Кров

Функції крові і лімфи

Кров і лімфа є похідними мезенхіми. Разом з органами кровотворення і імунопоеза., лімфоїдними утвореннями, асоційованими із структурами некровотворних органів, вони зв'язані генетично і функціонально, забезпечуючи підтримку постійності внутрішнього середовища (гомеостаз), внутрішнє дихання, трофіку, регуляцію і інтеграцію всіх систем організму, екскрецію шлаків і захист (фагоцитоз, клітинний і гуморальний імунітет, тромбоутворення).

Морфологія крові

Кров складається з плазми (55-60%) і формених елементів (40-45%).

Плазма - рідка частина крові. У ній містяться білки (більше 100 різновидів), жири, вуглеводи, солі, гормони, ферменти, антитіла, розчинені гази та ін. На сухий залишок плазми доводиться 7-10%, решту частини складає вода (90-93%). Основним компонентом сухого залишку є білки (6,5-8,5%). Середовище її слаболужне (рН 7,4). Білки плазми діляться на 2 фракції: легку фракцію складають альбуміни (60%) і важку - глобуліни (40%).

Альбуміни синтезуються в печінці. Вони забезпечують колоїдно-осмотичний тиск крові, утримують воду в кровотоку (при їх недоліку - набряки), виконують транспортну функцію за рахунок адсорбції ряда з'єднань.

Глобуліни мають двояке походження. Одні з них, γ -глобуліны (антитіла), продукуються В-лімфоцитамі і плазмоцитами, а інші, β-глобуліны, фібріноген і протромбін, що утворюються в печінці. β-глобуліны здатні зв'язувати і переносити іони Fe, Cu, Zn та ін., а фібріноген і протромбін беруть участь в тромбоутворенні.

Формені елементи крові.

Д. Л.Романовській в 1891 р. запропонував забарвлення мазків крові сумішшю двох фарбників - еозіном і азуром-II, що дозволило диференціювати формені елементи крові, до яких відносяться еритроцити, лейкоцити, стовбурові клітини і кров'яні пластинки.

Еритроцити. У ссавців - це без'ядерні клітини, у птахів, плазунів, амфібій і риб вони містять ядра. Розміри еритроцитів мають видові особливості і у кожному конкретному випадку вони діляться на нормоцити, мікроцити і макроцити (різноманітність розмірів еритроцитів називається анізоцитозом).

У нормі еритроцити мають форму двоввігнутого диска (дискоцити). Проте при старінні і різного роду патологічних станах вони можуть змінювати свою форму, у зв'язку з чим розрізняють: планіцити - з плоскою поверхнею, стоматоцити - куполоподібної форми, сфероцити - кулясті, ехиноцити - шиповидні та ін.

- (різноманітність форм еритроцитів називається пойкилоцитозом - греч. пойкиліс - різновидний).

Функції еритроцитів: транспорт О2 і СО2 (дихальна), амінокислот, антитіл, токсинів, лікарських речовин шляхом адсорбції. Дихальна функція пов'язана із здатністю гемоглобіну (Hb) пріднувати до себе кисень (O2) і діоксид вуглецю (CO2). Проте Hb може утворювати міцні зв'язки і з іншими хімічними з'єднаннями:

Нb - дезоксигемоглобін,

НbО - оксигемоглобін,

НbСО2 - карбгемоглобін,

НbСО - карбоксигемоглобін (З - чадний газ, міцність зв'язку з Нb у которго в 300 разів вища, ніж з О2),

Нb + сильні окислювачі (КМnO4; анілін, нітробензол та ін.) > НbОН - метгемоглобін (у цих випадках Fe+2> Fe+3, унаслідок чого здатність Нb пріднувати кисень втрачається).

Особливості будови плазмолеми еритроцитів. Плазмолема еритроцитів є типовою біологічною мембраною, що складається з біліпідного шару і білків в комплексі з вуглеводами. Співвідношення ліпідів і білків в ній 1:1. Вуглеводи входять до складу глікокалікса. На зовнішній поверхні мембрани розташовані фосфоліпіди, сиалова кислота, антигенні олігосахариди, адсорбовані протеїни. На внутрішній - гліколітичні ферменти, Na+-АТФазы і K+-АТФазы, глікопротеїни і цитоскелетні білки.

