8.5. Система регуляции агрегатного состояния крови (pack)

Система PACK (регуляции агрегатного состояния крови) обеспечивает оптимальную текучесть и оптимальное агрегатное состояние жидкой крови, остановку кровотечения при повреж­дении сосуда, образование тромба, лизис тромба, восстановле­ние целостности сосуда и непрерывности циркуляции крови. Основные компоненты системы PACK представлены на рис. 8.2.

КЛЕТКИ КРОВИ:

тромбоциты эритроциты лейкоциты

СОСУДИСТАЯ СТЕНКА: эндотелий мезотелий тучные клетки

Рис. 8.2.Компоненты системыPACK

Система свертывания крови (гемостаз). Под термином "гемостаз" (в узком смысле) понимают совокупность физио­логических процессов, завершающихся остановкой кровоте­чения при повреждении сосудов. В этом процессе участвуют все компоненты системы PACK- В связи с тем что кровотече­ние и тромбообразование в сосудах разных калибров протека­ет неодинаково, различают два основных механизма гемоста­за:-первичный и вторичный.

ПЛАЗМЕННЫЕ ФАКТОРЫ: прокоагулянты (факторы свертывания крови) антикоагулянты (противосвертывающие факторы) фибринолитические факторы

Первичный (микроциркуляторный, сосудисто- тромбоцитарный) гемостаз. С него начинаются все ре­акции гемостаза. Он имеет первоочередное значение для оста­новки кровотечения из мелких сосудов (микроциркуляторных сосудов с диаметром до 200 мкм) с довольно низким давлением крови и малой скоростью кровотока. Основные участники пер­вичного гемостаза — поврежденная сосудистая стенка (эндо- телиоциты идругие клетки) и тромбоциты. Процесс остановки кровотечения в этих сосудах состоит из двух этапов.

• Рефлекторный (кратковременный) спазм сосудов, кото­рый возникает при травме. Он значительно уменьшает объем кровотока через поврежденный сосуд или даже прекращает в нем движение крови. Затем спазм сосудов поддерживается действием серотонина, адреналина, тромбоксана, эндотели- нов, которые выделяются из тромбоцитов или клеток повреж­денных сосудов.

• Образование, уплотнение и сокращение (ретракция) бе­лой тромбоцитарной пробки. В основе ее формирования лежит способность тромбоцитов прилипать к чужеродной поверхности (адгезия тромбоцитов к субэндотелиальной поверхности по­врежденного сосуда с участием особой белковой молекулы — фактора Виллебранда) и склеиваться друг с другом. Образую­щаяся белая тромбоцитарная пробка под влиянием белка тромбостенина, выделяемого самими тромбоцитами, подвер­гается сжатию и обеспечивает надежный гемостаз в месте повреждения мелких сосудов.

Нарушения механизмов первичного гемостаза клинически обусловливают почти 80% случаев кровотечений и 95% слу­чаев образования тромбов.

Вторичный (макроциркуляторный, плазменно-коа- гуляционный, коагуляционный) гемостаз. Как правило, вторичный гемостаз начинается на основе первичного и следу­ет за ним. Вторичный гемостаз является важнейшим защит­ным механизмом организма, предохраняющим его от кровопо- тери в случае повреждения более крупных сосудов (артерий и вен с диаметром более 200 мкм). Его основным компонентом является свертывание крови — сложный, каскадный, фермен­тативный процесс, в итоге которого растворимый белок крови фибриноген преобразуется в нерастворимый белок фибрин. Вещества, участвующие в этом процессе, получили название факторов свертывания крови (прокоагулянтов). Они обнару­живаются не только в плазме крови, но и в форменных элемен­тах крови, а также во многих тканях и органах.

Обнаружено 13 факторов свертывания крови, которые по международной номенклатуре обозначают римскими цифра­ми в сочетании с латинской буквой F (FI — FX III, от фибри­ногена — до фибринстабилизирующего фактора), а тромбо- цитарные факторы — арабскими цифрами и латинской бук­вой Р (Р[ — Р||). Значительное количество плазменных факто­ров — это проферменты, синтезирующиеся преимущественно в печени или эндотелии и относящиеся к глобулиновой фрак­ции белков. В активную форму — ферменты — они переходят в процессе свертывания крови. Для обозначения активирован­ного фактора свертывания крови после цифры добавляют бук­ву "а" При недостатке или снижении активности факторов свертывания крови может наблюдаться патологическая кро­воточивость, в частности гемофилия развивается при дефици­те FVIII и FIX, называемых антигемофильными глобулинами.

Современная теория объясняет процесс свертывания кро­ви как последовательный комплекс ферментативных реакций плазменных факторов свертывания (каскадный процесс). Он происходит на фосфолипидной матрице (матричный процесс) разрушенных клеток крови и тканей. Процесс свертывания крови осуществляется в три фазы.

Первая фаза — образование сложного комплекса, полу­чившего название протромбиназы [FX/FXa + Р3 + FIV(Ca²⁺) + + FV/FVa]. Она образуется на фосфолипидной матрице раз­рушенных форменных элементов крови (прежде всего тромбо­цитов) и обломков клеток тканей. Принято считать, что обра­зование протромбиназы про исходит двум я путями: внутренним (кровяным) через калликреин-кининовую систему и внешним (тканевым) при поступлении в кровь тканевого тромбопласти- на в составе тканевой жидкости.

Вторая фаза — тромбинообразование (тромбиногенез) — образование активного протеолитического фермента тромби­на [Flla]. Этот фермент появляется в результате воздействия протромбиназы на протромбин.

Третья фаза фибринообразование (фибриногенез) — поэтапное превращение растворимого белка фибриногена в нерастворимый фибрин. На первом этапе тромбин вызывает протеолиз фибриногена и в результате образуются фибрин- мономеры. На втором этапе происходит самопроизвольная по­лимеризация фибрин-мономеров и образование фибрин-по- лимера (фибрин S). На третьем этапе активированный тром­бином фибринстабилизирующий фактор (фибриназа, FXIIIa) дополнительно «прошивает» фибрин S и переводит его в не­растворимую форму фибрин I. Процесс завершается образо­ванием красного (смешанного) тромба, закрывающего про­свет поврежденного сосуда.

