Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Башкирский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Учебное пособие для студентов

физиология крови

Уфа, 2015

Рецензенты:

1. Зав. кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО Южно-Уральского государственного медицинского университета МЗ РФ, академик РАН, профессор Захаров Ю. М.

2. Зав. кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО Оренбургской государственной медицинской академии МЗ РФ, профессор, д.м.н. Мирошниченко И.В.

Физиология крови: учебное пособие для студентов / сост.: А.Ф. Каюмова, О.В. Самоходова, Г.Е. Инсарова, И.Р. Габдулхакова. - Уфа: Изд-во ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России, 2015. - 64 с.

Учебное пособие составлено на основании рабочей программы (2015 г.), действующего учебного плана (2014 г.) и в соответствии с требованиями ФГОС ВО по специальности 31.05.01. - Лечебное дело.

Учебное пособие является дополнением к основному учебнику. В издании излагаются теоретические вопросы физиологии системы крови, гемостаза, методы исследования форменных элементов крови, групп крови, резус-фактора и системы свертывания. Даны вопросы к собеседованию, примеры тестовых заданий и ситуационных задач, перечень основной и дополнительной литературы, вопросы к итоговому занятию, эталоны ответов к тестовым заданиям и ситуационным задачам, а также расшифровка электронных показателей общего анализа крови.

Пособие предназначено для аудиторной работы обучающихся по специальности 31.05.01. - Лечебное дело дисциплины «Нормальная физиология».

Рекомендовано в печать Координационным научно-методическим советом и утверждено решением Редакционно-издательского совета ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России.

© А.Ф. Каюмова, О.В. Самоходова, Г.Е. Инсарова, И.Р. Габдулхакова 2015

© ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России, 2015

Оглавление

• Введение
• I. Физиологические основы кроветворения
• II. Кровь как внутренняя среда организма. Физиология эритроцитов и лейкоцитов
• Учебные вопросы
• Самостоятельная работа
• III. Гемоглобин. Скорость оседания эритроцитов. Гемолиз
• Учебные вопросы
• IV. Физиология тромбоцитов. Гемостаз. Группы крови. Резус-фактор
• Учебные вопросы
• Самостоятельная работа
• V. Примеры тестовых заданий для определения исходного уровня знаний по разделу «Физиология крови»
• VI. Примеры ситуационных задач для проверки конечного уровня знаний по разделу «Физиология крови»
• VII. Эталоны ответов к тестовым заданиям и ситуационным задачам для проверки исходного и конечного уровня знаний студентов по разделу «Физиология крови»
• Приложение 1
• Приложение 2
• Рекомендуемая литература

Введение

Важнейшим компонентом внутренней среды организма является кровь.

Кровь - жидкая ткань организма, выполняющая жизненно-важные функции.

Советский исследователь-клиницист Г.Ф. Ланг в 1939 году выдвинул понятие «система крови».

Система крови - это совокупность органов кроветворения, периферической крови и органов кроверазрушения.

Проблемы физиологии клеток крови, кроветворения и гемостаза относятся к числу интенсивно изучаемых в физиологии и других областях медицины.

В последние годы сложились новые взгляды на регуляцию гемопоэза, позволившие сформулировать принципиально новые положения о функциях клеток-предшественниц различных линий гемопоэза, о регулирующих их рост молекулах, о роли стромы костного мозга в этом процессе.

Кровь - одна из интегрирующих систем организма. Различные отклонения в состоянии организма и отдельных органов приводят к изменениям в системе крови и наоборот. Именно поэтому при оценке состояния здоровья или нездоровья человека тщательно исследуют параметры, характеризующие кровь (гематологические показатели).

Изучение данного раздела направлено на формирование у обучающихся следующих профессиональных компетенций:

1. Способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу. (ОК-1).

2. Готовность к саморазвитию, самореализации, самообразованию, использованию творческого потенциала (ОК-5).

3. Готовность решать стандартные задачи профессиональной деятельности с использованием информационных, библиографических ресурсов, медико-биологической терминологии, информационно-коммуникационных технологий и учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-1).

4. Способность и готовность анализировать результаты собственной деятельности для предотвращения профессиональных ошибок (ОПК-5).

5. Готовность к использованию основных физико-химических, математических и иных естественнонаучных понятий и методов при решении профессиональных задач (ОПК-7).

6. Способность к оценке морфофункциональных, физиологических состояний и патологических процессов в организме человека для решения профессиональных задач (ОПК-9).

7. Способность и готовность к осуществлению комплекса мероприятий, направленных на сохранение и укрепление здоровья и включающих в себя формирование здорового образа жизни, предупреждение возникновения и (или) распространения заболеваний, их раннюю диагностику, выявление причин и условий их возникновения и развития, а также направленных на устранение вредного влияния на здоровье человека факторов среды его обитания (ПК-1).

8. Готовность к сбору и анализу жалоб пациента, данных его анамнеза, результатов осмотра, лабораторных, инструментальных, патолого-анатомических и иных исследований в целях распознавания состояния или установления факта наличия или отсутствия заболевания (ПК-5).

9. Способность к участию в проведении научных исследований (ПК-21).

Знания по разделу физиологии системы крови необходимы врачам любого профиля, так как интерпретировать показатели крови должен уметь каждый врач независимо от его специальности.

I. Физиологические основы кроветворения

Ежечасно у здорового человека разрушается и вновь образуется 20 миллиардов тромбоцитов, 10 миллиардов эритроцитов и 5 миллиардов лейкоцитов.

Примерно каждые 2 года в организме человека производится масса клеток крови, равная массе его тела.

Огромный пролиферативный потенциал кроветворной ткани заключен в стволовых кроветворных клетках (СКК) - предшественницах, способных к самообновлению, т.е. производству дочерних СКК на протяжении всей жизни человека.

СКК дифференцируются:

1. В направлении клетки-предшественницы всех линий миелопоэза: гранулоцитопоэза, моноцитопоэза, мегакариоцитопоэза и эритропоэза.

2. В направлении клеток-предшественниц лимфоцитов - Т и В - лимфоциты.

Все клетки предшественницы получили название колониеобразующие единицы (КОЕ) или колониеобразующие клетки (КОК).

