Роль витаминов и микроэлементов в кроветворении

Витамин В₁₂ и фолиевая кислота (витамин В₉) необходимы для синтеза нуклеопротеинов в разных тканях организма, созревания и деления ядер эритроидных клеток в кроветворной ткани. При дефиците витаминов В₁₂ и В₉ в наиболее интенсивно делящейся ткани организма — эритроидной — раньше, чем в других, возникают нарушения, вызывающие анемию. При дефиците витамина В₁₂ в костном мозге появляются большие ядросодержа­щие эритроидные клетки — мегалобласты, которые образуют с замедлен­ной скоростью большие эритроциты — мегалоциты с резко укороченным периодом жизни. Замедление поступления эритроцитов в кровь и быстрое их разрушение ведет к анемии. Дефицит витамина B_J2 возникает в орга­низме при утрате париетальными клетками желудка способности продуци­ровать «внутренний фактор» — гликопротеин (молекулярная масса 60 000). Фактор связывает витамин В₁₂, поступающий с пищей, и предохраняет его от расщепления пищеварительными ферментами. Эти нарушения возника­ют при атрофии слизистой оболочки желудка, эпителия двенадцатиперст­ной кишки, часто наблюдающейся, например, у стариков. И хотя запаса витамина В₁₂ в печени достаточно взрослому человеку на 1—5 лет, посте­пенное его истощение приводит к заболеванию. Суточная потребность в витамине В_!2 — 5 мкг, содержание в плазме крови — 150—450 мкг/л. В ки­шечнике комплекс гликопротеин—витамин В₁₂ фиксируется специальны­ми рецепторами слизистой оболочки тонкого кишечника, далее витамин поступает в интестинальные клетки, затем в кровь и переносится с помо­щью особых молекул — транскобаламинов (I, II, III типов). Транскобала­мины I и III типа продуцируются лейкоцитами, II — макрофагами. Поэто­му при выраженном лейкоцитозе отмечается гипервитаминоз В₁₂. Витамин В₁₂ содержится в больших количествах в печени, почках, куриных яйцах.

Фолиевая кислота (витамин В₉) поддерживает синтез ДНК в клетках ко­стного мозга, благодаря обеспечению этого процесса одним из нуклеоти­дов — диокситимидилатом, образующимся в результате митилирования ди­оксиуридиловой кислоты в присутствии тетрагидрофолата (одной из реду­цированных форм фолиевой кислоты). При дефиците витамина В₉ в пище у человека уже через 1—6 мес нарушается синтез ДНК и деление эритро­идных клеток, ускоряется разрушение эритроцитов, что ведет к анемии. Суточная потребность организма человека в фолиевой кислоте 500—700 мкг. Ее резерв в организме равен 5—10 мг, ^!/₃ которого находится в пече­ни. Фолиевой кислотой богаты овощи (шпинат), дрожжи, молоко.

1,2,5-дигидроксивитамин D₃ и ретиноловая кислота (производное вита­мина А) участвуют в организме человека в дифференциации кроветворных клеток до их зрелых форм. Витаминами А и D богаты печень трески, тун­ца, сельдь, коровье молоко и сливочное масло.

Витамин В₆ (пиридоксин) является кофактором (т. е. дополнительным фактором активности) фермента — синтетазы 5-аминолевулиновой кисло­ты (АЛК-синтетазы), участвующей в образовании гема в эритроидных клетках в ткани костного мозга (см. рис. 7.2). Дефицит витамина В₆ в орга­низме человека нарушает синтез гемоглобина и вызывает анемию. Витами­ном В₆ богаты зерна злаков, капуста, картофель, молоко.

Витамин С поддерживает основные этапы эритропоэза, способствуя ме­таболизму фолиевой кислоты в эритробластах. Он участвует в метаболизме железа, повышая как его абсорбцию в желудочно-кишечном тракте, так и мобилизацию депонированного в клетках железа.

Витамин Е (а-токоферол) и витамин РР защищают фосфатидилэтанол- амин мембраны эритроцитов от усиливающего их гемолиз перекисного окисления.

Защиту гемоглобина и мембраны эритроцитов от окисления осуществ­ляет и витамин РР, являющийся одной из составляющих пиридиннуклео- тидов НАД и НАДФ.

Дефицит витамина В₂, участвующего в окислительно-восстановитель­ных реакциях, вызывает у человека анемию вследствие замедленного обра­зования эритроцитов в костном мозге.