Тромб — это сгусток, состоящий из нитей фибрина и осев­ших в них форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов), прикрепленный к стенке сосуда. В дальнейшем тромб подвер­гается двум процессам: ретракции и фибринолизу. Ретракция тромба происходит с участием белка тромбостенина и АТФ (как источника энергии для сокращения), которые выделяются из разрушенных тромбоцитов. Благодаря ретракции тромб становится более плотным и стягивает края раны, что облегча­ет ее закрытие соединительнотканными клетками.

Тканевой фактор (ТФ) признается важнейшим в запуске и регуляции гемостаза. ТФ является трансмембранным гли- копротеином. Он связывается с плазменным тромбином, 1 % которого находится в кровотоке в активном состоянии. Выход ТФ из цитоплазмы на поверхность клеток является ключевым моментом свертывания крови и тромбообразования. Комп­лекс ТФ/FVIIa активирует клетки крови, вызывая их слипание и агрегацию, а также плазменные факторы свертывания крови и образование протромбиназы.

В норме в крови постоянно присутствуют в небольшом ко­личестве активные факторы свертывания (Flla (тромбин, 10— 15ед/мл), FVIIa, FXa и др.) и происходит непрерывное внутри- сосудистое свертывание крови с образованием микроколи­честв фибрина. Активация системы гемостаза и непрерывное внутрисосудистое свертывание постоянно контролируются противосвертывающей системой эндогенных антикоагулянтов и фибринолитической системой.

Антикоагулянты, ингибиторы свертывания крови. Анти­коагулянты — вещества, предотвращающие и замедляющие свертывание крови. Они подразделяются на первичные, само­стоятельно синтезируемые в организме: антитромбин III (AT III), AT И, гепарин, протеин С и вторичные, образующиеся в процессе свертывания крови и фибринолиза: фибрин, или AT I, и продукты деградации фибриногена и фибрина (AT VI).

AT III, AT II и гепарин, образуя сложные комплексы, ингибируют се- риновые протеиназы(FXIIa, FXIa, FXa, FIXa, FVIIa, FIIa/тромбин) и обеспечивают 80% антикоагулянтной активности крови. Система проте­ина С, работающая совместно с тромбомодулином сосудистой стенки и белкомS, активируется тромбином и ограничивает активностьFVa иFVIIIa.

Важное значение в поддержании жидкого состояния крови имеет также наличие интактного (неповрежденного) эндоте­лия сосудов, который действует как мощная антикоагулянтная поверхность, не активирующая белки свертывания крови и не привлекающая к себе клетки крови. Кроме того, эндотелиоци- ты продуцируют антикоагулянты (AT III, AT II, гепарин, тром- бомодулин), ингибиторы адгезии и агрегации тромбоцитов (простациклины).

Фибринолитическая система. Эта система обеспечивает расщепление нитей фибрина, образовавшихся в процессе свертывания крови, на растворимые фрагменты (пептиды и аминокислоты) и восстановление просвета сосуда. Фибрино­литическая система представлена тремя основными компо­нентами. Фермент плазмин (фибринолизин) находится в крови в неактивном состоянии в виде плазминогена (профиб- ринолизина). Активаторы плазминогена бывают прямого действия, которые непосредственно переводят плазминоген в плазмин (фосфатазы, трипсин, урокиназа) и непрямого дей­ствия, находящиеся в плазме крови в неактивном состоянии. Ингибиторы фибринолиза тормозят действие плазмина (а2-макроглобулин, с^-антиплазмин, AT III) или угнетают превращение плазминогена в плазмин.

Процесс каскадного ферментативного фибринолиза протекает в три фазы и включает образование активатора плазминогена (фаза I), превра­щение плазминогена в плазмин (фаза II)и расщепление фибринолизи- ном фибрина до полипептидов и аминокислот (фаза III). Плазминоген подвергается активации преимущественно в условиях его фиксации на нитях фибрина, внутри тромба.

Определенную роль в процессе фибринолиза играют лей­коциты, которые способны фагоцитировать фибрин и разру­шать его без участия плазмина. Помимо ферментативного су­ществует неферментативный фибринолиз. Он осуществляется комплексными соединениями гепарина. Они вызывают рас­щепление нестабилизированного фибрина (фибрина S) и очи- тают сосудистое русло от промежуточных продуктов образо­вания фибрина.

В здоровом организме все три системы (гемокоагуляции, фибринолиза и эндогенных антикоагулянтов) тесно функцио­нально взаимосвязаны и уравновешивают друг друга. Их коле­бания в диапазоне определенных величин (небольшое непре­рывное внутрисосудистое свертывание крови и соответствую­щее ему разрушение фибрина) являются нормальными.

Нарушения функциональных взаимосвязей систем может привести к тяжелым патологическим состояниям гипер- или гипокоагуляции. Гиперкоагуляция — повышенная свертыва­емость крови. Грозными осложнениями гиперкоагуляции яв­ляются тромбозы (резкое снижение или прекращение крово­тока по сосуду в месте образования тромба) и эмболии (заку­порка просвета сосудов оторвавшимся тромбом). Гипокоагу- ляция — пониженная свертываемость крови, повышенная кровоточивость. Она наблюдается при снижении концентра­ции свертывающих факторов плазмы крови и количества тромбоцитов, активации фибринолиза. Опасными для жизни осложнениями гипокоагуляции являются длительные, обиль­ные кровотечения при травмах, ранениях или операциях.

Функциональное равновесие между компонентами систе­мы PACK поддерживается и управляется нервными и гумо­ральными механизмами.

8.6. Группы крови (системы антигенов крови)

В организме человека существует множество генетически обусловленных, наследуемых, не меняющихся в течение всей жизни факторов крови (изоантигенов, антигенов), объединенных в системы антигенов. Имеются эритроцитарные, лейкоцитарные, тромбоцитарные антигены и антигены белков крови. Мембрана эритроцитов человека — носитель около 250 антигенов, которые объединены в более чем 15 систем: АВО, резус, Кидд и др.

Антигенная система групп крови АВО. Она была открыта в 1900 г. К. Ландштейнером; является основной системой, определяющей совместимость или несовместимость крови при переливании ее компонентов (прежде всего эритроцитов) и представлена двумя генетически детерминированными силь­ными антигенами (агглютиногенами) А и В и двумя антителами (агглютининами) — аир (табл. 8. 3).

