Переливание крови. Физиология системы крови Группы крови. Правила переливания Скорость оседания эритроцитов

В эритроцитах человека обнаружены два агглютиногена (А и В), в плазме - два агглютинина - а (альфа) и b (бета).

Агглютиногены - антигены, участвующие в реакции агглютинации. Агглютинины - антитела, агглютинирующие антигены - представляют собой видоизмененные белки глобулиновой фракции. Агглютинация происходит в том случае, если в крови человека встречаются агглютиноген с одноименным агглютинином, то есть агглютиноген А с агглютинином а, или агглютиноген В с агглютинином b . При переливании несовместимой крови в результате агглютинации эритроцитов и последующего их гемолиза (разрушения) развивается тяжелое осложнение - гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти.

Согласно классификации чешского ученого Янского , различают 4 группы крови в зависимости от наличия или отсутствия в эритроцитах агглютиногенов, а в плазме агглютининов:

I группа - в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины аиb.

II группа - в эритроцитах находится агглютиноген А, в плазме агглютинин b.

III группа - в эритроцитах обнаруживается агглютиноген В, в плазме-агглютинин а.

IV группа - в эритроцитах содержатся агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет.

При исследовании групп крови у людей получены следующие средние данные в отношении принадлежности к той или иной группе: I группа - 33,5%, II группа - 27,5%, III группа - 21%, IV группа - 8%.

Кроме агглютиногенов, определяющих четыре группы крови, эритроциты могут содержать в разных комбинациях и многие другие агглютиногены. Среди них особенно большое практическое значение имеет резус-фактор.

Резус-фактор. Резус-фактор (Rh-фактор) открыт Ландштейнером и Винером в 1940 г. с помощью сыворотки, полученной от кроликов, которым предварительно вводили эритроциты обезьян макак резусов. Полученная сыворотка агглютинировала, кроме эритроцитов обезьян, эритроциты 85% людей и не агглютинировала кровь остальных 15% людей. Идентичность нового фактора эритроцитов человека с эритроцитами макак резусов позволила дать ему название «резус-фактор» (Rh). У 85% людей в крови содержится резус-фактор, такие люди называются резус-положительными (Rh+). У 15% людей резус-фактор в эритроцитах отсутствует [резус-отрицательные (Rh-) люди].

Наличие резус-агглютиногена в эритроцитах не связано ни с полом, ни с возрастом. В отличие от агглютиногенов А и В резус-фактор не имеет соответствующих агглютининов в плазме.

Перед переливанием крови необходимо выяснить, совместима ли кровь донора и реципиента по резус-фактору. Если кровь резус-положительного донора перелить резус-отрицательному реципиенту, то в организме последнего будут образовываться специфические антитела по отношению к резус-фактору (антирезус-агглютинины). При повторных гемотрансфузиях резус-положительной крови реципиенту у него разовьется тяжелое осложнение, протекающее по типу гемотрансфузионного шока,- резус-конфликт. Резус-конфликт связан с агглютинацией эритроцитов донора антирезус-агглютининами и их разрушением. Резус-отрицательным реципиентам можно переливать только резус-отрицательную кровь.

Несовместимость крови по резус-фактору играет также определенную роль в происхождении гемолитических анемий плода и новорожденного (уменьшение количества эритроцитов в крови вследствие гемолиза) и, возможно, гибели плода во время беременности.

Если мать принадлежит к резус-отрицательной группе, а отец - к резус-положительной, то плод может быть резус-положительным. При этом в организме матери могут вырабатываться антирезус-агглютинины, которые, проникая через плаценту в кровь плода, будут вызывать агглютинацию эритроцитов с последующим их гемолизом.

В нашей стране организована сеть станций переливания крови, где хранится кровь и производится ее взятие у лиц, пожелавших сдать кровь.

Переливание крови. Перед переливанием определяется группа крови донора и реципиента, Rh-принадлежность крови донора и реципиента, ставится проба на индивидуальную совместимость. Кроме того, в процессе переливания крови производят пробу на биологическую совместимость. Следует помнить, что переливать можно только кровь соответствующей группы. Например, реципиенту, имеющему II группу крови, можно переливать только кровь II группы. По жизненным показаниям возможно переливание крови I группы лицам с любой группой крови, но только в небольших количествах.

Переливание крови осуществляется в зависимости от показаний капельно (со скоростью в среднем 40- 60 капель в минуту) или струйно. Во время переливания крови врач следит за состоянием реципиента и при ухудшении состояния больного (озноб, боль в пояснице, слабость и т. д.) переливание прекращают.

Кровезамещающие жидкости (кровезаменители) - растворы, которые применяются вместо крови или плазмы для лечения некоторых заболеваний, дезинтоксикации (обезвреживания), замещения потерянной организмом жидкости или для коррекции состава крови. Наиболее простым кровезамещающим раствором является изоосмотический раствор хлорида натрия (0,85-0,9%). К плазмозаменителям относятся: коллоидные синтетические препараты, которые оказывают онкотическое действие (полиглюкин, желатиноль, гексаэтилкрахмалы), препараты, имеющие реологические свойства, т.е. улучшающие микроциркуляцию (реополиглюкин, реамберин), дезинтоксикационные препараты (неогемодез, реосорбилакт, сорбилакт) .

Физиология крови 3 Лекция 7 к форменным элементам крови относятся эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты

(белые кровяные тельца), тромбоциты (кровяные пластинки).

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска. Диаметр их равен 7-8 мкм. В 1 л крови мужчин содержится 4,0-5,0 х 10 12/л (4,0-5,0 млн. в 1 мм3) эритроцитов, женщин -3,7-4,7 х10 9/л (3,7-4,7 млн. в 1 мм3. Повышение количества эритроцитов в крови получило название эритроцитоз , понижение - эритропения .

Функции эритроцитов.

Дыхательная функция выполняется эритроцитами за счет дыхательного пигмента гемоглобина, который обладает способностью присоединять к себе кислород и углекислый газ.

Питательная функция эритроцитов состоит в адсорбировании на их поверхности аминокислот, которые транспортируются к клеткам организма от органов пищеварения.

Защитная функция эритроцитов определяется их способностью связывать токсины (вредные, ядовитые для организма вещества) за счет наличия на поверхности эритроцитов специальных веществ белковой природы - антител. Кроме того, эритроциты принимают активное участие в свертывании крови.

Ферментативная функция эритроцитов связана с тем, что они являются носителями разнообразных ферментов.

Регуляция рН крови - осуществляется эритроцитами посредством гемоглобина. Гемоглобиновый буфер - один из мощнейших буферов, он обеспечивает 70-75% буферных свойств крови.

В средние века делались неоднократные попытки переливания крови от животных человеку и от человека человеку. Однако практически все они заканчивались трагически. Первое удачное переливание человеческой крови пострадавшему произвел в 1667 году врач Дени. Причины тяжелых осложнений, возникающих при гемотрансфузиях, первым установил в 1901 году Карл Ландштейнер. Он смешивал капли крови различных людей и обнаружил, что в ряде случаев происходит склеивание эритроцитов – агглютинация и их последующий гемолиз. На основании своих опытов Ландштейнер сделал вывод, что в эритроцитах имеются белки-агглютиногены, способствующие их склеиванию. Он выявил 2 агглютиногена А и В. На основании их отсутствия или наличия в эритроцитах разделил кровь на I, II и III группы. В 1903 Штурли обнаружил IV группу. Ланштейнер и Ямский установили, что эритроциты содержат агглютиногены А и В, а плазма крови – агглютинины альфа и бета. В крови никогда одновременно не присутствуют агглютиноген А и агглютинин альфа, а также агглютиноген В и агглютинин бета.

Свойствами агглютиногена обладает мембранный гликопротеид эритроцитов – гликофорин . Агглютинины являются иммуноглобулинами М и G, т.е. гамма-глобулины.

Первоначально новорожденный имеет лишь агглютиногены на мембране эритроцитов. Однако затем компоненты пищи, вещества, вырабатываемые микрофлорой кишечника, способствуют синтезу тех агглютининов, антигенов на которые в эритроцитах данного человека нет.

Группы крови системы АВ0 обозначаются римскими цифрами и дублирующим названием антигена:

I(0) – на эритроците агглютиногенов нет, в плазме агглютинины альфа и бета;

II(А,бета) – агглютиноген А, агглютинин бета;

III(В,альфа) – агглютиноген В, агглютинин альфа;

IV(AB) – в эритроцитах агглютиногены А и В, агглютининов в плазме нет.

В настоящее время обнаружено, что в эритроцитах I группы имеется слабый Н-антиген. Агллютиногены А делятся на подтипы А1 и А2. Первый подтип встречается у 80% людей и обладает более выраженными антигенными свойствами. Реакций при переливании между кровью этих подгрупп не происходит.

Наследование группы крови осуществляется за счет генов А, В и 0. В хромосомах человека содержится два из них. Гены А и В являются доминантными. Поэтому у родителей со II и III группой крови ребенок может иметь любую из 4-х групп.У 46% европейцев кровь первой группы, 42% – второй, 9% – третьей и 3% четвертой.

Резус-фактор

В 1940 году К.Ландштейнер и И.Винер обнаружили в эритроцитах еще один агглютиноген. Впервые он был найден в крови макак-резусов. Поэтому был назван ими резус-фактором. В отличие от антигенной системы АВ0, где к агглютиногенам А и В имеются соответствующие агглютинины, агглютиниов к резус-антигену в крови нет. Они вырабатываются в том случае, если резус-положительную кровь (содержащую резус-фактор) перелить реципиенту с резус-отрицательной кровью. При первом переливании резус-несовместимой крови никакой трансфузионной реакции не будет. Однако в результате сенсибилизации организма реципиента, через 3-4 недели в его крови появятся резус-агглютинины. Они очень длительное время сохраняются. Поэтому при повторном переливании резус-положительной крови этому реципиенту произойдет агглютинация и гемолиз эритроцитов донорской крови.

Резус-фактор крови имеет большое значение в акушерской практике, т.к. эритроциты плода могут попадать в кровяное русло матери. Если плод имеет резус-положительную кровь, а мать резус-отрицательную, то попавшие в ее организм с эритроцитами плода резус-антигены, вызовут образование резус-агглютининов. Титр резус-агглютининов нарастает медленно, поэтому при первой беременности особых осложнений не возникает. Если при повторной беременности плод опять наследует резус-положительную кровь, то поступающие через плаценту резус-агглютинины матери вызовут агглютинацию и гемолиз эритроцитов плода. В легких случаях возникает анемия, гемолитическая желтуха новорожденных . В тяжелых – эритробластоз плода и мертворожденность . Это явление называется резус-конфликтом . С целью его профилактики сразу после первых подобных родов вводят антирезус-глобулин. Он разрушает резус-положительные эритроциты, попавшие в кровь матери.