В костном мозге имеются:

КОЕ-ГММЭ - гранулоцитарно-макрофагально-мегакариоцитарно-эритроцитарная колониеобразующая единица, формирующая гранулоциты, макрофаги, мегакариоциты и эритроциты;

пре КОЕ-Т - представленная Т-клеточными субпопуляциями;

пре КОЕ-В - состоящая из В-лимфоцитов.

КОЕ - ГММЭ в ходе дифференциации формируют би- и унипотентные КОЕ, которые также классифицируют по произведенному ими потомству.

Это КОЕ-ГМ (гранулоцитарная и моноцитарная) - образуются нейтрофильные гранулоциты и макрофаги.

КОЕ, образующая колонии из эритроидных клеток и мегакариоцитов, называется эритроцитарно-мегакариоцитарной (КОЕ - ЭМег).

Это примеры бипотентных клеток, дифференцирующихся в направлении каких-либо двух линий гемопоэза. Формирующиеся из них унипотентные КОЕ образуют колонии из клеток только одной линии. В связи с этим возникли их названия КОЕ-эритроцитарные, эозинофильные, нейтрофильные, мегакариоцитарные.

Бипотентные КОЕ обладают значительной способностью к размножению.

Дифференциация клеток-предшественниц от СКК и до унипотентных КОЕ сопровождается формированием рецепторов к гемопоэтическим гормонам (интерлейкину -3, колониестимулирующим факторам (КСФ), эритропоэтину, тромбоцитопоэтину), а также нейромедиаторам, катехоламинам, тиреотропному гормону, производным тестостерона. Эти гормоны регулируют пролиферацию и дифференциацию клеток крови.

В регуляции пролиферации и дифференциации стволовых и коммитированных кроветворных клеток также принимают участие цитокины - гемопоэтические гормоны, которые вырабатываются гемопоэтическими и некоторыми стромальными клетками.

Стромальные клетки (фибробласты, эндотелий сосудов костного мозга, адипоциты, ретикулярные клетки и макрофаги костного мозга) формируют экстрацеллюлярный матрикс (ЭЦМ) - важный компонент гемопоэтического микроокружения.

Важную роль в регуляции кроветворения играет строма костного мозга - макрофаги, соединительнотканная оболочка, выстилающая костномозговую полость, костномозговые синусоиды, жировые клетки, соединительная ткань и нервные окончания. Эти структуры формируют «гемопоэтическое индуцирующее микроокружение» (ГИМ), необходимое для пролиферации, дифференциации и фиксации СКК в костном мозге, размножения и созревания миелоидных клеток.

Любые повреждения структур стромы тормозит регенерацию костного мозга.

СКК, КОЕ-ГММЭ и малодифференцированные бипотентные клетки выходят из костного мозга в кровь и циркулируют в ней, но пролиферировать и дифференцировать эти клетки способны лишь в ткани костного мозга и необходимые для этого условия создает ГИМ, его ЭЦМ.

Сосудистая сеть костного мозга начинается от артерии, проникающей через костный канал. От центральных ее ответвлений отходят синусоиды, потом артериолы, направляющиеся к периферии кости и распадающиеся на капилляры. Таким образом, формируется элементарная морфофункциональная единица костного мозга «синусоидальное дерево».

Гемопоэтическая ткань располагается между синусоидами, созревающие эритроидные и гранулоцитарные клетки, мегакариоциты и макрофаги прилегают к наружной поверхности сосудистых синусов. Выход клеток из костного мозга в кровь связан с их проходом через отверстия диаметром 2,3 мкм между эндотелиальными клетками костно-мозговых синусоидов. Диаметр этих отверстий в 2-3 раза меньше проходящих через них в кровь клеток. Поэтому мигрирующие клетки должны обладать хорошей деформируемостью, чтобы пройти барьер и выйти в кровь. Хорошей деформируемостью обладают только зрелые клетки.

В норме часть клеток не достигает стадии созревания, погибает в пределах костного мозга и подвергается фагацитозу макрофагами, располагающимися на наружной поверхности костномозговых синусов. Это явление называется неэффективным эритро- и гранулоцитопоэзом. Неэффективный гемопоэз охватывает от 2-10% эритробластов и от 10-15% костно-мозговых гранулоцитов. В кровоток неполноценные клетки не поступают.

Масса костного мозга у взрослого человека составляет 4,6% от массы тела или 3,4 кг, в том числе масса красного костного мозга - 1,7 кг.

Клетки костного мозга представляют одну из наиболее пролиферирующих тканей организма. Для осуществления митоза клеток используется энергия макроэргических соединений, образующихся в процессе окислительного фосфорилирования.

II. Кровь как внутренняя среда организма. Физиология эритроцитов и лейкоцитов

Цельная кровь состоит из жидкой части крови - плазмы - 54-64% (55 - 60%) и форменных элементов - эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов - 36-46% (40 - 45%).

Количество крови в организме составляет 6-8% от массы тела, то есть у человека массой 65-70 кг количество крови 4,5-5 литров. В состоянии покоя до 45-50% всей массы крови находится в кровяных депо - селезенке, печени, легких и подкожном сосудистом сплетении.

Функции крови:

1. Транспортная функция - кровь переносит (транспортирует) различные вещества. Эта функция включает в себя:

- дыхательную - перенос кислорода и углекислого газа.

- трофическую - перенос питательных веществ.

- экскреторную - транспорт конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты, СО₂ и др.), а также избыточной воды, минеральных и органических веществ к органам выделения (почки, легкие, потовые железы).

- терморегуляторную - кровь транспортирует тепло от более нагретых органов к менее нагретым и к органам теплоотдачи.

2. Защитная функция - включает в себя:

- иммунные реакции, т.е. кровь способна обезвреживать инородные тела и патогенные микроорганизмы;

- гемостаз - способность крови к свертыванию и к остановке кровотечения, а также к поддержанию крови в жидком состоянии в норме.

3. Регуляторная функция - включает в себя:

- гуморальную регуляцию функций различных систем и тканей через доставку гормонов, биологически активных веществ (БАВ) к клеткам организма;

- секрецию клетками крови БАВ.

4. Гомеостатическая функция - участие крови в поддержании постоянства внутренней среды организма (например, постоянства рН, водно-солевого обмена) и регенерации тканей.