Таблица 8.3.Группы крови системы АВО

Группы крови	Процент людей дан­ной груп­пы крови	Генотип	Агглютиногены (антигены) на мембране эритроцитов	Агглютинины (антитела)в плазме крови
оар(1)	33,5	00, ОН	Н, 0	а (анти-А) + Р(анти-В)
Ар(И)	37,8	АО или АА	А (А, - 88%; А2-12% и др.)	р(анти-В) (у 1% людей с геноти­пом А20 - р(анти-В)+ + оц (анти-А[))
Ва(Ш)	20,6	ВО или ВВ	В	а (анти-А)
АВ( IV)	8,1	АВ	АВ (А[В иА2В)	Отсутствуют (у 25% людей с антиге­нами А2В имеются Э[ (анти-А|))

Агглютиногены и агглютинины системы АВО. Аг­глютиногены — сложные вещества, гликолилопротеиды (гли- кофорины), встроенные в цитоплазматические мембраны эритроцитов. Антигенная специфичность агглютиногенов опре­деляется прежде всего углеводным компонентом их наружных сегментов. Имеются варианты антигена А (Aj, А₂, А₃). Самый сильный из них — Aj, более слабые — антигены А₂ и особенно A3. Антиген В также имеет разновидности В), В₂, В₃, почти одинаковые по антигенной активности. Учет слабости антиге­нов А₂ и А₃ имеет принципиальное значение при определении групп крови: люди, имеющие вторую группу (А₂Р), могут быть ошибочно приняты за имеющих первую группу, а кровь людей четвертой группы с генотипом А₂В может быть ошибочно определена как кровь третьей группы (Ва). В эритроцитах всех четырех групп содержится слабый антиген Н. В эритро­цитах людей I группы его содержание наибольшее, в них выяв­ляется также еще один слабый специфический антиген О (табл. 8.3). Поэтому систему крови АВО иногда называют сис­темой АВО(Н).

Антигены выявляются на эритроцитах уже на 8— 12-й неде­ле эмбриогенеза. Они присутствуют в клетках большинства тканей организма и в биологических жидкостях (слюне, моче), что дает возможность определять группу крови, например, по слюне. Антигены А и В широко представлены в организмах животных. После рождения человека в его организме (при от­сутствии собственных агглютиногенов А и В) начинается фор­мирование соответствующих антител — анти-А (обозначаемых а) и анти-В (обозначаемых Р) против поступающих с пищей антигенов (А и В). Максимум продукции антител приходится на 8—10-летний возраст. Именно поэтому система АВО пред­ставлена как антигенами, так и естественными антителами, что существенно отличает ее от других. Эти антитела являются иммуноглобулинами и называются агглютининами (а и Р), так как могут вызывать склеивание (агглютинацию) эритроцитов, содержащих на мембране соответствующие им антигены (аг- глютиногены). В крови здорового человека в норме всегда со­держатся только разноименные агглютиногены и агглютинины (табл. 8.3).

Агглютинины могут вызывать не только склеивание эритро­цитов, но и их гемолиз. Поэтому при несовместимости групп крови донора (здорового человека, у которого берут кровь для переливания ее компонентов) и реципиента (больного челове­ка, которому переливают эритроцитарную массу) возникает ге- моконфликт, вызванный агглютинацией и гемолизом эритроци­тов. Как правило, он сопровождается тяжелейшими осложне­ниями, которые могут привести к гибели больного. Для преду­преждения гемоконфликта необходимо правильно определять группу крови и переливать лишь одногруппные эритроциты.

Определение групповой принадлежности крови. Про­водят по реакции гемагглютинации с помощью стандартных сы­вороток (двумя разными наборами) или моноклональных анти­тел (цоликлон анти-А и цоликлон анти-В) для идентификации агглютиногенов эритроцитов исследуемой крови (табл. 8.4). Для надежного определения групповой принадлежности в сом­нительных случаях при подозрении на наличие слабого антигена А₂ (у людей с генотипом А₂0 или А₂В) дополнительно использу­ется перекрестный метод со стандартными эритроцитами, к ко­торым добавляется сыворотка исследуемой крови для иденти­фикации в ней соответствующих агглютининов.

Антигены системы резус (Rhesus). Были открыты К. Ландштейнером и А. Винером (1937-1940) с помощью сыворотки, полученной от кроликов, которых иммунизирова­ли эритроцитами обезьян. Система резус включает более 15 антигенов (Rh₀(D), rh'(C), rh"(E), Hr₀(d), hr¹ (с), hr¹¹ (e) и др.). В эритроцитах они находятся в виде группы антигенов:

Группа ИК по антигену	А. Результаты реакции со стандартными сыворотками
	ар(1)	Р(")		а(Ш)	(IV)
0(1)	—	—		—	—
А(П)	+	—		+	—
В(Ш)	+	+		—	—
АВ (IV)	+	+		+	-
Группа И К по антителу	Б. Результаты реакции со стандартными эритроцитами
	0(1)	А (II)		В (Ш)	АВ (IV)
сф(0	—	+		+	+
Р(П)	—	-		+	+
^а(II')	-	+		—	+
нет (IV)	—	—		—	—
Группа И К по антигену	В. Результаты реакции с цоликлонами
	анти-А		анти-В
0(1)	—		—
А(Н)	+		—
В (III)	—		+
АВ (IV)	+		+

Примечание:ИК — исследуемая кровь; А — стандартные изоге- магглютинирующие сыворотки; Б — моноклональные антитела; В — стандартные эритроциты: « + » наличие реакции агглютинации, « —» — отсутствие реакции агглютинации.

CDe (53%), CDE (16%), cDE (15%) и др. Наиболее активным из антигенов системы резус является антиген D. Его наличие или отсутствие определяет принадлежность людей к группе ре­зус-положительных (Rh⁺, или D⁺ — 86% среди европейцев и 100% среди представителей монгольской расы) или резус- отрицательных (Rh~ или D^- 14% среди европейцев). В эритроцитах аборигенов Австралии не выявлен ни один анти­ген системы резус. Таких людей называют резус-ноль.