До складу ліпідів зовнішнього шару плазмолеми входять фосфатиділхолін і сфінгомієлін, що містять холін, а внутрішнього - фосфатиділсерін і фосфатиділетаноламін, які на кінці молекули несуть аміногрупу. Із зовнішньої сторони є гліколіпіди (5%). До трансмембранних глікопротєїнїв відноситься глікофорін. Його 16 олігосахарідних ланцюгів розташовуються в глікокаліксі. Серед них сиалова кислота забезпечує негативний заряд зовнішньої поверхні мембрани зрілих еритроцитів. Це дозволяє виходити зрілим клітинам з червоного кісткового мозку. З глікофорінами пов'язують антигенні властивості різних груп крові.

Примембранний білок спектрін входить до складу цитоскелета і бере участь в підтримці форми еритроцита. Спектрін разом з іншим білком - актином зв'язані білком смуги 4.1 в «вузловий комплекс», який сполучений з білком глікофоріном. Зміна кількості спектріна приводить до зміни форми еритроцита (сфероцити).

З плазмолемой спектріновий цитоскелет пов'язаний іншим білком - анкиріном в зоні локалізації трансмембранного білка смуги 3, який бере участь в обміні О2 і СО2. Він формує також гідрофільні «пори» - водні іонні канали.

Склад цитоплазми еритроцитів: вода - 66%, гемоглобін - 33% (гем в ньому складає - 4%).

При різних патологічних станах еритроцити можуть піддаватися:

1. склеюванню, утворюючи монетні стовпчики (унаслідок втрати заряду, що забезпечує поверхневе натягнення);

2. гемолізу (при дії гіпотонічним розчином, плазмою інших видів, зміїною отрутою гемоглобін поступає в плазму, при цьому оболонка залишається непошкодженою);

3. кренірованню - зморщенню (при дії гіпертонічним розчином); від греч. сrеnа - вирізка;

4. руйнуванню (гемоглобін офарблює сечу - гемоглобінурія), наприклад, у ВРХ - «червона водна лихоманка» при руйнуванні еритроцитів паразитами; у людини - гемоглобінурійна лихоманка - при малярії.

Старіючі еритроцити фагоцитуються макрофагами. Тривалість життя еритроцитів 120 днів

Лейкоцити. На відміну від еритроцитів, що «працюють» безпосередньо в крові, лейкоцити «працюють» в тканинах тіла, мігруючи (шляхом діапедеза) через стінки капілярів. Ці клітини містять ядро.

Лейкоцити класифікують на зернисті (гранулоцити) і незернисті (агранулоцити).

Гранулоцити. Свою назву зернисті лейкоцити (гранулоцити) одержали у зв'язку з неоднозначністю конратування їх гранул фарбниками при різних значеннях рН середовища, у зв'язку з чим розрізняють базофільні, еозінофільні і нейтрофільні зернисті лейкоцити.

Базофіли - клітини кулястої форми, діаметром до 10-12 мкм. Ядро має лопатеву або бобовидну форму (залежно від ступеня зрілості клітин). У їх базофільній цитоплазмі містяться досить крупні гранули, що забарвлюються основними фарбниками. Однією з особливостей вмісту гранул базофілів є метахроматичне їх фарбування фарбниками тиазінового ряду (метіленовий синій, толуїдіновий синій та ін., при цьому замість синього забарвлення гранули набувають фіолетового, рожевого або червоного кольору).

У гранулах базофілів містяться біологічно активні речовини: протеоглікани, ГАГ (зокрема гепарін), вазоактивний гістамін, нейтральні протеази, серотонін, пероксидази, кисла фосфатаза, серотонін (гормон епіфіза, який ослабляє або пригноблює секрецію гонадоліберінів в гіпоталамусі), гістідіндекарбоксилаза (фермент синтезу гістаміну) та ін.

Функції базофілів. Базофіли можуть фагоцитовать бактерії, перешкоджають згортанню крові (гепарін), сприяють розширенню судин і підвищують проникність їх стінки (гістамін), унаслідок чого виникають набряки. Вони опкоміркують запалення, активують макрофаги, беруть участь в імунологічних реакціях алергічного характеру: секретіруют еозінофільний хемотаксичний чинник, який стімулює міграцію еозинофілів.

При астмі, анафілаксії, висипу спостерігається негайного типу дегрануляция, пусковим механізмом якої є IgЄ-рецептор для IgЄ. Разом з базофілами сполучної тканини беруть участь в антизгущаючій системі кров і регуляції проникності стінки судин, разом з нейтрофілами утворюють біологічно активні метаболіти арахидонової кислоти - лейкотрієни і простагландіни. Базофільні гранулоцити не є активними індукторами в розвитку гіперчутливості сповільненого типу.

