Наследование групп крови нормальная физиология. Переливание крови

В 1901 г. было открыто, что в крови здоровых людей могут содержаться вещества, способные вызывать агглютинацию (склеивание) эритроцитов других людей. Изучение агглютинации эритроцитов одного человека в плазме или сыворотке крови другого человека создало научную основу для важного лечебного мероприятия - переливания крови.

Переливание крови производят при больших кровопотерях, некоторых отравлениях (в частности, когда нарушена способность гемоглобина связывать кислород), когда понижено содержание гемоглобина в крови и по многим другим медицинским показаниям. В прошлом попытки переливания крови нередко приводили к смерти или же вызывали тяжелые нарушения состояния организма. Тяжелые последствия переливания крови наступают в том случае, когда эритроциты крови донора (человека, дающего кровь) агглютинируются плазмой крови реципиента (человека, получающего кровь). Это бывает, когда в эритроцитах введенной крови содержится агглютинируемое вещество - агглютиноген, а в плазме реципиента находится соответствующее агглютинирующее вещество - агглютинин. В результате агглютинации эритроцитов и последующего их гемолиза возникают тяжелые состояния организма - гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти.

В эритроцитах крови людей Я. Янским и К. Ландштейнером были обнаружены два агглютинируемых фактора: агглютиноген А и агглютиноген В, а в плазме - два агглютинирующих агента: агглютинин α и агглютинин β. В крови человека никогда не встречается одновременно агглютиноген А с агглютинином а и агглютиноген В с агглютинином 3, поэтому в организме агглютинации собственных эритроцитов не происходит.

Установлено, что всех людей можно по наличию или отсутствию в эритроцитах агглютиногенов, а в плазме агглютининов разделить на четыре группы. У людей I группы по классификации Янского эритроциты не содержат агглютиногенов, а плазма содержит агглютинины а и р. У людей II группы в эритроцитах имеется агглютиноген А и в плазме агглютинин β.

К III группе относятся люди, у которых в эритроцитах находятся агглютиноген Вив плазме агглютинин а. Кровь IV группы характеризуется наличием в эритроцитах агглютиногенов А и В и отсутствием в плазме агглютининов.

Обозначив агглютинацию знаком плюс (+), а ее отсутствие знаком минус (-), можно представить результаты смешивания эритроцитов и сыворотки людей различных групп следующим образом.

Группа сыворотки	Группа эритроцитов
	I(0)	II(A)	III(В)	IV(AB)
I (α и β)	-	+	+	+
II (β)	-	-	+	+
III (α)	-	+	-	+
IV (0)	-	-	-	-

Группу крови определяют путем смешивания капли крови исследуемого человека со стандартными сыворотками, содержащими известные агглютинины. Для этого достаточно иметь две сыворотки II и III группы, так как при смешивании этих сывороток с эритроцитами (или кровью) исследуемого результаты агглютинации или ее отсутствие дают возможность точного определения любой группы (рис. 7).

Определение группы крови имеет большое практическое значение для выяснения возможности переливания крови. Для этой цели важно установить только неагглютинируемость эритроцитов донора, так как плазма вводимой крови вследствие ее разведения кровью реципиента не вызывает агглютинации эритроцитов последнего.

Людям, принадлежащим к I группе, можно переливать кровь только I группы. Кровь же I группы можно переливать людям всех групп. Поэтому люди I группы являются универсальными донорами. Людям IV группы можно вводить кровь всех четырех групп, кровь же IV группы можно переливать лишь людям IV группы. Людям II и III группы можно переливать кровь одноименной группы, а также кровь людей I группы. Кровь
людей II или III группы можно переливать людям соответствующей группы и, кроме того, IV группы. Эти отношения схематически изображены на рис. 8.

При исследовании групп крови в разных странах получены следующие средние данные о принадлежности людей к той или иной группе: I группа - 40%, II группа - 39%, III группа 15%, IV группа - 6%.

Рис. 7. Определение групп крови.
Сверху - положение на стекле двух капель исследуемой крови и капель сыворотки II и III группы. Римскими цифрами обозначены группы сыворотки крови. 1 - агглютинации сывороткой II и III группы не происходит - кровь I группы; 2 - агглютинация происходит сывороткой III группы - кровь II группы; 3 - агглютинация сывороткой II группы - кровь III группы; 4 - кровь агглютинируется сывороткой II и III групп - кровь IV группы.

Рис. 8. Схема допустимого переливания крови. Стрелки показывают, каким группам, кроме одноименной, можно переливать кровь определенной группы.

В эритроцитах большинства людей (85%) имеется еще один фактор, обнаруженный впервые Ландштейнером и Винером в 1940 г. в крови обезьян макак (Маcacus rhesus) и потому названный резус-фактором (сокращенно Bh-фактор). Если кровь человека, содержащего этот фактор (резус-положительную кровь), перелить человеку, не имеющему его (резус-отрицательному), то у последнего образуются специфические агглютинины и гемолизины. Повторное введение такому человеку резус-положительной крови может вызвать агглютинацию и тяжелые осложнения (гемотрансфузионный шок).

Особое значение имеют случаи, когда резус-положительный плод развивается у резус-отрицательной матери. В этом случае резус-фактор плода диффундирует через плаценту в кровь матери, что приводит к образованию в крови матери специфических антирезусных веществ, диффундирующих через плаценту обратно в кровь плода и могущих вызвать у него тяжелые нарушения вследствие агглютинации и гемолиза его эритроцитов. Этим объясняются некоторые случаи мертворождаемости.

В последнее время учение о группах крови значительно усложнилось открытием новых агглютиногенов. Так, группа А оказалась состоящей из ряда подгрупп (А1, А2, А3, А4 и др.). Агглютиноген А2 в отличие от A1 не дает агглютинации при слабо активных сыворотках, содержащих агглютинин α. В силу этого кровь этих лиц может быть ошибочно отнесена к I группе, что может явиться причиной тяжелых осложнений при переливании крови. Агглютиногены А3, А4, А5 и др. являются еще более слабыми. Bh-фактор существует в виде трех вариантов: Rh°, Rh", Rh".

В эритроцитах, не содержащих Rh-фактора, открыты факторы Hr (противоположные резус-фактору), которые также обнаружены в трех вариантах: Hr°, Hr", Hr".

Кроме того, найдены агглютиногены М, N, S, Р, D, С, К, Ln, Le, Fy, Jk и др. Комбинации этих факторов дают огромное количество сочетаний и, таким образом, в настоящее время уже различают несколько сот тысяч групп крови. Однако для переливания крови наибольшее значение имеет определение только основных четырех групп крови и Rh- и Hr-факторов.

Антигенная специфичность присуща не только ядерным клеткам, но и эритроцитам. Наличие антигенной специфичности эритроцитов определяет .
Групповые антигены фиксированы на гликокаликсе мембраны эритроцитов. По своей природе это гликолипиды или гликопротеиды. На сегодня их обнаружено более 400.