Существует 6 разновидностей резус-агглютиногенов: С, D, Е, с, d, e . Наиболее выраженные антигенные свойства у резус-агглютиногена D . Именно им определяется резус-принадлежность крови. Другие антигены этой системы практического значения не имеют.В настоящее время известно около 400 антигенных систем крови. Кроме систем АВ0 и Rh, известны систем MNSs, P, Келла, Кидда и другие. Учитывая все антигены, число их комбинаций составляет около 300 млн. Но так как их антигенные свойства выражены слабо, для переливания крови их роль чаще всего незначительна.

Переливание несовместимой крови вызывает тяжелейшее осложнение – гемотрансфузионный шок . Он возникает вследствие того, что склеившиеся эритроциты закупоривают мелкие сосуды. Кровоток нарушается. Затем происходит их гемолиз, и из эритроцитов донора в кровь поступают чужеродные белки. В результате резко падает кровяное давление, угнетается дыхание, сердечная деятельность, нарушается работа почек, центральной нервной системы. Переливание даже небольших количеств такой крови может закончиться смертью реципиента.

В настоящее время допускается переливание только одногрупповой крови по системе АВ0. Обязательно учитывается и ее резус-принадлежность.

Определение групп крови

Поэтому перед каждым переливанием обязательно проводится определение группы и D-антигена крови донора и реципиента. Для определения групповой принадлежности, каплю исследуемой крови смешивают на предметном стекле с каплей стандартных сывороток I, II и III групп. Таким методом определяются антигеннные свойства эритроцитов. Если ни в одной из сывороток не произошла агглютинация, следовательно в эритроцитах агглютиногенов нет. Это кровь I группы. Когда агглютинация наблюдается с сыворотками I и III групп, значит эритроциты исследуемой крови содержат агглютиноген А. Т.е. это кровь II группы. Агглютинация эритроцитов с сыворотками I и II групп говорит о том, что в них имеется агглютиноген В и эта кровь III группы. Если во всех сыворотках наблюдается агглютинация, значит эритроциты содержат оба антигена А и В. Т.е. кровь IV группы. Желательно проводить исследование и с сывороткой IV группы. Более точно группу крови можно определить с помощью стандартных эритроцитов I, II, III и IV групп. Для этого их смешивают с сывороткой исследуемой крови и определяют содержание в ней агглютининов. Резус принадлежность крови определяют путем ее смешивания с сывороткой, содержащей резус-агглютинины.

Кроме этого, чтобы избежать ошибки при определении группы крови и наличия D-антигена, применяют прямую пробу. Она необходима и для выявления несовместимости крови по другим антигенным признакам. Прямую пробу производят путем смешивания эритроцитов донора с сывороткой реципиента при 37°С. При отрицательных результатах первые порции крови переливаются дробно.

Использовавшаяся раньше схема переливания крови разных групп, учитывающая содержание одноименных агглютининов и агглютиногенов сейчас не применяется. Это связано с тем, что агглютинины донорской крови вызывают агглютинацию и гемолиз эритроцитов реципиента.

Лимфа

Лимфа образуется путем фильтрации тканевой жидкости через стенку лимфатических капилляров. В лимфатической системе циркулирует около 2 литров лимфы. Из капилляров она движется по лимфатическим сосудам, проходит лимфатические узлы и по крупным протокам поступает в венозное русло. Удельный вес лимфы 1,012-1,023 г/мм 3 . Вязкость 1,7 пуаз, а рН ~ 9,0. Электролитный состав лимфы сходен с плазмой крови. Но в ней больше анионов хлора и бикарбоната. Содержание белков в лимфе меньше, чем плазме: 2,5-5,6% или 25-65 г/л. Из форменных элементов лимфа в основном содержит лимфоциты. Их количество в ней 2"000-20"000 мкл (2-20·10 9 /л). Имеется и небольшое количество других лейкоцитов. Из них больше всего моноцитов. Эритроцитов в норме нет. Благодаря наличию в ней тромбоцитов, фибрина, факторов свертывания лимфа способна образовывать тромб. Однако время ее свертывания больше, чем у крови.

Лимфа выполняет следующие функции :

1. поддерживает постоянство объема тканевой жидкости путем удаления ее избытка;

2. перенос питательных веществ, в основном жиров, от органов пищеварения к тканям;

3. возврат белка из тканей в кровь;

4. удаление продуктов обмена из тканей;

5. защитная функция. Обеспечивается лимфоузлами, иммуноглобулинами, лимфоцитами, макрофагами;

6. участвует в механизмах гуморальной регуляции, перенося гормоны и другие ФАВ.

Защитная функция крови. Иммунитет. Регуляция иммунного ответа

Организм защищается от болезнетворных агентов с помощью неспецифических и специфических защитных механизмов. Одним из них являются барьеры, т.е. кожа и эпителий различных органов (ЖКТ, легких, почек и т.д.). Кроме этого, в крови и лимфе имеются неспецифические клеточные и гуморальные механизмы. Эти механизмы способны обезвреживать даже факторы, с которыми организм раньше не сталкивался. К неспецифическим защитным механизмам крови относятся неспецифический клеточный и гуморальный иммунитет. Неспецифический клеточный иммунитет обусловлен фагоцитарной активностью гранулоцитов, моноцитов, лимфоцитов и тромбоцитов.

Неспецифический гуморальный иммунитет связан с наличием в крови и других жидкостях организма естественных антител и ряда белковых систем. Раньше считали, что естественные антитела образуются в организме без контакта с антигеном. Однако сейчас установлено, что они не синтезируются самопроизвольно. Они возникают в результате контакта организма с облигатной кишечной микрофлорой, т.е. иммунной реакции. Имеется и несколько защитных белковых комплексов.

1. Лизоцим . Белок, обладающий ферментативной активностью и подавляющий развитие бактерий и вирусов. Он содержится в гранулоцитах крови и макрофагах легких. При их разрушении выделяется в окружающую среду. Лизоцим имеется в слезной жидкости, слизи носа и кишечника.

2. Пропердин . Комплекс белковоподобных веществ. Участвует в лизисе бактерий.

3. Система комплемента . Комплекс 11 белков плазмы, активирующийся при иммунологических реакциях. Совместно с пропердином участвует в лизисе бактерий.

4. Интерферон . Белок, вырабатываемый многими клетками при поступлении в них вирусов. Начинает выделяться в кровь до появления иммунных антител. Препятствует выработке рибосомами пораженных клеток вирусного белка.

5. Лейкины . Выделяются лейкоцитами.

6. Плакины . Продукт тромбоцитов. Те и другие разрушают микроорганизмы.

Специфические защитные механизмы включают специфический клеточный и гуморальный иммунитет.

Специфический клеточный иммунитет обеспечивают Т-лимфоциты . Лимфоциты, образующиеся из стволовых лимфоидных клеток костного мозга, поступают в тимус и превращаются в иммунокомпетентные Т-лимфоциты. Затем эти лимфоциты переходят в кровь. При контакте с антигеном часть Т-лимфоцитов пролиферирует. Одна часть образовавшихся дочерних клеток связывается с антигеном (бактериями) и разрушает его. Для этой реакции антиген-антитело необходимо участие Т-хелперов. Другая часть дочерних клеток преобразуется в Т-клетки иммунологической памяти, которые запоминают структуру антигена. Они имеют большую продолжительность жизни. При повторном контакте Т-клеток памяти с этим антигеном они узнают его. Начинается их интенсивная пролиферация с образованием большого количества Т-киллеров, а также Т-супрессоров. Т-супрессоры подавляют выработку антител В-лимфоцитами в этот момент. Этот вторичный клеточный иммунный ответ развивается примерно через 48 часов и называется иммунным ответом замедленного типа , т.к. раньше него возникает вторичный гуморальный иммунный ответ. Примером такой иммунной реакции является покраснение и отек кожи в результате контакта с некоторыми веществами, например краской урсолом.

Специфический гуморальный иммунитет обеспечивается В-лимфоцитами. Они превращаются в иммунокомпетентные клетки в лимфатических узлах тонкого кишечника, миндалинах, аппендиксе. Затем В-лимфоциты выходят в кровь и разносятся ею в селезенку и лимфатические узлы лимфатического русла. При первом контакте с антигеном они пролиферируют. Это явление называется начальной активацией или сенсибилизацией . Одна часть образующихся дочерних клеток превращается в клетки памяти и покидает центры размножения. Другая часть лимфоцитов оседает в лимфатических узлах, превращаясь в плазматические клетки. Эти клетки вырабатывают гуморальные антитела, поступающие в кровь. Выработку иммуноглобулинов стимулируют Т-хелперы. Многие иммуноглобулины очень длительно сохраняются в крови. При повторном контакте антител с антигеном развивается быстрая и сильная иммунная реакция. Поэтому их называют иммунными реакциями немедленного типа . Они наблюдаются при гемотрансфузионном шоке, аллергии, бронхиальной астме и т.д.

В медицине для формирования специфического иммунитета, используется вакцинация . При пересадке органов, наоборот, с помощью иммунодепрессантов определенные звенья иммунитета подавляются. Это предотвращает отторжение трансплантата.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Физиология, как наука

Физиология дословно это учение о природе это наука изучающая процессы жизнедеятельности организма составляющих его физиологических систем.. цель задачи предмет физиологии.. опыты на животных дают много сведений для понимания функционирования организма однако физиологические процессы..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

История развития физиологии
Первоначально представления о функциях организма складывались на основе работ ученых Древней Греции и Рима: Аристотеля, Гиппократа, Галлена и др., а так же ученых Китая и Индии. Физиология

Эксперимент и его роль
Физиология - наука экспериментальная и ее основным методом является эксперимент: 1. Острый опыт или вивисекция («живосечение»). В его процессе под наркозом производят хирургическое

Связь физиологии с другими науками
Физиология - теоретическая основа медицины. Она является фундаментом для решения проблем, связанных с сохранением здоровья и работоспособности человека в разных условиях существования и в разные во

Механизм регуляции функций организма
Организм - сложная саморегулирующаяся система, состоящая из клеток, тканей, органов. Они в свою очередь образуют физиологические системы, которые выполняют комплекс однородных функций (например, си

Нервная регуляция функций
Животные имеют специальные органы движения и им требуется быстрое и точное согласование сокращения мышц. В результате у животных в процессе эволюции сформировалась нервная регуляция. Нервная

Биологические и функциональные системы
Развитие физиологии в 19-20 вв. позволило осуществить глубинные механизмы, субмолекулярные процессы в организме. Было накоплено огромное количество аналитических данных о функциях клеток, тканей, о

Принципы саморегуляции организма. Понятие о гомеостазе, гомеокинезе
Основным свойством живых систем является способность к саморегуляции, к созданию оптимальных условий для взаимодействия всех элементов организма и обеспечения его целостности.