Отличием антигенов системы резус от АВО-системы явля­ется то, что естественные антитела к отсутствующему резус- фактору в крови не циркулируют. Антирезусные агглютинины (резус-антитела) появляются у резус-отрицательных людей в результате иммунизации резус-положительными эритроцита­ми. Повторное попадание резус-положительной крови в орга­низм резус-отрицательного человека может вызвать резус- конфликт из-за агглютинации и гемолиза эритроцитов донора и развитие гемотрансфузионного шока. Поэтому резус-отри- цательным реципиентам следует переливать только резус-от­рицательные эритроциты.

Особый случай резус-конфликта может иметь место во время беременности, если у женщины с резус-отрицательной кровью развивается резус-положительный плод. После 8-й недели беременности эритроциты плода могут проникать че­рез плацентарный барьер в кровь матери и вызывать у нее вы­работку резус-антител, относящихся к иммуноглобулинам G (IgG). IgG матери могут проникать через плацентарный барь­ер в кровь плода и вызывать склеивание (агглютинацию) и последующий гемолиз его эритроцитов. В результате этого процесса количество эритроцитов и содержание гемоглобина в крови плода значительно понижаются, развивается гемоли­тическая болезнь (анемия) новорожденных. Вероятность им­мунизации матери эритроцитами плода значительно возраста­ет в период родовой деятельности (если не было иммунопрофи­лактики). При повторной беременности резус-положительным плодом гемолитическая болезнь развивается гораздо быстрее и протекает значительно тяжелее. С целью иммунопрофилактики женщинам сразу после родов вводят анти-Б-антитела, которые связывают антиген D и нейтрализуют кровь плода, попавшую в материнский кровоток. В результате иммунизация не происхо­дит и при повторной беременности детская смертность от гемо­литической болезни снижается с 10% до 0%.

В практике переливания компонентов крови и пересадки органов следует учитывать и другие антигенные системы как эритроцитов (Келл-Челлано, Кидц, Даффи), так и лейкоцитов и тромбоцитов.

Антигены лейкоцитов и тромбоцитов. Лейкоцитарные ан­тигены многочисленны. Часть из них — это общие с эритроци­тами антигены систем АВО, Кидо. и других (за исключением системы резус). Кроме того, лейкоциты содержат антигены главного локуса HLA (human leukocyte antigen), которым принадлежит ведущая роль в проявлении защитных механиз­мов человека и в трансплантационном иммунитете. Они полу­чили название антигенов гистосовместимости.

Антигены тромбоцитов — также очень сложная система. На поверхности тромбоцитов имеются антигены, общие с эритроцитарными антигенами: А, В, О, Н, D, Е; общие с лейко­цитарными антигенами системы HLA; свои собственные анти­гены. Они имеют определенное значение в процессе сенсиби­лизации организма при переливании крови, пересадках орга­нов и тканей.

8.7. Переливание крови и кровезаменителей

Наука и практика переливания крови (трансфузиология) прошли длинный и сложный путь. С позиций современных знаний переливание препаратов донорской крови трактуется как операция трансплантации, при которой в той или иной сте­пени проявляются закономерности трансплантационного им­мунитета.

Принципы переливания крови. При инфузии любых пре­паратов крови всегда имеется риск развития осложнений или инфицирования реципиента. Ни одно переливание препаратов крови не бывает безопасным. В связи с этим одним из самых важных принципов современной трансфузиологии является полный отказ от переливания цельной крови, поскольку она может быть заменена компонентами (препаратами крови), которые более эффективны и менее опасны в плане инфици­рования. Компоненты донорской крови вводят больному только по жизненным показаниям (второй важнейший принцип), одним из которых является дефицит носителей кис­лорода (эритроцитов и гемоглобина), имеющий место при ост­рой или хронической анемии. Для этого используют одногрупп- ные эритроциты. Третий важный принцип — трансфузия клеток только одногруппной донорской крови в виде пре­паратов: эритроцитарная масса, отмытые эритроциты, концентрат эритроцитов, эритроциты разморожен­ные и отмытые.

Инфузию тромбоцитарной массы проводят пациентам с выраженной тромбоцитопенией или в некоторых случаях при подготовке больного к оперативному вмешательству. Перели­вание лейкоцитарной массы проводят при агранулоцитозе или резком угнетении лейкопоэза. Для коррекции гемостаза ис­пользуется свежезамороженная плазма, приготовленная в те­чение 4 ч с момента взятия крови у донора.

Правила переливания эритроцитарных и других препа­ратов крови. Переливание осуществляется с помощью сте­рильных систем для переливания. За процессом переливания обязательно наблюдает врач. Перед инфузией клеток обяза­тельно определяется сначала группа крови больного по систе­мам АВО и резус, затем препаратов донорской крови, ставится проба на индивидуальную совместимость. Кроме того, в про­цессе переливания эритроцитов проводят пробу на биологи­ческую совместимость. Во время переливания препаратов крови врач следит за состоянием больного и при ухудшении со­стояния (озноб, слабость, падение артериального давления крови) переливание крови немедленно прекращается.

Кровезамещающиежидкости (кровезаменители). Кровеза­менители — препараты, которые могут при их внутривенном вве­дении в организм больного в определенной мере заместить одну или несколько функций крови. В соответствии с функциональ­ным назначением кровезаменители подразделяют на 6 групп.

• 1-я группа — гемодинамические (противошоковые) кро­везаменители для лечения шока различного происхождения и восстановления гемодинамики (поддержания артериального давления крови на нормальном уровне), в том числе микроцир­куляции (препараты — неорондекс, реополиглюкин (призво- димые в Беларуси) и другие, стойко поддерживающие колло­идно-осмотическое (онкотическое) давление крови и длитель­но циркулирующие по сосудам от 1 —5 до 30—60 суток);

• 2-я группа — дезинтоксикационные кровезаменители для лечения интоксикаций различного происхождения (в том числе гемолитической болезни новорожденных, ожогов). Препараты этой группы — гемодез, гемодвз-Н, глюконеодез являются низкомолекулярными веществами. Их важные свойства кратковременность циркуляции в кровеносном русле, активное взаимодействие с токсинами и быстрое выведение последних в виде обезвреженного комплекса с мочой или калом;

• 3-я группа — азотистые (полиамин, гидролизин и др.), жировые, углеводные (5—40 % растворы глюкозы) препа­раты для парентерального питания, которые включаются в об­менные процессы и обеспечивают энергетические ресурсы ор­ганизма при тяжелых патологических состояниях;

• 4-я группа — регуляторы водно-солевого и кислотно- основного состояния (0,9 % раствор натрия хлорида — са­мый простой кровезаменитель);

• 5-я группа — кровезаменители, переносчики газов, мо­делирующие дыхательную функцию крови (растворы гемо­глобина и эмульсии фторуглеродов, производимые в РФ, США, Японии);

• 6-я группа это комплексные полифункциональные кровезаменители, обладающие расширенным диапазоном действия.