Система АВ0

Наибольшее значение имеют антигены системы АВ0. Молекула этих антигенов состоит на 75% из углеводов и на 15%-из аминокислот. Пептидная компонент во всех трех антигенов, обозначенных Н, А, В, одинаков. Специфичность их определяется углеводной частью. Люди с группой 0 имеют антиген Н, специфичность которого обусловлено тремя конечными углеводными остатками. Появление четвертого углеводного остатка в структуре Н-антигена придает ему специфичности, обозначается буквой А (если подключена М ацетши-О-галактоза) или В (если подключена D-галактоза).
Если смешать на стекле кровь, взятая от двух человек, то в большинстве случаев наблюдается склеивание (агглютинация) эритроцитов. После этого наступает их гемолиз. Это же наблюдается и при переливании несовместимой крови, вследствие чего закупориваются капилляры и возникают осложнения, которые приводят к смерти. Агглютинация происходит в результате реакции антиген-антитело. Антиген А или В взаимодействуют с антителами, которые есть в сыворотке крови другого человека, и обозначаются как я и Бета. Это и приводит к агглютинации. По названию реакции антигены и антитела носят название аглютиногенив и агглютининов. Считают, что агглютинины а и Бета имеют два активных центра, благодаря чему происходит связывание двух соседних эритроцитов. При этом А взаимодействует с а, а В - с г. К аглютиногену Н в сыворотке крови нет агглютининов. Лизис эритроцитов происходит при участии системы комплемента и создаваемых протеолитических ферментов, гемолиз - при наличии высокого титра антител. Антитела но и Бета являются IgM и IgG. Как правило, высокий титр в IgM, которые еще называются гемолизины.
В естественных условиях в крови человека не могут одновременно содержаться одноименные антиген и антитело, например, А и а или В и Бета. Это может привести к агглютинации эритроцитов. Но при отсутствии аглютиногену А или В в эритроците в сыворотке крови обязательно агглютинин к нему.
По соотношению этих факторов все люди могут быть разделены на 4 группы: I - эритроциты содержат 0-антиген, плазма - а-и В-антитела; II - соответственно а-и В-антитела; III - соответственно В-и а-антитела; IV - соответственно АВ и 0.
Антигены являются наследственными, причем А и В - доминантные. Обнаружено несколько подтипов этих ацтигенив. На
знак уважения к труду их первооткрывателя Ландштейнера в современной названии системы оставлено «0-антиген» вместо «Н».
Плазма крови новорожденного, как правило, еще нет антител а и г. После рождения они постепенно появляются (растет титр) до того фактора, который отсутствовал. Утверждают, что продукция указанных антител связана с "поступлением в кровь детей некоторых веществ с пищей или тех, которые производятся кишечной микрофлорой. Эти вещества могут поступать в кровь в связи со способностью организма новорожденного всасывать непереваренные белки и другие крупные молекулы. Титр агглютининов достигает максимума в возрасте 10-14 лет, после чего постепенно снижается.

Другие антигенны эритроцитов

На мембране эритроцитов, кроме антигенов АВН, есть другие антигены, которые определяют их антигенной специфичности. Из них около 30 встречается довольно часто. Они могут вызвать агглютинацию и гемолиз эритроцитов при переливании крови. Выделяют более 20 различных систем крови с наличием антигенов: Rh, М, S, Р, А, УК и др.. Но большинство из них в естественных условиях не имеют антител. Как и обычные иммунные антитела, они образуются при поступлении в организм антигенов и вызывают гемолиз эритроцитов при повторном переливании крови. Поэтому при переливании крови желательно, чтобы кровь была совместима не только по системе АВО, а за другими факторами. В реальных условиях полной совместимости достичь невозможно, поскольку только из указанных антигенов можно составить почти 300 милл комбинаций.

Резус-фактор

Теперь считают, что при переливании крови для определения ее группы только по системе АВО НЕ
достаточно. Как минимум, нужно определить еще и резус-принадлежность. В большинстве (до 85%) людей на мембране эритроцита является так называемый резус-фактор, который содержится и в эритроцитах одного из видов обезьян - макак резус.
Но, в отличие от антигенов А и В, в сыворотке крови человека с резус-отрицательным фактором Есть антирезусных антител. Они появляются после поступления резус-положительных эритроцитов в русло крови людей с резус-отрицательным фактором. их насчитывается примерно 15%.
Резус-принадлежность (Rh) определяется наличием в мембране эритроцита нескольких антигенов, обозначаемых С, D, Е, С, d, Е. Наибольшее значение имеет D-аглютиноген, потому что антитела к нему появляются более активно, чем к другим. При наличии в эритроците D-фактора крови человека считается резус-положительной (Rh +), при его отсутствии - резус-отрицательной (Rh-).
Переливание Rh +-epHTpomrriB человеку с резус-отрицательным фактором приводит к иммунизации. Максимум титра антирезусных тел наблюдается через 2-4 мес. Но к этому времени перелиты эритроциты исчезают из организма. Присутствие в организме реципиента антител при следующем переливании Rh +-epHTponHTiB приводит к их гемолизу.
Резус-фактор имеет значение не только при переливании крови, а при беременности. Так, если у матери с резус-отрицательным фактором кровь плода содержит резус-положительный фактор, то в ответ на попадание в его организм эритроцитов плода постепенно в течение нескольких месяцев появляются антирезус-антитела. При нормальном течении беременности это возможно, как правило, лишь при родах, когда нарушается плацентарный барьер. Природные изоаглютинины а и В относятся к классу IgM. Агглютинины против резус-положительного фактора, как и ряда других, которые появляются при иммунизации, относятся к классу IgG. Через плаценту легко проходят антитела типа IgG, в то время как антитела класса IgM не проходят. Поэтому при повторной резус-конфликтной беременности именно иммунные антирезус-антитела проходят через плаценту и вызывают изменения эритроцитов плода, вследствие чего наблюдаются соответствующие осложнения. Но если почему-то эритроциты плода попадают в кровеносное русло женщины во время первой беременности, тогда гемолитическая анемия новорожденных, обусловленная резус-несовместимостью, может наблюдаться при первой беременности. Иногда гемолиз эритроцитов плода может быть следствием проникновения и природных изоаглютининив матери.

text_fields

text_fields

arrow_upward

Мембрана эритроцитов человека является носите­лем более 300 антигенов, обладающих способностью вызывать про­тив себя образование иммунных антител. Часть этих антигенов объ­единена в 20 генетически контролируемых систем групп крови (АВО, Rh- Нг, Дафи, М, N, S, Леви, Диего).
Система антигенов эритро­цитов АВО отличается от других групп крови тем, что содержит в сыворотке крови естественные анти-А (а) и анти-В (В) антитела - агглютинины. Ее генетический локус расположен в длинном плече 9-й хромосомы и представлен генами Н, А, В и О.
Гены А, В, Н контролируют синтез ферментов - гликолизилтран-сферраз, которые и формируют особые моносахариды, создающие антигенную специфичность мембраны эритроцита - А, В, и Н. Их образование начинается на самых ранних стадиях формирования эритроидных клеток. Антигены А, В, и Н под влиянием ферментов образуются из общего вещества - предшественника - церамид-пента-сахарида, состоящего из 4 Сахаров - N-ацетилгалактозамина, N-ацетилглюкозамина, L-фрукозы и Д-галактозы. Вначале ген Н через контролируемый им энзим формирует из данного предшественника антиген «Н» эритроцитов. Этот антиген, в свою очередь, служит ис­ходным материалом для формирования антигенов А и В эритроцитов, т.е. каждый из генов А и В через активность контролируемого ими энзима формирует из Н- антигена антигены А или В.
Ген «О» не контролирует трансферазу и «Н» антиген остается неизмененным, формируя группу крови 0(1). У 20% людей, имеющих антиген А, обнаружены антигенные отличия, формирующие антигены А 1 и А 2 . Антитела не вырабатываются против «своего», т.е. присутствующих в эритроцитах антигенов - А, В и Н. Однако, антигены А и В широко распространены в животном мире, поэтому после рождения человека в его организме начинается формирование антител против антигенов А, А 1 , А 2 и В, поступающих с пищей, бактериями. В результате в их плазме появляются анти-А (а) и анти- В (В) антитела.

Максимум продукции анти-А (а) и анти-В (В) антител падает на 8-10 летний возраст.
При этом содержание в крови анти-А (а) всегда выше анти-В (В). Эти антитела называются изоантителами или агглютининами, поскольку они вызывают склеивание (агглюти­нацию) эритроцитов, содержащих на мембране соответствующие антигены (агглютиногены).

Характеристика системы АВО представ­лена в таблице 6.1.