У периферичній крові базофіли перебувають до 2 діб, а потім мігрують в міжклітинну речовину сполучної тканини, де тривалість їх життя не велика.

Еозинофіли. Розміри цих клітин досягають 12-17 мкм. Ядро зрілих клітин звичайно містить 2 сегменти, але у овець - більше. Дуже рідко зустрічаються паличкоядерні і юні еозинофіли. Гранули в цитоплазмі досить крупні. Розрізняють два їх різновиди: первинні азурофільні і вторинні - еозінофільні (модифіковані лізосоми). У центрі еозінофільної гранули міститься кристалоїд, який містить головний основний білок, багатий аргініном, катіонний білок, лізосомні гідролітічеськіє ферменти, пероксидазу, гистаміназу та ін. Пероксидазна активність еозінофільних гранулоцитів не пов'язана з пресутствієм мієлопероксидази, яка строго специфічна для системи нейтрофільних гранулоцитів.

Функції еозинофілів. Еозинофіли - фагоцитуют бактерії, володіють хемотаксисом до гістаміну, лімфокінам Т-лімфоцитів і імунним комплексам, що складається з антигенів і антитіл, знешкоджують перекиси і токсини, знімають судинорозширювальну дію гістаміну (антигістамінна - обмеження запального процесу), є найважливішими ефекторними клітинами в протипаразитарному імунітеті. Антипаразитарна функція здійснюється з участю головного основного білка кристалоїда.

У алергічних реакціях беруть участь Fс-рецептор плазмолеми для IgЄ, а також С3- и С4–рецептори.

Еозінофільні гранулоцити в крові знаходяться близько 12-ти годин, а потім мігрують в міжклітинну речовину сполучної тканини, де функціонують до 8-12 діб (у сполучній тканини їх в 500 разів більше, ніж в крові). Пероксидазна активність еозінофільних гранулоцитів не пов'язана з пресутністю мієлопероксидази, яка строго специфічна для системи нейтрофільних гранулоцитів.

Нейтрофіли. Розміри цих клітин варіюють в межах 9-12 мкм. Форма ядра непостійна і залежить від ступеня зрілості клітин. У зв'язку з цим розрізняють юні, паличкоядерні і сегментоядерні нейтрофільні гранулоцити. У юних нейтрофілів ядро має бобовидну форму, гранул в цитоплазмі відносно не багато. Ядра паличкоядерних нейтрофілів виглядають у виді різною мірою зігнутої палички, а в зрілих клітинах - воно фрагментоване на сегменти, сполучені між собою тонкими перемичками. У цитоплазмі нейтрофілів міститься 2 види гранул:

1) первинні азурофільні неспецифічні (ПАН), їх розміри - 0,4-0,8 мкм (до 20%), є первинними лізосомами, що містять ß-глюкуронидазу, кислу ß-глицерофосфатдегідрогеназу, кислу протеазу, лізоцим (мурамідазу), кислу фосфатазу, мієлопероксидазу (перетворює перекис водню в молекулярний кисень);

2) вторинні нейтрофільні специфічні гранули (ВНС), розміри яких складають 0,1-0,3 мкм; вони містять лужну фосфатазу, фагоцитини, амінопептидази, лізоцим, катіонні білки і білок лактоферін, що забезпечує склеювання бактерій (бактерійна мультиплікація) і гальмування утворення лейкоцитів в червоному кістковому мозку. Опис нейтрофільних гранулоцитів слід доповнити сучасними даними про третинні гранули, секреторні міхури і адгезивні молекули.

Функція нейтрофілів - неспецифічний антибактеріальний захист шляхом фагоцитозу і виділення бактерицидних речовин, участь в запальних реакціях (здійснюється поза судинами, в міжклітинній речовині сполучних тканин). У утворенні ендогенного пірогена, який тепер ідентифікований як інтерлейкін-1, нейтрофільні гранулоцити не беруть участь, його продукують клітини моноцитарно-макрофагальної системи. У крові нейтрофіли знаходяться до 8-12 годин, а в тканинах - до 9 діб, де вони й гинуть.

Агранулоцити. До незернистих лейкоцитів відносяться лімфоцити і моноцити. Обидві ці групи клітин беруть активну участь в імунних реакціях організму. Імунітет - це спосіб захисту організму від живих тіл і речовин, несучих на собі ознаки генетичної чужеродності.