Требования к кровезаменителям могут быть общими для всех групп и частными, конкретными в соответствии с их функци­ональным назначением. Общие требования ко всем кровезаме- щающим жидкостям: а) стерильность (препараты должны выдер­живать стерилизацию автоклавированием), нетоксичность и не- пирогенность; б) стабильность (стойкость) при длительном сроке хранения (не менее 2 лет); в) близость по физико-химическим свойствам (вязкости, осмолярности и др.) к показателям плазмы крови; г) неанафилактогенность: они не должны вызывать сенси­билизации организма при повторных введениях.

Кровезаменители также должны полностью выводиться из организма, не повреждая тканей и не нарушая функции орга­нов, или метаболизироваться ферментативными системами.

8.8. Гемоцитопоэз и его регуляция

Гемоцитопоэз (гемопоэз, кроветворение). Гемоцито­поэз — сложный процесс образования, развития и созревания форменных элементов крови: эритроцитов (эритропоэз), лей­коцитов (лейкопоэз) и тромбоцитов (тромбоцитопоэз).

Подсчитано, что каждый день в организме человека теряется (2—5)10¹¹ клеток крови, которые замещаются на равное коли­чество новых. Чтобы удовлетворить эту огромную постоянную потребность организма в новых клетках, гемоцитопоэз не пре­рывается в течение всей жизни. В среднем у человека за 70 лет жизни (при массе тела 70 кг) вырабатывается: эритроцитов — 460 кг, гранулоцитов и моноцитов — 5400 кг, тромбоцитов — 40 кг, лимфоцитов — 275 кг. Поэтому кроветворные ткани рас­сматриваются как одни из наиболее митотически активных.

Современные представления о гемоцитопоэзе базируются на теории стволовой клетки, основы которой были заложены русским гематологом А.А. Максимовым. Согласно данной те­ории, все форменные элементы крови происходят из единой (первичной) полипотентной стволовой гемопоэтической (кро­ветворной) клетки (ПСГК). Эти клетки в результате диффе­ренциации могут дать начало любому ростку форменных эле­ментов крови и одновременно способны к длительному само­обновлению (рис. 8.3).

Различают два периода гемоцитопоэза: эмбриональный (у эм­бриона и плода) и постнатальный (с момента рождения). Эм­бриональное кроветворение начинается в желточном мешке, затем вне его в прекардиальной мезенхиме, с 6-недельного воз­раста оно перемещается в печень, а с 12—18-недельного воз­раста — в селезенку и красный костный мозг. С 10-недельного возраста начинается образование Т-лимфоцитов в тимусе.

С момента рождения главным местом гемоцитопоэза посте­пенно становится красный костный мозг. Очаги кроветворения имеются у взрослого человека в 206 костях скелета (грудине, реб­рах, позвонках, эпифизах трубчатых костей и др.). В красном кост­ном мозге происходит самообновление ПСГК и образование из них через ряд промежуточных стадий ретикулоцитов (предшест­венников эритроцитов), мегакариоцитов (от которых "отшнуро- вываются" тромбоциты), гранулоцитов (нейтрофилов, эозино- филов, базофилов), моноцитов и В-лимфоцитов. В тимусе, селе­зенке, лимфатических узлах и лимфоидной ткани, ассоциирован­ной с кишечником (миндалины, аденоиды, пейеровы бляшки) происходит образование и дифференцирование Т-лимфоцитов и плазматических клеток из В-лимфоцитов. В селезенке также идут процессы захвата и разрушения клеток крови (прежде всего эритроцитов и тромбоцитов) и продуктов их распада.

В организме человека гемоцитопоэз может происходить толь­ко в условиях гемоцитопоэзиндуцирующего микроокружения (ГИМ). В формировании ГИМ принимают участие различные клеточные элементы и продукты их жизнедеятельности, входя­щие в состав как стромы, так и паренхимы кроветворных органов. К компонентам ГИМ относятся отдельные субпопуляции Т-лим­фоцитов и макрофагов, фибробласты с продуцируемыми ими компонентами экстрацеллюлярного матрикса, адипоциты, эндо- телиоциты микроциркуляторного русла, нервные волокна. Эле­менты ГИМ осуществляют контроль за процессами кроветворе­ния как с помощью продуцируемых ими цитокинов, так и благода­ря непосредственным контактам с гемопоэтическими клетками. Межмембранное связывание при этом помогает фиксации кле­ток-предшественников в специфических участках кроветвор­ной ткани, сообщению им регуляторной информации, передаче

to Ф. <T>

Красный костный мозг

Трансдифферен­циация в другие типы клеток: гела- тоциты, нейроны, миоциты и др.

Ткани

Тканевой макрофаг

Плазматическая клетка

Грудной проток

Стволовые гемопоэтические клетки (СКГ)

Рис. 8.3."Иерархическая" модель гемочитопоээа, включающая пути дифференциации и трансдифференциаиии полипотентных ство­ловых гемопоэтических клеток (ПСГК) и важнейшие цитокины и гормоны, регулирующие процессы самообновления, пролиферации

и дифференциации ПСГК в зрелые клетки крови:

