ТЕМА: ТКАНИ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ
Система тканей внутренней среды включает:
1. Кровь и лимфа.
2. Соединительные ткани:
а) собственно соединительные ткани;
б) соединительные ткани со специальными свойствами;
в) скелетные ткани – хрящевая и костная.
Подтема: КРОВЬ И ЛИМФА. ГЕМОПОЭЗ
Система крови включает в себя кровь, органы кроветворения – красный костный мозг, тимус, селезенку, лимфатические узлы, лимфоидную ткань некроветворных органов.
Элементы системы крови имеют общее происхождение – из мезенхимы и структурно-функциональные особенности, подчиняются общим законам нейрогуморальной регуляции, объединены тесным взаимодействием всех звеньев.
Система крови взаимосвязана с лимфатической и иммунной системами.
Кровь и лимфа вместе с РВНСТ образуют внутреннюю среду организма. К ровь и лимфа состоят из плазмы (или жидкого межклеточного вещества) и взвешенных в нем клеток ( или форменных элементов).
Кровь и лимфа тесно взаимосвязаны, в них постоянно происходит обмен клетками и веществами плазмы. Все клетки крови и лимфы развиваются из общей полипотентной стволовой клетки крови (СКК).
КРОВЬ
Состоит из 2 компонентов: плазмы и клеток – эритроцитов, лейкоцитов и кровяных пластинок.
Плазма составляет 55-60% объема крови, клетки крови – 40-45%. У взрослого человека общий объем крови составляет » 5 л, из них – 1 л находится в депонированном состоянии, преимущественно в селезенке.
Функции крови:
- транспортная;
- гомеостатическая;
- защитная.
Транспортная функция – перенос различных веществ: газов (О2 и СО2), питательных веществ, гормонов, белков, ионов, продуктов метаболизма.
Гомеостатическая функция – поддержание постоянства внутренней среды организма, регуляция температуры тела, осмотического равновесия и кислотно-щелочного баланса.
Защитная функция выражается в уничтожении микроорганизмов, участии в воспалительных и иммунных реакциях. К функциям защиты также можно отнести и функцию свертывания крови, которая осуществляется благодаря наличию в крови тромбоцитов и плазменных факторов свертывания. Они образуют тромб при нарушении целостности стенки сосуда и препятствуют потере крови. Потеря 30% крови – смерть. Поэтому роль крови в организме необычайно велика. В клинической практикеданные анализа крови являются одним из главных компонентов для постановки диагноза.
Плазма крови – межклеточное вещество жидкой консистенции. Состоит из воды (90%), органических (9%) и неорганических веществ (1%). Белки составляют ≈ 6% всех веществ плазмы. Среди них выделяют 3 основные группы:
3. Белки системы свертывания: коагулянты и антикоагулянты.
Коагулянты – плазменные факторы свертывания, например, фибриноген. Их всего 12.
Антикоагулянты - компоненты фибринолитической системы, т.е. препятствующие свертыванию.
2. Белки, участвующие в иммунных реакциях – это Ig (иммуноглобулины или антитела) и белки комплемента. Ig (АT) – белки γ-глобулиновой фракции. Различают несколько классов Ig. Они участвуют в реакциях «Аg + АT», инактивируют вирусы, токсины, бактерии. Белки комплемента участвуют в неспецифической защите клеток хозяина и инициируют реакции воспаления.
3. Транспортные белки – альбумины, трансферрин, аполипопротеины, гаптоглобин, транскобаламины и др.
Основную часть составляют альбумины (М ≈ 60-65 кД). Синтезируются в печени, связывают и переносят мало- или нерастворимые метаболиты (например, жирные кислоты), многие гормоны, переносят билирубин в печень для последующей экскреции.
Форменные элементы крови:
- эритроциты;
- лейкоциты;
- тромбоциты (кровяные пластинки).
Популяция клеток крови постоянно обновляется, т.к. большинство зрелых форм погибает после выполнения своих функций.
ЭРИТРОЦИТЫ
Безъядерные клетки. Высокодифференцированы. Не способны к делению.
Основная функция – транспорт О2 и СО2 (осуществляется с помощью белка гемоглобина), а также транспорт АК, АT, токсинов и некоторых лекарственных веществ, адсорбированных на поверхности клетки.
Количество: у мужчин - 3,9 – 5,5 ∙ 1012/л
У женщин - 3,7 – 4,9 ∙ 1012/л
Более высокое содержание эритроцитов у мужчин связывают со стимулирующим эритропоэз влиянием андрогенов.