Микроэлементы: медь способствует всасыванию ионов железа в кишеч­нике и мобилизации его резерва из печени и макрофагов; никель и кобальт способствуют утилизации железа, поддерживая синтез гемоглобина в эрит­роидных клетках и гемсодержащих молекул в тканях. Кобальт входит в со­став витамина В₁₂. При дефиците кобальта в организме человека возникает мегалобластическая анемия. Никель индуцирует синтез фосфатидилсери- на, стабилизирующего мембрану эритроцитов. При дефиците никеля уси­ливается выведение ионов железа из организме человека. Селен, тесно воз­действуя с витамином Е, защищает мембрану эритроцита от повреждения свободными радикалами. Почти 75 % всего цинка в организме человека находится в эритроцитах в составе фермента карбоангидразы, цинк входит в состав транскрипционных факторов, регулирующих активность генома гемопоэтических клеток.

Основы трансфузиологии

Трансфузиология (от лат. transfusio — переливание) — отрасль медицинской науки, изучающая способы и средства управления функциями организма путем воздействия на него переливания цельной крови, ее компонентов (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, стволовых кроветворных клеток, плазмы крови) и кровезаменителей.

Переливание крови или ее компонентов от человека человеку основы­вается на знании антигенных (иммунных) свойств клеток и белков крови.

7.7.1. Группы крови

Эритроцитарные антигены. Часть из более чем 300 антигенов мембраны эритроцитов человека объединена в 23 генетически контролируемые систе­мы групп крови (ABO, Rh-Hr, Дафи, М, N, S, Леви, Диего). Система анти­генов эритроцитов АВО содержит в сыворотке крови естественные анти-А и анти-В антитела. Генетический локус, контролирующий образование ан­тигенов этой системы, расположен в длинном плече 9-й хромосомы и представлен генами Н, А, В и 0. Гены А, В, Н контролируют синтез фер­ментов, которые формируют особые моносахариды или антигены мембра­ны эритроцита — А, В и Н. Образование антигенов начинается с гена Н, который через контролируемый им энзим гликолизилтранферазу формиру­ет из особого вещества-предшественника — церамидпентасахарида — анти­ген Н эритроцитов. Далее гены А и В через активность контролируемых ими энзимов формируют из Н-антигена, являющегося для них исходным материалом, антигены А или В. Ген «0» не контролирует трансферазу, и Н- антиген остается неизменным, формируя группу крови 0(1). Таким обра­зом, на мембране эритроцитов человека присутствуют антигены А, В и Н. У 20 % людей антиген А имеет антигенные отличия (^ и А₂). Антитела против антигенов А, А_и А₂ и В начинают формироваться после рождения человека иммунной системой в ответ на стимуляцию ее антигенами пищи

Таблица 7.3. Группы крови системы АВО

Таблица 7.4. Определение группы крови системы АВО

«—» — агглютинация отсутствует, «+» — агглютинация эритроцитов.

и бактерий, поступающих, например, в организм с вдыхаемым воздухом. Максимум продукции анти-А и анти-В антител приходится на 8—10-лет­ний возраст. При этом в плазме крови накапливается анти-А больше, чем анти-В. Антитела анти-А и анти-В называются изоантителами, или агглю­тининами, а соответствующие антигены мембраны — агглютиногенами. Ха­рактеристика групп крови системы АВО представлена в табл. 7.3.

Естественные анти-А- и анти-В-антитела принадлежат к иммуноглобу­линам класса М. Выработанные в процессе иммунизации А или В антиге­ном анти-А- и анти-В-антитела являются иммунными и относятся к имму­ноглобулинам класса G. Иммуноглобулины склеивают эритроциты (явле­ние агглютинации) и вызывают их гемолиз. При несовместимости группы крови донора (т. е. человека, у которого берут кровь для переливания) и ре­ципиента (т. е. человека, которому переливают кровь) переливание крови вызывает гемоконфликт, связанный с агглютинацией и гемолизом эритро­цитов, заканчивающийся гибелью реципиента. Для исключения гемокон­фликтов человеку переливают лишь одногруппную кровь. Для определения группы крови по системе АВО смешивают антитела анти- А и анти- В с ис­следуемыми эритроцитами и по наличию или отсутствию агглютинации эритроцитов определяют группу крови (табл. 7.4).