ИЛ - шггерлсйкииы; КСФ - колопиестимулирующие факторы: ГМ-КСФ - фапулошггарио-макрофагальиый. Г-КСФ - фаиулоцитарный.ТФР-р - трансформиру­ющий фактор роста Р; ФСК ^— фактор стволовой клетки (фактор Стилла); Fil-3L — цитокин. сскрстируемый стромальными клетками; ЭП — эритропоэтип: ТПО — тромбопоэтин; БОЕ — ранние преашсстаснпики(бурстообразующие единицы): БОЕ-МК— мегакариопнтарные, БОЕ-Э — эригроиитариые; КОЕ — колоииеобразу- ющие единицы: КОЕ-МК — мсгакариоцитарные -> мегакарио(бласты)шггы -» тромбоциты —> разрушение после I —2 педель циркуляции; КОЕ-Э — эритроцкгариые ->эрнтро(йласты)«ариоциты->ретакулоииты(3-л)1снный запас н костном мозге)-» выходе кровь и мрепращспис в эритроциты-» разрушение послеЗ—4 месяцев цир­куляции; КОЕ-М — мопопигарные-» монобласты -» моноциты -> выход в кровь-» переход в ткани и дифференцирование и различные пилы макрофагов (средняя дли- тельностьжизпн которых около27ллей), около 1 % моноцитов сохраняют способность к рециркуляции (возврату в кровь) черезлимфатическую систему; КОЕ-Г-»гра- нулоцитарпые(псйтрофилы1ые)—>бласты—»миелоциты-» метамиелоциты —щалочкондерпыефапулоциты —» полиморфпоядерпые (сегмс1гтопдерпые)фапулоциты (в костном мозге имеется Ю-длевпый запас) -» выход в кровь последних 3 форм пейгрофилов и нахождение в пей в среднем 6-8 ч в пристеночном (маргинальном) или в ниркулируювюм пуле -» переход в ткан и и разрушение в них и среднем через5суг (в норме путем апоптоза и поглощения макрофагами или выхода в просветжелулоч- по-кишечного тракта); КОЕ-Э_ш - эозипофилыгые; КОЕ-Ба - базофильпые; КОЕ-В - В-лимфоцитарпые -> лимфобласгы -» незрелые В-лимфоциты -» выход в кровь и созревание во вторичных лимфоионых органах (селезенке, лимфоузлах)-» рециркуляция через лимфатическую систему обратно в кровь и/или дифференциро­вание в плазматические клетки; ТСК — тотипотептные (эмбриональные)стволовыс клетки, способпыелатьпачало клопу ПСКлюбойткапи. ПСГКпахшятся в красном костном мозге и способны к самообновлению. Они могут также циркулировать в крови вне органов кроветворения, облапают способностями к дифференциации. ПСГК о ГИМ костного мозга или тимуса при обычной дифференциации лают начало веем типам зрелых клеток крови — эритроцитам, тромбоцитам, базофилам. эпзииофилам. иейтрофилам, моноцитам. В- и Т-лимфлил"ам Для поддержания клеточного состава крови па д(иЬк1юм>дмтпе о организме человека ежесуп>чшп1арабатъ1ваетсл веред- нем 2,00-Ю¹¹ эритроцитов, 0.45-10¹¹ иейтрофилов, 0.01 I О¹¹ моноцитов, 1.75T0'¹ тромбоцитов. У здоровых людей эти показатели достаточно стабильны, хотя вусло- виях повышенной нотреб1юсти (адагггация к высокогорью, <хгтрая кровопотеря, инфекция) процессы созревания костномозговых предшественников ускоряются. Вы­сокая пролиферативпая активность стволовых гемопоэтических клеток (СГК) перекрывается физиплогаческой пгбелью (агюптозом) их избыточг юга потомства (в кост­ном мозге, селезенке или других органах), а в случае необходимости и их самих. Под трапедифференциацией (пластичностью) ПСГК понимают их способность в особых условиях дифференцироваться в разные типы клеток различных тканей. Показано, что ПСГК(или возможно ТСК) могут дифференцироваться в клетки головного мозга (нейроны, олигодецлроциты настроцита), а также в клетки скелетной мускулатуры, миокардиощггы, гегатоцшы. Так, было обнаружено, чтоумгюпккацнентов-муж- чнп, которым ранее пересаживали красный костный мозг от допоров-жег ицип, более 30 гепатоцитов имели двсХ-хромосомы, т.е. они образовались от донорских жен­ских ПСГК или ТСК- Возможности выделения ПСГК из периферической крови больного человека или здорового HLA-совмесп юга донора (взрослого человека или из пуповиппой кропи поворожден1Юго)и их клонирования "in vitro" (вне организма) открываются новые перспективы лечения как болезней крови (острых и хронических лейкозов, ашгастических анемий и др.), так и других заболеваний (опухоли пиювиого мозга, яичников, молочной железы и;|р.). Пролиферация и апогггоз СГК в обычных условиях регулируются прежде веет цигокинами и гормонами, важнейшие из которых представлены на схеме. Среди них выделяют раппсдейстпующие и пояоледей- ствующис, мультилинейные и мополипейпые. ИЛ-3 поддерживает рост и дифференцирование ноли- и опигапотентпых стволовых кроветворных клеток и рассматрива­ется как ранпцдейсгвуюгций мультилииейиый цитокин. ЭП, ТПО являются поэтнедейстиующими монилипейиыми факторами роста коммитироваиных упипотентиых СГК-прелшествеиииков эритроцитов и тромбоцитов соответственно. Отсутствие ИЛ-З.ЭП.ТПО или значительное снижение их содержании является стимулом к

апоптозу соответствующих коммитироваиных СГК.

необходимых веществ, в том числе ростовых факторов в биологи­чески доступной форме. Контроль за гемоцитопоэзом может быть как положительным (представление ростовых факторов), так и от­рицательным (угнетение пролиферации и дифференцирования клеток) вплоть до апоптоза (запрограммированной гибели) комми- тированных клеток-предшественников и даже отдельных ПСГК.

Регуляция гемопоэза. Для полноценного гемопоэза необ­ходимо:

1. поступление сигнальной информации (цитокинов, гор­монов, нейромедиаторов) о состоянии клеточного состава кро­ви и ее функций;

2. обеспечение этого процесса достаточным количеством энергетических и пластических веществ, витаминов, мине­ральных макро- и микроэлементов, воды.

Для нормального функционирования кроветворная ткань нуждается в поступлении ряда витаминов и микроэлементов.

Витамины. Витамин В^н фолиевая кислота нужны для синтеза нуклеопротеинов, созревания и деления клеток. Для за­щиты от разрушения в желудке и всасывания в тонком кишечни­ке витамину В₁₂ необходим гликопротеин (внутренний фактор Кастла), который вырабатывается париетальными клетками же­лудка. При дефиците этих витаминов в пище или отсутствии внут­реннего фактора Кастла (например, после хирургического удале­ния желудка) у человека развивается гиперхромная макроцитар- ная анемия, гиперсегментация нейтрофилов и снижение их про­дукции, а также тромбоцитопения. Витамин Sg нужен для синтеза гема. Витамин С способствует метаболизму фолиевой кислоты и участвует в обмене железа. Витамины Ен РР защи­щают мембрану эритроцита и гем от окисления. Витамин В₂ нужен для стимуляции окислительно-восстановительных про­цессов в клетках костного мозга.

