации Н⁺ Показатель рН = —log[H⁺]. Если РН=7, то концентрация Н⁺ равна Ю^-7 моль/л и соответству­ет нейтральному раствору чистой воды; рН < 7 наблюдается в кислых растворах, в которых концентрация Н ⁺ > Ю^-7 моль/л; рН>7 характерен для щелочного раствора, в котором концен­трация Н⁺< 10^-7 моль/л.

Интегральным показателем реакции внутренней среды ор­ганизма является рН плазмы крови. Физиологические колеба­ния рН артериальной крови составляют 7,35—7,45. Величина рН является жизненно важным и жестким гомеостатическим показателем. Сдвиг рН крови лишь на 0,1 за указанные грани­цы сопряжен с нарушением функций кардиореспираторной системы, на 0,3 — с изменением состояния центральной нерв­ной системы (угнетение ее функций или перевозбуждение), а на 0,4 — как правило, несовместим с жизнью.

Уменьшение показателя рН крови ниже 7,35 рассматрива­ется как ацидоз (закисление крови), а увеличение более 7,45 - как алкалоз (защелачивание крови). Основным источником протонов Н⁺ в организме является угольная кислота (Н₂СОз), которая образуется при гидратации углекислого газа (С0₂). Углекислый газ вырабатывается в клетках (как конечный про­дукт метаболизма питательных веществ) со скоростью 10— 15 ммоль/мин. Гидратация углекислого газа приводит к обра­зованию 13 000—25 000 ммоль Н₂С0₃ в сутки, которая, дис­социируя, продуцирует протоны (Н ⁺ ). Кроме того, в процессе метаболизма различных аминокислот и фосфолипидов образу­ются фосфорная, серная, соляная и другие кислоты — до 100 ммоль/сут.

При усиленном потреблении белковой пищи в организме до­полнительно создаются условия для попадания в кровь кислых соединений. И наоборот, при преимущественно растительной диете увеличивается поступление в кровоток оснований. Одна­ко реакция крови остается достаточно постоянной, а отмечаю­щиеся колебания рН крайне незначительны и кратковременны.

Поддержание постоянства рН (изогидрии) обеспечивает­ся физико-химическими и физиологическими механизмами регуляции (рис. 8.1). К первым относят буферные системы (растворы). Буферный раствор — это смесь (в определенных соотношениях) слабой кислоты и сопряженного с ней осно­вания. Буферные системы находятся во всех жизненных сре­дах организма и функционируют во взаимосвязи и взаимо­действии. Основным свойством буферных систем является

[НСО,-]

-log _[H-] = pH = pK ₊ log_1R-₅^-_r А Кровь

Медленная регуляция (часы-сутки)

Рис. 8.1. Схема механизмов, регулирующих рН крови: А — основные физико-химические; Б - физиологические

Мгновенная регуляция

способность противодействовать изменению рН при добавле­нии к ним в небольших количествах сильных кислот или осно­ваний. Они являются первой линией защиты организма от сдвигов рН, так как срабатывают почти мгновенно, пред- °твращая значительные изменения концентрации Н⁺ (Рис. 8.1). К основным буферным системам крови относятся: ^гидрокарбонатная - [Н₂С0₃] / [НСО3 ] = 1/20; фосфатная -

[Н₂Р04]/[НРО|-] =1/4; белковая (в плазме); гемоглоби новая (в эритроцитах). В тканевой жидкости, ликворе, лимфе главной буферной системой является гидрокарбонатная, а во внутриклеточной жидкости — фосфатная и белковая системы.

Действие буферных систем ограничивается величиной их емкости, определяемой количеством эквивалентов сильной кислоты или основания, которые необходимо добавить для из­менения рН буфера на единицу (при этом буферная система уже не существует). Исчерпанию резервов буферных систем препятствуют физиологические механизмы регуляции, эффек­торами в которых являются органы дыхания, почки, желудоч­но-кишечный тракт и потовые железы.

