ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Состав крови, ее основные функции. Развитие крови. Эмбриональный гемопоэз.
2. Теории кроветворения, их современные трактовки. Унитарная теория кроветворения.
3. Понятие стволовых, полустволовых клетках и КОЕ.
4. Понятие о физиологической регенерации крови. Постэмбриональный гемопоэз- физиологическая регенерация крови .
5. Классы и диффероны кроветворных клеток: а) эритроцитов; б) гранулоцитов; в)моноцитов; г) Т-лимфоцитов; д) В-лимфоцитов; е) кровяных пластинок.
6. Морфофункциональная характеристика эритроцитов, понятие о анизоцитозе и пойкилоцитозе.
7. Морфофункциональная классификация лейкоцитов, их функциональное значение, понятие о лейкоцитозе и лейкопении.
8. Гемограмма и лейкоцитарная формула.
9. Морфофункциональная характеристика Т, В и NK- лимфоцитов.
10. Возрастные и половые особенности крови.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
КРОВЬ – ткань внутренней среды с жидким межклеточным веществом (плазмой), в которой находятся разнообразные клетки и постклеточные элементы. Эта ткань имеет мезенхимное происхождение. Общий объем крови у человека составляет 6-8% от массы его тела. В среднем – 4–6 л. До 1 л крови находится в депо, преимущественно в селезенке. Функции крови: 1) Транспортная – наиболее универсальная функция, связанная с переносом различных веществ (газы, питательные вещества, гормоны и др.);
2) Гомеостатическая: обеспечение постоянства внутренней среды (кислотно-щелочное, осмотическое равновесие, водный баланс тканевых жидкостей);
3) Защитная – нейтрализация антигенов специфическими и неспецифическими механизмами.
Кровь как ткань включает в себя форменные элементы (клетки и постклеточные структуры) и плазму (межклеточное вещество). Соотношение этих двух компонентов различно в разные возрастные периоды и при разных физиологических состояниях и называется гематокритом .
Форменные элементы крови
К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Гемограмма взрослого человека в норме (средние показатели): эритроциты – 4,0-5,5 х 10 12 /л, лейкоциты – 4,0-8,0 х 10 9 /л, тромбоциты – 200-400 х 10 9 /л.
1. Эритроциты – самые многочисленные клетки крови, утратившие в процессе дифференцировки ядро и практически все органеллы. Большинство эритроцитов (75-85 %) имеют форму двояковогнутого диска для обеспечения большей площади поверхности, способности к обратимой деформации при прохождении через капилляры. При нарушении осмотического равновесия или целостности цитоскелета изменяется форма эритроцита, что может свидетельствовать о старении клетки или патологии.
Пойкилоцитоз – наличие в крови эритроцитов различной формы: сфероциты, эхиноциты (с выростами), куполообразные, гребневидные клетки и другие формы.
Анизоцитоз – наличие в крови эритроцитов различных размеров: нормоциты (7-8 мкм), макроциты (более 9 мкм), микроциты (менее 6 мкм).
Плазмолемма эритроцита является наиболее изученной из биологических мембран. Ее толщина составляет 20 нм. На ее поверхности содержится огромное количество рецепторов (более 300) к иммуноглобулинам, компонентам комплемента, белкам плазмы, гормонам, биологически активным веществам. Также на поверхности мембраны находятся антигены Rh и детерминаты группы крови.
Среди многочисленных белков мембраны особое значение имеют интегральные белки гликофорин (содержит аглютиногены, обусловливающие группу крови) и белок полосы 3 (участвует в транспорте анионов хлора и гидрокарбоната, глюкозы). Изменение его конфигурации является маркером старения эритроцита. Узнавание такого белка макрофагами селезенки приводит к уничтожению старого эритроцита. С трансмембранными белками связаны элементы цитоскелета. Главный компонент – белок спектрин. Он состоит из двух цепей (альфа и бета). Цепи скручены и образуют гибкую сеть на внутренней поверхности мембраны. Между собой цепи связаны с помощью актина и белка полосы 4.1. Белок полосы 4.1 также связывает спектрин с гликофорином. С белком полосы 3 связь образует анкирин. В покое цепи спектрина скручены равномерно. При деформации они в одном участке раскручиваются, а в другом скручиваются еще сильнее. Благодаря такому устройству цитоскелета, эритроцит обладает гибкостью и способен обратимо деформироваться в мелких сосудах.