Лімфоцити. По ступеню зрілості лімфоцити діляться на великі (10 мкм), середні ((7-10 мкм) і малі (4,5-6 мкм). Зрілими є малі лімфоцити. Вони містять велике колове з невеличким вдавленням ядро, що займає майже всю клітину. Воно оточене вузьким обідочком базофільної цитоплазми. За походженням і функціональним властивостям розрізняють 4 основні групи лімфоцитів: В-лімфоцити, Т-лімфоцити, натуральні кілери (NK) і К-клітини. Всі вони беруть участь в забезпеченні імунних реакцій, захисті від всього чужорідного, що потрапляє ззовні і утворюється в самому організмі.

В-лімфоцити утворюються в лімфатичних вузлах і здійснюють специфічний гуморальний імунітет (поставляють антитіла в кров, лімфу і тканинну рідину). На поверхні плазмолеми В-лімфоцитів мають антигенспецифічні рецептори, що є антитілами - імуноглобулінами (Ig) класів M і D, або поверхневі імуноглобуліни (SIg). Антигени, що розпізнаєтьсяі рецепторами, прієднуються до них, унаслідок чого В-лімфоцити приходять в активний стан, багатократно проліферірують і диференціюються в ефекторні клітини - плазмоцити, або антитілоутворюючі клітини (АУК), здатні виробляти антитіла (імуноглобуліни). Антитіла на своїй поверхні мають зв'язуючі ділянки до даного конкретного антигена.

Процес активації лімфоцитів можна представити в наступній послідовності: активований В-лімфоцит → плазмобласт (діаметр до 30 мкм) → проплазмоцит → зрілий плазмоцит (діаметр близько 10 мкм).

В-лімфоцити - живуть від декількох тижнів до десятків місяців.

Т-лімфоцити, Натуральні кілери (NK) і К-клітини утворюються в тимусі. Вони здійснюють реакції специфічного клітинного імунітету і регулюють гуморальний імунітет. У плазмолемі Т-лімфоцитів містяться поверхневі антигенні маркери (антигени гістосумісності) і багато рецепторів, за допомогою яких вони розпізнають чужорідні антигени і імунні комплекси. Після зустрічі з антигенами Т-лімфоцити перетворюються в Т-ефектори: Т-кілери, Т-хелпери і Т-супресори.

Ефекторні клітини Т-лімфоцитів: Т-кілери (цитотоксичні) - забезпечують клітинний імунітет. Цитотоксичний ефект вони проявляють при взаємодії з клітинами-мішенями унаслідок безпосереднього з ними контакту або завдяки близькодіючим токсичним медіаторам, що виробляються ними. В результаті такої взаємодії змінюється проникність мембрани клітини-мішені, що і приводить її до загибелі.

При дії антигенів в Т-лімфоцитах виробляються особливі розчинні речовини лімфокіни, які передають інформацію про антигени В-лімфоцитам.

Т-хелпери є помічниками В-лімфоцитів, вони розпізнають антиген і підсилюють вироблення антитіл; Т-супресори, навпаки, пригнічують вироблення антитіл В-лімфоцитами.

Тривалість життя Т-лімфоцитів до 10 років.

Останнім часом в наукових публікаціях (Г. М.Могильная і співавт., 2002) указується, що слід ввести прийняту імунологами класифікацію Т-лімфоцитів, яка грунтується на визначенні за допомогою імуноцитохімії поверхневих диференціючих антигенів (cluster of differentiation - CD).

Тимус покидають дві субпопуляції нативних Т-лімфоцитів з антигеном CD23. Т-хелпери маркіруються антигеном CD4, а Т-кілери - CD8. Встановлено, що в ході імунної відповіді CD4+ Т-хелпери (ThO) дають початок двом субпопуляціям Th1- і Th2-хелперів з переважанням однієї з них залежно від внутрішньо - або позаклітинної локалізації збудника, або від особливостей антигена. Шляхом продукції різних наборів цитокінів Th1 (інтерферон гама, чинник некрозу опухолей-альфа, лімфотоксин, інтерлейкін-2) і Th2 (інтерлейкіни -4, -5, -6, -10, -13 і трансформуючий чинник ріст - бета) регулюють розвиток імунного запалення. Т-лімфоцити гіперчутливості відносяться до класу Th1-хелперів, тому їх не обов'язково виділяти в окрему клітинну форму. Варто відзначити, що після контакту з антигеном і синтезу цитотоксинів (перфорін, гранзіми) CD8+ Т-кілер одержує назву цитотоксичного Т-лімфоцита (ЦТЛ).