Дыхательные механизмы регуляции рН крови являются мощной линией защиты организма от нарушений кислотно-ос­новного состояния за счет быстроты их реализации и активно­го участия в поддержании должной емкости гидрокарбонатной буферной системы через удаление углекислого газа и регуля­цию уровня Н2СО3. Однако дыхательные механизмы регуля­ции обеспечивают восстановление сдвигов рН при избытке кислот лишь на 50—75% и оказываются несостоятельными при наличии избытка оснований в организме.

Почечные механизмы регуляции рН крови представляют собой третью линию защиты организма от нарушений кислот­но-основного состояния. Они осуществляются за счет способ­ности почек экскретировать кислую или щелочную мочу (до 500 ммоль/сут кислот или оснований при колебаниях рН мочи от 4,5 до 8,0) и регулировать уровень гидрокарбонатов в крови. Для восстановления нормальных значений рН с участием по­чечных механизмов требуется продолжительное время — от нескольких часов до нескольких суток. Их главная ценность заключается в возможности удаления из организма избытка нелетучих (не удаляемых через легкие) кислот либо оснований.

8.4. Форменные элементы крови

Эритроциты. Эритроциты — самые многочисленные, вы­сокоспециализированные клетки крови, основная функция ко­торых состоит в транспорте кислорода (0₂) из легких в ткани и диоксида углерода (С0₂) из тканей в легкие. Зрелые эритро­циты не имеют ядра и цитоплазматических органелл. Поэтому они не способны к синтезу белков или липидов, аэробному окислительному фосфорилированию. Это резко уменьшает собственные потребности эритроцитов в кислороде (не более 2% всего транспортируемого клеткой газа), а образование ДТФ происходит за счет анаэробного окисления глюкозы. Около 98% массы белков цитоплазмы эритроцита составляет гемоглобин, который транспортирует кислород.

Большинство эритроцитов (около 85% их называют нор- моцитами) имеют диаметр 7 — 8 мкм и объем 80 — 100 (фемп- толитров, или мкм³), а форму — в виде двояковогнутых гладких дисков (дискоциты). Это обеспечивает им большую площадь газообмена (суммарно для всех эритроцитов около 3800 м²) и уменьшает расстояние диффузии газа (0₂)до места его связы­вания с гемоглобином. Оставшиеся 15% эритроцитов бывают различной формы, размеров и могут иметь отростки на поверх­ности клеток.

Полноценные зрелые эритроциты обладают пластичностью — способностью к обратимой деформации. Это позволяет им проходить по сосудам с меньшим диаметром, в частности че­рез капилляры с просветом в 2—3 мкм. Такая способность к деформации обеспечивается за счет взаимодействия белков мембраны (гликофорины, сегмент 3) и цитоплазмы (спект- рин, анкирин). В процессе старения эритроцитов возникает необратимая агрегация спектрина и гемоглобина, что вызы­вает нарушение структуры, формы эритроцйтов (из дискоци- тов они превращаются в сфероциты) и их пластичности. Та­кие эритроциты не могут проходить через капилляры. Они захватываются и разрушаются макрофагами селезенки, а от­дельные из них гемолизируются внутри сосудов. Гликофори­ны придают гидрофильные свойства наружной поверхности эритроцитов и электрический дзета-потенциал. Поэтому эритроциты отталкиваются друг от друга и находятся в плаз­ме во взвешенном состоянии, определяя суспензионную устойчивость крови.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ). Удельный вес эритроцитов выше, чем плазмы крови. Поэтому в капилля­ре с кровью, лишенной возможности свертываться, они мед­ленно оседают вниз. СОЭ составляет у здоровых взрослых лю­дей 1 — 10 мм/ч у мужчин и 2—15 мм/ч у женщин. У новорож­денных СОЭ равно 1—2мм/ч, а у пожилых людей — 1—20 мм/ч.

К основным факторам, влияющим на СОЭ, относят: коли­чество, форму и размеры эритроцитов; количественное соот­ношение различных видов белков плазмы крови; содержание желчных пигментов и др. Повышение содержания альбуминов и желчных пигментов, а также увеличение количества эритро­цитов в крови вызывает возрастание дзета-потенциала клеток и уменьшение СОЭ. Снижение содержания альбуминов в плазме и уменьшение количества эритроцитов сопровождает­ся увеличением СОЭ. На СОЭ также влияют увеличение со­держания глобулинов и фибриногена.