Цитоплазма эритроцитов оксифильна и обладает высокой электронной плотностью. На 66% она состоит из воды, 33% приходится на гемоглобин, 1% составляет белки (в основном ферменты, их более 140), липиды, глюкоза, АТФ. Гемоглобин располагается в виде гранул 4-5 нм. В разные периоды онтогенеза в эритроцитах можно наблюдать различные типы гемоглобина, которые различаются строением цепей глобина (белковой части) и уровнем сродства к кислороду.
Виды гемоглобина. 1) эмбриональный (обнаруживается у 19-дневного зародыша и сохраняется в течение 3-6 месяцев эмбриогенеза); 2) фетальный (составляет 95% гемоглобина плода и сохраняется после рождения до 8 месяцев); 3) дефинитивный (сменяет фетальный и составляет 98% от гемоглобина эритроцитов взрослого).
Для эритроцитов характерен низкий уровень обмена веществ, что и обеспечивает длительность жизни (100-120 дней). Энергию получают путем гликолиза и прямого окисления глюкозы (пентозофосфатный шунт). Свои функции эритроциты выполняют в сосудистом русле, которое в норме не покидают.
1. Перенос газов (преимущественно кислорода) с помощью гемоглобина;
2. Перенос других веществ на своей поверхности (иммуноглобулинов, гормонов, биологически активных веществ и др.).
Ретикулоциты – молодые формы эритроцитов. Созревание ретикулоцитов происходит в течение двух суток после выхода из красного костного мозга и заключается в завершении синтеза гемоглобина и разрушении остатков органелл, которые выявляются в ретикулоцитах при специфической окраске. В норме ретикулоциты составляют до 1% всех эритроцитов.
- Лейкоциты – полиморфная группа клеток, их классификация основана на наличии или
- отсутствии гранул в цитоплазме.
1) Гранулоциты. нейтрофилы, базофилы, эозинофилы;
2) Агранулоциты: моноциты, лимфоциты.
Свои функции большинство лейкоцитов выполняют в тканях, мигрируя через стенки микрососудов.
Лейкоцитарная формула – процентное соотношение различных форм лейкоцитов (приведена в таблице). Всего 100% – 4-8 х 10 9 /л.
Таблица. Лейкоцитарная формула
Нейтрофилы – гранулярные лейкоциты 10-12 мкм в диаметре. Являются самой многочисленной группой лейкоцитов и представлены клетками с разным уровнем дифференцировки. Юные нейтрофилы имеют ядро бобовидной формы со светлым содержимым. Палочкоядерные нейтрофилы имеют ядро в виде палочки или подковы, с большим содержанием гетерохроматина. Сегментоядерные нейтрофилы – наиболее зрелые формы, содержат дольчатое ядро, состоящее из 2-5 сегментов, соединенных перетяжками. У 3% нейтрофилов женщин выявляется дополнительный сегмент в виде барабанной палочки (тельце Барра). Считается, что это неактивная Х-хромосома.
В процессе дифференцировки нейтрофилов, кроме сегментации ядра происходит накопление гликогена, уменьшение органелл синтетического аппарата и накопление гранул. а) первичные (азурофильные, неспецифичные) – аналоги лизосом содержат катепсин – антимикробное вещество с широким спектром действия; лизоцим – фермент, разрушающий клеточную стенку бактерий; эластазу и коллагеназу, которые разрушают эластин и коллаген тканей нейтрофилов; пероксидазу – значительно усиливает активность антимикробных ферментов и т.д. б) вторичные (специфические) гранулы содержат адгезивные белки, обеспечивающие адгезию нейтрофилов на эндотелиоцитах; лактоферрин, связывающий факторы роста бактерий, коллагеназу, лизоцим.