Rh-Hr антигены эритроцитов. Rh-антигены представлены на мембране эритроцитов тремя связанными участками: антигенами С (rh') или с (hr"), Е (rh") или е (hr") и D (Rh_o) или d. Из этих антигенов сильным является D, он способен иммунизировать человека, у которого антиген D отсутству­ет. Люди, имеющие D-антиген, называются «резус-положительными» (Rh⁺), среди европейцев их 85 %, а не имеющие его — «резус-отрицательными» (Rh^-) (15 %). У некоторых народов, например эвенков, отмечается 100 % Rh⁺ принадлежность.

Резус-положительная кровь донора образует иммунные антитела (анти- D) у резус-отрицательного реципиента. Повторное переливание резус-по- ложительной крови может вызвать гемоконфликт. Подобная же ситуация возникает у резус-отрицательной женщины, беременной резус-положи- тельным плодом. Во время родов (или аборта) эритроциты плода поступа­ют в кровь матери и иммунизируют ее организм (вырабатывают анти-D- антитела). При последующих беременностях резус-положительным плодом анти-D-антитела проникают через плацентарный барьер, повреждают тка­ни и эритроциты плода, вызывая выкидыш, а при рождении ребенка — ре­зусную болезнь, одним из проявлений которой является гемолитическая анемия. Для профилактики иммунизации резус-отрицательной женщины D-антигёнами плода во время родов или абортов ей вводят концентриро­ванные анти-О-антитела. Они агглютинируют резус-положительные эрит­роциты плода, поступающие в ее организм, и имммунизации не наступает. Слабые резусные антигены С и Е при их значительном поступлении в ор­ганизм резус-положительного человека могут вызвать антигенные реакции. Чаще всего антитела к антигенам эритроцитов системы резус являются им­муноглобулинами класса G. Для выявления этих антител используют анти- глобулиновую сыворотку крови, содержащую aHTH-IgG-антитела.

Антигенные свойства лейкоцитов и тромбоцитов. В настоящее время вместе с эритроцитарными антигенами открыто более 500 антигенов кле­ток крови и белков плазмы, которые создают свыше 40 различных анти­генных систем крови, сочетания же различных антигенных систем образу­ют в человеческой популяции множество антигенных комбинаций. Поэто­му, несмотря на подбор донора и реципиента по системам АВО эритроци­тов, всегда имеется несовместимость в других антигенных структурах их крови, приводящая к иммунизации организма реципиента.

На мембранах лейкоцитов помимо антигенов системы ABO, MN, Левис содержатся антигены гистосовместимости HLA (от Human Leucocyte Anti­gens), представленные более чем 150 антигенами, а также антигены не­скольких других генетических систем — NA, NB, NC, ND, NE и др. Анти­гены гистосовместимости HLA представлены и на поверхности тромбоци­тов. Несовместимость по антигенам HLA комплекса у донора и реципиен­та при переливании цельной крови и ее компонентов (лейкоцитарной или тромбоцитарной массы) приводит к иммунизации реципиента. Минималь­ное количество лейкоцитов, вызывающее иммунизацию реципиента, со­ставляет 1 • 10⁶. Образовавшиеся в организме реципиента антитела против антигенов системы HLA или антигенов лейкоцитов NA-NE при повторном переливании крови реципиенту вызывают различные осложнения (лихо­радку, возникающую в результате освобождения пирогенных веществ из поврежденных антителами лейкоцитов; антитела вызывают разрушение до­норских лейкоцитов и тромбоцитов и др.). Такие реакции могут развивать­ся у реципиентов после повторного переливания цельной крови, эритро­цитарной или тромбоцитарной массы, плазмы крови, так как лейкоцитар­ные антигены находятся в растворимой форме в плазме крови, присутству­ют на поверхности других клеток крови. Из сказанного следует, что транс­фузия цельной крови от донора реципиенту, даже имеющим одну и ту же группу крови по системе АВО и Rh-Hr, тем не менее, может привести к ос­ложнениям, связанным с поступлением в организм реципиента лейкоци­тов и тромбоцитов, имеющих разные с лейкоцитами и тромбоцитами ре­ципиента антигенные характеристики, что вызывает иммунизацию и по- слетрансфузионную реакцию у реципиента. Поэтому цельную кровь для переливания используют в клинике крайне редко, лишь по экстренным жизненным показаниям, например с целью полного восполнения крово­потери у детей, весьма чувствительных к гипоксии, вызванной острой кро­вопотерей. Кроме того, переливание цельной свежезаготовленной крови несет опасность передачи инфекции реципиенту, если донор находился в латентном (скрытом), не поддающемся диагностике периоде заболевания гепатитом В, С, D, СПИДом, сифилисом и малярией. Поэтому больным с целью восстановления газотранспортной функции крови переливают эрит­роцитарную массу, отмытую от плазмы крови, обедненную или лишенную лейкоцитов и тромбоцитов. Так, 5-кратное отмывание эритроцитов изото­ническим раствором NaCl удаляет из эритроцитарной массы до 80 % лей­коцитов и почти все тромбоциты и эффективно предупреждает иммуниза­цию организма реципиента.