В физиологических условиях повышение СОЭ наблюдается: у женщин, по сравнению с мужчинами (главным образом, из-за более низкого количества эритроцитов в крови); во время бере­менности, при сухоядении и голодании, после вакцинации (вследствие увеличения содержания глобулинов и фибриногена в плазме). Замедление же СОЭ может наблюдаться при сгуще­нии крови вследствие усиленного испарения пота (например, при действии высокой внешней температуры) или повышенного образования и содержания эритроцитов в крови (например, у жителей высокогорья или альпинистов, новорожденных).

Количество эритроцитов. В периферической крови взрослого человека эритроцитов содержится: у мужчин — (3,9-5,I )• 10¹² клеток/л; у женщин - (3,7-4,9)- Ю¹² клеток/л. Их количество в разные возрастные периоды у детей и взрос­лых отражено в табл. 8.1. У пожилых людей количество эри­троцитов приближается в среднем к нижней границе нормы. Увеличение количества эритроцитов в крови выше верхней границы нормы называется эритроцитозом. Эритроцитоз бывает относительным и абсолютным. Относительный эрит­роцитоз (без активации эритропоэза) наблюдается при сгуще­нии крови во время физической работы или действия высокой температуры. Абсолютный эритроцитоз является следствием усиленного эритропоэза при адаптации человека к высокого­рью или при развитии болезней крови. Эритропения уменьшение количества эритроцитов в крови ниже нижней границы нормы. Она также может быть относительной и абсо­лютной. Относительная эритропения обусловлена разжиже­нием крови при увеличении поступления жидкости в организм при сохраненном эритропоэзе. Абсолютная эритропения (ане­мия) является следствием: 1) повышенного кроверазрушения (аутоиммунный гемолиз эритроцитов, избыточная кровераз- рушающая функция селезенки); 2) пониженного эритропоэза (дефицит железа, витаминов (особенно, группы В) в пищевых продуктах, отсутствие внутреннего фактора Кастла и недоста­точное всасывание витамина В₁₂ ); 3) кровопотери при трав­мах или ранениях стенок сосудов.

Таблица 8.1. Показатели красной крови у здоровых детей и взрослых

Группа исследуемых	Эритро­циты, х10^12клеток/л	Ретику- лоциты, %	Гемогло­бин, г/л	Гема­токрит. %	MCV. фл	МСН, пг	МСНС г/100 мл
Новорож­денные	5,0-7,0	12-50	192-232	57-65	101-128	25,4-34,6	30-37
1 неделя	4,5-5,4	12-45	187-192	50-60	95-112	25,4-34,6	30-37
1 месяц	3,9-4,8	6-8	145-162	40-48	90-93	25,4-34,6	30-37
6 месяцев	3,7-4,6	6-8	118-130	32-36	77-79	25,4-34,6	30-37
1 год	4,0-5,1	6-8	118-127	34-38	75-85	25,4-34,6	30-37
5 лет	3,9-5,1	0,5-1,2	118-133	35-39	80-85	25,4-34,6	30-37
Взрослые мужчины	3,9-5,1	0,5-1,2	130-170	40-49	80-100	25,4-34,6	30-37
Взрослые женщины	3,7-4,9	0,5-1,2	120-150	36-42	79-98	25,4-34,6	30-36

Примечания: РАСУ (mean corpuscular volume) — средний объем эритроцитов; МСН (mean corpuscular hemoglobin) — среднее содержа­ние гемоглобина вэритроците; МСНС (mean corpuscular hemoglobin concentration) —содержание гемоглобина в 100 мл эритроцитов (кон­центрация гемоглобина в одном эритроците).

Основные функции эритроцитов. Транспортная функция эритроцитов заключается в том, что они переносят кислород и углекислый газ (дыхательная или газотранспортная функция), питательные (белки, углеводы и др.) и биологически активные вещества. Защитная функция эритроцитов опре­деляется их способностью связывать и обезвреживать некото­рые токсины, а также участвовать в процессах свертывания крови. Регуляторная функция эритроцитов заключается в их способности активно участвовать в поддержании кислотно-ос­новного состояния организма (рН крови) с помощью гемогло­бина, который может связывать углекислый газ (снижая тем самым содержание Н₂СОз в крови) и обладает амфолитными свойствами. Эритроциты могут также участвовать в иммуно­логических реакциях организма, что обусловлено наличием в их клеточных мембранах специфических соединений (гли- копротеинов и гликолипидов), обладающих свойствами анти­генов (агглютиногенов).