Ген	Антигены на мембране эритроцита	Антитела (в плазме крови)	Группа крови системы АВО
Н(О)	H	Анти-А(а) + Анти-А 2 (а 2) + Анти-В(В)	К (О)
А 1	А 1	Анти-В(В)	II (А 1)
А 1	А 2 +Н	Анти-А 1 (а 1) у 1% обследуемых + Анти-В(B)	II (А 2)
B	B	Анти-А(a) + Анти-А 1 (а 1)	III (В)
А 1	А 1 + В	Отсутствуют	IV (А 1 ,B)
А 2 В	А 2 + В	Анти-А 1 (a 1 ) у 25 % обследуемых	IV (А 2 ,В)

Антитела А и В представлены в плазме крови иммуноглобулином М и иммуноглобулином G. Они не только склеивают эритроциты, но и вызывают их гемолиз (иммуноглобулины G могут связывать комплемент, вызывая гемолиз; иммуноглобулины М - гемолизины). Поэтому при несовместимости групп крови донора (т.е. человека, у которого берут кровь для переливания) и реципиента (которому переливают кровь) возникает гемоконфликт, вызванный агглютина­цией и гемолизом эритроцитов, сопровождающийся тяжелейшими осложнениями, заканчивающимися гибелью реципиента. Из сказан­ного следует необходимость определения группы крови человека перед переливанием ему крови.

Группа крови исследуемых	Антитела (антисыворотки), добавляемые к исследуемым эритроцитам
	Анти-А(а)	Анти-В(B )
0(I)	—	—
А(II)	+	—
0(III)	—	+
А,В (IV)	+	+
(— ) — агглютинация отсутствует; (+ ) — агглютинация эритроцитов

Определение Группы Крови

Группу крови определяют, добавляя к ней антисыворотки или моноклональные антитела против антигенов эритроцитов.

Для ис­ключения гемоконфликтов необходимо переливать человеку лишь одногруппную кровь.

Резус-Фактор

text_fields

text_fields

arrow_upward

Синтез Rh- H 2 антигенов эритроцитов контролируется генными локусами короткого плеча 1-й хромосомы. Rh-антигены представ­лены на мембране эритроцитов тремя связанными участками: анти­генами С (Rh’) или С (Н’ 2), Е (Rh») или Е (Н II 2) и Д (Rh°) или D. Человек, имеющий «С»-антиген на мембране эритроцита не имеет «C»-антигена, у имеющего «Е» в эритроците отсутствует «е». Из этих антигенов лишь Д является сильным антигеном, т.е. способным им­мунизировать не имеющего его человека.

Все люди, имеющие в крови Д-антиген их кровь называют «резус-положительными» (Rh+), а не имеющие его -»резус-отрицательными» (Rh-).

Среди европейцев 85% лю­дей - резус-положительные, остальные - резус-отрицательные. У некоторых народов, например, эвенов, отмечается 100% Rh+ при­надлежность.

При переливании крови резус-положительного донора резус-от­рицательном реципиенту у последнего образуются иммунные анти­тела (анти-Д). Поэтому, повторное переливание резус-положитель­ной крови может вызвать гемоконфликт. Подобная же ситуация воз­никает, если резус-отрицательная женщина беременна резус-поло­жительным плодом, наследующим резус-положительную принадлеж­ность от отца. Во время родов эритроциты плода поступают в кровь матери и иммунизируют ее организм (вырабатываются анти-Д-анти­тела). Так, уже 0,25 мл плацентарной крови иммунизируют организм матери, что наблюдается у 20% резус-отрицательных матерей. Таким же осложнением грозят акушерские вмешательства (ручное отделе­ние плаценты, наружный поворот за ножку, аборты). При последу­ющих беременностях резус-положительным плодом анти-Д- антите­ла проникают через плацентарный барьер, повреждают ткани и эритроциты плода, вызывая выкидыш, а при рождении ребенка - резусную болезнь, характеризующуюся тяжелой гемолитической ане­мией. Для предупреждения иммунизации резус-отрицательной жен­щины Д-антигенами плода во время родов, при абортах ей вводят концентрированные анти-Д-антитела. Они агглютинируют резус-положительные эритроциты плода, поступающие в ее организм, и иммунизации не наступает. Хотя остальные резусные антигены в иммунном отношении слабее Д-антигенов, однако и они при их значительном поступлении в организм резус-положительного чело­века, могут вызвать антигенные реакции.

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

Нейтрофилы. Созревая в костном мозге, задерживаются в нем на 3-5 дней, составляя костномозговой резерв гранулоцитов.

Лейкопоэз осуществляется экстраваскулярно и лейкоциты, в том числе и нейтрофилы, попадают в сосудистое русло благодаря аме­бовидному движению и выделению протеолитических ферментов, способных растворять белки костного мозга и капилляров. В цир­кулирующей крови нейтрофилы живут от 8 ч до 7 сут.

Обладая фагоцитарной функцией, нейтро­филы поглощают бактерии и продукты разрушения тканей. В составе нейтрофилов содержатся ферменты, разрушающие бактерии. Ней­трофилы способны адсорбировать антитела и переносить их к очагу воспаления, принимают участие в обеспечении иммунитета.

Под влиянием продуктов, выделяемых нейтрофилами, усили­вается митотическая активность клеток, ускоряются процессы ре­парации, стимулируется гемопоэз и растворение фибринового сгу­стка.

Базофилы. В крови базофилов очень мало (40-60 в 1 мкл) однако в различных тканях, в том числе сосудистой стенке, содер­жатся тучные клетки, иначе называемые «тканевые базофилы». Функция базофилов обусловлена наличием в них ряда биологически активных веществ. К ним в первую очередь принадлежит гистамин, расширяющий кровеносные сосуды. В базофилах содержатся противосвертывающее вещество гепарин, а также гиалуроновая кислота, влияющая на проницаемость сосудистой стенки. Кроме того, базо­филы содержат фактор активации тромбоцитов - ФАТ (соединение, обладающее чрезвычайно широким спектром действия), тромбоксаны (соединения, способствующие агрегации тромбоцитов), лейкотриены и простагландины - производные арахидоновой кислоты и др. Особо важную роль играют эти клетки при аллергических реакциях (брон­хиальная астма, крапивница, глистные инвазии, лекарственная бо­лезнь и др.), когда под влиянием комплекса антиген - антитело происходит дегрануляция базофилов и биологически активные со­единения поступают в кровь, обусловливая клиническую картину перечисленных заболеваний.

Количество базофилов резко возрастает при лейкозах, стрессовых ситуациях и слегка увеличивается при воспалении.

Эозинофилы. Длительность пребывания эозинофилов в кровотоке не превышает нескольких часов, после чего они проникают в ткани, где и разрушаются. Эозинофилы обладают фагоцитарной активно- стью. Особенно интенсивно они фагоцитируют кокки. Эозинофилы играют важ­ную роль в разрушении токсинов белкового происхождения, чужеродных белков и иммунных комплексов.

Чрезвычайно велика роль эозинофилов, осуществляющих цитотоксический эффект, в борьбе с гельминтами, их яйцами и личин­ками. В частности, при контакте активированного эозинофила с личинками происходит его дегрануляция с последующим выделением большого количества белка и ферментов, например пероксидаз, на поверхность личинки, что приводит к разрушению последней. Уве­личение числа эозинофилов, наблюдаемое при миграции личинок, является одним из важнейших механизмов в ликвидации гельминтозов.

В эозинофилах содержатся катионные белки, которые активируют компоненты калликреин-кининовой системы и влияют на сверты­вание крови.

Моноциты. Циркулируют до 70 ч, а затем мигрируют в ткани, где образуют обширное семейство тканевых макрофагов. Функции их весьма многообразны. Моноциты являются чрезвычайно актив­ными фагоцитами, распознают антиген и переводят его в так на­зываемую иммуногенную форму, образуют биологически активные соединения - монокины (действующие в основном на лимфоциты), играют существенную роль в противоинфекционном и противора­ковом иммунитете, синтезируют отдельные компоненты системы комплемента, а также факторы, принимающие участие в сосудисто-тромбоцитарном гемостазе, процессе свертывания крови и рас­творении кровяного сгустка.