Микроэлементы. Железо, медь, кобальт необходимы для синтеза гема и гемоглобина, созревания эритробластов и их диф­ференцирования, стимуляции синтеза эритропоэтина в почках и печени, выполнения газотранспортной функции эритроцитов. В условиях их дефицита в организме развивается гипохромная, микроцитарная анемия. Селен усиливает действие витаминов Е и РР, а цинк нужен для работы фермента карбоангидразы.

Эритропоэз. Эритропоэз — процесс образования эритро­цитов из ПСГК, который связан с эритроном. Эритрон — систе­ма красной крови, включающая периферическую кровь, органы эритропоэза и эритроциторазрушения. У взрослого здорового человека эритропоэз происходит в синусах красного костного мозга и завершается в кровеносных сосудах. В костном мозге под влиянием соответствующих сигнальных молекул ПСГК дифференцируются в коммитированные олигопотентные (мие- лоидные), а затем в унипотентные стволовые гемопоэтические ядросодержащие клетки эритроидного ряда (эритрокариоциты), которые превращаются в безъядерные клетки — ретикулоциты (рис. 8.3). Последние выходят в циркулирующую (перифериче­скую) кровь и в течение 1 —2 дней преобразуются в эритроциты. Содержание ретикулоцитов в крови составляет 0,8—1,5% от количества эритроцитов. Эритроциты и ретикулоциты перифе­рической крови, ретикулоциты и эритрокариоциты костного мозга являются основными клетками эритрона.

Продолжительность циркуляции эритроцитов составляет 3—4 месяца (в среднем 100 дней), после чего они выводятся из кровотока. За сутки в крови замещается около (20—25)-10¹⁰ эритроцитов ретикулоцитами. Эффективность эритропоэза при этом составляет 92—97%; 3—8% эритрокариоцитов не завершают цикл дифференцирования и разрушаются в кост­ном мозге макрофагами — неэффективный эритропоэз. В осо­бых условиях (например, стимуляции эритропоэза при анеми­ях) неэффективный эритропоэз может достигать 50%.

Регуляция эритропоэза осуществляется гуморальными и нервными механизмами. Гуморальная регуляция заключается в действии экзогенных и эндогенных факторов. К первым относят витамины, микроэлементы и другие вещества, поступающие с пищей. Среди эндогенных факторов важное место отводят ци- токинам, эритропоэтину (ЭП) и другим гормонам. ЭП — гли- копротеиновый гормон, главный гуморальный регулятор эритропоэза. ЭП стимулирует пролиферацию и дифференциро­вание эритрокариоцитов в костном мозге, увеличивает скорость синтеза в них гемоглобина и угнетает их апоптоз. Установлено, что у взрослого человека главным источником ЭП (90%) явля­ются перитубулярные клетки почек, синтез и секреция гормона ими увеличивается при недостатке кислорода в их цитоплазме. Многие гормоны (гормон роста, глюкокортикоиды, тестосте­рон, инсулин) и медиаторы (норадреналин через Pi-адреноре- цепторы) усиливают синтез в почках ЭП. В небольших количес­твах ЭП синтезируется в клетках печени (до 9%) и макрофагах костного мозга (1%). На ранних этапах эритропоэза важная роль в регуляции принадлежит цитокинам — интерлейкинам (ИЛ) ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-10, фактору Стилла и другим, которые обеспечивают поддержание жизнеспособности и самообновле­ния ПСГК и их дифференцирование в сторону эритрокариоци­тов. Угнетают эритропоэз женские половые гормоны — эстро­гены. Нервная регуляция эритропоэза осуществляется авто­номной нервной системой. Симпатические влияния усиливают эритропоэз, а парасимпатические его ослабляют.

Лейкопоэз. Лейкопоэз —процесс образования, созревания и появления в периферической крови зрелых лейкоцитов. В нем выделяют миелопоэз и лимфопоэз. Миелопоэз —процесс обра­зования в красном костном мозге гранулоцитов (нейтрофилов, базофилов и эозинофилов) и моноцитов из ПСГК- Лимфопоэз — процесс образования в лимфоидных органах лимфоцитов изПСГК.Он начинается и происходит в красном костном мозге (для В-лимфоцитов) и тимусе (для Т-лимфоцитов) — основных (первичных) лимфоидных органах. Завершается же дифферен­циация и развитие лимфоцитов после воздействия на них анти­генов во вторичных лимфоидных органах — селезенке, лимфа­тических узлах и лимфоидной ткани желудочно-кишечного и ды­хательного трактов. Моноциты и лимфоциты способны к даль­нейшему дифференцированию и рециркуляции (кровь тканевая жидкость -» лимфа -» кровь). Моноциты могут пре­вращаться в тканевые макрофаги, остеокласты и другие формы, лимфоциты — в клетки памяти, хелперы, плазматические и др.

Продукция лейкоцитов регулируется балансом стимулирую­щих и угнетающих факторов. Главными регуляторами лейкопо- эза являются цитокины (ИЛ, интерфероны, факторы роста (ФР) гемопоэтических и негемопоэтических клеток) и гормоны. Они вырабатываются самими лейкоцитами, клетками ГИМ ор­ганов кроветворения, эндокринными и неэндокринными клет­ками. ИЛ-3 является мультилинейным ростовым фактором для поли-, олиго- и унипотентных стволовых гемопоэтических кле­ток лейкопоэза. ИЛ-2, -4, -6, -7 стимулируют в большой степе­ни образование лимфоцитов; ИЛ-3 и ИЛ-5 — эозинофилов; ко- лониестимулирующие ФР (моноцитарный, гранулоцитарно-мо- ноцитарный, гранулоцитарный) — моноцитов и нейтрофилов; ИЛ-3, -4, -5 и трансформирующий ФР-р — базофилов. Стиму­лируют лейкопоэз продукты распада лейкоцитов; чужеродные белки; продукты распада тканей; микробы и паразиты и их ток­сины. Катехоламины (как гормоны мозгового вещества надпо­чечников, так и нейромедиаторы симпатического отдела АНС) стимулируют миелопоэз и вызывают лейкоцитоз за счет моби­лизации маргинального пула нейтрофилов. Простагландины группы Е, кейлоны (тканеспецифические ингибиторы, выраба­тываемые нейтрофилами), интерфероны угнетают образование гранулоцитов и моноцитов. Гормон роста вызывает лейкопению (за счет угнетения образования нейтрофилов). Глюкокортикои- ды вызывают инволюцию тимуса и лимфоидной ткани, а также лимфопению и эозинопению.