7.7.2. Влияние переливаемой крови и ее компонентов на организм человека

Перелитая пациенту кровь или ее компоненты позволяют восстановить объем потерянной крови, коллоидно-осмотическое давление крови, газо­транспортную, кроветворную, защитную (иммунную), питательную, регу­ляторную, гемостатическую функции крови, стимулируют гомеостатиче­ские механизмы, поддерживающие объем жидкостей различных секторов организма.

После кровопотери взрослый человек может выжить без переливания крови или кровезаменителей, если потеря циркулировавших в сосудистом русле эритроцитов не превысит ²/₃, ^а плазма крови — ’/₃ от их исходного количества. Большая потеря объема циркулирующих эритроцитов и объе­ма циркулирующей плазмы без возмещения их потери приводит организм человека к гибели. Для получения лечебного эффекта дефицит потерянных с кровопотерей эритроцитов восполняют на 80%, а плазмы —на 150— 170 %, т. е. объем плазмы крови, переливаемой больному, должен быть больше утраченного с кровопотерей. Введение избыточного объема плазмы улучшает реалогические характеристики циркулирующей крови, способст­вует вымыванию эритроцитов из депо в циркуляцию. Например, с целью восстановления газотранспортной функции крови больным, перенесшим кровопотерю или страдающим анемией с уменьшением гемоглобина ниже 80 г/л крови, переливают одногруппную (по системе AB0) эритроцитарную массу, полученную от одного донора, и изотонический раствор NaCl, уст­раняя дефицит эритроцитов в организме больного на 80 %, а плазмы кро­ви — на 130—150 % от нормального уровня.

Переливание одногруппной крови (по системе AB0) от разных доноров одному реципиенту может вызвать сильное иммунологическое воздействие на организм реципиента и синдром «гомологичной крови», связанный с появлением микроагрегатов клеток крови (до 150—200 мкм), вызывающих закупорку мелких легочных и мозговых сосудов реципиента, других, опас­ных для жизни осложнений.

С целью восстановления тромбоцитарного звена гемостаза (например, при тромбоцитопении или функциональной недостаточности тромбоци­тов) переливают тромбоцитарный концентрат. Так, при снижении тромбо­цитов у человека ниже 20 • 10⁹/л крови могут возникать самопроизвольные, внезапные кровотечения в желудочно-кишечном тракте, внутричерепные, что требует переливания таким больным тромбоцитарного концентрата. Лечебная доза тромбоцитарного концентрата, обеспечивающая прекраще­ние кровоточивости, содержит не менее 2,8—3,0 • 10" тромбоцитов.

Трансфузия концентратов лейкоцитов производится с целью повыше­ния иммунных и защитных сил организма больных (например, с гнойно­деструктивными заболеваниями легких, при стафилококковом сепсисе, гнойном менингите и др.). Концентрат лейкоцитов (состоящий из грану­лоцитов и лимфоцитов) донора должен быть совместим с лейкоцитами ре­ципиента по системам АВО, Rh-Hr и лейкоцитарным антигенам. Лечебная доза концентрата, переливаемая больному, содержит от 10 • 10⁹ до 40 • 10⁹ лейкоцитов. При использовании концентрата лейкоцитов или тромбоци­тов должно строго выполняться правило «один донор — один реципиент».