Законы раздражения. Параметры возбудимости
Реакция клеток, тканей на раздражитель определяется законами раздражения: 1) Закон "все или ничего": При допороговых раздражениях клетки ответной реакции не возникает, при

Строение и функции цитоплазматической мембраны клеток
Цитоплазматическая клеточная мембрана состоит из трех слоев: наружного - белкового; среднего - бимолекулярного слоя липидов; внутреннего - белкового. Толщи

Механизмы возбудимости клеток. История исследования биоэлектрических явлений
В основном передаваемая в организме информация имеет вид электрических сигналов (например, нервные импульсы). Впервые наличие животного электричества установил физиолог Л. Гальвани в 1786 г. С цель

Ультраструктура скелетного мышечного волокна
Двигательные единицы. Основным морфо-функциональным элементом нервно-мышечного аппарата скелетных мышц является двигательная единица. Она включает мотонейрон спинного мозга с иннервируемыми

Биомеханика мышечных сокращений. Одиночное сокращение, суммация, тетанус
При нанесении на двигательный нерв или мышцу одиночного порогового или сверхпорогового раздражения, возникает одиночное сокращение. При его графической регистрации, на полученной кривой можно выдел

Режимы сокращения. Сила и работа мышц
Различают следующие режимы мышечного сокращения: 1. Изотонические сокращения. Длина мышцы уменьшается, а тонус не изменяется. В двигательных функциях организма не участвуют.

Физиология процессов межклеточной передачи возбуждения
Проведение возбуждения по нервам Функцию быстрой передачи возбуждения к нервной клетке и от нее выполняют ее отростки – дендриты и аксоны, т.е. нервные во

Механизмы синаптической передачи. Постсинаптические потенциалы
Медиатор, находящийся в пузырьках, выделяется в синаптическую щель с помощью экзоцитоза (пузырьки подходят к мембране, сливаются с ней и разрываются, выпуская медиатор). Его выделение происх

Торможение в ЦНС
Явление центрального торможения обнаружено И.М. Сеченовым в 1862 году. Он удалял у лягушки полушария мозга и определял время спинномозгового рефлекса на раздражение лапки серной кислотой. За

Закономерности проведения возбуждения и процессов торможения в нервных центрах
Простейшим нервным центром является нервная цепь, состоящая из трех последовательно соединенных нейронов. Нейроны сложных нервных центров имеют многочисленные связи между собой, обр

Механизмы координации рефлексов
Рефлекторная реакция в большинстве случаев осуществляется не одной, а целой группой рефлекторных дуг и нервных центров. Координация рефлекторной деятельности – это такое взаимодействие нервных цент

Функции спинного мозга
Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Первая обеспечивается его нервными центрами, вторая - проводящими путями. Он имеет сегментарное строение. Причем деление на сегменты явл

Рефлексы спинного мозга
Все рефлексы спинного мозга делятся на соматические (двигательные) и вегетативные. Соматические рефлексы делятся на сухожильные (миотатические) и кожные. Сухож

Функции моста и среднего мозга
Мост имеет тесные функциональные связи со средним мозгом. Эти отделы ствола мозга также осуществляют проводниковую и рефлекторную функции. Проводниковая обеспечивается восходящими и нисходящими пут

Функции промежуточного мозга
Функционально в нем выделяют 2 отдела: таламус и гипоталамус. В таламусе происходит обработка почти всей информации, идущей от рецепторов к коре. Через него проходя

Лимбическая система
К лимбической системе (ЛС) относятся такие образования древней и старой коры, как обонятельные луковицы, гиппокамп, поясная извилина, зубчатая фасция, парагиппокампальная извилина, а также п

Структурно-функциональные особенности вегетативной нервной системы
Все функции организма условно делят на соматические и вегетативные. Первые связаны с деятельностью мышечной системы, вторые выполняются внутренними органами, кровеносными сосудами, кровью, железами

Физиология системы крови
Кровь, лимфа, тканевая жидкость являются внутренней средой организма, в которой протекают многие процессы гомеостаза. Кровь является жидкой тканью и вместе с кроветворными и депонирующими органами

Механизмы поддержания кислотно-щелочного равновесия крови
Для организма важнейшее значение имеет поддержание постоянства реакции внутренней среды. Это необходимо для нормального протекания ферментативных процессов в клетках и внеклеточной среде, синтеза и

Строение и функции эритроцитов. Гемолиз
Эритроциты (Э) – это высокоспециализированные безъядерные клетки крови. Ядро у них утрачивается в процессе созревания. Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска. В среднем их диаметр около 7,5 м

Гемоглобин. Его разновидности и функции
Гемоглобин (Нb) это хемопротеин, содержащийся в эритроцитах. Его молекулярная масса 66"000 Дальтон. Молекулу гемоглобина образуют четыре субъединицы, каждая из которых включает гем, соединенный с а

Функции лейкоцитов
Лейкоциты (белые кровяные тельца) – это клетки крови, содержащие ядро. У одних лейкоцитов цитоплазма содержит гранулы, поэтому их называют гранулоцитами. У других зернистость отсутствует, их

Структура и функции тромбоцитов
Тромбоциты (кровяные пластинки) имеют дисковидную форму и диаметр 2-5 мкм. Они образуются в красном костном мозге путем отщепления участка цитоплазмы с мембраной от мегакариоцитов. Тромбоциты не им

Регуляция эритро- и лейкопоэза
У взрослых процесс образования эритроцитов – эритропоэз, происходит в красном костном мозге плоских костей. Они образуются из ядерных стволовых клеток, проходя стадии проэри

Механизмы остановки кровотечения. Процесс свертывания крови
Остановка кровотечения, т.е. гемостаз может осуществляться двумя путями. При повреждении мелких сосудов она происходит за счет первичного или сосудисто-тромбоцитарного гемостаза. Он о

Противосвертывающая система
В здоровом организме не возникает внутрисосудистого свертывания крови, потому что имеется и система противосвертывания. Обе системы находятся в состоянии динамического равновесия. В противосвертыва

Физиология кровообращения
Кровообращение – это процесс движения крови по сосудистому руслу, обеспечивающий выполнение ею своих функций. Физиологическую систему кровообращения составляют сердце и сосуд

Соотношение возбуждения, возбудимости и сокращения сердца. Нарушения ритма и функций проводящей системы сердца
В связи с тем, что сердечная мышца является функциональным синцитием, сердце отвечает на раздражение по закону "все или ничего". При исследовании возбудимости сердца в различные фазы серд

Рефлекторная и гуморальная регуляция деятельности сердца
Выделяют 3 группы сердечных рефлексов: 1. собственные или кардиокардиальные – возникают при раздражении рецепторов самого сердца; 2. кардиовазальные – наблюдаются при возбуждении

Проявления сердечной деятельности. Механические и акустические проявления
Деятельность сердца сопровождается механическими, акустическими и биоэлектрическими явлениями. К механическим проявлениям активности сердца относится верхушечный толчок – это

Движение крови по сосудам
Функциональная классификация кровеносных сосудов. Факторы, обеспечивающие движение крови Все сосуды малого и большого круга, в зависимости от строения и ф

Механизмы регуляции тонуса сосудов
Миогенная регуляция. Тонус сосудов во многом определяет параметры системной гемодинамики и регулируется миогенными, гуморальными и нейрогенными механизмами. В основе миогенн

Рефлекторная регуляция системного артериального кровотока
Все рефлексы, посредством которых регулируется тонус сосудов и деятельность сердца, делятся на собственные и сопряженные. Собственными являются рефлексы, возникающие при раздражении

Особенности кровообращения в сердце, мозге, легких, почках. Регуляция органного кровообращения
СЕРДЦЕ снабжается кровью через коронарные артерии, отходящие от аорты. Они разветвляются на эпикардиальные артерии, от которых отходят интрамуральные снабжающие кровью миокард. В с

Механизмы внешнего дыхания
Внешнее дыхание осуществляется в результате ритмических движений трудной клетки. Дыхательный цикл состоит из фаз вдоха (inspiratio) и выдоха (exspiratio), между которыми отсутствует пауза. В покое

Функции воздухоносных путей. Защитные дыхательные рефлексы. Мертвое пространство
Воздухоносные пути делятся на верхние и нижние. К верхним относятся носовые ходы, носоглотка, к нижним гортань, трахея, бронхи. Трахея, бронхи и бронхиолы являются проводящей зоной легких. К

Дыхание при повышенном атмосферном давлении. Кессонная болезнь
Дыхание при повышенном атмосферном давлении имеет место во время водолазных и кессонных (колокол-кессон) работ. В этих условиях дыхание урежается до 2-4 раз в минуту. Вдох укорачивается, а выдох уд

Физиология пищеварения
Значение пищеварения и его виды. Функции пищеварительного тракта Для существования организма необходимо постоянное восполнение энергетических затрат и пос

Состав и свойства желудочного сока. Значенние его компонентов
В сутки образуется 1,5-2,5 литра сока. Вне пищеварения выделяется всего 10-15 мл сока в час. Такой сок обладает нейтральной реакцией и состоит из воды, муцина и электролитов. При приеме пищи количе

Регуляция желудочной секреции
Пищеварительная секреция регулируется посредством нейрогуморальных механизмов. В ней выделяют три фазы: сложнорефлекторную, желудочную и кишечную. Сложнорефлекторная делится на условнорефл

Механизмы выработки и регуляции секреции панкреатического сока
Проферменты и ферменты поджелудочной железы синтезируются рибосомами ацинарных клеток и сохраняются в них в виде гранул. В период пищеварения они выделяется в ацинарные протоки и разбавляются в них

Функции печени. Роль печени в пищеварении
Из всех органов печень играет ведущую роль в обмене белков, жиров, углеводов, витаминов, гормонов и других веществ. Ее основные функции: 1. Антитоксическая. В ней обезвреживаются токсическ

Значение тонкого кишечника. Состав и свойства кишечного сока
Кишечный сок является продуктом бруннеровых, либеркюнновых желез и энтероцитов тонкого кишечника. Железы вырабатывают жидкую часть сока, содержащую минеральные вещества и муцин. Ферменты сока выдел

Полостное и пристеночное пищеварение
Пищеварение в тонком кишечнике осуществляется с помощью двух механизмов: полостного и пристеночного гидролиза. При полостном пищеварении ферменты действуют на субстраты, находящиеся в полост

Функции толстого кишечника
Заключительное пищеварение происходит в толстом кишечнике. Его железистые клетки выделяют небольшое количество щелочного сока, с рН=8,0-9,0. Сок состоит из жидкой части и слизистых комочков. Жидкая