Жизненный цикл эритроцитов. Место образования эритроцитов в организме взрослого человека — красный кост­ный мозг. В результате эритропоэза из полипотентной стволо­вой гемопоэтической клетки (ПСГК) через ряд промежуточ­ных этапов образуются ретикулоциты, которые выходят в пе­риферическую кровь и превращаются через 24—36 ч в зрелые эритроциты. Срок их жизни — 3—4 месяца. Место их гибели — селезенка (фагоцитоз макрофагами до 90%) или внутрисосу- дистый гемолиз (обычно до 10%).

Функции гемоглобина и его соединения. Основные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе осо­бого белка — гемоглобина (НЬ). Гемоглобин относится к числу важнейших дыхательных белков и осуществляет транспорт кислорода и углекислого газа дыхательная функция, участвует в регуляции реакции (рН) крови — регуляторная, буферная функция, а также придает эритроцитам и крови красный цвет. Гемоглобин выполняет свои функции, лишь на­ходясь в эритроцитах. В случае гемолиза эритроцитов и появ­ления гемоглобина в плазме он не может выполнять свои функ­ции из-за низкого содержания (не более 3—10 мг у здорового человека) и быстрого выведения (период полувыведения со­ставляет около 10 мин). Гемоглобин в плазме связывается с белком гаптоглобином, образующийся комплекс захватывает­ся и разрушается клетками фагоцитирующей системы печени и селезенки. При массивном гемолизе гемоглобин появляется в моче (гемоглобинурия).

Молекула гемоглобина имеет две пары полипептидных це­пей (глобин — белковая часть) и 4 гема. Гем — комплексное соединение протопорфирина IX с железом (Fe²⁺), которое об­ладает уникальной способностью присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом железо, к которому присоеди­няется кислород, остается двухвалентным, оно может легко окисляться также до трехвалентного. Гем является активной или так называемой простетической группой, а глобин — бел­ковым носителем гема, создающим для него гидрофобный кар­ман и защищающим Fe²⁺ от окисления.

Существует много молекулярных форм гемоглобина. В крови взрос­лого человека содержатся НЬА (95—98% НЬА] и 2—3% НЬАг) и HbF (0,1—2%). У новорожденных преобладаетHbF (почти 80%), а у плода (до 3-месячного возраста) — гемоглобин типаGower I. Выделяют и дру­гие формы гемоглобина, часть из которых имеет клиническое значение.

Нормальное содержание гемоглобина в крови мужчин со­ставляет в среднем 130—170 г/л (13—17 г %), у женщин — 120— 150 г/л (12 — 15 г %),удетей — зависит от возраста (табл. 8.1). Общее содержание гемоглобина в периферической крови равно примерно 750 г (150 г/л х 5 л крови = 750 г), 1 г гемогло­бина может связать 1,34 мл кислорода. Оптимальное выполне­ние эритроцитами дыхательной функции отмечается при их нор­мальном насыщении гемоглобином. Насыщение эритроцитов гемоглобином отражают следующие показатели: 1) цветной по­казатель (ЦП); 2) МСН — среднее содержание гемоглобина в эритроците; 3) МСНС — концентрация гемоглобина в эритро­ците. Эритроциты, нормально насыщенные гемоглобином (ЦП = 0,8-1,05; МСН = 25,4-34,6 пг; МСНС = 30-37 г/дп), называются нормохромными. Клетки со сниженным содержани­ем гемоглобина (ЦП < 0,8; МСН < 25,4 пг; МСНС < 30 г/дл) получили название гипохромных. Эритроциты же с повышен­ным содержанием гемоглобина (ЦП > 1,05; МСН >34,6 пг; МСНС >37 г/дл) называются гиперхромными.