Нейтрофилы передвигаются в тканях путем хемотаксиса, по градиенту концентрации веществ, образующихся при расщеплении микроорганизмов. Факторами хемотаксиса служат вещества, выделенные активированными нейтрофилами и другими клетками (тучными, макрофагами).
Функции нейтрофилов. 1) Повреждающее воздействие на микробы (катепсин, лизоцим и др.);
2) Фагоцитоз микроорганизмов, поврежденных клеток – одна из основных функций нейтрофилов, поэтому их еще называют микрофагами ;
3) Участие в специфических иммунных реакциях: вырабатывают биологически активные вещества (цитокины) и регулируют кооперацию клеток при иммунном ответе.
Эозинофил – гранулярный лейкоцит 12-17 мкм в диаметре, содержит палочковидное или сегментированное (обычно два сегмента с перемычкой) ядро, хорошо развитые органеллы в цитоплазме и гранулы. Из кровотока мигрируют в основном в рыхлую соединительную ткань органов, контактирующие с внешней средой (слизистая дыхательных, мочеполовых путей, кишечника). В рыхлой соединительной ткани эозинофилов в 200 раз больше, чем в крови.
В цитоплазме содержатся гранулы двух типов: а) неспецифические (аналогичные у нейтрофилов) и б) специфические – овоидной формы, содержат кристаллоид, образованный главным основным белком (обусловливает эозинофилию). Обладает мощным противогельминтозным, противопротозойным и антимикробным действием. В аморфном матриксе, расположенном по периферии от кристаллоида содержатся фермент гистаминаза, иннактивирующий гистамин, а также коллагеназа и другие биологически активные вещества. Эозинофилы способны к хемотаксису. Факторами хемотаксиса являются паразиты и продукты их жизнедеятельности, вещества, выделяемые лимфоцитами, макрофагами, тромбоцитами, эндотелиоцитами. Особенно эффективен гистамин тучных клеток.
Функции эозинофилов. 1) инактивация гистамина ферментом гистаминазой, 2) уничтожение паразитов (гельминтов и простейших) нефагоцитарным путем.
2) Фагоцитоз. 3) Ограничивают область иммунной реакции, создавая препятствие распространению антигенам и медиаторам воспаления, разрушая их.
Базофил – гранулярный лейкоцит 10-12 мкм в диаметре, аналогичный тучной клетке, но отличаются друг от друга по соотношению и составу гранул. Базофил содержит S — образное трехдольное ядро, слабооксифильную цитоплазму, в которой находятся все органеллы в умеренном количестве, липидные капли, гликоген и два типа гранул: 1) неспецифические азурофильные – аналогичны лизосомам; 2) специфические гранулы – плотные гранулы округлой или овальной формы, содержащие гепарин – антикоагулянт, гистамин – вещество, расширяющее сосуды, увеличивающее их проницаемость, а также факторы хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов и другие факторы.
Функции базофилов. 1) Участие в защитных реакциях организма (в первую очередь при аллергических и воспалительных реакциях): базофилы выделяют локально в большом количестве биологически активные вещества гранул, привлекают ряд других клеток (эозинофилы, нейтрофилы и др.).
Моноциты – агранулярные лейкоциты диаметром 18-20 мкм. В крови находятся транзитом по пути следования в органы и ткани, где будут функционировать, из красного костного мозга. Совокупность всех потомков моноцитов крови в тканях называется системой мононуклеарных (одноядерных) фагоцитов. макрофаги (гистиоциты) соединительной ткани, дендритные клетки кроветворных органов, альвеолярные макрофаги легких, селезенки и красного костного мозга, макрофаги (клетки Купфера) печени, остеокласты костной ткани, перитонеальные макрофаги, макрофаги (клетки Хофбауэра) плаценты и микроглия нервной ткани.