Моторная функция тонкого и толстого кишечника
Сокращения кишечника обеспечиваются гладкомышечными клетками, образующими продольный и циркулярный слои. Благодаря связям клеток между собой гладкие мышцы кишечника являются функциональным синцитие

Механизмы всасывания веществ в пищеварительном канале
Всасыванием называют процесс переноса конечных продуктов гидролиза из пищеварительного канала в межклеточную жидкость, лимфу и кровь. Главным образом оно происходит в тонком кишечнике. Его длина со

Пищевая мотивация
Потребление пищи организмом происходит в соответствии с интенсивностью пищевой потребности, которая определяется его энергетическими и пластическими затратами. Такая регуляция потребления пищи назы

Обмен веществ в организме. Пластическая и энергетическая роль питательных веществ
Постоянный обмен веществ и энергии между организмом и окружающей средой является необходимым условием его существования и отражает их единство. Сущность этого обмена заключается в том, что поступаю

Основной обмен
Количество энергии, которое затрачивается организмом на выполнение жизненно важных функций называется основным обменом. Это затраты энергии на поддержание постоянства температуры тела, работу внутр

Физиологические основы питания. Режимы питания
В зависимости от возраста, пола, профессии потребление белков, жиров и углеводов должно составлять: у мужчин I-IV групп Б: 96-108 г, Ж: 90-120 г, У: 382-552 г; у женщин I-IV групп Б: 82-92 г, Ж: 77

Обмен воды и минеральных веществ
Содержание воды в организме в среднем 73%. Водный баланс организма поддерживается путем равенства потребляемой и выделяемой воды. Суточная потребность в воде составляет 20-40 мл/кг веса. С жидкостя

Терморегуляция
Филогенетически сложились два типа регуляции температуры тела. У холоднокровных или пойкилотермных организмов интенсивность обмена веществ небольшая, поэтому низка теплопродукция. Они неспос

Функции почек. Механизмы мочеобразования
В паренхиме почек выделяется корковое и мозговое вещество. Структурной единицей почки является нефрон. В каждой почке около миллиона нефронов. Каждый нефрон состоит сосудистого клубочка, находящего

Регуляция мочеобразования
Почки имеют высокую способность к саморегуляции. Чем ниже осмотическое давление крови, тем выраженное процессы фильтрации и слабее реабсорбция и наоборот. Нервная регуляция осуществляется посредств

Невыделительнные функции почек
1. Регуляция постоянства ионного состава и объема межклеточной жидкости организма. Базисным механизмом регуляции объема крови и межклеточной жидкости является изменение содержания натрия. При увели

Мочевыведение
Моча постоянно вырабатывается в почках и по собирательным трубочкам поступает в лоханки, а затем мочеточникам в мочевой пузырь. Скорость наполнения пузыря около 50 мл/час. В это время, называемое п

Врождённые формы поведения. Безусловные рефлексы
Безусловные рефлексы - это врождённые ответные реакции организма на раздражение. Свойства безусловных рефлексов: 1. они являются врождёнными, т.е. наследуются; 2. на

Условные рефлексы, механизмы образования, значение
Условные рефлексы (УР) - это индивидуально приобретённые в процессе жизнедеятельности реакции организма на раздражение. Создатель учения об условных рефлексах И.П. Павлов называл их в

Безусловное и условное торможение
Изучая закономерности ВНД, И.П. Павлов установил, что существует 2 вида торможения условных рефлексов: внешнее или безусловное и внутреннее или условное. Внешнее тормож

Динамический стереотип
Все сигналы, поступающие из внешней среды, подвергаются анализу и синтезу. Анализ - это дифференцировка, т.е. различение сигналов. Безусловнорефлекторный анализ начинается в самих рец

Структура поведенческого акта
Поведением называется комплекс внешних взаимосвязанных реакций, которые осуществляются организмом для приспособления к изменяющимся условиям среды. Наиболее просто структура поведения

Память и её значение в формировании приспособительных реакций
Огромное значение для индивидуального поведения имеют обучение и память. Выделяют генотипическую или врождённую память и фенотипическую, т.е. приобретённую память. Генотипическая памя

Физиология эмоций
Эмоции - это психические реакции, отражающие субъективное отношение индивида к объективным явлениям. Эмоции возникают в составе мотиваций и играют важную роль в формировании поведения

Функциональные состояния организма. Стресс, его физиологическое значение
Функциональным состоянием называется тот уровень активности организма, при котором выполняется та или иная его деятельность. Низшими уровнями ФС - кома, затем сон. Высшим - агрессивно-оборонительно

Физиологические механизмы сна. Значение сна. Теории сна
Сон - это долговременное функциональное состояние, характеризующееся значительным снижением нервно-психической и двигательной активности, которое необходимо для восстановления способности

Теории механизмов сна
1. Химическая теория сна. Выдвинута в прошлом веке. Считалось, что в процессе бодрствования образуются гипнотоксины, которые вызывают засыпание. В последующем была отвергнута. Однако сейчас вновь в

Типы ВНД
На основании изучения условных рефлексов и оценки внешнего поведения животных И.П. Павлов выделил 4 типа ВНД. В основу своей классификации он положил 3 показателя процессов возбуждения и торможения

Сигнальные системы. Функции речи. Речевые функции полушарий
По И.П. Павлову взаимодействие организма с внешней средой осуществляется посредством раздражителей или сигналов. В зависимости от характера, действующих на организм сигналов, он выделил две сигналь

Мышление и сознание
Мышление это процесс познавательно деятельности человека, проявляющийся обобщенным отражением явлений внешнего мира и своих внутренних переживаний. Сущность мышления состоит в способн

Формирование половой мотивации
Безусловнорефлекторные, условнорефлекторные, гуморальные механизмы регуляции половых функций Особую роль в различных формах поведения играет половое поведение. Оно необходимо для со

Адптация, ее виды и периоды
Адаптация - это приспособление строения, функций органов и организма в целом, а также популяции живых существ к изменениям окружающей среды. Различают генотипическую и

Физиологические основы трудовой деятельности
Физиология труда, является прикладным разделом физиологии человека и изучает физиологические явления, сопровождающие различные виды физического и умственного труда. Умственный труд делится

Физиология гипофиза
Гипофиз состоит из трех долей - передней, промежуточной и задней, каждая из которых является железой внутренней секреции. Заднюю долю, богато снабженную разветвлениями нервных волокон, связывающих

Регуляция секреции гипофиза
Большое значение в регуляции функций передней доли гипофиза имеют особенности ее кровоснабжения, а именно то, что кровь, оттекающая от капилляров гипоталамической области, поступает в так называемы

Гормоны щитовидной железы
В ткани щитовидной железы содержится йод, который входит в состав гормонов, образуемых фолликулами этой железы. Характерной особенностью клеток этой железы является их способность поглощать йод, та

Регуляция секреции ПЖЖ
Образование инсулина (а также глюкагона) регулируется уровнем глюкозы в крови. Увеличение содержания глюкозы в крови после приема ее больших количеств, а также при гипергликемии, связанной с напряж

Адреналин и норадреналин
Гормон мозгового слоя надпочечников – адреналин - представляет собой производное аминокислоты тирозина. Мозговой слой надпочечников секретирует также норадреналин, являющийся непосред

Кора надпочечников
В коре надпочечников различают три зоны: наружную - клубочковую, среднюю - пучковую и внутреннюю - сетчатую. Из коры надпочечника выделено около 50 кортикостероидов, однако тол

Рецепторный аппарат зрительного анализатора. Структура и функция отдельных слоев сетчатки
Сетчатка представляет собой внутреннюю оболочку глаза, имеющую сложную многослойную структуру. Здесь расположены два вида различных по своему функциональному значению фоторецепторов - палочки и кол

Кожная рецепция
Кожные рецепторы. Рецепторная поверхность кожной чувствительной системы огромна - от 1,4 до 2,1 м2. В коже сосредоточено большое количество чувствительных к прикосновени

Физиология обонятельного анализатора
Рецепторы обонятельной сенсорной системы расположены в области верхних носовых ходов. Обонятельный эпителий находится в стороне от главного дыхательного пути. На поверхности каждой обонятельной кле

Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов. Для определения кислотности или щелочности среды пользуются водородным показателем рН. В норме рН крови составляет 7,36—7,42(слабощелочная).

Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом, который обусловливается увеличением в крови ионов Н + . При этом наблюдается угнетение функции центральной нервной системы, при выраженном ацидозе может наступить потеря сознания и смерть.

Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом. Возникновение алкалоза связано с увеличением концентрации гидроксильных ионов ОН~. В этом случае происходит перевозбуждение нервной системы, отмечается появление судорог, а в дальнейшем гибель организма.

В организме всегда имеются условия для сдвига реакции в сторону ацидоза или алкалоза. В клетках и тканях постоянно образуются кислые продукты: молочная, фосфорная и серная кислоты (при окислении фосфора и серы белковой пищи). При усиленном потреблении растительной пищи в кровоток постоянно поступают основания. Напротив, при преимущественном потреблении мясной пищи в крови создаются условия для накопления кислых соединений. Однако величина активной реакции крови постоянна.

Поддержание постоянства активной реакции крови обеспечивается так называемыми буферными системами.

К буферным системам крови относятся:

1) карбонатная буферная система (угольная кислота — Н 2 СО 3 , бикарбонат натрия — NаНСО 3);

2) фосфатная буферная система [одноосновный (МаН2РО 4) и двухосновный (Nа2НРО 4) фосфат натрия];

3) буферная система гемоглобина (гемоглобин — калиевая соль гемоглобина);

4) буферная система белков плазмы .

Буферные системы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей и препятствуют тем самым сдвигу активной реакции крови. Буферные системы имеются и в тканях, что способствует поддержанию рН тканей на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты.

Сохранению постоянства рН способствует и деятельность некоторых органов. Так, через легкие удаляется избыток углекислоты. Почки при ацидозе выделяют больше кислого одноосновного фосфата натрия; при алкалозе — больше щелочных солей (двухосновного фосфата натрия и бикарбоната натрия). Потовые железы могут выделять в небольших количествах молочную кислоту.

Скорость оседания эритроцитов.

В крови, предохраненной от свертывания, происходит оседание форменных элементов, в результате чего кровь разделяется на два слоя: верхний - плазма и нижний - осевшие на дно сосуда клетки крови. СОЭ измеряется в миллиметрах в час. У взрослых и здоровых мужчин она равняется 1-10 мм/ч, у здоровых женщин - 2-15 мм/ч.

СОЭ увеличивается при некоторых инфекционных заболеваниях, злокачественных новообразованиях, воспалительных процессах, диабете.

СОЭ исследуют с помощью аппарата Панченкова. Прибор состоит из штатива и стеклянных капилляров, градуированных от 0 до 100 мм (метка 0 находится в верхней части капилляра). Капилляр заполняют разведенной в отношении 1:4 цитратной кровью и помещают в гнездо штатива (в строго вертикальном положении), на 1 час, после чего измеряют в миллиметрах слой плазмы над осевшими клетками крови.