Тромбоцитопоэз. Тромбоцитопоэз —процесс образования и появления в периферической крови тромбоцитов. Тромбоциты (наименьшие из форменных элементов крови) образуются путем "отшнуровывания" от самых крупных (гигантских, размером от 40 до 100 мкм), уникальных костномозговых клеток — мегакарио- цитов. Их уникальность состоит в том, что содержание ДНК у большинства этих клеток в 8 и более раз превышает таковое вдиплоидныхклетках, например в лимфоцитах. Длительность пре­образования ПСГК в мегакариоциты составляет 8—9 дней. Зре­лые клетки располагаются как в красном костном мозге, так и в легких (после миграции туда). Каждый мегакариоцит в зависи­мости от его величины образует от 2000 до 8000 тромбоцитов.

Продукция тромбоцитов и дифференцирование коммити- рованныхунипотентных стволовых клеток-предшественников мегакариоцитов контролируется главным образом тромбопоэ- тином (ТПО). Этот цитокин (ТПО) синтезируется в основном клетками печени и секретируется из них с постоянной скоро­стью. Начальные этапы дифференцирования ПСГК по мегака- риоцитарному пути поддерживают ИЛ-3 и ИЛ-5, а «отшнуро- вывание» тромбоцитов от мегакариоцитов ускоряют ИЛ-6 и ИЛ-11. Апоптоз мегакариоцитов начинается отделением тромбоцитов и завершается их захватом и разрушением мак­рофагами легких и/или красного костного мозга.

Примерно 30% образовавшихся тромбоцитов депонирует­ся в селезенке. Попадающие в кровь тромбоциты циркулиру­ют в ней в течение 1 — 2 недель (в среднем 10 дней), после чего захватываются и используются эндотелиоцитами сосудов или разрушаются макрофагами.

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое кровь и система крови?

2. Дайте определение понятия "внутренняя среда организма" и перечислите ее составные элементы (I; 2; 3; 4).

3. Перечислите образования (I; 2; 3; 4), относящиеся к внеш­ним барьерам организма, и назовите составные элементы гисто- гематических внутренних барьеров (I; 2; 3).

4. Перечислите функции крови, дайте им краткую характе­ристику.

5. Дайте краткую характеристику физических свойств крови (количество, вязкость и относительная плотность, гематокрит).

6. Что такое плазма крови и каков ее состав?

7 Перечислите функции белков крови, приведите примеры.

8. Что такое осмотическое и онкотическое давление крови и какие факторы их определяют?

9. Укажите, какие растворы называются изотоническими (изоосмическими), гипертоническими и гипотоническими.

10. Дайте определение понятия "гемолиз" Назовите виды ге­молиза и дайте им краткую характеристику.

11. Чем определяется реакция среды (рН)? Укажите источники протонов Н⁺ в организме. Каковы пределы физиологических колеба­ний рН артериальной крови и последствия выхода рН за эти предел ы ?

12. Дайте краткую характеристику физико-химических (мгно­венных) и физиологических (быстрых и медленных) механизмов ре­гуляции рН крови.

13. Назовите форменные элементы крови. Каково их количество в I л крови здорового взрослого человека?

14. Охарактеризуйте эритроциты, особенности их строения и получения энергии; свойства; функции; количество (понятие об эритроцитозе и эритропении); жизненный цикл.

15. Укажите скорость оседания эритроцитов у взрослых здоро­вых мужчин и женщин и факторы, влияющие на нее.

16. Дайте характеристику гемоглобина: локализация; структу­ра; функции; соединения (физиологические и нефизиологические).

17 Назовите показатели, отражающие насыщение эритроцитов гемоглобином, и дайте им краткую характеристику. Какие эритро­циты называют нормохромными, гипохромными, гиперхромными?

18. Охарактеризуйте лейкоциты, особенности их строения, места расположения; виды, свойства, функции.

19. Каково количество лейкоцитов в крови здоровых взрослых людей ? Дайте определение лейкоцитозов и лейкопений.

20. Что такое лейкоцитарная формула? Назовите лейкоци­тарную формулу крови взрослого здорового человека.

21. Дайте краткую характеристику основных механизмов им­мунитета.

22. Охарактеризуйте тромбоциты: количество, структура, свойства, функции.

23. Что такое система PACK? Назовите ее основные компоненты.

24. Дайте краткую характеристику механизмов первичного гемостаза.

25. Дайте краткую характеристику механизмов вторичного гемостаза и его фаз. Что такое тканевой фактор, и каково его участие в гемостазе?

26. Кратко охарактеризуйте систему антикоагулянтов и мес­то в ней интактного (неповрежденного) эндотелия сосудов.

27 Каково назначение фибринолитической системы? Назовите ее основные компоненты.

28. Что такое гипер- и гипокоагуляция и в чем заключается опасность их развития?

29. Назовите основные группы (антигены) крови человека. Дай­те характеристику антигенной системы групп крови АВО.

30. На чем основано определение групповой принадлежности крови? Назовите три метода определения групповой принадлеж­ности крови в системе АВО и заполните соответствующую каж­дому методу таблицу.

31. Что такое система резус, чем она отличается от системы АВО?

32. Что такое резус-положительная и резус-отрицательная кровь? Что понимают под резус-конфликтом и в каких случаях он возникает?

33. Что такое трансфузиология? Назовите три важнейших принципа современной трансфузиологии и дайте им краткую ха­рактеристику.

34. Какие правила необходимо соблюдать при переливании эритроцитарных препаратов крови?

35. Что такое гемоцитопоэз? Укажите роль красного костного мозга, тимуса, селезенки, лимфатических узлов и легких в гемоци- топоэзе.

36. Назовите необходимые условия полноценного гемоцитопоэ- за. Дайте краткую характеристику эритропоэза, лейкопоэза и тромбоцитопоэза.