Причиной гипохромии эритроцитов чаще всего является их образование в условиях дефицита железа (Fe²⁺) в организме, а гиперхромии — в условиях недостатка витамина В₁₂ (циа- нокобаламин) и/или фолиевой кислоты. Многие районы на­шей республики являются эндемичными по низкому содержа­нию Fe²⁺ в воде. Поэтому имеется опасность развития у жите­лей (особенно у женщин) гипохромной анемии.

225

Гемоглобин, связанный с кислородом, называется оксиге- моглобином (НЬ0₂). Его содержание в артериальной крови достигает 96—98%. Гемоглобин, отдавший кислород, называ­ется восстановленным (ННЬ). Гемоглобин может связывать углекислый газ, образуя карбгемоглобин (НЬС0₂). Образова­ние НЬС0₂ не только способствует транспорту углекислого газа, но и снижает образование угольной кислоты и поддержи­вает тем самым гидрокарбонатный буфер плазмы крови. Ок- сигемоглобин, восстановленный гемоглобин и карбгемогло­бин называются физиологическими (функциональными) соединениями гемоглобина.

8 Зак. 181

Карбоксигемоглобин — соединение гемоглобина с угарным газом (СО — оксидом углерода). Еще одним нефизиологическим соединением гемоглобина является метгемоглобин, в котором железо окислено до трехвалентного состояния. Метгемоглобин не способен вступать в обра­тимую реакцию с кислородом и является соединением функционально не активным. При его избыточном накоплении в крови возникает угроза жизни человека. В связи с этим метгемоглобин и карбоксигемоглобин называются еще патологическими соединениями гемоглобина.

У здорового человека метгемоглобин постоянно присутствует в кро­ви, но в очень небольших количествах. Образование метгемоглобина происходит под действием окислителей (перекисей, нитропроизводных органических веществ и др.), которые постоянно поступают в кровь из клеток различных органов, особенно кишечника. Образование метгемо­глобина ограничивают антиоксиданты (глютатион и аскорбиновая кисло­та), присутствующие в эритроцитах, а его восстановление в гемоглобин происходит в процессе ферментативных реакций с участием эритроци- тарных ферментов дегидрогеназ.

Лейкоциты. Лейкоциты, или белые кровяные тельца, ядросодержащие клетки диаметром 4—20 мкм. По месту рас­положения лейкоциты можно разделить на три пула: клетки, находящиеся в органах кроветворения (здесь происходит их образование и созревание, а также имеется определенный ре­зерв), в сосудистом русле (в крови и в лимфе) и в тканях (мес­тах, в которых они выполняют свои функции). В крови лейко­циты находятся в двух пулах: циркулирующем (именно их оп­ределяют при проведении общего анализа крови) и краевом (пристеночном пуле, к которому относят лейкоциты, прикреп­ленные к стенкам посткапиллярных венул).

Количество лейкоцитов. В крови здоровых людей в со­стоянии покоя содержание лейкоцитов составляет от 4-10⁹ до 9-10⁹ клеток/л (4000—9000 в 1 мм³, или мкл). Увеличение ко­личества лейкоцитов в крови выше нормы (более 9-10⁹/л) на­зывается лейкоцитозом, а уменьшение (менее 4-10 /л) — лейкопенией. Лейкоцитозы и лейкопении бывают физиологи­ческими и патологическими.

Виды лейкоцитов, лейкоцитарная формула. Лейко­циты крови представлены гранулоцитами (т.е. лейкоцитами, в цитоплазме которых при окрашивании выявляется зернис­тость) и агранулоцитами (цитоплазме не свойственна зернис­тость). К гранулоцитам относят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. По степени зрелости гранулоциты делятся на ме- тамиелоциты (юные) и палочкоядерные Клетки (незрелые формы), а также сегментоядерные (зрелые). Кагранулоцитар- _ным лейкоцитам относят лимфоциты и моыоциты. В насто­ящее время установлено, что лимфоциты Морфологически и функционально неоднородны. Их подразделяют на Т-лимфо- циты (60-80% от всех лимфоцитов крови), созревающие в вилочковой железе, В-лимфоциты (15-20%), созревание ко­торых начинается в красном костном мозге и завершается в периферических лимфоидных органах, а так>»<е нулевые клетки (около 10%), являющиеся предшественн ика ми Т- и В - лимфо­цитов или клетками - естественными киллерами.