Лимфоциты. Популяция Т-лимфоцитов гетерогенна и представлена следующими классами клеток. Т-киллеры, или убийцы (от англ. tukill - убивать), осуществляющие лизис клеток-мишеней, к которым можно отнести возбудителей инфекционных болезней, грибки, микобактерии, опухолевые клетки и др. Т-хелперы, или помощники имму­нитета. Различают Т -Т-хелперы, усиливающие клеточный имму­нитет, и Т -В-хелперы, облегчающие течение гуморального имму­нитета. Т-амплифайеры усиливают функцию Т- и В-лимфоцитов, однако в большей степени влияют на Т-лимфоциты. Т-супрессоры - лимфоциты, препятствующие иммунному ответу. Различают Т-Т-супрессоры, подавляющие клеточный иммунитет, и Т -В-супрессоры, угнетающие гуморальный иммунитет. Т-дифференцирующие, или Td-лимфоциты, регулируют функцию стволовых кроветворных клеток, т. е. влияют на соотношение эритроцитарного, лейкоцитар­ного и тромбоцитарного (мегакариоцитарного) ростков костного моз­га. Т-контрсупрессоры препятствуют действию Т-супрессоров и, следовательно, усиливают иммунный ответ. Т-клетки памяти хра­нят информацию о ранее действующих антигенах и таким образом регулируют так называемый вторичный иммунный ответ, который проявляется в более короткие сроки, так как минует основные стадии этого процесса.

Другая популяция лимфоцитов образует В-лимфоциты (от слова bursa), окончательное формирование которых у человека и млекопитающих, по-видимому, происходит в костном мозге или системе лимфоидно-эпителиальных образований, расположен­ных по ходу тонкой кишки (лимфоидные, или пейеровы бляшки и др.).

Большинство В-лимфоцитов в ответ на действие антигенов и цитокинов переходит в плазматические клетки, вырабатывающие антитела и потому именуемые антителопродуцентами. Среди В-лимфоцитов также различают В-киллеры, В-хелперы и В-супрессоры.

В-киллеры выполняют те же функции, что и Т-киллеры. Что касается В-хелперов, то они способны представлять антиген, уси­ливать действие Td-лимфоцитов и Т-супрессоров, а также участ­вовать в других реакциях клеточного и гуморального иммунитета. Функция В- cynpeccopo в заключается в торможении пролиферации антителопродуцентов, к которым принадлежит основная масса В-лимфоцитов.

Лейкоциты в моче (параметр входит в «Общий анализ мочи»)– увеличение количества лейкоцитов в моче свидетельствует о воспалительных процессах в почках и мочевыводящих путях.

Лейкоциты в моче (параметр входит в «Анализ мочи по Нечипоренко» – подсчет количества лейкоцитов, эритроцитов и цилиндров в осадке мочи при микроскопии в счетной камере. Применяется для диагностики воспалительных процессов в мочеполовой системе и оценки проводимой антибактеиальной терапии.

Катионный протеин (белок) эозинофилов – показатель тяжести течения аллергических заболеваний. Данный белок входит в состав эозинофилов – одной из фракций лейкоцитов. Его определение полезно для оценки течения и лечения бронхиальной астмы, других аллергических заболеваний и гельминтозов.

Лимфоциты как центральное звено иммунной системы. Иммунокомпетентные клетки, их кооперация в иммунном ответе.

В организме лимфоциты постоянно рециркулируют между зонами скопления лимфоидной ткани. Расположение лимфоцитов в лимфоидных органах и их миграция по кровеносному и лимфатическому руслу строго упорядочены и связаны с функциями различных субпопуляций.

Лимфоциты имеют общую морфологическую характеристику, однако их функции, поверхностные CD маркеры, индивидуальное (клональное) происхождение, различны.

По наличию поверхностных CD маркеров лимфоциты разделяют на функционально различные популяции и субпопуляции, прежде всего на Т- (тимусзависимые, прошедшие первичную дифференцировку в тимусе) лимфоциты и В лимфоциты.

Т- лимфоциты. Локализация

Обычно локализуются в так называемых Т- зависимых зонах периферических лимфоидных органов (периартикулярно в белой пульпе селезенки и паракортикальных зонах лимфоузлов).

Функции.

Т- лимфоциты распознают процессированный и представленный на поверхности антиген- представляющих (А) клеток антиген. Они отвечают за клеточный иммунитет, иммунные реакции клеточного типа. Отдельные субпопуляции помогают В- лимфоцитам реагировать на Т- зависимые антигены выработкой антител.

Кооперация клеток в иммунном ответе.

В формировании иммунного ответа включаются все звенья иммунной системы- системы макрофагов, Т- и В- лимфоцитов, комплемента, интерферонов и главная система гистосовместимости.

В кратком виде можно выделить следующие этапы.

1. Поглощение и процессинг антигена макрофагом.

2. Представление процессированного антигена макрофагом с помощью белка главной системы гистосовместимости класса 2 Т- хелперам.

3. Узнавание антигена Т- хелперами и их активация.

4. Узнавание антигена и активация В- лимфоцитов.

5. Дифференциация В- лимфоцитов в плазматические клетки, синтез антител.

6. Взаимодействие антител с антигеном, активация систем комплемента и макрофагов, интерферонов.

7. Представление при участии белков МНС класса 1 чужеродных антигенов Т- киллерам, разрушение инфицированных чужеродными антигенами клеток Т- киллерами.

8. Индукция Т- и В- клеток иммунной памяти, способных специфически распознавать антиген и участвовать во вторичном иммунном ответе (антигенстимулированные лимфоциты).

Клетки иммунной памяти . Поддержание долгоживущих и метаболически малоактивных клеток памяти, рециркулирующих в организме, является основой длительного сохранения приобретенного иммунитета. Состояние иммунной памяти обусловлено не только длительностью жизни Т- и В- клеток памяти, но и их антигенной стимуляцией. Длительное сохранение антигенов в организме обеспечивается дендритными клетками (депо антигенов), сохраняющими их на своей поверхности.

Дендритные клетки - популяции отросчатых клеток лимфоидной ткани костномозгового (моноцитарного) генеза, представляющая антигенные пептиды Т- лимфоцитам и сохраняющая антигены на своей поверхности. К ним относятся фолликулярные отросчатые клетки лимфоузлов и селезенки, клетки Лангерханса кожи и дыхательных путей, М- клетки лимфатических фолликулов пищеварительного тракта, дендритные эпителиальные клетки.

Понятие об антигене и антителе. Естественные и иммунные антитела. Антигенные системы крови человека.

Антигенами называются вещества или тела, несущие на себе отпечаток чужеродной генетической информации, те самые вещества, то "чужое", против которого "работает" иммунная система. Любые клетки (ткани, органы) не собственного организма (не свои) являются для иммунной системы комплексом антигенов, даже некоторые собственные ткани (хрусталик глаза) - так называемые забарьерные ткани: в норме они не контактируют с внутренней средой организма.

Антигены обладают 2 свойствами:

· антигенностью, или антигенным действием, - они способны индуцировать развитие иммунного ответа;

Специфичностью, или антигенной функцией, - взаимодействовать с продуктами иммунного ответа, индуцированного аналогичным антигеном.

2. Антигены делят на следующие:

Сильные, которые вызывают выраженный иммунный ответ;

Слабые, при введении которых интенсивность иммунного ответа невелика.

Сильные антигены, как правило, имеют белковую структуру.

Некоторые (обычно небелковые) антигены не способны индуцировать развитие иммунного ответа (не обладают антигенностью), но могут вступать во взаимодействие с продуктами иммунного ответа. Их называют неполноценными антигенами, или гаптенами. Многие простые вещества и лекарственные средства являются гаптенами, при попадании в организм они могут конъюгировать с белками организма хозяина или другими носителями и приобретать свойства полноценных антигенов.

Молекула любого антигена состоит из 2 функиионально различных частей:

1-я часть - детерминантная группа, на долю которой приходится 2-3% поверхности молекулы антигена. Она определяет чужеродность антигена, делая его именно этим антигеном, отличающимся от других;

2-я часть молекулы антигена называется проводниковой, при ее отделении от детерминантной группы она не проявляет антигенного действия, но сохраняет способность реагировать с гомологичными антителами, т. е. превращается в гаптен.