Плазма крови.

Плазма крови состоит из воды (90-92%) и сухого остатка (8 -10%).

Сухой остаток представлен:

1. органическими соединениями.

Из них:

а) белки - 7-8%;

б) остаточный азот в составе аммиака, мочевины, мочевой кислоты, креатина, креатинина 14-28 ммоль/л;

в) углеводы в виде глюкозы 3,6-6,5 ммоль/л;

г) липиды, в зависимости от характера принятой пищи - 2,0-4,0 г/л.

2. Неорганическими соединениями -

Общее количество неорганических веществ плазмы крови составляет около 0,9%. К ним относятся:

1)катионы (Na⁺, K⁺, Ca⁺, Mg⁺)

2) анионы (Cl^-, SO₄^2-, PO₄^2-, HCO₃ ^-

3) микроэлементы (йод, бром, железо, медь, марганец, цинк и др.)

Удельный вес плазмы (относительная плотность) составляет 1,029-1,032 (1,025-1,032). Удельный вес цельной крови - 1,052- 1,062 (1,060-1,064) и зависит от содержания форменных элементов, белков, липидов.

Содержание некоторых веществ в плазме крови колеблется в очень небольших пределах. Такие показатели называются жесткими константами, поскольку при существенных сдвигах их концентрации существует опасность нарушения функции клеток, приводящая к гибели организма.

К жестким константам относят: кислотно-основное состояние (рН), постоянство ионного состава крови, осмотическое и онкотическое давления крови.

Кислотно-щелочное состояние крови. Активная реакция крови (рН) обусловлена соотношением водородных (Н⁺) и гидроксильных (ОН^-) ионов. В норме рН артериальной крови - 7,4, венозной -7,34.

В процессе метаболизма в кровь непрерывно поступают углекислота, молочная кислота и др. продукты обмена, увеличивающие концентрацию Н⁺ ионов. Они вызывают сдвиг рН в кислую сторону (менее 7,34), что получило название ацидоз.

Увеличение концентрации щелочей (гидроксильных ионов ОН^-) приводит к сдвигу реакции в щелочную сторону (более 7,4) - возникает алкалоз.

Регулируют рН различные органы и системы, главными из которых являются легкие, почки и органы ЖКТ. Большую роль в стабилизации рН крови играют буферные системы крови:

1. Гемоглобина. Она представлена восстановленным гемоглобином (ННb) и его калиевой солью (КНb). Это самая мощная буферная система крови, на ее долю приходится 75% буферной емкости крови.

2. Карбонатная, представлена - гидрокарбонатом натрия и угольной кислотой (NaHCO₃/H₂CO₃)

3. Фосфатная буферная система. Включает соли фосфорной кислоты (Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄).

4. Белковая буферная система, обусловлена наличием у белков плазмы амфотерных свойств.

Постоянство ионного состава крови.

Как уже отмечалось, количество неорганических веществ плазмы составляет около 0,9%.

Эти неорганические вещества совместно с белками плазмы создают осмотическое давление крови.

Осмотическое давление - это сила, способствующая переходу воды через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в более концентрированный раствор. Осмотическое давление определяет транспорт воды из внеклеточной среды организма в клетки и наоборот.

Свыше 60% осмотического давления создается хлористым натрием, а всего на долю неорганических электролитов приходится до 96% общего осмотического давления.

Осмотическое давление составляет у здорового человека в среднем 7,6 атм. Растворы, осмотическое давление которых такое же, как у плазмы, называют изотоническими (0,9%). Жидкости, с более высоким осмотическим давлением, называют гипертоническими (более 0,9%), а с меньшим - гипотоническими (менее 0,9%).

Онкотическое давление крови.

Это давление крови (25 - 30 мм рт. ст. или 0,03 - 0,04 атм.) создается белками. От уровня этого давления зависит обмен воды между кровью и межклеточной жидкостью. Онкотическое давление плазмы крови обусловлено всеми белками крови, но основной вклад (на 80%) вносят альбумины. Крупные молекулы белков не способны выходить за пределы кровеносных сосудов, и будучи гидрофильными, удерживают воду внутри сосудов. Благодаря этому белки играют важную роль в транскапиллярном обмене. Гипопротеинемия, возникающая, например, в результате голодания, сопровождается отеками тканей (переходом воды в межклеточное пространство).

Общее количество белков в плазме составляет 7-8% или 65-85 г/л.

Функции белков крови.

1. Питательная функция.

2. Транспортная функция.

3. Создание онкотического давления.

4. Буферная функция - За счет наличия в составе белков плазмы щелочных и кислых аминокислот, белки участвуют в поддержании кислотно-основного равновесия.

5. Участие в процессах гемостаза.

Процесс свертывания включает целую цепь реакций, в которых участвует ряд белков плазмы (фибриноген и др.).

6. Белки вместе с эритроцитами определяют вязкость крови - 4,0-5,0, что в свою очередь оказывает влияние на гидростатическое давление крови, СОЭ и др.

Вязкость плазмы составляет 1,8 - 2,2 (1,8-2,5). Она обусловлена наличием в плазме белков. При обильном белковом питании вязкость плазмы и крови повышается.

7. Белки являются важным компонентом защитной функции крови (особенно г-глобулины). Они обеспечивают гуморальный иммунитет, являясь антителами.

Все белки плазмы крови делят на 3 группы:

· альбумины,

· глобулины,

· фибриноген.

Альбумины (до 50г/л). Их 4-5% от массы плазмы, т.е. около 60% всех белков плазмы приходится на их долю. Они являются самыми низкомолекулярными. Их молекулярная масса около 70 000 (66 000). Альбумины на 80% определяют коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы.

Общая площадь поверхности множества мелких молекул альбумина очень велика, и поэтому они особенно хорошо подходят для выполнения функции переносчиков различных веществ. Они переносят: билирубин, уробилин, соли тяжелых металлов, жирные кислоты, лекарственные препараты (антибиотики и др.). Одна молекула альбумина может одновременно связать 20-50 молекул билирубина. Альбумины образуются в печени. При патологических состояниях их содержание снижается.