Моноцит имеет крупное, эксцентрично расположенное бледное ядро с выемкой, которая увеличивается по мере созревания клетки. В слабобазофильной цитоплазме содержится большое количество лизосом и вакуолей, рибосом и полирибосом, умеренное количество цистерн грЭПС и хорошо развитый аппарат Гольджи, цитоскелет, мелкие удлиненные митохондрии. Имеются центриоли.
Функции моноцитов: 1) фагоцитоз и эндоцитоз; 2) участие в кооперации клеток при иммунном ответе, являясь антигепредставляющими клетками, а также выделяют биологически активные вещества, регулирующие гемопоэз и хемотаксис других участников иммунных реакций.
Лимфоциты – агранулярные лейкоциты диаметром 5-10 мкм, представлены большой группой морфологически сходных, но функционально различных клеток. Рециркуляция – способность лимфоцитов выходить из крови в ткани, затем снова возвращаться в кровь через лимфу. В крови находится лишь 2% лимфоцитов, 98% рассредоточено по другим органам и тканям. Лимфоциты – округлые клетки с крупным ядром, занимающим до 90% объема клетки. Цитоплазма слабобазофильная. Все органеллы представлены в умеренном количестве, кроме цитоскелета, который хорошо развит.
Виды лимфоцитов. 1) по размерам клетки различают: малые (6-7мкм), их 80-90% от общего количества лимфоцитов крови; средние (8-9 мкм) – 10% и большие (10-18 мкм) – в норме в крови отсутствуют. 2) по функции выделяют Т - и В -лимфоциты.
Отличия Т - и В -лимфоцитов:
- по месту антигеннезависимой дифференцировке: Т -лимфоциты в тимусе, В -лимфоциты в лимфоидной ткани других органов.
- по выполняемым функциям: Т -лимфоциты обеспечивают преимущественно клеточный иммунитет, В -лимфоциты – гуморальный иммунитет. Функционально Т - и В -клетки делят на субпопуляции. Среди Т -лимфоцитов выделяют Тх (хелперы) – активируют эффекторные клетки, Тк (киллеры) – эффекторные цитотоксические клетки, Тс (супрессоры) – подавляют иммунный ответ, Т -лимфоциты памяти.
В -лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, вырабатывающие иммуноглобулины (антитела) и в клетки памяти, несущие информацию о встрече с каким- либо антигеном.
- по содержанию в крови: Т -лимфоцитов – 70-80%, В -лимфоцитов — 10-20%.
Функция лимфоцитов. 1) участие и обеспечение иммунных реакций.
Тромбоциты (кровяные пластинки) – это овальные, двояковыпуклые тельца, являющиеся фрагментами цитоплазмы мегакариоцитов красного костного мозга. Центральная часть тромбоцита – грануломер. содержащий азурофильные зерна; наружная часть – гиаломер. имеющий гомогенную консистенцию и бледно-голубую окраску, здесь располагается краевое кольцо из элементов цитоскелета, образуя жёсткий каркас тромбоцита, а также подмембранный аппарат, позволяющий тромбоцитам перемещаться.
Плазмолемма покрыта слоем гликокаликса, состоящего из рецепторов, обусловливающих прикрепление тромбоцита к эндотелию (адгезию ) и склеивание тромбоцитов друг с другом (агрегацию ). В грануломере содержатся 1-2 митохондрии, гранулы гликогена в виде агрегатов, единичные рибосомы и гранулы нескольких типов :
1) Азурофильные гранулы содержат вещества, участвующие в свертывании (фибронектин, фибриноген), фактор роста тромбоцитов и ряд других биологически активных веществ;
2) Гранулы с плотным матриксом, содержащим АТФ, ионы кальция, магния, гистамин, серотонин;
3) Гранулы, содержащие гидролитические ферменты, соответствуют лизосомам.
Функции тромбоцитов. 1. Восстановление целостности сосудистой стенки при повреждении (первичный гемостаз).
2. Свертывание крови, в совместной реакции с эндотелием и плазмой крови (вторичный гемостаз) путем прилипания агрегатов тромбоцитов к месту повреждения.
3. Участие в иммунных реакциях (вырабатывают факторы хемотаксиса клеток иммунной системы).