3. Антителами называются сывороточные белки, образующиеся в ответ на действие антигена. Они относятся к сывороточным глобулинам, поэтому называются иммуноглобулинами (Ig). Через них реализуется гуморальный тип иммунного ответа. Антитела обладают 2 свойствами:

Специфичностью, т. е. способностью вступать во взаимодействие с антигеном, аналогичным тому, который индуцировал (вызвал) их образование;

Гетерогенностью по физико-химическому строению, специфичности, генетической детерминированности образования (по происхождению).

Все иммуноглобулины являются иммунными, т. е. образуются в результате иммунизации, контакта с антигенами. Тем не менее по происхождению они делятся:

На нормальные (анамнестические) антитела, которые обнаруживаются в любом организме как результат бытовой иммунизации;

Инфекционные антитела, которые накапливаются в организме в период инфекционной болезни;

Постинфекционные антитела, которые обнаруживаются в организме после перенесенного инфекционного заболевания;

Поствакцинальные антитела, которые возникают после искусственной иммунизации.

Антитела (иммуноглобулины) всегда специфичны антигену , индуцировавшему их образование. Тем не менее противомик-робные иммуноглобулины по специфичности делятся на те же группы, что и соответствующие микробные антигены:

Группоспецифические; видоспецифические; вариантспецифические; перекрестнореагирующие.

Естественные антитела. Группы крови.

Естественные антитела представляют собой наследственный признак крови человека. Так, в плазме крови имеются агглютинины альфа и бета, которые специфически реагируют на естественные агглютиногены А и В, расположенные в эритроцитах. Антигены, которые не поступают извне, а присущи самому организму, называют изоантигенами. Следовательно, агглютиногены А и В являются изоантигенами. При встрече одноименных агглютиногенов и агглютининов, например А и альфа или В и бета, происходит склеивание эритроцитов - агглютинация. В зависимости от наличия или отсутствия в эритроцитах крови человека агглютиногена А или В кровь относят к той или иной группе. По этому принципу выделяют четыре группы крови. По Международной номенклатуре эти группы обозначают: О - при отсутствии в эритроцитах агглютиногенов, А - при наличии агглютиногена А, В - в случае присутствия В-агглютиногена и АВ - в случае наличия обоих агглютиногенов. По Янсному, эти группы, соответственно, обозначаются как I, II, III и IV. Группы крови отличаются и по содержанию агглютининов. В плазме крови первой группы содержатся агглютинины альфа и бета, в плазме второй группы - агглютинин бета, в плазме третьей группы - альфа и в плазме четвертой отсутствуют оба агглютинина.

Для предупреждения агглютинации необходимо устранить возможность встречи агглютининов реципиента, т.е. человека, которому переливают кровь, с соответствующими агглютиногенами донора - человека, дающего кровь для переливания. Встреча агглютининов донора с соответствующими агглютиногенами реципиента не имеет существенного значения в силу большого разведения агглютининов в плазме реципиента.

Человеку, имеющему I группу крови, можно переливать кровь только первой группы. В то же время, благодаря тому, что она не содержит агглютиногенов, ее можно переливать человеку, имеющему кровь любой группы. Людям с IV группой крови можно перелить кровь любой группы. В то же время кровь этой группы можно перелить только людям, имеющим ту же группу. В связи в этим людей, имеющих первую группу крови, называют универсальными донорами, а четвертую - универсальными реципиентами. В крови II и III групп не возникает при переливании агглютинации только в том случае, если вливаемая кровь будет либо той же группы, либо I. Перелить кровь этих групп можно людям с той же группой крови и с IV.

Наличие (+) или отсутствие (-) агглютинации при смешивании крови различных группСыворотка или плазма крови Агглютиногены эритроцитов крови

Таблица 6.5. Совместимость различных групп крови

Группа сыворотки	Группа эритроцитов
	I(О)	II (A )	III(В)	IV (АВ)
I αβ
II β
III α
IV

Группа крови у человека постоянна, не изменяется в течение жизни и передается по наследству как два признака, полученных от отца и матери. У детей не может быть агглютиногенов, отсутствующих в крови родителей.

Агглютиногены А и В могут присутствовать не только в эритроцитах, но в небольшом количестве в плазме. Они встречаются также в лейкоцитах, тромбоцитах, различных органах, в слюне, молоке, желудочном соке.

Иммунные антитела

В эритроцитах, помимо агглютиногенов А и В, может содержаться ряд других изоантигенов. На них нет естественных антител, но, если они попадают в организм, эритроциты крови которого лишены этих изоантигенов, на них образуются антитела, которые относят к группе иммунных. Иммунными называют такие антитела, которые вырабатываются на чуждые для данного организма антигены. Образование таких антител может вызвать агглютинацию при переливании крови.

Особо высокими антигенными свойствами обладает резус-фактор (Rh). Он был открыт в 1941 году Ландштейнером в эритроцитах обезьян Macacus Rhesus, откуда и получил свое название. В эритроцитах 85% людей содержится резус-фактор. Эти люди являются резус-положительными, а 15% людей - резус-отрицательными. Оказалось, что в эритроцитах крови резус-отрицательных людей имеется фактор hr. Поэтому сейчас говорят о системе Rh- и hr-агглютиногенов. Эти агглютиногены передаются по наследству. Переливание резус-отрицательным людям крови с наличием резус-фактора вызывает образование соответствующих антител. При повторном переливании такой же крови образовавшиеся антитела взаимодействуют с резус-фактором, в результате чего происходит гемолиз эритроцитов введенной крови и связанные с этим тяжелые явления.

Резус-фактор передается по наследству. Если у матери Rh-отрицательный, а у отца Rh-положительный, то у плода этот фактор может оказаться положительным. Во время беременности резус-фактор проходит через плаценту из крови плода в материнскую кровь, вызывая у матери появление соответствующих антител. В дальнейшем эти антитела проникают в кровь плода и вызывают гемолиз эритроцитов, что может привести к гибели плода или рождению ребенка с тяжелыми гемолитическими явлениями. Для матери после образования Rh- антител серьезную опасность представляет переливание крови Rh+.

Группы крови системы АВО, методы определения, правила переливания крови.

. Система АВО

Учение о группах крови возникло из потребностей клинической медицины. Переливая кровь от животных человеку или от человека человеку, врачи нередко наблюдали тяжелейшие осложнения, иногда заканчивавшиеся гибелью реципиента (лицо, которому переливают кровь).

С открытием венским врачом К. Ландштейнером (1901) групп крови стало понятно, почему в одних случаях трансфузии крови проходят успешно, а в других заканчиваются трагически для боль­ного. К. Ландштейнер впервые обнаружил, что плазма, или сыво­ротка, одних людей способна агглютинировать (склеивать) эритро­циты других людей. Это явление получило наименование изогемагглютинации. В основе ее лежит наличие в эритроцитах антигенов, названных агглютиногенами и обозначаемых буквами А и В, а в плазме - природных антител, или агглютининов, именуемых α и β . Агглютинация эритроцитов наблюдается лишь в том случае, если встречаются одноименные агглютиноген и агглютинин: А и α , В и β .

Установлено, что агглютинины, являясь природными антителами (AT), имеют два центра связывания, а потому одна молекула агг­лютинина способна образовать мостик между двумя эритроцитами. При этом каждый из эритроцитов может при участии агглютининов связаться с соседним, благодаря чему возникает конгломерат (агглютинат) эритроцитов.

В крови одного и того же человека не может быть одноименных агглютиногенов и агглютининов, так как в противном случае про­исходило бы массовое склеивание эритроцитов, что несовместимо с жизнью. Возможны только четыре комбинации, при которых не встречаются одноименные агглютиногены и агглютинины, или че­тыре группы крови: I - αβ , II - A β , III - Вα , IV - АВ.

Кроме агглютининов, в плазме, или сыворотке, крови содержатся гемолизины: их также два вида и они обозначаются, как и агглю­тинины, буквами α и β . При встрече одноименных агглютиногена и гемолизина наступает гемолиз эритроцитов. Действие гемолизинов проявляется при температуре 37-40 ο С. Вот почему при перелива­нии несовместимой крови у человека уже через 30-40 с. наступает гемолиз эритроцитов. При комнатной температуре, если встречаются одноименные агглютиногены и агглютинины, происходит агглюти­нация, но не наблюдается гемолиз.