Рис. 1. Белки плазмы

Глобулины (20-30г/л). Их количество доходит до 3% от массы плазмы и 35-40% от общего количества белков, молекулярная масса до 450 000.

Различают б₁, б_2, в и г -глобулины (рис. 1).

Во фракции б₁ -глобулинов (4%) имеются белки, простетической группой которых являются углеводы. Эти белки называют гликопротеинами. Около 2/3 всей глюкозы плазмы циркулирует в составе этих белков.

Фракция б₂ -глобулинов (8%) включает гаптоглобины, относящиеся по химическому строению к мукопротеинам, и медьсвязывающий белок - церулоплазмин. Церулоплазмин связывает около 90% всей меди, содержащейся в плазме.

К другим белкам во фракции б₂-глобулинов относятся тироксинсвязывающий белок, витамин - В₁₂ - связывающий глобулин, кортизол-связывающий глобулин.

К в-глобулинам (12%) относятся важнейшие белковые переносчики липидов и полисахаридов. Важное значение липопротеидов состоит в том, что они удерживают в растворе нерастворимые в воде жиры и липиды и обеспечивают тем самым их перенос кровью. Около 75% всех липидов плазмы входят в состав липопротеидов.

в-глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, катионов металлов (железа, меди).

К третьей группе - г-глобулинам (16%) относятся белки с самой низкой электрофоретической подвижностью. г-глобулины участвуют в формировании антител, защищают организм от воздействий вирусов, бактерий, токсинов.

Почти при всех заболеваниях, особенно при воспалительных, содержание г-глобулинов в плазме повышается. Повышение фракции г -глобулинов сопровождается понижением фракции альбуминов. Происходит снижение так называемого альбумин-глобулинового индекса, который в норме составляет 0,2 /2,0.

К г-глобулинам относят также антитела крови (б и в-агглютинины), определяющие ее принадлежность к той или иной группе крови.

Глобулины образуются в печени, костном мозге, селезенке, лимфатических узлах. Период полураспада глобулинов до 5 дней.

Фибриноген (2-4 г/л). Его количество составляет 0,2 - 0,4% от массы плазмы, молекулярная масса 340 000.

Он обладает свойством становиться нерастворимым, переходя под воздействием фермента тромбина в волокнистую структуру - фибрин, что и обусловливает свертывание (коагуляцию) крови.

Фибриноген образуется в печени. Плазма, лишенная фибриногена называется сывороткой.

Физиология эритроцитов.

Эритроциты - красные кровяные клетки, не содержащие ядра (рис.2).

У мужчин в 1 мкл крови содержится в среднем 4,5-5,5 млн. (около 5,2 млн. эритроцитов или 5,2х10¹²/л). У женщин эритроцитов меньше и не превышает 4-5 млн. в 1 мкл (около 4,7х10¹²/л).

Функции эритроцитов:

1. Транспортная - перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к альвеолам легких. Возможность выполнять эту функцию связана с особенностями строения эритроцита: он лишен ядра, 90% его массы составляет гемоглобин, остальные 10% приходятся на белки, липиды, холестерин, минеральные соли.

Рис. 2. Эритроциты человека (электронная микроскопия)

Кроме газов эритроциты переносят аминокислоты, пептиды, нуклеотиды к различным органам и тканям.

2. Участие в иммунных реакциях - агглютинации, лизиса и т.п., что связано с наличием в мембране эритроцитов комплекса специфических соединений - антигенов (агглютиногенов).

3. Детоксицирующая функция - способность адсорбировать токсические вещества и их инактивировать.

4. Участие в стабилизации кислотно-основного состояния крови за счет гемоглобина и фермента карбоангидразы.

5. Участие в процессах свертывания крови за счет адсорбции на мембране эритроцитов ферментов этих систем.

Свойства эритроцитов.

1. Пластичность (деформируемость) - это способность эритроцитов к обратимой деформации при прохождении через микропоры и узкие извитые капилляры диаметром до 2,5-3 мкм. Это свойство обеспечивается благодаря особой форме эритроцита - двояковогнутого диска.

2. Осмотическая стойкость эритроцитов. Осмотическое давление в эритроцитах несколько выше, чем в плазме, что обеспечивает тургор клеток. Оно создается более высокой внутриклеточной концентрацией белков по сравнению с плазмой крови.

3. Агрегация эритроцитов. При замедлении движения крови и повышении ее вязкости эритроциты образуют агрегаты или монетные столбики. Вначале агрегация носит обратимый характер, но при более длительном нарушении кровотока образуются истинные агрегаты, что может привести к микротромбообразованию.

4. Эритроциты способны отталкиваться друг от друга, что связано со строением мембраны эритроцитов. Гликопротеины, составляющие 52% массы мембраны, содержат сиаловую кислоту, которая придает отрицательный заряд эритроцитам.

Эритроцит функционирует максимум 120 дней, в среднем 60-90 дней. По мере старения способность эритроцитов к деформации снижается, а превращение их в сфероциты (имеющие форму шара) за счет изменения цитоскелета приводит к тому, что они не могут проходить через капилляры диаметром до 3 мкм.

Эритроциты разрушаются внутри сосудов (внутрисосудистый гемолиз) или захватываются и разрушаются макрофагами в селезенке, купферовских клетках печени и костном мозге (внутриклеточный гемолиз).

Эритропоэз - процесс образования эритроцитов в костном мозге. Первой морфологически распознаваемой клеткой эритроидного ряда, образующейся из КОЕ-Э (предшественница эритроидного ряда), является проэритробласт, из которого в ходе 4-5 последующих удвоений и созревания образуется 16-32 зрелые эритроидные клетки.

1) 1 проэритробласт

2) 2 базофильных эритробласта I порядка

3) 4 базофильных эритробласта II порядка

4) 8 полихроматофильных эритробластов I порядка

5) 16 полихроматофильных эритробластов II порядка

6) 32 полихроматофильных нормобласта

7) 32 оксифильных нормобласта - денуклеация нормобластов

8) 32 ретикулоцита

9) 32 эритроцита.

Эритропоэз в костном мозге занимает 5 дней.

В костном мозге человека и животных эритропоэз (от проэритробласта до ретикулоцита) протекает в эритробластических островках костного мозга, которых в норме содержится до 137 на 1 мг ткани костного мозга. При угнетении эритропоэза их количество может уменьшаться в несколько раз, а при стимуляции - увеличиваться.