Плазма крови – межклеточное вещество, состоящее из воды (90%), органических веществ (9%), главным образом белков (более 200 видов: альбумины, глобулины, коагулянты, антикоагулянты, белки системы комплемента и др.), неорганических веществ (1%). РH составляет 7,36 (стабильность РН обеспечивает буферная система плазмы крови).
Гемопоэз (кроветворение) — процесс образования крови, включает в себя эритропоэз (образование эритроцитов), гранулоцитопоэз (образование гранулярных лейкоцитов), моноцитопоэз (образование моноцитов), тромбоцитопоэз (образование кровяных пластинок), лимфоцитопоэз (образование лимфоцитов и иммуноцитов). Выделяют эмбриональный гемопоэз, обеспечивающий гистогенез крови (образование крови как ткани) и постэмбриональный гемопоэз–процесс физиологической регенерации крови.
Эмбриональный гемопоэз включает три этапа:
- Мезобластический. на этом этапе происходит образование первой генерации стволовых клеток крови (СКК). Процесс происходит интраваскулярно (внутри сосудов) в мезенхиме желточного мешка (внезародышевый провизорный орган) на 3-10 неделе внутриутробного периода. Из желточного мешка СКК мигрируют в другие кроветворные органы.
- Гепатолиенальный (кроветворение в печени и селезенке) этап протекает, начиная с 5-6 недели, достигая максимальной активности на втором месяце, когда на кроветворение на 80% обеспечивается печенью, а на 20% селезенкой. В этих органах дифференцировка клеток крови из СКК протекает экстраваскулярно (вне сосуда). В печени образуются преимущественно эритроциты, гранулоциты, кровяные пластинки. В селезенке первоначально образуются все виды форменных элементов крови, а во второй половине внутриутробного развития начинает преобладать лимфоцитопоэз.
- Медуллярный (тимо-медулло-лимфоидный) гемопоэз – образование форменных элементов крови в тимусе, лимфоидной ткани и красном костном мозге (ККМ), начинается на 10-ой неделе внутриутробного развития.
В тимусе образуются Т-лимфоциты с последующим расселением их в лимфоидные органы. В красном костном мозге (ККМ) СКК дают начало всем форменным элементам, формируя кроветворные (гемопоэтические) островки. Совокупность СКК и гемопоэтических островков составляет паренхиму ККМ. Гемопоэз постепенно нарастает к рождению, и ККМ становится центральным органом кроветворения. Кроветворной тканью ККМ является миелоидная ткань (от греч. красный мозг). Она содержит стволовые кроветворные клетки и является местом образования эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов, тромбоцитов, В-лимфоцитов, предшественников Т-лимфоцитов, NK- клеток.
Лимфоидная ткань располагается в органах иммунной системы (в тимусе, селезенке, лимфатических узлах, миндалинах, пейеровых бляшках, червеобразном отростке и многочисленных лимфоидных образованиях, имеющихся в стенках органов различных систем). В ней происходит образование Т- и В-лимфоцитов, которые взаимодействуя между собой, а также с макрофагами, дендритными и другими клетками, обеспечивают развитие и течение иммунных реакций.
Регуляция гемопоэза осуществляется гемопоэтическими факторами роста (гемопоэтинами), которые вырабатываются стромальными элементами кроветворных органов. Они продуцируются ретикулярными клетками, эпителиальными клетками тимуса, макрофагами, Т-лимфоцитами, эндотелиальными клетками, а также клетками, расположенными вне кроветворных тканей (например, эритропоэтин вырабатывается клетками почек и печени). Гемопоэтины оказывают влияние в низких концентрациях, связываясь со специфическими рецепторами на плазмолемме развивающихся клеток крови. Каждый этап развития конкретной линии клеток требует присутствия определенной концентрации гемопоэтинов. Отдельный гемопоэтический фактор может оказывать влияние на один или несколько типов развивающихся клеток.