В плазме людей с II, III, IV группами крови имеются антиагглютиногены, покинувшие эритроцит и ткани. Обозначаются они, как и агглютиногены, буквами А и В (табл. 6.4).

Таблица 6.4. Серологический состав основных групп крови (система АВО)

Группа сыворотки	Группа эритроцитов
	I(О)	II (A )	III(В)	IV (АВ)
I αβ
II β
III α
IV

Как видно из приводимой таблицы, I группа крови не имеет агглю­тиногенов, а потому по международной классификации обозначается как группа 0, II - носит наименование А, III - В, IV - АВ.

Для решения вопроса о совместимости групп крови пользуются следующим правилом: среда реципиента должна быть пригодна для жизни эритроцитов донора (человек, который отдает кровь). Такой средой является плазма, следовательно, у реципиента должны учи­тываться агглютинины и гемолизины, находящиеся в плазме, а у донора - агглютиногены, содержащиеся в эритроцитах.

Правила переливания крови

Показания к назначению переливания любой трансфузионной среды, а также ее дозировка и выбор метода трансфузии определяются лечащим врачом на основании клинических и лабораторных данных. Врач, производящий трансфузию, обязан независимо от проведенных ранее исследований и имеющихся записей лично провести следующие контрольные исследования:

1) определить групповую принадлежность крови реципиента по системе AB0 и сверить результат с данными истории болезни;

2) определить групповую принадлежность эритроцитов донора и сопоставить результат с данными на этикетке контейнера или бутылки;

3) провести пробы на совместимость в отношении групп крови донора и реципиента по системе AB0 и резус-фактору;

4) провести биологическую пробу.

Запрещается переливание донорской крови и ее компонентов, не исследованных на СПИД, поверхностный антиген гепатита В и сифилис. Переливание крови и ее компонентов производится с соблюдением правил асептики одноразовыми пластиковыми системами. Полученная от донора кровь (обычно в объеме 450 мл) после добавления консервирующего раствора может храниться в холодильнике при температуре 4-8°С не более 21 дня. Замороженные при температуре жидкого азота (-196°С) эритроциты могут храниться годами.

Допускается переливание цельной крови и ее компонентов только той группы и резус-принадлежности, которая имеется у реципиента. В исключительных случаях допускается переливание резус-отрицательной крови группы О(I) («универсальный донор») реципиенту с любой группой крови в количестве до 500 мл (за исключением детей). Кровь резус-отрицательных доноров А (II) или В (III) можно переливать не только совпадающим по группе реципиентам, но и реципиенту с АВ (IV) группой независимо от его резус принадлежности. Больной с АВ (IV) группой резус-положительной крови может считаться «универсальным реципиентом».

Кроме того, при отсутствии одногруппной крови может быть перелита кровь (эритроцитная масса) 0(I) резус-положительной группы резус-положительному реципиенту любой группы по системе АВ0. Кровь группы А (II) или В (III) резус-положительная может быть перелита резус-положительному реципиенту с группой АВ (IV). Во всех случаях абсолютно обязательной является проба на совместимость. При наличии антител редкой специфичности требуется индивидуальный подбор донорской крови и проведение дополнительных проб на совместимость.

После переливания несовместимой крови могут возникнуть следующие осложнения: гемотрансфузионный шок, нарушение функций почек и печени, обменных процессов, деятельности желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, дыхания, кроветворения. Нарушение функций органов возникает в результате острого внутрисосудистого гемолиза (распада эритроцитов). Как правило, в результате этих осложнений развивается анемия, которая может продолжаться до 2-3 месяцев и более. При нарушении установленных правил переливания крови или нечетком установлении показаний могут так же возникать и негемолитические посттрансфузионные реакции: пирогенные, антигенные, аллергические и анафилактические. Все пострансфузионные осложнения требуют незамедлительного лечения.

Резус-антигенная система крови. Метод определения. Виды резус-иммунизации и их механизмы.

6.3.2. Система резус (Rh-hr) и другие

К. Ландштейнер и А. Винер (1940) обнаружили в эритроцитах обезьяны макаки резус АГ, названный ими резус-фактором. В даль­нейшем оказалось, что приблизительно у 85% людей белой расы также имеется этот АГ. Таких людей называют резус-положитель­ными (Rh +). Около 15% людей этот АГ не имеют и носят название резус-отрицательных (Rh).

Известно, что резус-фактор - это сложная система, включающая более 40 антигенов, обозначаемых цифрами, буквами и символами. Чаще всего встречаются резус-антигены типа D (85%), С (70%), Е (30%), е (80%) - они же и обладают наиболее выраженной антигенностью. Система резус не имеет в норме одноименных аг­глютининов, но они могут появиться, если резус-отрицательному человеку перелить резус-положительную кровь.

Резус-фактор передается по наследству. Если женщина Rh, a мужчина Rh + , то плод в 50-100% случаев унаследует резус-фактор от отца, и тогда мать и плод будут несовместимы по резус-фактору. Установлено, что при такой беременности плацента обладает по­вышенной проницаемостью по отношению к эритроцитам плода. Последние, проникая в кровь матери, приводят к образованию ан­тител (антирезусагглютининов). Проникая в кровь плода, антитела вызывают агглютинацию и гемолиз его эритроцитов.

Тяжелейшие осложнения, возникающие при переливании несов­местимой крови и резус-конфликте, обусловлены не только обра­зованием конгломератов эритроцитов и их гемолизом, но и интен­сивным внутрисосудистым свертыванием крови, так как в эритро­цитах содержится набор факторов, вызывающих агрегацию тромбоцитов и образование фибриновых сгустков. При этом страдают все органы, но особенно сильно повреждаются почки, так как сгустки забивают «чудесную сеть» клубочка почки, препятствуя образованию мочи, что может быть несовместимо с жизнью.

Согласно современным представлениям, мембрана эритроцита рассматривается как набор самых различных АГ, которых насчи­тывается более 500. Только из этих АГ можно составить более 400 млн. комбинаций, или групповых признаков крови. Если же учитывать и все остальные АГ, встречающиеся в крови, то число комбинаций достигнет 700 млрд., т. е. значительно больше, чем людей на земном шаре. Разумеется, далеко не все АГ важны для клинической практики. Однако при переливании крови со сравни­тельно редко встречающимся АГ могут возникнуть тяжелейшие гемотрансфузионные осложнения и даже смерть больного.

Нередко при беременности возникают серьезные осложнения, в том числе выраженная анемия, что может быть объяснено несов­местимостью групп крови по системам мало изученных антигенов матери и плода. При этом страдает не только беременная, но в неблагополучных условиях находится и будущий ребенок. Несов­местимость матери и плода по группам крови может быть причиной выкидышей и преждевременных родов.

Гематологи выделяют наиболее важные антигенные системы: ABO, Rh, MNSs, P, Лютеран (Lu), Келл-Келлано (Kk), Льюис (Le), Даффи (Fy) и Кид (Jk). Эти системы антигенов учитываются в судебной медицине для установления отцовства и иногда при транс­плантации органов и тканей.

В настоящее время переливание цельной крови производится сравнительно редко, так как пользуются трансфузией различных компонентов крови, т. е. переливают то, что больше всего требуется организму: плазму или сыворотку, эритроцитную, лейкоцитную или тромбоцитную массу. В подобной ситуации вводится меньшее ко­личество антигенов, что снижает риск посттрансфузионных ослож­нений.

Реакция гемагглютинации - один из основных методов, с помощью которого определяют эритроцитарные антигены. Агглютинация эритроцитов опосредована антителами. Скорость и выраженность этого процесса зависят от числа эритроцитов, концентрации антител, рН, температуры и ионной силы раствора. Агглютинация происходит, когда силы связывания превышают силы отталкивания, обусловленные отрицательным зарядом клеточной поверхности эритроцитов. IgM , несущие 10 участков связывания, вызывают агглютинацию эритроцитов даже в физиологическом растворе. IgG не могут вызвать агглютинацию, пока отрицательный заряд эритроцитов не будет снижен с помощью какого-либо высокомолекулярного вещества (например, бычьего альбумина) или удаления сиаловых кислот (для этого эритроциты обрабатывают протеазами: фицином, папаином, бромелином или трипсином).