В процесі локального контакту ЦТЛ з клітиною-мішенню відбувається строга спрямованість викиду цитотоксинів в зону просторового зв'язку Т-клітинного рецептора і антигена. Крім цього, спостерігається осмотичний лізис клітини, обумовлений самостійним ефектом перфоріна, що веде до звільнення і розсіювання збудника, що локалізований в клітині. Доцільно вказати, що загибель клітини-мішені шляхом апоптоза, що наступає при поєднанні дії перфоріна і гранзімів, біологічно доцільна, оскільки вона веде до мембранної ізоляції деградованого збудника або іншого антигена.

Т- і В-клітини пам'яті - лімфоцити, що повертаються в неактивний стан, але які вже придбали інформацію (пам'ять) від зустрічі з конкретним антигеном. При повторній зустрічі з цим антигеном вони швидко забезпечують імунну відповідь значної інтенсивності.

Т- і В-лімфоцити в судинному руслі - у функціональному плані відносно неактивні. Їх активація здійснюється антигенами, внаслідок чого ці клітини перетворюються на ефекторні форми клітинного і гуморального імунітету, за рахунок чого збільшується фонд клітин пам'яті.

Моноцити - досить крупні клітини. В мазках крові їх розміри досягають 15-20 мкм. Містять крупні ядра лопатевої, бобовидної і іншої форми. Цитоплазма базофільна. Не дивлячись на те, що ці клітини відносяться до агранулоцитів, в їх цитоплазмі можуть виявлятися в невеликій кількості дрібні азурофільні гранули, що є лізосомами. У функціональному плані - це типові макрофаги, які в периферичному руслі крові знаходяться по дорозі з червоного кісткового мозку в тканини, де вони виконують специфічні захисні функції.

Процентне співвідношення різних видів лейкоцитів в периферичному кровоносному руслі (лейкоцитарна формула) у різних видів тварин варіює (табл. 2):

Таблиця 2. Лейкоцитарна формула (у %)

Примітка: б - Базофільний гранулоцит; Э - Еозінофільний гранулоцит; Ю - юний нейтрофільний гранулоцит; П - ПАЛичкоядерний нейтрофільний гранулоцит; З - Сегментоядерний нейтрофільний гранулоцит.

Як виявляється з таблиці, у одних видів тварин серед лейкоцитів переважаючими є лімфоцити, а у інших - зернисті лейкоцити.

Таким чином, в периферичній крові циркулює цілий ряд клітин, які володіють специфічними функціями, направленими на забезпечення захисту організму від чужорідних чинників (антигенів). До таких відносяться різні популяції лімфоцитів, нащадки моноцитів - макрофаги і зернисті лейкоцити.

Кров'яні пластинки. Кров'яні пластинки. У ссавців - це уламки цитоплазми мегакаріоцитів. У птахів - це клітини, які мають ядра, - тромбоцити. Розміри кров'яних пластинок варіюють в межах 2-4 мкм. Вони складаються з периферичної зони - гіаломера і центральної - грануломера. Гіаломер в молодих кров'яних пластинках забарвлюється базофільно, а в старих - оксифільно. У гіаломері є актин, який бере участь в ретракції (зменшенні об'єму) кров'яних пластинок.

На поверхні плазмолеми кров'яних пластинок міститься гліколікс, глікопротеїни якого представляють рецептори, що беруть участь в адгезії і агрегації кров'яних пластинок (агрегація пластинок - їх склеювання).

По ступеню зрілості розрізняють 5 видів кров'яних пластинок: юні, зрілі, старі, дегенеративні і гігантські форми роздратування.

Функція кров'яних пластинок: У них міститься приблизно 12 чинників згортання крові. Вони беруть участь в коагуляції фібріногена: фібрин → протромбін → тромбін.

У плазмі крові міститься чинник згортання фон Віллебранда (vWF), до якого в плазмолемі кров'яних пластинок є спеціальний рецептор P Ib. Інший рецептор P IIB - IIIА зв'язує фібріноген, унаслідок чого кров'яні пластинки агрегують.

Крім того, тубулярна система цитоплазми кров'яних пластинок синтезує циклоксигенази і простагландіни. Вона є також резервуаром для іонів Са.

Тромбоцити птахів і плазунів виконують аналогічні функції.