Продолжительность жизни ≈ 120 дней.
Эритроциты в норме (нормоциты) имеют форму двояковогнутого диска Ø 7-8 мкм. Считают, что такая конфигурация обеспечивает наибольшую площадь поверхности по отношению к объему, что важно для газообмена. Размеры и форма эритроцитов изменяются при некоторых заболеваниях крови.
Плазмолемма эритроцитов пластична, что позволяет клетке деформироваться и легко проходить по капиллярам Ø 3-4 мкм. Она состоит из бислоя липидов и белков. Главные трансмембранные белки – полоса 3 и гликофорины.
Полоса 3 – трансмембранный гликопротеид. Участвует в обмене О2 и СО2.
Гликофорины – мембранные гликопротеины, выполняют рецепторную функцию, их полисахаридные цепи содержат Аg – детерминанты (агглютиногены А и В системы групп крови).
Поддержание формы эритроцита обеспечивается белками цитоскелета, основным из которых является спектрин. С ним соединяется актин, формируя сетеподобную структуру.
Цитоплазма эритроцита содержит 60% воды и 40% сухого остатка, из которого 95% приходится на гемоглобин.
Гемоглобин – сложный белок – тетрамер, состоящий из четырёх полипептидных цепей глобина, каждая из которых ковалентно связана с одной молекулой гема. Гем построен из 4 молекул пиррола, образующих порфириновое кольцо, в центре которого находится Fe2+.
Основное количество Fe2+ в организме находится в составе гема. Часть его запасается в виде ферритина (гепатоциты, макрофаги костного мозга и селезенки) и гемосидерина (клетки Купффера и макрофаги костного мозга). Большая часть Fe2+, необходимого для синтеза гема, извлекается из старых эритроцитов и только 5% поступает с пищей. Fe2+ накапливается в эпителиальных клетках слизистой оболочки тонкой кишки, затем связывается с белком трансферрином и переносится им в красный костный мозг и печень. Fe2+ используется для эритропоэза, а свободный трансферрин возвращается в плазму.
При старении эритроцитов происходят следующие процессы: т.к. эритроциты не могут синтезировать белки, то со временем интенсивность обмена веществ в них снижается, нарушается их форма, происходит деградация белков, появляются новые антигены (Аg), в частности Аg стареющих клеток появляется в результате деградации белка полосы 3. Такие клетки распознаются макрофагами и фагоцитируются. Нb в макрофагах распадается на билирубин и гемосидерин, содержащие Fe2+. Fe2+ гемосидерина связываетсяс трасферрином, затем транспортируется в костный мозг, и там захватывается макрофагами, которые передают его дифференцирующимся эритробластам. Каждые сутки разрушается 0,5-1% эритроцитов.
В норме у человека содержится два вида гемоглобина (Hb): HbA (гемоглобин взрослого человека) и HbF (фетальный гемоглобин). Кроме того, различают соединения Hb: оксигемоглобин HbО2, карбоксигемоглобин HbСО, карбгемоглобин HbСО2, метгемоглобин MetHb Fe3+.
Около 75% эритроцитов – нормоциты, т.е. имеющие размер ≈ 7,5 мкм и форму двояковогнутого диска. Ретикулоциты (молодые эритроциты) составляют ≈ 1% всех эритроцитов. Также встречаются микроциты (размер 6 мкм и меньше) и макроциты (размер более 8 мкм).
Изменение размеров эритроцитов при заболеваниях называют анизоцитозом.
Пойкилоцитоз – нарушение формы эритроцитов. При заболеваниях появляются аномальные формы эритроцитов, что чаще всего обусловлено изменением структуры Hb. Например, при генетическом повреждении в β-цепи Hb – замена одной-единственной аминокислоты, у больного появляются эритроциты серповидной формы (серповидно-клеточная анемия).
При старении эритроцитов в крови также появляются клетки изменённой формы:
сфероциты – шарообразные
стоматоциты – куполообразные
эхиноциты – имеющие шипы на поверхности
планоциты – плоские
Разрушение эритроцитов с выходом Нb в окружающую среду – гемолиз.
ЛЕЙКОЦИТЫ
Классификация
Лейкоциты
 |
Гранулоциты Агранулоциты
 |  |  |  |  | |||||
Нейтрофилы лимфоциты
Эозинофилы моноциты
Базофилы
Для лейкоцитов характерны:
- активное перемещение с помощью псевдоподий;
- способность проходить между клетками эндотелия сосудов, эпителия, через базальные мембраны;
- хемотаксис.