Агглютинация также зависит от доступности, т. е. количества и локализации молекул антигена на поверхности эритроцита. Антигены системы AB0 (эритроцитарные антигены A и В) находятся на внешней поверхности клеточной мембраны и поэтому легко связываются с антителами, а антигены системы Rh - в ее толще. Доступность таких антигенов повышается при обработке эритроцитов ферментами.

Резус-иммунизацией называется появление у беременной антител в ответ на внедрение фетальных эритроцитарных антигенов группы резус.

Антитела, проникая через плаценту, разрушают эритроциты плода, вызывая анемию, в результате которой появляется компенсаторное экстрамедуллярное кроветворение. Оно развивается преимущественно в печени плода, что приводит к портальной гипертензии, нарушению функций печени и, далее, к гипопротеинемии, асциту и водянке плода- эритробластозу плода.

Резус система состоит из шести Rh-генов, три из которых являются доминантными (C, D, E), а три рецессивными (c, d, e).

Наибольшее значение имеет ген D, который передает индивидууму свойство Rh положительности.

Приблизительно 1,5% от всех беременностей у резус-отрицательных женщин осложняется эритроцитарной сенсибилизацией. Эта частота существенно снижается при широком использовании анти-Rhо(D) иммуноглобулина.

Национальные и расовые особенности.

Rh-отрицательными являются до 30% женщин-басков (народность, проживающая в Испании и Франции), 15% белых женщин, 10% испанок Латинской Америки, 6-8 % негров и 2% представительниц жёлтой расы.

Механизм изоиммунизации.

Первичным ответом матери на воздействие инородного антигена является выработка IgM. Последующее воздействие (реакция в анамнезе) приводит к продукции материнского IgG, который является единственным из иммуноглобулинов, способных проникать через плаценту, благодаря малому размеру. Повторное попадание в кровоток матери даже небольшого количества эритроцитов плода приводит к быстрой и массивной выработке антирезусных Ig G. В половине случаев для развития первичного иммунного ответа достаточно попадания 50-75 мл. эритроцитов, а для вторичного – 0,1 мл.

Точное время между попаданием крови плода к матери и началом первичного иммунного ответа неизвестно, однако, как правило, проходит несколько недель (8-9 недель, иногда – вплоть до 6 мес.), прежде чем в сыворотке крови матери появляются поддающиеся определению антирезус-антитела.

Этим объясняется возможность профилактического введения анти-Rhо(D) иммуноглобулина (антирезус-глобулина) матери вскоре после родов с целью блокирования иммунного ответа. Даже при введении анти-Rhо(D) иммуноглобулина с запаздыванием до 2-х недель с момента попадания к матери резус- положительных клеток плода, его защитное действие проявляется в 50% случаев.

Дородовая изоиммунизация.

Во время нормальной беременности эритроциты проникают через плацентарный барьер у 5% беременных в течение 1-го триместра, у 15% - в течение 2-го триместра и у 30% - в конце 3-го триместра. Необходимо добавить, что фето-материнское кровотечение при амниоцентезе во втором и третьем триместрах имеет место у 20% беременных, а при самопроизвольных или искусственных абортах-у 15% женщин. В подавляющем большинстве случаев количество попадающих в кровь матери клеток плода невелико и недостаточно для возникновения первичного иммунного ответа. Частота дородовой первичной изоиммунизации в течение первой резус-несовместимой беременности составляет менее 1%.

Изоиммунизация во время родов.

Чаще всего изоиммунизация матери является следствием попадания крови плода к матери во время родов, что является скорее правилом, чем исключением. Однако и после родов изоиммунизация развивается лишь у 10-15% Rh(-) матерей, имеющих Rh(+) мужей. Такой низкий показатель изоиммунизации связан с несколькими факторами, влияющими на возможность развития первичной изоиммунизации:

Объем поступающей крови плода. Чем большее число эритроцитов плода поступает в систему кровообращения матери, тем выше вероятность изоиммунизации. Тем не менее изоиммунизация наступает даже при попадании всего 0,25 мл Rh(+) клеток плода. Фетоматеринская трансфузия в объеме более 30 мл может встречаться в 0,5% физиологических родов.

Риск иммунизации возрастает вследствие увеличения объема фето-материнской трансфузии при самопроизвольном или искусственном аборте, кровотечениях во время беременности, при ручном отделении и выделении плаценты, кесаревом сечении (при амниоцентезе, если повреждается плацента).

Несовместимость между матерью и плодом по системе АВО снижает риск изоиммунизации. Если мать имеет группу крови 0, а отец А, В или АВ, то частота изоиммунизации снижается на 50-75%, что связано с разрушением эритроцитов плода материнскими анти-А или анти-В антителами до того, как появится иммунный ответ.

Примерно 30-35% Rh(-) женщин не могут быть иммунизированы Rh(+) антигеном, что, вероятно, находится под генетическим контролем.

Белковый состав плазмы крови, количество белков и их функциональное значение. Онкотическое давление, его величина и роль в образовании межклеточной жидкости. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ), величина и факторы, влияющие на неё.

Белки плазмы крови выполняют разнообразные функции: 1) коллоидно-осмотический и водный гомеостаз; 2) обеспечение агрегатного состояния крови; 3) кислотно-основной гомеостаз; 4) иммунный гомеостаз; 5) транспортная функция; б) питательная функция; 7) участие в свертывании крови. Альбумины составляют около 60% всех белков плазмы. Благодаря относительно небольшой молекулярной массе (70000) и высокой концентрации альбумины создают 80% онкотического давления. Альбумины осуществляют питательную функцию, являются резервом аминокислот для синтеза белков. Их транспортная функция заключается в переносе холестерина, жирных кислот, билирубина, солей желчных кислот, солей тяжелых металлов, лекарственных препаратов (антибиотиков, сульфаниламидов). Альбумины синтезируются в печени.

Глобулины подразделяются на несколько фракций: a -, b - и g - глобулины.

a - Глобулины включают гликопротеины, т.е. белки, простетической группой которых являются углеводы. Около 60% всей глюкозы плазмы циркулирует в составе гликопротеинов. Эта группа белков транспортирует гормоны, витамины, микроэлементы, липиды. К a - глобулинам относятся эритропоэтин, плазминоген, протромбин.

b - Глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, катионов металлов. К этой фракции относится белок трансферрин, обеспечивающий транспорт железа, а также многие факторы свертывания крови.

g - Глобулины включают в себя различные антитела или иммуноглобулины 5 классов: Jg A, Jg G, Jg М, Jg D и Jg Е, защищающие организм от вирусов и бактерий. К g - глобулинам относятся также a и b – агглютинины крови, определяющие ее групповую принадлежность.

Глобулины образуются в печени, костном мозге, селезенке, лимфатических узлах.

Фибриноген – первый фактор свертывания крови. Под воздействием тромбина переходит в нерастворимую форму – фибрин, обеспечивая образование сгустка крови. Фибриноген образуется в печени.

Онкотическое давление. Является частью осмотического и за­висит от содержания крупномолекулярных соединений (белков) в растворе. Хотя концентрация белков в плазме довольно велика, общее количество молекул из-за их большой молекулярной массы относительно мало, благодаря чему онкотическое давление не пре­вышает 30 мм рт.ст. Онкотическое давление в большей степени зависит от альбуминов (80% онкотического давления создают аль­бумины), что связано с их относительно малой молекулярной массой и большим количеством молекул в плазме.

Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем больше его величина, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани и наоборот. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в кишечнике. Поэтому кровезамещающие растворы должны содержать в своем составе коллоидные вещества, способные удерживать воду.

При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, так как вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани.