Из костного мозга в кровь поступают ретикулоциты, в течение суток созревающие в эритроциты. По количеству ретикулоцитов судят об эритроцитарной продукции костного мозга и интенсивности эритропоэза. У человека их количество составляет от 6 до 15 ретикулоцитов на 1000 эритроцитов.

За сутки в 1мкл крови поступает 60-80 тыс. эритроцитов. За 1 минуту образуется 160х10⁶ эритроцитов.

Гуморальным регулятором эритропоэза является гомон эритропоэтин. Основным источником его у человека являются почки, их перитубулярные клетки. В них образуется до 85-90% гормона. Остальное количество вырабатывается в печени, подчелюстной слюнной железе.

Эритропоэтин усиливает пролиферацию всех способных к делению эритробластов и ускоряет синтез гемоглобина во всех эритроидных клетках, в ретикулоцитах, «запускает» в чувствительных к нему клетках синтез иРНК, необходимых для образования энзимов, участвующих в формировании гема и глобина. Гормон также увеличивает кровоток в сосудах, окружающих эритропоэтическую ткань в костном мозге и увеличивает выход в кровь ретикулоцитов из синусоидов красного костного мозга.

Физиология лейкоцитов.

Лейкоциты или белые кровяные тельца - это клетки крови, различной формы и величины, содержащие ядра.

В среднем у взрослого здорового человека в крови содержится 4 - 9х10⁹/л лейкоцитов.

Увеличение их количества в крови получило название лейкоцитоз, уменьшение - лейкопения.

Лейкоциты, имеющие в цитоплазме зернистость, называются гранулоцитами, а не содержащие зернистость - агранулоцитами.

К гранулоцитам относят: нейтрофильные (палочкоядерные, сегментоядерные), базофильные и эозинофильные лейкоциты, а к агранулоцитам - лимфоциты и моноциты. Процентное соотношение между различными формами лейкоцитов называется лейкоцитарной формулой или лейкограммой (таб.1.).

Таблица 1. Лейкоцитарная формула

гранулоциты	агранулоциты
базофилы	эозинофилы	Нейтрофилы (50-70%)	лимфоциты	моноциты
		палочкоядерные	сегментоядерные
0-1%	1-4% (2-4%)	1-4% (2-5%)	50-65% (55-68%)	25-40% (23-35%)	2-8% (5-8%)

Все виды лейкоцитов способны к амебовидному движению, благодаря чему они могут выходить (мигрировать) через стенку кровеносных сосудов (этот процесс называется диапедезом).

Они обладают положительным хемотаксисом (направленным движением к объекту) по отношению к бактериальным токсинам, продуктам распада бактерий или клеток организма и комплексам антиген-антитело.

Лейкоциты способны окружать инородные тела и захватывать их в цитоплазму (фагоцитоз).

Большая часть (50%) лейкоцитов находится за пределами сосудистого русла в межклеточном пространстве, а также в костном мозге.

кровь лейкоцитоз гемоглобин эритроцит

Нейтрофильные гранулоциты.

Нейтрофилы являются полиморфноядерными и составляют основную часть лейкоцитов периферической крови.

Формируясь в красном костном мозге, они в течение 8-10 суток созревают. Зрелые сегментоядерные нейтрофилы через 3-5 суток попадают в кровоток, где находятся в среднем 6-8 часов и далее переносятся к тканям, где, превращаются в микрофаги и, выполнив свои функции, погибают.

Нейтрофилы - это самые важные функциональные элементы неспецифической защиты крови.

Основные функции нейтрофилов:

1) фагоцитоз,

2) внутриклеточное переваривание

3) цитотоксическое действие,

4) дегрануляция с выделением лизосомальных ферментов.

Зрелый нейтрофил имеет ядро, сегментированное на 2-5 долей, а также множество гранул в цитоплазме. Часть гранул содержит лизосомы, содержащие ферменты, такие как: лизоцим, повреждающий стенку бактерий; катионные белки, нарушающие дыхание и рост микроорганизмов; протеазы и кислые гидролазы, позволяющие нейтрофилам легко переваривать поглощенные объекты. Другая часть гранул содержит лактоферрин, оказывающий бактериостатическое действие (приостанавливает развитие и размножение бактерий), и также транскобаламины - перносчики витамина В₁₂ в крови. Также имеются гранулы, в которых содержатся гликозаминогликаны, участвующие в процессах размножения, роста и регенерации тканей.

Базофильные гранулоциты.

Базофилы созревают в спинном мозге в течение 36 часов, затем зрелые базофилы депонируются в синусах красного костного мозга и через 2-7 дней выходят в кровь, где циркулируют всего 6 часов, после чего могут мигрировать в ткани.

Различают 2 вида базофилов: циркулирующие в периферической крови - гранулоциты-базофилы и находящиеся в тканях - тканевые базофилы или тучные клетки.

Функции базофилов:

1) формирование аллергических реакций немедленного типа;

2) поддержание кровотока тканей и рост новых капилляров;

3) обеспечение миграции других лейкоцитов в ткани;

4) фагоцитоз.

Цитоплазма зрелых базофилов содержит гранулы с биологически активными веществами, захваченными из тканей. Постоянно присутствуют в клетке: кислые глюкозаминогликаны, гистамин, гепарин. Также в базофиле содержится «фактор, активирующий тромбоциты», «эозинофильный хемотаксический фактор анафилаксии», способствующий выходу эозинофилов из сосудов в места скопления базофилов. При повышении чувствительности организма к аллергенам, в базофилах образуется «медленно реагирующая субстанция анафилаксии», вызывающая спазм гладкой мускулатуры.

Эозинофильные гранулоциты.

Образуются эозинофилы в красном костном мозге. Созревание их идет около 34 часов, затем они на 2-4 часа попадают в кровоток, откуда направляются в периферические ткани: кожу, слизистые ЖКТ, бронхов, мочеполовых путей, где оказывают свои эффекты. Их количество в этих тканях в 100-300 раз превышает содержание в кровяном русле.