Переливание плазмы крови производится с целью поддержания плазмен­но-коагуляционного гомеостаза (например, для остановки кровотечения больному с гемофилией, страдающему дефицитом VIII фактора); с целью создания пассивного гуморального иммунитета (например, при инфекции организма синегнойной палочкой или стафилококками больным перелива­ют антисинегнойную плазму донора, содержащую антитела против синег­нойной палочки, антистафилококковую — с антителами против стафило­кокков, повышая устойчивость организма больных против этих инфек­ций); с целью заместительной терапии — например, при ожоговой болез­ни, когда имеет место выраженная потеря плазмы, связанная с выходом плазмы крови из сосудов, вызывающая сгущение крови и ухудшение кро­воснабжения тканей. Так, при ожоговом поражении до 10—15 % площади тела плазмопотеря достигает 6—8 л в сутки и ее замещение производят плазмой крови и кровезаменителями. Средняя доза вводимой плазмы — 500 мл.

Переливаемая плазма должна быть одной группы с кровью реципиента по системе АВО. В чрезвычайных ситуациях, когда отсутствует одногруп- пная плазма, переливают плазму донора группы А(П) или В(Ш) реципиен­ту с 0 (I) группой крови и плазму АВ (IV) группы реципиентам любой группы крови.

При дефиците донорской крови и ее компонентов для лечения острой кровопотери, травматического шока, плазмопотери (при ожоговой травме) используют кровезаменители, которые восстанавливают объем циркули­рующей крови, нарушенную гемодинамику (повышают до нормального значения уровень артериального давления, нормализуют микроциркуля­цию), коллоидно-осмотическое давление крови.

В качестве кровезаменителей, восстанавливающих нарушенное крово­потерей кровообращение, используют, например, декстран — водораство­римый высокомолекулярный (мол. масса 80 000) полимер глюкозы — и созданные на его основе полиглюкин, полиглюсоль, реополиглюкин. Кро­везаменители, благодаря молекулярной массе, препятствующей выходу мо­лекул через стенку сосудов в интерстиций, поддерживают высокое колло­идно-осмотическое давление плазмы крови, вследствие чего способствуют движению тканевой жидкости в кровоток, поддерживают нормальный объ­ем циркулирующей крови.

ГЛАВА 8

Иммунная система [‡]

Во внутренней среде организма присутствуют клетки и молекулы, кото­рые обеспечивают защитную функцию (иммунитет). Часть из них относят­ся к факторам врожденного иммунитета, т. е. присутствуют в организме еще до встречи с каким-либо болезнетворным микроорганизмом или чу­жеродной молекулой. К таким факторам защиты относятся фагоцитирую­щие клетки крови и тканей, а также большие гранулярные лимфоциты, по­лучившие название «натуральные (естественные) киллеры». Врожденными факторами защиты организма являются также молекулы, продуцируемые и секретируемые вышеназванными клетками, а также лимфоцитами, стро­мальными и другими клетками. К таким молекулам относятся: белки сис­темы комплемента, медиаторы межклеточного взаимодействия — цитокины и др. Белки системы комплемента продуцируются постоянно и циркулиру­ют в крови, большинство цитокинов начинают продуцироваться и секре­тироваться клетками только в ответ на сигнал активации (например, на контакт с микроорганизмом).

Более эффективным способом защиты внутренней среды организма от проникающих в нее чужеродных агентов (антигенов) является специфиче­ский иммунный ответ, в результате которого организм приобретает допол­нительные защитные механизмы: активированные клетки и продуцируе­мые ими молекулы. Защитное действие этих механизмов строго избира­тельно (специфично) в отношении того конкретного антигена (например, патогенного микроорганизма), контакт с которым вызвал иммунный ответ. Специфический иммунный ответ является функцией клеток и органов им­мунной системы.

Рис. 8.1. Рециркуляция лимфоцитов.

Из центральных органов иммунной системы (костного мозга и тимуса) созревающие лимфо­циты поступают в кровь и заселяют периферические органы и ткани иммунной системы, от­куда снова поступают в лимфоток, в кровоток, продолжая рециркуляцию.

Главными клетками иммунной системы являются Г- и В-лимфоциты, которые рециркулируют в системе кровотока и лимфотока, постоянно пе­ремещаясь из одних органов иммунной системы в другие, обладают спо­собностью выходить в ткани для выполнения защитных функций (рис. 8.1).

В защитных реакциях специфического иммунитета кроме Т- и В-лим- фоцитов участвуют фагоцитирующие клетки (гранулоциты, моноциты, макрофаги), «естественные киллеры, тучные клетки, эндотелиальные и эпителиальные клетки, которые играют роль вспомогательных, взаимодей­ствуя с Т- и В-лимфоцитами.