Гемопоэтические классы клеток
Общий источник развития всех форменных элементов крови – стволовые клетки крови. которые образуют самоподдерживающуюся популяцию полипотентных клеток. Это положение впервые сформулировано профессором А.А.Максимовым в унитарной теории кроветворения.
Полипотентные стволовые клетки образуют первый класс полипотентных клеток. Всего же на основании способности к самообновлению, клеточному делению и образованию форменных элементов различных типов выделяют шесть классов кроветворных клеток. Три первые класса объединяют в группу так называемых морфологически нераспознаваемых клеток. поскольку они фенотипически идентичны и похожи на малые лимфоциты. Их диаметр 8-10 мкм. Имеют круглую или неправильную форму, круглое крупное ядро с1-2 ядрышками. Цитоплазма узким ободком окружает ядро. Точная идентификация клеток может быть произведена только иммуноцитохимически по антигенам на клеточной поверхности.
- Стволовые клетки крови (СКК).
- Полустволовые клетки (их также называют колониеобразующие единицы (КОЕ)). Частично детерминированные, полипотентные клетки-предшественники, образующиеся при делении СКК. Их два типа:
1) клетки — предшественники для эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов и тромбоцитов (КОЕ-ГЭММ)
2) клетки предшественники для лимфоцитов (КОЕ-Л)
- Унипотентные (коммитированные) клетки – могут развиваться только в напрвлении определенного (одного) вида форменных элементов (за исключением КОЕ-ГМ, которая дает два вида клеток). Эти клетки в отличии от клеток 1 и 2 классов являются поэтинчувствительными. Существуют следующие виды унипотентных клеток- предшественниц:
— клетки, образующие гранулоциты (нейтрофилы — КОЕ-Г) и моноциты (КОЕ — Мо).
- клетки-предшественники для эритроцитов (КОЕ-Э).
— для кровяных пластинок (КОЕ-Мег)
— клетки – предшественники базофилов (КОЕ-Баз)
— клетки – предшественники эозинофилов (КОЕ-Эо)
— клетки – предшественники Т - и В - лимфоцитов (про В -лимфоциты, протимоциты)
Следующие гемопоэтические классы клеток (4,5,6) объединяют в группу морфологически распознаваемых клеток-предшественников .
- Бластные формы (бласты). Эти клетки обладают высокой митотической активностью, но не являются самоподдерживающейся популяцией. Бласты разных гемопоэтических рядов обладают минимальными различиями, но их можно идентифицировать при помощи гистологической окраски. Как правило, это крупные клетки с базофильной цитоплазмой, с крупным светлым ядром, содержащим 1-2 ядрышка.
- Созревающие (дифференцирующиеся) клетки подвергаются структурной и функциональной дифференцировке, образуя соответствующий специфичный вид форменных элементов. В ходе дифференцировки клетки утрачивают способность к делению (исключение составляют моноциты и лимфоциты).
- Зрелые (дифференцированные) форменные элементы переходят из ККМ в кровь и циркулируют в ней. Не способны к делению (исключение: моноциты и лимфоциты).
ЛИМФА (гр. чистая влага, ключевая вода) – биологическая жидкость, образующаяся из интерстициальной (тканевой) жидкости. Проходя через систему лимфатических сосудов и узлов, обогащается форменными элементами, очищается и через грудной проток попадает в кровь. Объем лимфы составляет 1-2 литра. Также как и кровь, она состоит из плазмы и форменных элементов. Плазма лимфы аналогична плазме крови по составу и концентрации солей, но отличается от нее меньшим содержанием белков и имеет щелочную реакцию (рН 8,4-9,2). Форменные элементы составляют 2-20х10 9 /л. Их количество значительно варьирует в течение суток и при различных воздействиях. В лимфе встречаются следующие клеточные элементы:
- Лимфоциты (до 90%);
- Моноциты (до 5%)%
- Эозинофилы (2%);
- Нейтрофилы (1%);
- Другие клетки (до 2%).
Эритроциты в лимфе в норме отсутствуют. Есть тромбоциты, фибриноген и другие факторы свертывания, поэтому она способна свертываться.