Лимфоциты постоянно перемещаются между кровью, межклеточной жидкостью и лимфой. Их содержание среди клето_климфы составляет около 90%. Моноциты являются клетками-предшественниками ткане­вых макрофагов, среди которых выделяют антигецперерабатывающие клетки (профессиональные фагоциты) и антигенпре:_1Ставляющие макро­фаги. Некоторая часть моноцитов, подобно лимфоцитам, способна к ре­циркуляции (возврату в кровь через лимфу).

Между отдельными видами лейкоцитов существуют опре­деленные соотношения, процентное выражение которых на­зывают лейкоцитарной формулой (табл. 8.2 V При ряде физио­логических и патологических состояний нередко выявляется увеличение или уменьшение содержания какого-либо вида лейкоцитов. Увеличение содержания отдельных форм лейко­цитов обозначают как нейтрофилез, эозино- или базофилия, моноцитоз или лимфоцитоз. Уменьшение же содержания от­дельных форм лейкоцитов получило соответственно название нейтро-, эозино-, моноцито- и лимфопении.

Характер лейкоцитарной формулы меняется при многих патологических состояниях. Нейтрофилия _и сдвиг лейкоци­тарной формулы влево отмечаются при острых воспалитель­ных процессах (пневмония, ангина и др.), а ь₍₎зинофилия — при аллергических состояниях и глистных инва шях. У больных с хроническими заболеваниями (туберкулез, ревматизм) может развиваться лимфоцитоз. Очень характернц_м признаком В^- и фолиеводефицитной анемии являются лейкопения, нейтро- пения и сдвиг лейкоцитарной формулы вправо с гиперсегмен­тацией ядер нейтрофилов. Таким образом, анализ лейкоцитар­ной формулы имеет важное диагностическое значение.

Таблица 8.2.Лейкоцитарная формула крови взрослого здорового человека

Пока­зате­ли	Общее число лейкоци­тов	Гранулоциты									Аграиулоциты
		незрелые			зрелые(сегмемтоядерпые)					лимфо­циты			моно­циты
		юные	палочко- паерпые	нейтрофи­лы			эозммо- фнлы	базо- филы
1 мм^3	4000- 9000	1- 50	100- 250	2750- 3400			100-250	1-75	1200- 2800			200- 600
%	100	0-1	1-5	47-76			1-5	0-1	18-40			2-10
СДВИГВЛЕВО -<						Увеличение незрелых (молодых) форм грануло- цитов в крови указывает на стимуляцию лейко- поэза в костном мозге
сдвиг w ВПРАВО ►						Увеличение зрелых форм гранулоцитов (нейтро- филов) в крови указывает на торможение лейко- поэза в костном мозге

Свойства лейкоцитов. Лейкоциты обладают важными физиологическими свойствами, обеспечивающими выполне­ние их функций: 1) рецепцией сигналов и их преобразованием; 2) адгезивностью (способностью прикрепляться и задержи­ваться на определенных объектах); 3) амебовидной подвиж­ностью (способностью к активному передвижению); 4) диапе- дезом (проникновением через неповрежденную стенку капил­ляра или венулы); 5) фагоцитозом (поглощением и перевари­ванием микроорганизмов и чужеродных тел); 6) секрецией (водорода пероксида, цитокинов, иммуноглобулинов и пр.).

Функции лейкоцитов. Лейкоциты выполняют следую­щие функции: 1) защитную (биоцидность — уничтожение микроорганизмов путем их фагоцитоза или действия на них выделенных токсических факторов; цитотоксичность против опухолевых клеток самого организма или гельминтов; анти­токсическая активность; участие в формировании различных форм иммунитета, а также в процессах свертывания крови и фибринолизе); 2) регенеративная способствование за­живлению поврежденных тканей; 3) регуляторная — выде­ление цитокинов, регулирующих гемоцитопоэз, и других био­активных веществ; 4) транспортная — лейкоциты являются носителями ряда ферментов и других веществ.