ГРУППЫ КРОВИ.

В эритроцитах человека обнаружены два агглютиногена (А и В), в плазме - два агглютинина - а (альфа) и b (бета).

Агглютиногены — антигены, участвующие в реакции агглютинации. Агглютинины — антитела, агглютинирующие антигены — представляют собой видоизмененные белки глобулиновой фракции. Агглютинация происходит в том случае, если в крови человека встречаются агглютиноген с одноименным агглютинином, то есть агглютиноген А с агглютинином а, или агглютиноген В с агглютинином b . При переливании несовместимой крови в результате агглютинации эритроцитов и последующего их гемолиза (разрушения) развивается тяжелое осложнение — гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти.

I группа — в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины аиb.

II группа — в эритроцитах находится агглютиноген А, в плазме агглютинин b.

III группа — в эритроцитах обнаруживается агглютиноген В, в плазме—агглютинин а.

IV группа — в эритроцитах содержатся агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет.

При исследовании групп крови у людей получены следующие средние данные в отношении принадлежности к той или иной группе: I группа — 33,5%, II группа — 27,5%, III группа — 21%, IV группа — 8%.

Перед переливанием крови необходимо выяснить, совместима ли кровь донора и реципиента по резус-фактору. Если кровь резус-положительного донора перелить резус-отрицательному реципиенту, то в организме последнего будут образовываться специфические антитела по отношению к резус-фактору (антирезус-агглютинины). При повторных гемотрансфузиях резус-положительной крови реципиенту у него разовьется тяжелое осложнение, протекающее по типу гемотрансфузионного шока,— резус-конфликт. Резус-конфликт связан с агглютинацией эритроцитов донора антирезус-агглютининами и их разрушением. Резус-отрицательным реципиентам можно переливать только резус-отрицательную кровь.

Если мать принадлежит к резус-отрицательной группе, а отец — к резус-положительной, то плод может быть резус-положительным. При этом в организме матери могут вырабатываться антирезус-агглютинины, которые, проникая через плаценту в кровь плода, будут вызывать агглютинацию эритроцитов с последующим их гемолизом.

Переливание крови.

Переливание крови осуществляется в зависимости от показаний капельно (со скоростью в среднем 40— 60 капель в минуту) или струйно. Во время переливания крови врач следит за состоянием реципиента и при ухудшении состояния больного (озноб, боль в пояснице, слабость и т. д.) переливание прекращают.

Кровезамещающие жидкости (кровезаменители) — растворы, которые применяются вместо крови или плазмы для лечения некоторых заболеваний, дезинтоксикации (обезвреживания), замещения потерянной организмом жидкости или для коррекции состава крови. Наиболее простым кровезамещающим раствором является изоосмотический раствор хлорида натрия (0,85—0,9%). К плазмозаменителям относятся: коллоидные синтетические препараты, которые оказывают онкотическое действие (полиглюкин, желатиноль, гексаэтилкрахмалы), препараты, имеющие реологические свойства, т.е. улучшающие микроциркуляцию (реополиглюкин, реамберин), дезинтоксикационные препараты (неогемодез, реосорбилакт, сорбилакт) .

Плазма крови

Плазма крови состоит на 90% из воды и на 10% из растворенных веществ. Из твердого остатка на долю белков приходится около 2 / 3 , остальное - это низкомолекулярные вещества и электролиты. За этими сухими цифрами скрывается поразительное многообразие функций. Особенно разнообразны функции белков плазмы. Они принимают участие в процессах транспорта, а также в защитной и свертывающей функциях крови. Кроме того, они определяют величину объема плазмы. Наряду с белками в плазме имеются еще гормоны и питательные вещества, которые переносятся между различными органами. К продуктам обмена веществ относятся органические кислоты и азотсодержащие вещества (мочевина, мочевая кислота, креатинин). И наконец, в плазме еще имеются электролиты, различное распределение которых между экстра- и внутриклеточной жидкостью является необходимым условием для возникновения мембранного потенциала клеток, а также для поддержания постоян-ства клеточного объема.

Плазму крови получают с помощью центрифугирования крови, обработанной антикоагулянтами. Концентрация белков в этой жидкости составляет около 70 г/л. Центрифугируя свернувшуюся кровь, можно получить кровяную сыворотку. Она отличается от плазмы отсутствием главного белка свертывaния крови, фибриногена. Белки плазмы крайне гетерогенны: в настоящее время доказано существование более ста белков, имеющих различное молекулярное строение. Разделение этих белков с помощью электрофореза позволило выявить пять основных фракций: альбумин, α 1 - и α 2 -глобулины, β-глобулины и γ-глобулины. В таблице представлены некоторые представители этих классических белковых групп.

Альбумин обеспечивает коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление крови, которое важно для поддержания постоянства объема плазмы. Альбумин, благодаря своему низкому по сравнению с другими белкам плазмы молекулярному весу (66 кDа) и высокой концентрации (45 г/л плазмы), обеспечивает 80% коллоидно-осмотического давления (КОД). При нормальных концентрациях белка КОД плазмы составляет 25 мм рт.ст. (3,3 кПа). Стенка капилляров мало проницаема для белков, поэтому их концентрация в жидкости межклеточного пространства меньше, чем в плазме крови. КОД в межклеточной жидкости составляет лишь 5 мм рт.ст. (0,7 кПа). Разница КОД плазмы крови и межклеточной жидкости определяет соотношение между объемом плазмы крови и объемом жидкости межклеточного пространства. Эта разница в величине КОД противодействует гидростатическому давлению и удерживает жидкость в системе кровообращения.

Специфические транспортные белки, такие как апотрансферрин (железосвязывающий белок), транскобаламин (глобулин, связывающий витамин B 12) или транскортин (кортизолсвязывающий глобулин), представляют собой не просто цистерны, перевозящие вещества к клеткам-мишеням, но и являются системой запасания, из которой при острой необходимости могут быть извлечены те или иные вещества.

Огромное физиологическое и медицинское значение имеют липопротеины, которые принимают участие в транспорте холестерина, холиновых эфиров, фосфоглицеридов и триацилглицерина. Известны различные классы липопротеинов, чьи липидные и белковые части могут сильно различаться.

Хиломикроны особенно богаты триацилглицеринами. Хиломикроны обеспечивают транспорт этих жиров из тонкого кишечника в периферическую кровь (пищевой жир).

Рис. 8-1. Белки плазмы крови человека (табл. 8-1)

Таблица 8-1. Белки плазмы крови человека

Происхождение клеток крови

Клетки крови происходят из гемопоэтической ткани, которая находится у плода в печени и в селезенке, а у взрослого - в красном костном мозге плоских костей и селезенке. Гемопоэтическая ткань содержит стволовые клетки, из которых образуется все многообразие клеток крови: эритроциты, все формы лейкоцитов, тромбоциты и лимфоциты. Стволовые клетки обладают двумя свойствами, которые в подобной комбинации не встречаются у других клеток организма: они полипотентны, т.е. их дифференцировка ведет к появлению различных форм клеток крови, и обладают способностью самообновления, т.е. они способны производить абсолютно идентичную копию самих себя. Полипотентные стволовые клетки в процессе дифференцировки превращаются в клетки-предшественники, развивающиеся в зрелые клеточные формы, которые и встречаются в крови или тканях (рис. 8-2). Путь окончательной дифференцировки гемопоэтической клетки-предшественника необратим. Скопление всех клеток-предшественников, которые под влиянием гемопоэтических факторов роста (гемопоэтинов) делятся и дальше дифференцируются, называется пролиферирующим пулом. Митоз и созревание клеток-предшественников регулируют образуемые локально гемопоэтические факторы роста (colony stimulating factors, CSF), а также интерлейкины (например, интерлейкин 3). Развитие эритроидного ростка стимулирует эритропоэтин, миелоидной лейкопоэтин, мегакариоцитарного - тромбопоэтин.

При необходимости способность к делению этой клеточной популяции может сильно возрасти; например, эритропоэзный резервный потенциал костного мозга позволяет в 5-10 раз увеличить продукцию эритроцитов.

Время жизни зрелой клетки крови в организме различно. Эритроциты циркулируют 120 дней, прежде чем они будут разрушены мононуклеарной фагоцитарной системой селезенки и печени. При скорости замены 1% эритроцитов/день можно вычислить, что у взрослого человека в секунду образуется 3 млн новых эритроцитов для того, чтобы поддерживать количество эритроцитов крови на постоянном уровне. Чтобы поддерживать эту скорость обновления, необходима соответствующая скорость синтеза ДНК и гемоглобина. Важным кофактором для образования ДНК является кобаламин (витамин B 12) и фолиевая кислота, тогда как наличие железа определяет скорость синтеза гемоглобина. При недостатке одного из этих веществ может возникнуть недостаток эритроцитов (анемия). При этом в циркулирующих эритроцитах, в зависимости от причины, наблюдаются характерные изменения. Время жизни других, не эритроцитарных, клеток крови очень различно: лимфоциты, которые образуются в костном мозге и проходят дальнейшую дифференцировку в лимфатической ткани, циркулируют между кровью, лимфой и лимфатической тканью в течение нескольких месяцев в качестве «стражников». Напротив, гранулоциты живут очень недолго, их время жизни составляет лишь около 10 ч, тогда как моноциты и тромбоциты циркулируют 7-10 дней.

Рис. 8-2. Генеалогическое древо развития и дифференцировки клеток крови.

Исходным пунктом дифференцировки клеток крови является полипотентная стволовая клетка, процесс саморазмножения регулируется факторами, которые выделяются клетками стромы костного мозга (пунктирные стрелки). Из полипотентных стволовых клеток возникают прежде всего три формы дифференцированных миелоидных, эритроидных мегакариоцитарных и лимфоидных клеток-предшественников, которые, в свою очередь, развиваются в зрелые клетки крови за счет дальнейших этапов дифференцировки. Эти стадии развития объединяются понятием «конечная дифференцировка», так как они необратимы и могут проходить лишь в направлении дальнейшего развития к зрелым клеткам крови. Лимфоидные предшественники приобретают свои окончательные свойства в тимусе (Т-лимфоциты) или в костном мозге (В-лимфоциты). Кроме того, как гормоны действуют тромбопоэтин на мегакариоциты

Эритроциты

Эритроциты представляют собой двояковогнутые диски, которые имеют диаметр порядка 7,5 мкм и толщину по середине 1,5 мкм. Эритроциты хорошо приспособлены для транспорта газа, поскольку их двояковогнутая форма обеспечивает высокое отношение поверхность/объем, а при прохождении по капиллярам они могут хорошо деформироваться (рис. 8-3 A). Это, в соответствии с эффектом Фареуса-Линдквиста, значительно улучшает реологические характеристики крови. В обеспечении этих свойств важную роль играет подмембранный цитоскелет эритроцита, о чем и пойдет речь ниже.