Эозинофилы содержат 2-х или 3-х дольчатое ядро. Цитоплазма почти полностью заполнена специфическими гранулами, содержащими в большом количестве пероксидазу, в- глюкоронидазу, фосфолипиды, полисахариды, аминокислоты, кислую фосфатазу и могут рассматриваться как лизосомы. Являются антагонистами базофилов и тучных клеток.

Функции эозинофилов:

1) уменьшают аллергические реакции;

2) осуществляют противопаразитарный иммунитет;

3) предупреждают проникновение чужеродных антигенов в кровоток.

При аллергических реакциях эозинофилы накапливаются в тканях и выделяют вещества - антагонисты гепарина, гистамина и субстанции анафилаксии базофилов. Эозинофилы способны фагоцитировать гранулы, выделяемые базофилами. Так, гистамин, является стимулом для увеличения количества эозинофилов. Они продуцируют фермент гистаминазу, которая разрушает данное вещество.

Моноциты-макрофаги (система фагоцитирующих мононуклеаров).

Моноциты образуются в костном мозге, в кровь выходят неокончательно созревшими клетками. Среднее время пребывания моноцитов в крови составляет от 36 до 104 часов. Способность к фагоцитозу у них более выражена, чем у других форменных элементов крови. Из крови моноциты выходят в окружающие ткани, здесь они растут и содержащиеся в них лизосомы и митохондрии увеличиваются. Достигнув зрелости, моноциты превращаются в неподвижные клетки - гистиоциты или тканевые макрофаги. Продолжительность жизни макрофагов в тканях до 3-х недель.

Моноциты - это крупные клетки диаметром 12-20 мкм. Для них характерно максимальное содержание лизосом, наличия множества выростов на мембране, содержащей рецепторы для лимфокинов и др. веществ.

Моноциты - важнейшие клеточные факторы неспецифической резистентности (устойчивости) организма в связи с наличием у них фагоцитарной и бактерицидной активности.

Функции моноцитов:

1. фагоцитарная защита против микробной инфекции;

2. токсический эффект метаболитов макрофагов на паразитов человека;

3. участие в иммунном ответе организма и воспалении;

4. регенерация тканей и противоопухолевая защита;

5. регуляция гемопоэза;

6. фагоцитоз старых и поврежденных клеток крови.

Гистиоциты образуют отграничивающий вал вокруг инородных тел, которые не могут быть разрушены ферментами. Этих клеток всегда много в лимфоузлах, печени, селезенке и костном мозге. Причем, максимальная фагоцитарная активность проявляется у макрофагов в кислой среде, в которой нейтрофилы теряют свою активность.

Лимфоциты.

Лимфоциты представляют центральное звено иммунной системы организма. Они отвечают за формирование специфического иммунитета и осуществляют функцию иммунного надзора в организме, обеспечивая защиту от всего чужеродного и сохраняя генетическое постоянство внутренней среды. Лимфоциты обладают способностью различать в организме «свое» и «чужое» вследствие наличия в их оболочке специфических участков-рецепторов, активирующихся при контакте с чужеродными белками. Лимфоциты осуществляют синтез защитных антител, лизис чужеродных клеток, обеспечивают реакцию отторжения трансплантата, иммунную память, уничтожение собственных мутантных клеток и другое.

Все лимфоциты делятся на три группы:

1. Т-лимфоциты (тимусзависимые);

2. В-лимфоциты (бурсазависимые);

3. 0-лимфоциты (нулевые).

Т-лимфоциты. В период внутриутробного развития и на протяжении всей жизни предшественники Т-клеток проникают из костного мозга в тимус, где в результате контакта с его стромой и под действием гормонов, вырабатываемых в нем, проходят «обучение». Таким образом, незрелые Т-клетки в тимусе приобретают способность отличать чужеродное начало, а в периферических лимфоидных тканях первыми опознают антигены. Т-лимфоциты составляют 70-80% всех лимфоцитов крови.

Среди Т-лимфоцитов различают:

· Т-хелперы - стимулируют дифференцировку В-лимфоцитов, осуществляя реакции гиперчувствительности замедленного типа при многих инфекционных заболеваниях.

· Т-киллеры - осуществляют иммунный лизис чужеродных клеток. Они также участвуют в отторжении трансплантата.

· Т-супрессоры - подавляют иммунный ответ на антигены, а также предотвращают развитие аутоиммунных реакций, подавляя клоны лимфоцитов, способных реагировать на собственные антигены организма.

· Т-клетки иммунной памяти - хранят информацию о всех антигенных воздействиях, обеспечивая возникновение иммунного ответа в случае повторного контакта организма с данным антигеном.

Т-лимфоциты обеспечивают реакции клеточного иммунитета.

В-лимфоциты образуются в костном мозге, а дифференцировку проходят в лимфоидной ткани кишечника, аппендикса, небных и глоточной миндалин. В крови на их долю приходится 10-20% циркулирующих лимфоцитов. Основная функция В-лимфоцитов - создание гуморального иммунитета путем выработки антител, причем каждая лимфоидная клетка способна продуцировать антитела одной специфичности.

Нулевые лимфоциты не проходят дифференцировки в органах иммунной системы, но при необходимости способны превратиться в В- или Т-лимфоциты. На их долю приходится 5-10% лимфоцитов крови.

Учебные вопросы

Понятие о системе крови. Основные функции крови. Состав и количество крови человека.

Плазма и ее состав. Гематокрит. Основные физиологические константы крови и основные механизмы их регуляции. Осмотическое и онкотическое давление. Функциональные системы, обеспечивающие постоянство осмотического давления и кислотно-основного состояния крови.

Эритроциты, строение, количество, методики подсчета, функции.

Лейкоциты, их виды, количество, методики подсчета, понятие о лейкоцитозе и лейкопении. Лейкоцитарная формула. Понятие об индексе сдвига. Функция различных видов лейкоцитов. Физиологический лейкоцитоз, условия и механизмы его развития.

Нервная и гуморальная регуляция эритропоэза и лейкопоэза.

Иммунитет. Клеточный и гуморальный иммунитет.

Самостоятельная работа

Темы практических работ:

1. Методика взятия капиллярной крови для исследования.

2. Определение количества эритроцитов.

3. Определение количества лейкоцитов.

4. Подсчет лейкоцитарной формулы.

5. Определение гематокрита.