Одной из важнейших функций лейкоцитов является защит­ная функция. Каждый вид лейкоцитов выполняет свою уни­кальную роль в этой защите. Нейтрофилы и моноциты являют­ся полифункциональными клетками: основными фагоцитами бактерий, вирусов и других микроорганизмов; вырабатывают или переносят белки системы комплемента, интерфероны, ли- зоцим; принимают участие в остановк^кровотечения ифибри- нолизе.

Фагоцитоз происходит в четыре стадии: хемотаксиса (приближения фагоцита к объекту фагоцитоза по градиенту хемоаттрактанта); аттрак­ции (узнавания объекта и его окружения); поглощения; уничтожения (киллинга) жизнеспособных объектов и их переваривания. Фагоцитоз в здоровом организме обычно является завершенным, т.е. он заканчивает­ся полным уничтожением чужеродного объекта и обусловливает разви­тие высокой неспецифической резистентности к действию инфекцион­ных факторов. В отдельных случаях имеет место незавершенный фагоци­тоз, который не обеспечивает противомикробной защитной функции.

Эозинофилы являются основными защитными клетками против личинок паразитов (комплекс эозинофил — компле­мент, иммуноглобулин Е — тучная клетка представляет собой специализированную иммунную эффекторную систему, кото­рая необходима для защиты организма от крупных нефагоци- тируемых паразитов) и модуляторами реакций гиперчувстви­тельности. Базофилы продуцируют хемоаттрактанты для ней- трофилов и эозинофилов; регулируют агрегатное состояние крови, локальный кровоток (микроциркуляцию) и проницае­мость капилляров (за счет выделения гепарина, гистамина, се- ротонина); принимают участие в жировом обмене, секретируя гепарин. Лимфоциты обеспечивают формирование и реакции специфического иммунитета клеточного (Т-лимфоциты) и гу­морального (В-лимфоциты), иммунологический надзор за клетками организма, трансплантационный иммунитет.

Основные механизмы иммунитета человека. Иммуни­тет — способность организма защищаться от генетически чу­жеродных тел и веществ. В организме выделяют три уровня (барьера, эшелона) защиты от чужеродных тел и веществ.

• 1-й уровень защиты — тканевый (анатомический) барьер, создаваемый тканевыми покровами (кожа и слизис­тые оболочки). Он обеспечивается наличием анатомического барьера, секреторной функцией желез слизистых оболочек (выделение лизоцима, иммуноглобулинов и других защитных белков, а также соляной кислоты в желудке против чужерод­ных тел; ферментов, которые гидролизируют чужеродные ве­щества до олиго- и мономеров), защитными рефлексами (ка­шель, чихание, рвота).

• 2-й уровень защиты неспецифический иммуни­тет, создаваемый фагоцитирующими клетками крови и тка­ней (микро- и макрофаги). Неспецифический иммунитет на­правлен против любого чужеродного вещества или тела и яв­ляется врожденным (наследственным), имеет гуморальные и клеточные механизмы. Гуморальные механизмы осуществля­ются такими белками, как фибронектин, лизоцим, интерфе­рон, система комплемента и др. Они продуцируются макрофа­гами, моноцитами, нейтрофилами и другими клетками и обла­дают бактерицидным, противовирусным, противоопухолевым действием. Клеточный неспецифический иммунитет осуще­ствляется гранулоцитами (нейтро-, базо- и эозинофилами) и моноцитами с макрофагами.

• 3-й уровень защиты — специфический (гуморально- клеточный) иммунитет, направленный против определен­ных чужеродных тел и веществ и подразделяющийся на врож­денный и приобретенный. Последний бывает активным, воз­никшим при перенесенных инфекционных заболеваниях и им­мунизации (прививках), и пассивным — при передаче ребенку антител от матери с молозивом или после введения больному иммуноглобулинов. Специфический иммунитет реализуется в двух формах: гуморальной и клеточной. Гуморальный иммуни­тет обусловлен В-лимфоцитами, которые под влиянием анти­генной стимуляции с участием Т-лимфоцитов и моноцитов (ан- тигенпредставляющих макрофагов) дифференцируются в плазмоциты, продуцирующие антитела (иммуноглобулины) против специфических антигенов. Клеточный иммунитет (ре­акция отторжения пересаженной ткани, уничтожение генети­чески переродившихся клеток собственного организма) обес­печивается главным образом Т-лимфоцитами, среди которых выделяют Т-киллеры, Т-хелперы, Т-супрессоры, Т-амплифа- еры, Т-клетки памяти.