Мембрана эритроцита состоит из двойного липидного слоя, который пронизан гликофорином, а также белками каналов: переносчиком глюкозы GLUT1, водным каналом аквапорином или обменником Cl - /HCO 3- (белок Band 3). На стороне, обращенной к цитозолю, располагается молекулярная сеть, т.е. подмембраный цитоскелет.

Главные компоненты этой сети образованы нитеподобными молекулами спектрина, которые связаны друг с другом анкирином и другими связывающими белками (белок Band 4.1, актин) (рис. 8-3 Б). Пока не известно, какие из этих компонентов цитоскелета эритроцита отвечают за деформацию. Все же можно связать определенную форму анемии с дефектом анкирина, белка цитоскелета эритроцитов, который приводит к кеглеобразному изменению формы самих эритроцитов (врожденный сфероцитоз). Эти сфероциты механически крайне нестабильны, в результате чего их время жизни сильно сокращено (<10 дней). Вследствие этого возникает анемия, так как повышенное новообразование эритроцитов не способно компенсировать их ускоренное разрушение. Поскольку элиминация состарившихся или имеющих дефектную мембрану эритроцитов осуществляется мононуклеарной фагоцитарной системой селезенки (MPS), после удаления селезенки длительность жизни сфероцитов возрастает до 80 дней, за счет чего анемия значительно уменьшается.

Рис. 8-3. Эритроциты.

А - обратимое изменение формы эритроцитов в области капилляров. Б - расположение важнейших составных частей подмембранного цитоскелета эритроцита. Нитеподобные димеры спектрина образуют сети, которые скрепляются друг с другом за счeт анкирина и белка Band 4.1. Прикрепление Cl - /HCO 3 - -обменников (белков Band 3) на димерах спектрина осуществляется посредством молекул анкирина. Гликофорин - это белок мембраны, который пронизывает мембрану эритроцита по всей ее длине. Он связан внутри мембраны с белком Band 3 и белком Band 4.1. (Цифры в названиях белков относятся к нумерации электрофорезных полосок при разделении компонентов белков мембраны эритроцитов)

Группы крови

На поверхности мембраны эритроцитов находятся гликолипиды, обладающие антигенными свойствами. Они называются антигенами, так как они побуждают иммунную систему чужого организма к образованию антител. Антигены групп крови узнаются антителами сыворотки, что приводит к агглютинации (склеиванию) эритроцитов с последующим их гемолизом. Антигены групп крови встречаются не только на мембранах эритроцитов, но и на мембранах других клеток организма (эндотелиальных клетках, эпителиальных клетках, тромбоцитах, лейкоцитах). Они являются в своем строении генетически зафиксированными и, таким образом, представляют часть иммунологической индивидуальности человека. Лишь однояйцевые близнецы обладают полностью идентичными образцами антигенов клеточной поверхности и, вследствие этого, одинаковыми группами крови. Поскольку группы крови обусловлены специфическими компонентами мембраны, которые вызывают у чужих организмов реакцию иммунной системы в виде образования антител, их необходимо учитывать при переливании крови и при любых условиях определять совместимость групп крови. В практике переливания крови особое значение имеют AB0-система и Rhesus-система, поэтому они должны быть обсуждены подробнее.

AB0-система. АВ0-система групп крови наследуется в соответствии с законом Менделя. Гены А и В кодируют группы крови А и В, которым соответствует специфический углеводный компонент на конце молекулы гликолипида. Таким образом, люди различаются между собой наличием на мембране эритроцитов антигенов А, В или обоих, АВ. У людей с группой крови 0 (группа крови H) в молекуле гликолипида отсутствует углеводный

компонент, определяющий группы крови А или В. Эта основная структура является антигенно «немой» и получила поэтому наглядное обозначение - группа крови «0», хотя, собственно, не имеется никакого «0-антигена».

В плазме крови людей содержатся антитела (агглютинины) к соответственно отсутствующему антигену, итак: анти-В (β-агглютинин) у лиц с группой крови А, анти-А (α-агглютинин) у людей с группой крови В, анти-А и анти-В (α-агглютинин и β-агглютинин) у лиц с группой крови 0, и у людей с группой крови АВ в плазме крови нет α-агглютинина и β-агглютинина (см. табл. 8-2). Антитела системы АВ0 относятся к иммуноглобулинам класса М (IgM).

Rh-система. Добавление к сыворотке крови кролика, иммунизированного эритроцитами макаки-резус, эритроцитов человека приводит к агглютинации эритроцитов в пробах крови у 85% всех европейцев. Эта Rh - система групп крови состоит у человека из трех различных антигенов (агглютиногенов), которые обозначаются C, D и E.

Антиген D имеет наиболее сильное антигенное действие, так что люди, эритроциты которых обладают антигеном D, называются резусположительными. У резус-отрицательных людей отсутствует антиген D на поверхности мембраны эритроцитов. В Европе Rh-положительные свойства обнаруживаются у 85% и Rh-отрицательные у 15% населения. В отличие от АВ0-системы нет врожденных антител против резус-антигенов, и они обычно не встречаются в плазме крови. Эти антитела возникают лишь тогда, когда кровь от донора, который является резус-положительным, переливается резус-отрицательному реципиенту. Иммунная система реципиента будет в таком случае сенсибилизирована против резусантигенов, это означает, что она формирует антитела против резус-антигенов.

Рис. 8-4. Группы крови человека в АВ0-системе.

Пробы крови, чьи группы крови неизвестны (1), смешиваются либо с анти-А, с анти-В или с анти-А плюс анти-В сыворотки. В зависимости от возникновения или отсутствия агглютинации (2) может быть определена группа крови (3). В таблице (4) приведены соответствующие каждой группе крови антигены эритроцитов, присутствующие в плазме антитела, возможный генотип, равно как и средняя частота встречаемости групп крови у населения Средней Европы

Система комплемента

Иммунные процессы рассматриваются как проявления врожденного (естественного, неизменяющегося) и приобретенного (адаптивного, приспособительного) иммунитета.

Система врожденного иммунитета эволюционно сформировалась до приобретения способности к перегруппировке генов иммуноглобулинов и Т-клеточного рецептора, к узнаванию «своего», полноценной иммунной памяти. Врожденный иммунитет реализуется через клеточные (макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, киллерные и др.) и гуморальные (естественные антитела, комплемент, белки острой фазы, некоторые цитокины, ферменты, лизоцим и др.) факторы. Конкретно их действие проявляется в реакциях фагоцитоза, цитолиза, в том числе бактериолиза, нейтрализации, блокады и многих других. Факторы врожденного иммунитета, участвующие, преимущественно в узнавании чужеродных белков и углеводов инфекционной природы, предсуществуют или индуцируются быстро (минуты, часы) после инфекции. Они не изменяются в процессе жизни организма, контролируются генами зародышевой линии и передаются по наследству.

Система комплемента - это семья из около 20 протеаз, которые действуют комплементарно к специфическим антителам и вместе с ними убивают чужеродные клетки посредством лизирования (растворения клеток) (рис. 8-5). Белки системы комплемента образуют два связанных друг с другом ферментативных каскада, протекание их реакций сходно с другими протеазными системами, например такой, как система свертывания крови. Каскад реакций системы комплемента начинается с того, что расщепляется первый компонент, в результате чего возникают протеазы, расщепляющие следующий C-компонент.

В дальнейшем образуется атакующий мембрану комплекс, который состоит из компонентов C5-C9 и с чьей помощью нарушается целостность мембраны бактерий, что приводит к их гибели.

Система комплемента может быть запущена посредством иммуноглобулинов (IgG, IgM): в этом случае говорят о классическом пути активации. При альтернативном пути активации «сигнал старта» обеспечивается полисахаридами мембраны, которые характерны для определенных микроорганизмов, а также посредством C-реактивного белка, который опсонирует поверхность мембраны для системы комплемента. Некоторые промежуточные продукты расщепления, которые возникают при активировании системы комплемента, выполняют и другие биологические функции при защите от инфекции.

Продукт С3b объединяет оба пути реакции. C3b расщепляет C5 на C5a и C5b. Компоненты С5Ь-8 полимеризируются с С9 и образуют трубкообразный мембранно-атакующий комплекс, который проходит сквозь мембрану клетки-мишени и приводит к проникновению внутрь клетки Ca 2+ (при высоких внутриклеточных концентрациях цитотоксичен!), а также Na + и Н 2 О. Активация каскада реакций системы комплемента включает гораздо больше этапов, чем приводится на схеме. В частности отсутствуют различные тормозные факторы, которые в случае системы свертывания и фибринолитической системы помогают контролировать избыточную реакцию.

Система приобретенного иммунитета сформировалась эволюционно в наиболее совершенной форме у позвоночных в результате уникального процесса перегруппировки генов иммуноглобулинов (антител) и Т-клеточного рецептора. Из первоначального небольшого набора генов зародышевой линии, передаваемых по наследству, в процессе соматической перегруппировки генных сегментов V, D, J и C, ответственных за синтез молекул антител или Т-клеточных рецепторов, создается огромное разнообразие распознающих элементов, перекрывающих все существующие в природе антигены. После рождения иммунная система человека потенциально способна к узнаванию любого антигена и способна различать антигены, отличающиеся по одной или нескольким аминокислотным остаткам.

Рис. 8-5. Активация системы комплемента ведет к растворению (лизированию) чужеродных и инфицированных вирусом собственных клеток организма

Фагоцитоз

Клетки врожденных иммунных реакций принимают участие в процессах воспаления, поглощают и переваривают чужеродный материал.

Проникающие микроорганизмы в жидких средах организма быстро захватываются фагоцитирующими клетками. К ним принадлежат нейтрофильные полиморфноядерные лейкоциты крови и встречающиеся в крови и тканях мононуклеарные фагоциты (моноциты, макрофаги). Если при ранении патогенные микробы проникли в ткани организма, то в первую очередь к месту повреждения привлекаются клетки неспецифической системы защиты. Это происходит за счет хемотаксиса, что означает направленное передвижение неспецифических воспалительных клеток, которое запускается и поддерживается за счет градиентов концентраций химических веществ. Хемотаксически активные вещества крайне многочисленны и здесь перечислена лишь их небольшая часть: некоторые из них продуцируются эндотелием поврежденных сосудов (простагландин, лейкотриен В 4), часть тромбоцитами (Platelet Activating Factor = PAF), некоторые входят в состав системы комплемента (белки C3 и C5). Кроме того, известны более чем 30 различных, так называемых хемокинов, которые привлекают определенные типы клеток.