Работа 1. Методика взятия капиллярной крови для исследования

Перед исследованием необходимо исключить значительную физическую нагрузку и эмоции у пациента. Анализ крови делают утром натощак или после легкого завтрака. Исследуют капиллярную кровь из IV пальца левой руки. При анализе на автоанализаторах используют венозную кровь из локтевой вены.

Оснащение: стерильная игла-скарификатор одноразового использования, капилляр Панченкова, часовое стекло, предметные стекла, 70% спирт, ватные тампоны, резиновые перчатки.

Ход работы: берущий кровь должен пользоваться резиновыми перчатками. Кожу на месте укола протирают ватным тампоном, смоченным 70% спиртом, и дожидаются ее высыхания. Сдавливают мякоть пальца в области предполагаемого укола. Скарификатором, расположенным строго перпендикулярно к поверхности кожи, наносят укол. Укол должен быть на всю глубину острия иглы. Первую каплю крови удаляют, так как она содержит случайные примеси и лимфу. Набирают вторую или третью каплю крови.

После взятия крови к месту укола прижимают спиртовый ватный тампон.

Аппаратура, используемая для подсчета форменных элементов.

Современные электронные счетчики форменных элементов крови позволяют автоматизировать процесс подсчета. Принцип метода заключается в том, что разведенная суспензия клеток крови засасывается через микроотверстие датчика. При прохождении клеток крови резко возрастает омическое сопротивление, что вызывает импульс напряжения, который подсчитывается электронным блоком прибора. Автоанализаторы способны самостоятельно осуществлять взятие крови из пробирки, ее разведение, гемолиз эритроцитов для подсчета уровня лейкоцитов и тромбоцитов и другие операции.

При отсутствии автоанализатора для определения количества эритроцитов и лейкоцитов используют камеру Горяева.

Рис. 3. Счетная камера Горяева

Камера Горяева представляет собой толстое прямоугольное стекло с двумя сетками, выгравированными на его поверхности (рис. 3а,б). Сетки отделены одна от другой поперечной канавкой во избежание затекания жидкости. Двумя глубокими продольными канавками сетки отделены от стеклянных прямоугольных пластинок, к которым притирают шлифованное покровное стекло. Плоскость поверхности этих пластинок находится на 0,1 мм выше плоскости, на которой нанесены сетки.

Сетка Горяева образована системой перпендикулярных линий. Она состоит из 225 больших квадратов (рис.3в). Из них 100 больших квадратов не разлинованы, а 25 больших квадратов разделены каждый на 16 малых со стороной 1/20 мм, площадью 1/400 кв.мм и объемом 1/4000 мкл (куб.мм).

Счетную камеру заполняют обязательно разбавленной кровью, чтобы создать нужную концентрацию клеток, удобную для подсчета. Для разбавления крови используют смесители или меланжеры (рис. 4).

Смеситель представляет собой капилляр с ампулообразным расширением. В ампуле находится стеклянная бусинка для перемешивания разведенной крови. (В меланжере для подсчета эритроцитов бусинка красного цвета, лейкоцитов - прозрачная.) На капиллярах нанесена градуировка - метки 0,5 и 1,0. Третья метка находится над ампулой: для подсчета эритроцитов - 101, лейкоцитов - 11.

Для подсчета эритроцитов в меланжер набирают кровь до метки 0,5 или 1,0 и раствор до метки 101, при этом кровь разбавляется в 200 или в 100 раз. В меланжер для подсчета лейкоцитов набирают кровь до метки 0,5 или 1,0, а раствор до метки 11, при этом кровь разбавляется в 20 или в 10 раз.

В качестве разбавляющего раствора для подсчета эритроцитов применяют 3% раствор хлорида натрия, так как в гипертоническом растворе эритроциты сморщиваются и становятся заметнее. При подсчете лейкоцитов кровь разбавляют 5% раствором уксусной кислоты. Она растворяет оболочки форменных элементов и в поле зрения остаются только ядра лейкоцитов. Уксусную кислоту подкрашивают метиленовым синим, при этом ядра лейкоцитов становятся видны отчетливее.

Следует отметить, что в лабораториях кровь разбавляют не только в смесителях, но и в пробирках. Для этого в пробирку сначала наливают разбавляющий раствор (для подсчета эритроцитов 4мл, а лейкоцитов - 0,4 мл), а затем добавляют в него 0,02 мл крови. Затем тщательно перемешивают и разведенной кровью (1:200 или 1:20 соответственно) заполняют счетную камеру.



а) б)

Рис. 4. Меланжеры для разбавления крови при подсчете форменных элементов: а) эритроцитов, б) лейкоцитов

Работа 2. Определение количества эритроцитов

Оснащение: микроскоп, смеситель для подсчета эритроцитов, камера Горяева, 3% раствор хлорида натрия, чашка для разбавляющего раствора, вата.

Ход работы: камеру тщательно вымойте и насухо вытрите. Камеру поместите под микроскоп и рассмотрите сетку Горяева вначале при малом, а затем при большом увеличении. На участок камеры, где нанесены сетки, уложите обезжиренное покровное стекло, при этом нижняя поверхность камеры должна находиться на третьих пальцах обеих рук, двумя вторыми пальцами придерживайте ее спереди. Двумя большими пальцами притрите покровное стекло, плавно продвигая его по поверхности боковых прямоугольных пластинок до появления цветных колец Ньютона в местах соприкосновения покровного стекла с поверхностью боковых пластинок камеры.

В каплю крови погрузите кончик смесителя для эритроцитов (рис.4а), держа вертикально, и наберите кровь до метки 0,5, следя, чтобы в капилляр не попали пузырьки воздуха. Оботрите конец капилляра и перенесите его в чашку с гипертоническим раствором. Продолжая держать смеситель вертикально, наберите раствор до метки 101, после чего смеситель переведите в горизонтальное положение. Зажав оба конца меланжера между третьим и первым пальцами руки, в течение 1 минуты перемешайте кровь.