Выполняют защитные функции.
У взрослых людей в 1 л крови содержится 3-9·109 лейкоцитов.
Изменение количества отдельных типов лейкоцитов выражается увеличением (-цитоз или -филия) или уменьшением (-пения) их числа в циркулирующей крови.
Например, при острых бактериальных инфекциях увеличивается количество нейтрофилов – нейтрофильный лейкоцитоз, при паразитарных – эозинофилия.
ГРАНУЛОЦИТЫ
НЕЙТРОФИЛЫ
40-75% общего количества лейкоцитов.
Размеры: - в мазке крови – 12 мкм;
- в тканях увеличивается до 20 мкм.
Продолжительность жизни ≈ 8 суток.
Содержат большое количество гликогена. Энергию получают путем гликолиза, что позволяет клеткам существовать в бедных кислородом поврежденных тканях. Нейтрофил погибает после единственной вспышки активности, т.к. содержит мало органелл для синтеза белка. Эти клетки составляют основной компонент гноя.
Выделяют три пула нейтрофилов:
1. Циркулирующий - переносимые кровью клетки. При инфекции их количество увеличивается ≈ в 10 раз за счет пограничного и резервного пулов (ускоренный выход).
2. Пограничный пул - клетки, связанные с эндотелием мелких сосудов органов, особенно легких и селезенки.
3. Резервный пул - зрелые нейтрофилы костного мозга.
Среди нейтрофилов различают клетки разной степени дифференцировки:
Молодые клетки:
- юные – имеют бобовидное ядро, их количество = 0-0,5%;
- палочкоядерные – ядро в виде подковы, латинской буквы S. (Сдвиг влево в лейкоцитарной формуле – выброс незрелых форм нейтрофилов).
Зрелые клетки: - сегментоядерные.
Ядро содержит 3-5 сегментов, соединенных тонкими перемычками. 3% нейтрофилов у женщин содержат тельце Барра.
Гранулы нейтрофилов
Азурофильные (лизосомы) – 20% всех гранул, содержат ≈ 10 белков, уничтожающих микроорганизмы: катепсины, эластазу, миелопероксидазу, лизоцим, кислуюфосфатазу и др.
Специфические гранулы – 80% гранул, которые значительно мельче азурофильных. Содержат лактоферрин, лизоцим, В12-связывающие белки, коллагеназу, щелочную фосфатазу и др.
В плазмолемму нейтрофилов встроены рецепторы молекул адгезии, цитокинов, опсонинов, медиаторов воспаления, бактериальных продуктов и т.д.
После взаимодействия рецепторов нейтрофилов с хемоаттрактантами в клетке резко усиливается (в течение нескольких секунд) поглощение О2 и расход его в виде токсичных для микроорганизмов Н2О2, супероксида О2–, гидроксилов и т.д. Это явление называется «респираторный взрыв». Активированный нейтрофил прикрепляется к эндотелию и затем выходит из сосуда. При этом он увеличивается в размерах, удлиняется, образуя широкий головной конец (ламеллоподия) и суженную заднюю часть. Нейтрофил мигрирует к источнику хемоаттрактанта, продвигая вперед ламеллоподию, к мембране которой перемещаются гранулы цитоплазмы, затем их мембраны сливаются и происходит выброс содержимого гранул – дегрануляция.
Содержимое гранул токсично также и для тканей и может вызвать их повреждение.
Основная функция нейтрофилов – фагоцитоз. И.И.Мечников назвал их микрофагами.
Фагоцитоз протекает в несколько этапов:
1. Распознавание Аg.
2. Инвагинация мембраны нейтрофила вокруг частицы.
3. Образование фагосомы.
4. Образование фаголизосомы.
5. Уничтожение бактерий и разрушение захваченного материала.
В случае незавершенного фагоцитоза клетка погибает.
ЭОЗИНОФИЛЫ
Составляет 1-5% циркулирующих в крови лейкоцитов. Их количество изменяется в течение суток – maximum утром. В течение нескольких дней после образования остаются в костном мозге, затем циркулируют в крови 3-8 часов и выходят в ткани. Размер в крови ≈ 12 мкм, в тканях ≈ 20 мкм. Продолжительность жизни 8-14 дней. Хорошо развита гранулярная ЭПС, мало гладкой ЭПС, содержат много гликогена.
Ядро зрелых форм содержат 2-3 сегмента (чаще 2), соединенных перемычкой. Имеют палочкоядерные формы – незрелые.
Гранулы
Азурофильные (первичные).