Тромбоциты. Тромбоциты, или кровяные пластинки, явля­ются самыми маленькими безъядерными клетками крови сфе­рической или дискоидной формы диаметром 1—5 мкм и объ­емом 6,5—12 фл (мкм³). Они образуются «отшнуровывани- ем» от гигантских клеток мегакариоцитов в сосудах красного костного мозга или легких; 2/3 тромбоцитов находится в цир- куляторном русле, 1/3 — в сосудах селезенки. Обмен между селезеночными и циркулирующими клетками регулируется гормоном адреналином. Длительность циркуляции тромбоци­тов составляет 1—2 недели, в среднем — 10 суток. Старые и поврежденные клетки разрушаются в основном в селезенке и костном мозге.

Количество тромбоцитов. В крови взрослого здорово­го человека в состоянии покоя содержится (140—450)-10⁹/л тромбоцитов. Различий в их количестве у мужчин и женщин не выявлено. Уменьшение количества тромбоцитов менее 140-10⁹/л называется тромбоцитопенией, а увеличение бо­лее 45010^э/л — тромбоцитозом. У здорового человека фи­зиологический тромбоцитоз обычно бывает после тяжелой физической нагрузки (особенно в жарких условиях и при огра­ничении потребления воды), а тромбоцитопения может иметь место после избыточного потребления алкоголя или бобов.

Строение и свойства тромбоцитов. Несмотря на от­сутствие ядра, эти клетки устроены весьма сложно. Тромбоци­ты имеют трехслойные клеточные мембраны, в которые встро­ены рецепторы (гликопротеины I—V и др.), энзимы, белки ци- тоскелета. В мембранах имеется система открытых канальцев для поглощения или выделения веществ.

Тромбоциты обладают способностью к адгезии, агрегации, измене­нию формы и размеров, вязкому метаморфозу. Адгезия(прилипание) тромбоцита к чужеродной поверхности, в частности к месту повреждения сосудов, происходит с помощью 1а-рецептора клеточной мембраны.Агрегация(приклеивание друг к другу) тромбоцитов осуществляется с участием фибриногена и тромбина. Адгезия и агрегация тромбоцитов сопровождаются их активацией и сокращением, что вызывает изменение формы и размеров клеток. Тромбоциты при этом легко разрушаются (вязкий метаморфоз) и выделяют целый ряд различных по структуре и функциям веществ: сосудосуживающих (серотонин, адреналин, тромбо- ксан); ростовых (тромбоцитарный фактор роста, трансформирующий Р-фактор роста); коагуляционных (11 факторов свертывания). Подоб­но лейкоцитам тромбоциты способны к фагоцитозу и амебовидной по­движности.

Функции тромбоцитов. Ангиотрофическая функция заключается в том, что тромбоциты поставляют ростовые фак­торы для клеток сосудистой стенки, питают эндотелий и ини­циируют процессы репарации сосудов после их повреждения. Поэтому тромбоцитопении часто сопровождаются появлени­ем петехий (точечных кровоизлияний) в коже или слизистых вследствие снижения устойчивости (проницаемости) сосудис­той стенки. Гемостатическая функция тромбоцитов заклю­

чается в: 1) запуске немедленного (первичного) гемостаза за счет их адгезии и агрегации, что приводит к формированию тромбоцитарной пробки; 2) локальной секреции сосудосужи­вающих веществ для уменьшения кровотока в поврежденном участке; 3) ускорении реакций коагуляционного (вторичного) гемостаза с образованием в конечном счете фибринового сгуст­ка. Защитную функцию тромбоциты выполняют за счет склеивания (агглютинации) бактерий, фагоцитоза, а также эн- до- и экзоцитоза иммуноглобулинов.