Получится разведение 1:200. Заполните камеру Горяева. Для этого выпустите из смесителя на вату три капли, а четвертую нанесите на среднюю площадку камеры у края покровного стекла. Капиллярными силами капля сама втягивается под покровное стекло и заполняет камеру. Следите, чтобы в пространстве над сеткой не было пузырьков воздуха и избытка жидкости. Камеру положите на столик микроскопа и настройте его на малое увеличение (объектив 8-9, окуляр 10 или 15). Эритроциты считайте в пяти больших разделенных квадратах (5х16=80 малых), расположенных по диагонали. Подсчет ведите в пределах маленького квадрата по рядам (от верхнего до нижнего). Во избежание двукратного подсчета клеток, лежащих на границе между малыми квадратами, пользуетесь следующим правилом: к данному квадрату пренадлежат все эритроциты, лежащие внутри квадрата, и те, которые находятся на его верхней и левой границах (правило Егорова).

Вычислите количество эритроцитов (Э) в 1 литре крови по формуле:

где, N - количество эритроцитов в пяти больших квадратах,

4000 - множитель, приводящий объем малого квадрата (1/4000 мкл) к объему 1 мкл крови,

200 - поправка на степень разведения крови,

80 - количество малых квадратов, в которых был произведен подсчет,

10⁶ - количество микролитров в 1 литре.

Оформление результатов работы: полученные результаты подсчета эритроцитов занесите в тетрадь протоколов опытов, оцените их и сделайте вывод, сравнив с нормой.

Работа 3. Определение количества лейкоцитов

Оснащение: микроскоп, смеситель для подсчета лейкоцитов, камера Горяева, чашка для разбавляющего раствора, 5% раствор уксусной кислоты, подкрашенный метиленовым синим, вата.

Ход работы: наберите кровь до метки 0,5 в смеситель для лейкоцитов (рис. 4б). Затем разбавьте ее в 20 раз 5% раствором уксусной кислоты, набрав ее до метки 11. Перемешайте. Заполните камеру Горяева.

Подсчитайте количество лейкоцитов в 100 больших нерасчерченных квадратах, которые в сетке счетной камеры сгруппированы по четыре (см. рис. 3в).

Вычислите количество лейкоцитов (Л) в 1 литре крови по формуле:

где, N - количество лейкоцитов в 100 больших квадратах,

4000 - множитель, приводящий объем малого квадрата (1/4000 мкл) к объему 1 мкл крови,

20 - поправка на степень разведения крови,

1600 - количество малых квадратов, в 100 больших, в которых был произведен подсчет (100х16=1600),

10⁶ - количество микролитров в 1 литре.

Оформление результатов работы: полученные результаты подсчета лейкоцитов занесите в тетрадь протоколов опытов, оцените их и сделайте вывод, сравнив с нормой.

Работа 4. Подсчет лейкоцитарной формулы

Подсчет производят в готовых окрашенных мазках периферической крови под микроскопом с использованием иммерсионного объектива.

Оснащение: окрашенные мазки периферической крови, микроскоп, иммерсионное масло.

Ход работы: на предметное стекло с готовым мазком крови капните иммерсионное масло. Погрузите иммерсионный объектив микроскопа в каплю масла. Настройте микроскоп. Считать лучше в самом тонком месте мазка - ближе к его краям. Подсчет рекомендуется производить всегда в одном порядке: одну половину клеток считать в верхней, а другую - в нижней частях мазка, не заходя на самый край и середину. Среди многочисленных эритроцитов, найдите лейкоциты и отдифференцируйте их. Из 100 подсчитанных клеток выведите процентное соотношение отдельных видов лейкоцитов.

Оформление результатов работы: полученные результаты подсчета лейкоцитарной формулы занесите в тетрадь протоколов опытов, оцените их и сделайте вывод, сравнив с нормой.

Работа 5. Определение гематокрита

Гематокрит - доля объема крови, которую занимают форменные элементы. Этот показатель дает представление о процентном соотношении между объемом плазмы и объемом форменных элементов в крови.

В норме гематокрит составляет у женщин 36-42 (36-42%), у мужчин 40-48 (40-48%). Увеличение гематокрита наблюдается при эритроцитозе, уменьшение - при эритропении или микроцитозе (уменьшение размера эритроцитов) на фоне неизменной концентрации эритроцитов.

Оснащение: гематокритная трубка, предварительно гепаринизированная и высушенная; гематокритная микроцентрифуга.

Ход работы: гематокритная трубка представляет собой стеклянный капилляр, имеющий 100 делений.

Готовую гематокритную трубку заполните кровью до метки «100», закройте резиновым колпачком и центрифугируйте. Определите высоту столбика эритроцитов в градуированной трубке.

Оформление результатов работы: полученные результаты определения гематокрита занесите в тетрадь протоколов опытов, оцените их и сделайте вывод, сравнив с нормой.

III. Гемоглобин. Скорость оседания эритроцитов. Гемолиз

Гемоглобин (Hb).

Гемоглобин является основной составной частью эритроцитов и относится к числу важнейших дыхательных белков, осуществляющих транспорт О₂ и СО₂. Также гемоглобин выполняет буферную функцию - способен связывать ионы водорода.

В каждом эритроците содержится около 28 млн молекул гемоглобина. Гемоглобин - сложный белок - относится к группе хромопротеидов (гемопротеидов), состоит из четырех железосодержащих групп гема (4%) и белка глобина (96%).

В норме у мужчин содержание гемоглобина составляет 130-160 (140-160) г/л, у женщин - 120-150 (120-140) г/л.

Гемоглобин синтезируется эритробластами и нормобластами костного мозга. При разрушении эритроцитов гемоглобин после отщепления гема превращается в желчный пигмент билирубин. Последний с желчью поступает в кишечник, где превращается в стеркобилин и уробилин, выводимые с калом и мочой.

Гемоглобин человека имеет несколько физиологических разновидностей:

1. HbР (примитивный) - такой гемоглобин характерен для эмбрионов в первые 7-12 недель внутриутробного развития. В последствии он замещается на HbF;

2. HbF фетальный (faetus - плод) - содержится преимущественно у плодов. К моменту рождения ребенка на его долю приходится 70-90%. Фетальный гемоглобин обладает более высоким сродством к кислороду, чем HbА, что позволяет тканям плода не испытывать гипоксии. Замещается HbА к году жизни.

3. HbА (аdult - взрослый) - он составляет основную часть нормального Hb взрослого человека.