Эозинофильные (вторичные) специфические содержат кристаллоид – антипаразитарное вещество (богатое аргинином, обуславливающее эозинофилию), гидролитические лизосомные ферменты, пероксидазу.
Наибольший эффект содержимое гранул эозинофилов оказывает в месте внедрения паразита в организм.
Функции: уничтожение паразитов, участие в аллергических и воспалительных реакциях. Характерен хемотаксис. Способны к фагоцитозу, но менее выраженному, чем у нейтрофилов. Малоэффективны в отношении паразитов, достигших мест окончательной локализации.
Дегрануляция происходит после активации антителами (АТ), запускается в течение нескольких минут и может продолжаться несколько часов. После дегрануляции подвергаются апоптозу.
БАЗОФИЛЫ
Составляют 0-1% общего количества лейкоцитов циркулирующей крови. Сходны с тучными клетками, но имеются морфологические и функциональные отличия. Находятся в пределах костного мозга и кровеносного русла. В крови циркулируют 1-2 суток. Способность к амёбоидному движению ограничена.
Размер – 10-12 мкм. В ядре 2-3 сегмента (чаще 3) S-образно изогнутых. Содержат все виды органелл, гликоген.
Специфические гранулы – окрашены метахроматически, крупные ≈ 0,5 – 1,2 мкм, часто закрывают ядро. Содержат протеогликаны, гистамин, пероксидазу, медиаторы воспаления.
Функции: участвуют в реакциях гиперчувствительности немедленного типа (астма, анафилаксия и т.д.). Дегрануляция происходит быстро под действием аллергенов. Базофилы, выделяя гепарин и гистамин, участвуют в регуляции процессов свертывания крови и проницаемости сосудов.
АГРАНУЛОЦИТЫ
ЛИМФОЦИТЫ
20-35% общего числа лейкоцитов. Величина варьирует от 4,5 до 10 мкм. Различают малые (4-5-6 мкм), средние (7-10 мкм) и большие (10 и более мкм). Содержат крупное округлое тёмное ядро, окружённое узким ободком цитоплазмы.
Лимфоциты играют главную роль во всех иммунологических реакциях. Функционально различают Т- и B-лимфоциты, а также NК-клетки (натуральные киллеры). Лимфоциты крови – преимущественно Т-клетки.
Т-клетки: - памяти
- киллеры
- хелперы
- супрессоры
В-клетки: - памяти
- плазмоциты
МОНОЦИТЫ
Самые крупные лейкоциты Ø ≈ 15 мкм 2-9%. Образуются в костном мозге в течение 2-3 суток. Незрелые. В тканях дифференцируются в макрофаги. Их совокупность – система мононуклеарных фагоцитов (Мечников). Продуцируют эндогенные пирогены.
КРОВЯНЫЕ ПЛАСТИНКИ – фрагменты цитоплазмы мегакариоцитов. Размер 3-5 мкм. Живут 8 дней. Имеют форму двояковыпуклого диска. Участвуют в процессах свертывания крови.
ГЕМОПОЭЗ
Гемопоэз – развитие крови.
Выделяют гемопоэз эмбриональный и постэмбриональный. Эмбриональный гемопоэз – развитие крови как ткани, постэмбриональный – физиологическая регенерация крови.
ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ГЕМОПОЭЗ
Эмбриональный гемопоэз проходит в три этапа:
1. Мегалобластический
2. Гепатотимолиенальный
3. Медуллярно-лимфатический
этап – мегалобластический (мезобластический)
Происходит в желточном мешке эмбриона. Здесь на 3-ей неделе развития в мезенхиме формируются скопления клеток – кроветворные островки. Клетки, расположенные по периферии островков, дифференцируются в эндотелий сосудов, а клетки, находящиеся в центре островков, теряют отростки, округляются и становятся стволовыми клетками крови.
Кроветворение в желточном мешке происходит интраваскулярно. Развивается здесь в основном только эритроидный дифферон клеток: появляются первичные эритробласты и эритроциты – мегалобласты и мегалоциты – крупные (более 8 мкм) ядросодержащие клетки.
Наряду с мегалобластическим кроветворением, но несколько позже, в стенке желточного мешка начинается нормобластическое кроветворение, т.е. образуются безъядерные эритроциты нормальных размеров - нормоциты.
Далее СК, мигрируя по сосудам с током крови, попадают в тело эмбриона, где заселяют различные органы, в первую очередь печень, а затем тимус и селезенку.
На 12-й неделе кроветворение в желточном мешке прекращается.