Суспензионная устойчивость крови (скорость оседания эритро­цитов - СОЭ). Кровь представляет собой суспензию, или взвесь, так как форменные элементы ее находятся в плазме во взвешенном состоянии. Взвесь эритроцитов в плазме поддерживается гидрофиль­ной природой их поверхности, а также тем, что эритроциты (как и другие форменные элементы) несут отрицательный заряд, благо­даря чему отталкиваются друг от друга. Если отрицательный заряд форменных элементов уменьшается, что может быть обусловлено адсорбцией таких положительно заряженных белков, как фибрино­ген, γ - глобулины, парапротеины и др., то снижается электростати­ческий «распор» между эритроцитами. При этом эритроциты, склеиваясь друг с другом, образуют так называемые монетные столбики. Одновременно положительно заряженные белки выполняют роль межэритроцитарных мостиков. Такие «монетные столбики», застре­вая в капиллярах, препятствуют нормальному кровоснабжению тка­ней и органов.

Величина СОЭ зависит от возраста и пола. У новорожденных СОЭ равна 1-2 мм/ч, у детей старше 1 года и у мужчин - 6-12 мм/ч, у женщин - 8-15 мм/ч, у пожилых людей обоего пола - 15-20 мм/ч. Наибольшее влияние на величину СОЭ ока­зывает содержание фибриногена: при увеличении его концентрации более 4 г/л СОЭ повышается. СОЭ резко увеличивается во время беременности, когда содержание фибриногена в плазме значительно возрастает. Повышение СОЭ наблюдается при воспалительных, ин­фекционных и онкологических заболеваниях, а также при значи­тельном уменьшении числа эритроцитов (анемия). Уменьшение СОЭ у взрослых людей и детей старше 1 года является неблагоприятным признаком.

Величина СОЭ зависит в большей степени от свойств плазмы, чем эритроцитов. Так, если эритроциты мужчины с нормальной СОЭ поместить в плазму беременной женщины, то эритроциты мужчины оседают с такой же скоростью, как и у женщин при беременности.

Кислотно-основное равновесие крови, его значение. Механизмы регуляции (буферные системы крови и их взаимодействие с легкими и почками).

Концентрация водородных ионов и регуляция рН крови. В нор­ме рН крови соответствует 7,36, т. е. реакция слабоосновная. Колебания величины рН крови крайне незначительны. Так, в условиях покоя рН артериальной крови соответствует 7,4, а ве­нозной - 7,34. В клетках и тканях рН достигает 7,2 и даже 7,0, что зависит от образования в них в процессе обмена веществ «кислых» продуктов метаболизма. При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться как в кислую (до 7,3), так и в щелочную (до 7,5) сторону. Более значительные откло­нения рН сопровождаются тяжелейшими последствиями для орга­низма. Так, при рН крови 6,95 наступает потеря сознания, и если эти сдвиги в кратчайший срок не ликвидируются, то неми­нуема смерть. Если же концентрация ионов Н + уменьшается и рН становится равным 7,7, то наступают тяжелейшие судороги (тетания), что также может привести к смерти.

В процессе обмена веществ ткани выделяют в тканевую жидкость, а следовательно, и в кровь «кислые» продукты обмена, что должно приводить к сдвигу рН в кислую сторону. Так, в результате ин­тенсивной мышечной деятельности в кровь человека может поступать в течение нескольких минут до 90 г молочной кислоты. Если это количество молочной кислоты прибавить к объему дистиллированной воды, равному объему циркулирующей крови, то концентрация ионов Н + возросла в ней в 40 000 раз. Реакция же крови при этих условиях практически не изменяется, что объясняется наличием буферных систем крови. Кроме того, в организме постоянство рН сохраняется за счет работы почек и легких, удаляющих из крови СО 2, избыток солей, кислот и оснований (щелочей).

Постоянство рН крови поддерживается буферными системами: гемоглобиновой, карбонатной, фосфатной и белками плазмы.

Самой мощной является буферная система гемоглобина. На ее долю приходится 75% буферной емкости крови. Эта система вклю­чает восстановленный гемоглобин (ННb) и калиевую соль восста­новленного гемоглобина (КНb). Буферные свойства системы обус­ловлены тем, что КНb как соль слабой кислоты отдает ион К + и присоединяет при этом ион Н + , образуя слабодиссоциированную кислоту:

H + + KHb = K + + HHb

Величина рН крови, притекающей к тканям, благодаря восста­новленному гемоглобину, способному связывать СО 2 и Н + -ионы, остается постоянной. В этих условиях ННЬ выполняет функции основания. В легких гемоглобин ведет себя как кислота (оксигемоглобин ННbО 2 является более сильной кислотой, чем СО 2), что предотвращает защелачивание крови.

Карбонатная буферная система (H 2 CO 3 /NaHCO 3) по своей мощности занимает второе место. Ее функции осуществляются следующим образом: NaHCO 3 диссоциирует на ионы Na + и НСОз - . Если в кровь поступает кислота более сильная, чем уголь­ная, то происходит обмен ионами Na + с образованием слабодиссоциированной и легко растворимой угольной кислоты, что пред­отвращает повышение концентрации ионов Н + в крови. Увеличение же концентрации угольной кислоты приводит к ее распаду (это происходит под влиянием фермента карбоангидразы, находящегося в эритроцитах) на Н 2 О и СО 2 . Последний поступает в легкие и выделяется в окружающую среду. Если в кровь поступает осно­вание, то она реагирует с угольной кислотой, образуя натрия гидрокарбонат (NaНСОз) и воду, что опять-таки препятствует сдвигу рН в щелочную сторону.

Фосфатная буферная система образована натрия дигидрофосфатом (NaH 2 PO 4) и натрия гидрофосфатом (Na 2 HPO 4). Первое со­единение ведет себя как слабая кислота, второе - как соль слабой кислоты. Если в кровь попадает более сильная кислота, то она реагирует с Na 2 HPO 4 , образуя нейтральную соль, и увеличивает количество слабодиссоциируемого

H + + NaHPO 4 - = Na + + H 2 PO 4 -

Избыточное количество натрия дигидрофосфата при этом будет удаляться с мочой, благодаря чему соотношение NaH 2 PO 4 /Na 2 HPO 4 не изменится.

Белки плазмы крови играют роль буфера, так как обладают амфотерными свойствами: в кислой среде ведут себя как основания, а в основной - как кислоты.

Важная роль в поддержании постоянства рН крови отводится нервной регуляции. При этом преимущественно раздражаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, импульсы от которых поступают в продолговатый мозг и другие отделы ЦНС, что рефлекторно включает в реакцию периферические органы - почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт и др., дея­тельность которых направлена на восстановление исходной величины рН. Так, при сдвиге рН в кислую сторону почки усиленно выделяют с мочой анион Н 2 РО 4 - При сдвиге рН крови в щелочную сторону увеличивается выделение почками анионов НРО 2- и НСОз - . Потовые железы человека способны выводить избыток молочной кислоты, а легкие - СО 2 .

Буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований. Основные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образует так называемый щелочной резерв крови. Его величина определяется по тому количеству СО 2 , которое может быть связано 100 мл крови при напряжении СО 2 , равному 40 мм рт. ст.

При различных патологических состояниях может наблюдаться сдвиг рН как в кислую, так и в щелочную сторону. Первый из них носит название ацидоза, второй - алкалоза.

Свёртывающая система крови: сосудисто-тромбоцитарный гемостаз, коагуляционный гемостаз. Фазы и регуляция гемостаза.

СИСТЕМА ГЕМОСТАЗА

Под термином «гемостаз» понимают комплекс реакций, направленных на остановку кровотечения при травме сосудов. Значение системы гемостаза намного сложнее и шире. Факторы гемостаза принимают участие в сохранении жидкого состояния крови, регуляции транскапиллярного обмена, резистентности со­судистой стенки, влияют на интенсивность репаративных процессов и др.

Принято различать сосудисто-тромбоцитарный гемостаз и процесс свертывания крови. В первом случае речь идет об остановке кро­вотечения из мелких сосудов с низким кровяным давлением, диаметр которых не превышает 100 мкм, во втором - о борьбе с кровопотерей при повреждениях артерий и вен. Такое деление носит условный характер, потому что при повреждении как мелких, так и крупных кровеносных сосудов всегда наряду с образованием тромбоцитарной пробки осуществляется свертывание крови.