Фагоцитоз начинается с захвата микроорганизмов и их связывания с мембранной поверхностью фагоцитов. Нагруженные C3b или антителами частицы (бактерии, поврежденные клетки организма) связываются с мембраной фагоцитов через C3b- или Fc-рецепторы (рис. 8-6). После связывания фагоцит образует псевдоподии, которые окружают чужеродное тело (образование фагосомы). Непосредственное разрушение чужеродного тела происходит, когда фагосомы сливаются с лизосомами в фаголизосому, и ферменты лизосом вступают в контакт с фагоцитируемым материалом. Лизосомальные ферменты включают протеазы, пептидазы, оксидазы дезоксирибонуклеазы и липазы. Кроме того фагоциты (прежде всего нейтрофильные гранулоциты) продуцируют

Рис. 8-6. Фагоцитоз на примере нейтрофильных гранулоцитов.

Фаза 1: Чужеродное тело, несущее антитела (например, IgG) или фактор системы комплемента C3b, распознается соответствующими рецепторами фагоцитов (Fc- и C3b-рецепторами) как нечто чужое. Фаза 2: После вступления в контакт с чужеродным организмом фагоциты образуют псевдоподии, которыми они «обхватывают» чужеродное тело. Фаза 3: После полного захвата чужеродного тела (фагоцитоз в собственном смысле) происходит образование фагосом. Фаза 4: Лизосомы, богатые гидролазой, сливаются с фагосомами и образуют фаголизосомы, в которых переваривается чужеродное тело. Фаза 5: Непереваренный материал выделяется наружу; на поверхности клетки появляются вновь Fc- и C3b-рецепторы, которые были расщеплены перед образованием фагосом (вторичная переработка)

В-лимфоциты

Плазматические клетки синтезируют молекулы иммуноглобулинов, которые опосредуют гуморальный иммунный ответ и происходят из зрелых В-лимфоцитов, которые в качестве рецепторных молекул имеют встроенные в мембрану иммуноглобулины (IgM-мономер, IgD). Антигенный эпитоп распознается только B-клетками, обладающими подходящим иммуноглобулиновым рецептором (паратоп) (V-отрезок Fab-участка). Соответствие между эпитопом и паратопом обеспечивает связывание антигена с В-лимфоцитом. Это ведет к активации этих клеток и их пролиферации, в результате чего образуются идентичные дочерние клетки - клеточный клон. В-лимфоциты - это лишь промежуточная стадия образования клона, клетки которого теперь называются плазматическими клетками, способными продуцировать антитела. Последние отличаются от покоящихся В-клеток тем, что они направлены исключительно на то, чтобы производить иммуноглобулины и выделять их в окружающую среду (рис. 8-7). Каждая продуцирующая антитела клетка синтезирует только один сорт антител. Решение о том, какое антитело должно быть образовано, генетически детерминировано до вступления клетки в контакт с антигеном. Контакт с антигеном вызы-

вает массовое деление того типа клеток, который выделяет нужные антитела.

В абсолютном большинстве случаев для «узнавания» антигена В-клетками и для их превращения в плазматические клетки, выделяющие антитела, необходимы еще антиген-презентирующие клетки и Т-хелпера. Только очень большие антигены с многими повторяющимися структурами оказываются в состоянии напрямую стимулировать В-клетки (рис. 8-7). На основании большого многообразия возможных антигенов необходимо предположить, что имеются многие миллиарды различных клонов В-клеток.

Наряду с плазматическими клетками при контакте с антигеном возникают В-клетки памяти, которые после контакта с антигеном не выделяют иммуноглобулины, а сохраняют информацию о структуре антигена. При последующем контакте с антигеном они под влиянием Т-хелперов и Т-клеток памяти, могут незамедлительно продуцировать большие количества антител. Эта «функция памяти» иммунной системы не столько связана со специфическими клетками памяти, сколько является результатом постоянного и повторяющегося контакта малейших количеств антигена с субпопуляцией В- и Т-клеток, которая держит антиген в «поле зрения», чтобы не забыть его.

Рис. 8-7. Клональная селекция и дифференцировка В-лимфоцитов.

Изображены три различных типа В-лимфоцитов, характеризующиеся, в зависимости от обстоятельств, наличием специфического IgG-рецептора (паратопа) (клеточные клоны 1,2,3). Только клеточный клон 2 обладает рецептором, подходящим к антигенному эпитопу. Это специфическое распознавание характерных признаков ведет к клональной селекции с последующим размножением клеточного клона 2 (клональная экспансия). Последующая дифференцировка развивающегося клона способствует образованию плазматических клеток, продуцирующих антитела, и В-клеток памяти. Плазматические клетки выделяют иммуноглобулины с паратопом, идентичным рецепторам В-клетки (см. увеличенное изображение иммуноглобулинов). В-клетки памяти сохраняют информацию о происшедшем контакте антиген-антитело, так что при повторной встрече с этим антигеном происходит более быстрое и усиленное образование антител

Структура иммуноглобулинов

Плазматические клетки обеспечивают гуморальную защиту, которая состоит из иммуноглобулинов (Ig). Иммуноглобулины можно разделить на классы IgG, IgM, IgE, и IgD (см. табл. 8-2). Каждый мономер иммуноглобулина имеет одинаковую основную конфигурацию: он состоит из двух идентичных легких (light) L-цепочек и двух идентичных тяжелых (heavy) Н-цепочек (рис. 8-8).

Трехмерная форма Ig-молекулы сравнима с буквой Y, при этом обе короткие руки, называемые Fab, представляют собой антигенсвязывающие (antigen binding) участки молекул. Те части Н- и L-цепочек, которые образуют дистальную часть молекул Fab-отрезка (V-область), вариабельны (variable) по аминокислотной последовательности. Каждое специфическое антитело,

которое направлено против определенного антигенного эпитопа, имеет различные V-участки в Н- и L-цепочках, тогда как остаток внутри соответствующего Ig-класса идентичен и определяет принадлежность к Ig-классу. Fc-область, которая после связывания Fab-домена на антигене выходит на внешнюю поверхность, ответственна за связывание с соответсвующими неспецифическими клетками защиты, которые движутся по ткани и несут на своей поверхности Fc-рецептор, как, например, нейтрофильные гранулоциты, естественные клетки-убийцы (NK-клетки) и макрофаги. Вслед за этим чужеродные клетки повреждаются оксидантами (О 2 -, ОН.), NO и перфорином, их обломки фагоцитируются и «перевариваются» лизосомальными ферментами. Кроме того, через Fc-отрезок Ig запускается классический путь активации системы комплемента.

Рис. 8-8. Основная структура иммуноглобулина G и функциональная роль различных участков их молекулы.

Легкие цепочки (V L + C L) и тяжелые цепочки (V H + C H1,2,3) связаны между собой через нековалентные связи, а также дисульфитные мостики. После протеолитического расщепления папаином молекула распадается на антигенсвязывающий фрагмент (antigen binding fragment, F ab) и на фрагмент, который легко кристаллизуется (F c). (Это протеолитическое расщепление IgG-молекулы папаином служит лишь для структурного исследования; оно не имеет места in vivo). Между F ab - и F c -частями находится участок, который особенно хорошо подвижен (шарнирный участок, «hinge region»), так что F ab -части Y-подобной молекулы более или менее сильно раскрываются и за счет этого могут приспосабливаться к различным пространственным расстояниям антигенного эпитопа. В различных участках аминокислот H-цепочки и L-цепочки наблюдаются характерные пространственные структуры; они обозначаются как домены. В изображенной IgG-молекуле имеется в общей сложности 12 доменов (V L и C L , а также V H и C H1,2,3). Способность к связыванию молекул определяется доменами, которые на соответствующих отрезках окрашены по-разному

Взаимодействие антигена с антигенпрезентирующей клеткой

Т-эффекторов, которые могут быть двух видов: ТЦТ (цитотоксические лимфоциты) и ТГЗТ (лимфоциты гиперчувствительности замедленного типа). Также Th1-клетки продуцируютинтерферон γ - эффекторный цитокин, обладающий прямой противовирусной и противоопухолевой активностью. На увеличенном изображении показано, в качестве примера, взаимодействие между CD4 + -клеткой и комплексом MHC с антигеном.

Если образуются Th2-лимфоциты, активизируется гуморальный ответ, направленный против растворимых и клеточных антигенов. Th-лимфо- циты, которые преобразуются в Th2-лимфоциты, взаимодействуют с рецепторами В-лимфоцитов, которые являются встроенными в мембрану иммуноглобулинами (IgM-мономер, IgD). В результате взаимодействия происходит передача антигенной детерминанты от Th2 к B-клетке и продукция Th2 клетками ростовых факторов IL-4,5,6. Под действием этих факторов антиген-специфические B-лимфоциты начинают размножаться и дифференцироваться в плазматические клетки, которые продуцируют Ig (антитела). Антитела связываются с растворимыми антигенами, образуют иммунные комплексы, элиминируемые в последствии из организма. Второй вариант эффекторной фазы гуморального иммунного ответа может быть направлен на вирусинфицированные или опухолевые клетки. В этом случае АТ связывается с антигеном на поверхности клетки; происходит активация комплемента и нарушение целостности цитоплазматической мембраны.

Рис. 8-9. Стимуляция Т- и В-лимфоцитов антиген-презентирующими клетками (АПК).

В тканях АПК захватывает АГ, лизирует и презентирует его в виде антигенной детерминанты на поверхность клетки вместе с молекулами HLA класса II. Процессинг - расщепление АГ в фаголизосоме. Вторичные органы иммунной системы. Презентация - взаимодействие АПК с Th0, который распознает АГ и дифференцируется на Th1 и Th2.

Thl-лимфоциты запускают клеточный ответ и за счет размножения Т-эффекторов двух видов: ТЦТ и ТГЗТ. Тh2-лимфоциты активизируют гуморальный ответ, взаимодействуя с рецепторами, встроенными в мембрану В-лимфоцитов (IgM-мономер, IgD).

Th0 - «наивные» недифференцированные Т-лимфоциты, Thl-лимфоциты - Т-хелперы 1, Тh2-лимфоциты - Т-хелперы 2

Иммуноглобулины

Иммуноглобулины - это белки, которые синтезируются под влиянием антигена и специфически с ним реагируют. Иммуноглобулины состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают 4 структуры:

1.Первичная - это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности.

2.Вторичная определяется конформацией полипептидных цепей.

3.Третичная определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину.

4.Четвертичная характерна для иммуноглобулинов. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру. Иммуноглобулины М - это наиболее «ранние»

из всех классов Ig, включающие 2 субкласса: IgM1 (65%) и IgM2 (35%). IgM активируют систему комплемента.

Иммуноглобулины Е - это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало -

0,00005-0,0003 г/л или 0,002% от общего количества Ig. IgE связывается со специфическими рецепторами на поверхности тучных клеток и базофилов с высвобождением из этих клеток медиаторов аллергии.

Иммуноглобулины А - это секреторные ИГ, включающие 2 субкласса: IgА1 (90%) и IgА2 (10%). IgA секретируется в различные жидкости организма, обеспечивая секреторный иммунитет.

Иммуноглобулины D - это мономеры; их содержание в крови составляет 0,03-0,04 г/л или 1% от общего количества Ig. IgD функционирует в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена.

Иммуноглобулины G - это мономеры, включающие 4 субкласса (IgG1 - 77%; IgG2 - 11%; IgG3 - 9%; IgG4 - 3%), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. IgG проявляет разнообразные виды активности, в том числе способность проникать через плаценту.

Рис. 8-10. Иммуноглобулины человека (табл. 8-2)

Таблица 8-2. Иммуноглобулины человека

Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз

Тромбоциты не активируются неповрежденным эндотелием (рис. 8-11 А). Это можно объяснить особыми свойствами гликокаликса мембраны клеток эндотелия, для которого у тромбоцитов нет рецепторов. Кроме того, эндотелиальные клетки отдают в просветы сосудов факторы, противодействующие активации тромбоцитов. Прямое тормозящее воздействие на активацию тромбоцитов оказывает простациклин = простагландин I 2 , эйкозаноид, который образуется и выделяется клетками эндотелия, а также монооксид азота (NO). Третий продукт клеток эндотелия, который косвенно тормозит агрегацию тромбоцитов, гепарин. Гепарин тормозит образование и активность тромбина (через антитромбин III) и индуцированную тромбином активацию тромбоцитов.

Тромбоциты появляются в результате отшнуровки от мегакариоцитов в костном мозге, при этом каждая из этих самых больших клеток костного мозга порождает около 500 тромбоцитов (кровяных пластинок). Нормальное количество тромбоцитов составляет 170 000-400 000/мкл крови; при снижении уровня числа тромбоцитов до 50 000/мкл (тромбоцитопения) начальная стадия остановки кровотечения нарушается.

При повреждении сосудов открываются лежащие под эндотелием волокна коллагена, к которым тотчас же прикрепляются тромбоциты. Прикрепление (адгезия, рис. 8-11 Б) осуществляется с помощью белка, образуемого клетками эндотелия и мегакариоцитами (фактор фон Виллебранда, vWF), который вместе с фибронектином и ламинином образует молекулярные мосты между волокнами коллагена и специфическим комплексом рецепторов (GPIb-IX-V) на мембране тромбоцитов. При дефекте этого гликопротеинового комплекса (GP) прикрепление

тромбоцитов к коллагену становится невозможным. Непосредственно после адгезии происходит активация тромбоцитов (рис. 8-11 В). Этот процесс активации состоит в основном из трех этапов: секреции различных веществ, изменения формы тромбоцитов и агрегации кровяных пластинок. Первым этапом является секреция агонистов (ADP, тромбоксан А 2 , серотонин), вследствие чего происходит активация тромбоцитов. Эти тромбоциты становятся клейкими и образуют агрегат, «тромбоцитарная пробка» (белый тромб). Изменения формы тромбоцитов являются морфологическим эквивалентом их активации.

Главными отличительными признаками агрегации являются: а) реорганизация мембраны тромбоцитов и б) сокращение актин-миозиновых компонентов тромбоцитарного цитоскелета. Реорганизация плазматической мембраны приводит к экспозиции рецепторного комплекса, гликопротеина (GP) IIb/IIIa, на мембране тромбоцита. Фибриноген плазмы, равно как и «клеящие вещества» фибриноген и тромбоспондин, выделяемые активированными тромбоцитами, связываются с GP IIb/IIIa и вызывают агрегацию тромбоцитов (рис. 8-11 Г). Прежде чем тромбоциты начнут склеиваться друг с другом, они сначала должны быть привлечены к поврежденному месту в достаточном количестве. Те тромбоциты, которые активированы прикреплением к субэндотелиальному коллагену, выделяют вещества, за счет которых тромбоциты, плавающие в крови, «призываются на помощь». Все активированные тромбоциты склеиваются вместе и образуют за короткое время (<1 мин) белый тромб.

С агрегацией и контракцией завершается первичный гемостаз, т.е. образование белого тромбоцитарного агрегата. При нормальных условиях этот процесс длится 2-4 мин (время остановки кровотечения).

Рис. 8-11. Активация тромбоцитов.

Морфологические изменения. А - фаза покоя тромбоцитов - неповрежденные капилляры. Б - реакция наслоения тромбоцитов на коллаген после повреждения сосуда (адгезия на коллагене посредством тромбоцитарного гликопротеина GPIb и эндотелиального vWF). B - активация тромбоцитов: после наслоения на поврежденный эндотелий происходит активация фосфолипазы C (PLC), высвобождение инозитолтрифосфата (IP 3) с последующим Ca 2+ -oпосредованным превращением глобулярного актина в фибриллярный. Г - образование тромба: после экспозиции гликопротеина IIb/IIIa из активированных тромбоцитов с помощью фибриногена образуется тромбоцитарный агрегат (белый тромб)

Факторы свертывания крови

Факторы, принимающие участие в каскадах свертывания крови, обозначаются по договоренности римскими цифрами, при этом активное состояние соответствующего компонента маркируется через «а». Ранее часто использовались собственные имена, которые вместе с цифровой номенклатурой приведены в таблице. Как и в системе комплемента, работа системы свертывания - это

каскад реакций активации ферментов, центральное место в котором занимает фактор X. В активной форме фактор X образует совместно с фактором Va, фосфолипидами и Ca 2+ ферментативный комплекс прототромбиназу, которая переводит неактивный прототромбин в активный тромбин. Ca 2+ обеспечивает при этом фиксацию протромбиназного комплекса на отрицательно заряженных фосфолипидах клеточной мембраны, за счет чего его активность многократно возрастает.

Рис. 8-12. Факторы свертывания крови (табл. 8-3)

Таблица 8-3. Факторы свертывания крови

Коагуляционный гемостаз

Фаза активации. Активация фактора X может происходить посредством факторов, входящих в состав внешней и внутренней систем свертывания. Фактор Xa является конечным итогом систем свертывания. Внешний путь активации запускается тканевым тромбопластином из поврежденной ткани. Фактор тканевой тромбопластин активирует фактор VII, который как фактор IXa образует с Ca 2+ и фосфолипидами комплекс, активирующий фактор активации X. Внутренний путь свертывания запускается взаимодействием фактора XII с отрицательно заряженной поверхностью сосуда в присутствии высокомолекулярного кининогена и калликреина. В последствии активируются факторы XI и IX. Фактор IXa образует вместе с фосфолипидами, Ca 2+ и фактором VIIIa комплекс, который активирует фактор X в фактор Xa, вследствие чего наконец возникает тромбин. Эта сериновая протеаза регулирует не только активацию тромбоцитов, но действует через протеазоактивированные рецепторы как эффективный митоген клеток эндотелия и клеток гладкой мускулатуры.

О том, насколько насколько важен комплекс из факторов VIIIa и IXa для работы внутренней системы свертывания, можно судить по симптомам, которые появляются при отсутствии одного из этих факторов. При классической гемофилии А, наиболее частом врожденном нарушении процессов свертывания крови, недостает фактора VIII, при гемофилии B - фактора IX. Симптомы при обеих формах гемофилии одинаковы, однако гемофилия А встречается в 5 раз чаще, чем гемофилия В. Пациенты страдают обильными кровоизлияниями (гематомами) прежде всего в области конечностей

и головы, долго длящимися кровотечениями после повреждений, кровотечениями в суставах (гемартрозами), особенно локтевых и коленных суставов, которые приводят со временем к неподвижности сустава. Долговременное лечение гемофилии возможно либо полученным из плазмы, либо рекомбинантным фактором VIII.

Фаза коагуляции. Фаза активации заканчивается с образованием ферментативно активного тромбина. В последующей коагуляционной фазе тромбин отщепляет от фибриногена низкомолекулярные пептиды (фибринопептиды). Так образуются мономеры фибрина, которые через нековалентные связи (например, водородные мостики) складываются (коагулируют) в полимеры фибрина. Возникший сгусток все же недостаточно стабилен. Лишь в результате воздействия фактора XIII, который активируется тромбином, происходит образование ковалентных связей между γ-карбоксилгруппами остатков глютамина одного мономера фибрина и ε-аминогруппами остаков лизина другого мономера фибрина.

Фаза ретракции. Нити фибрина укладываются над тромбоцитарным агрегатом и связываются через мембранный рецептор гликопротеин IIb/IIIa с тромбоцитами. При адгезии фибрина на тромбоцитах и окружающей ткани принимает участие также еще «заякоривающий белок» фибронектин (см. рис. 8-11). Возникающий при вторичном гемостазе тромбин способствует не только агрегации тромбоцитов, но и активации их сократительной актин-миозиновой системы. Под тягой сокращающихся тромбоцитов на сети фибриновых нитей тромб сжимается и становится значительно меньше своего изначального объема (ретракция). Таким образом происходит дальнейшее укрепление тромба и механическое закрытие раны изнутри.

Рис. 8-13. Свертывание крови и фибринолиз.

Внешний путь активации: повреждение ткани является причиной контакта крови с составными частями разрушенных клеток, в которых находится тканевой тромбопластин. Этот липидно-белковый комплекс активирует фактор VII, который образует комплекс с Ca 2+ и фосфолипидами (P-Lip), который активирует фактор X. Внутренний путь активации: Реакция запускается активацией фактора XII (фактор Хагемана) на отрицательно заряженной поверхности. При активации задействованы также другие белки, например высокомолекулярный кининоген и калликреин. Следом активируются факторы IX и XI. Фактор IXa образует вместе с фосфолипидами (P-Lip), Ca 2+ и активированным фактором VIII ферментативный комплекс, который активирует фактор X. Возникающий после этого комплекс (P-Lip, Ca 2+ , Xa, Va) обозначается как протромбин активатор или протромбиназа; он запускает образование фибрина.

Синим залиты неактивные (покоящиеся) профакторы; розовым - активированные факторы с ферментативной активностью; желтым - процессы активации совместно действующих комплексов. Красные стрелки указывают на ферментативно активируемые процессы. В нижней (залитой серым цветом) части рисунка нарисованы факторы, переводящие при фибринолизе плазминоген в плазмин. Плазмин является протеазой, которая снова может растворить связанный фибрин, возникающий как конечный продукт свертывания. Стрепто- и стафилокиназы являются бактериальными активаторами плазминогена, которые не встречаются в физиологических условиях, однако могут быть применены для растворения тромба терапевтически.

ТАП - тканевый активатор плазминогена