Тема
Кровь - внутренняя среда организма - жидкость, содержащая клеточные элементы, заключенная в кровеносной системе и пребывающая в постоянной циркуляции благодаря деятельности сердца и экстракардиальных факторов. Основные функции крови: - транспортная - доставка на периферию к тканям и клеткам тела кислорода из легких, необходимого для окислительных процессов, а также питательных веществ из кишечника (белков, углеводов, жиров, витаминов, солей, воды); - удаление СО2 и продуктов обмена через экскреторные системы (легкие, кишечник, печень, почки, кожу); - участие в процессах нейрогуморальной регуляции; - защитная (клеточный и гуморальный иммунитет); - участие в физико-химической регуляции гомеостаза (температурного, осмотического, кислотно-щелочного, онкотического, коллоидно-осмотического, химического). Кроветворение (гемопоэз) - процесс образования и развития форменных элементов крови в кроветворных органах. Эритроциты, зернистые лейкоциты и тромбоциты образуются в костном мозге (эритропоэз, гранулопоэз, тромбоцитопоэз), лимфоциты - в костном мозге, селезенке и тимусе (лимфоцитопоэз), моноциты - в костном мозге (моноцитопоэз). Все клетки крови имеют одну родоначальную форму - стволовую кроветворную клетку. Различают три основных отдела клеток-предшественников: отдел стволовых кроветворных клеток, отдел клеток-предшественников миело- и лимфопоэза, отдел унипотентных клеток-предшественников (Рис ).
Схема кроветворения (И. Л. Чертков, А. И. Воробьев)
Схема предусматривает выделение 6 классов клеточных форм: I - класс полипотентных клеток-предшественников, способных дифференцироваться по всем росткам кроветворения; II - класс частично детерминированных полипотентных клеток-предшественников: это ограниченно полипотентные клетки-предшественники миелопоэза и лимфопоэза с ограниченной способностью к самоподдержанию; III - класс унипотентных клеток-предшественников, не способных к длительному самоподдержанию, но способных к пролиферации и дифференцировке. Это клетки-предшественники отдельных рядов дифференцировки в кроветворно-лимфатической системе, на уровне которых осуществляется основная количественная регуляция кроветворения. В костном мозге различаются две категории клеток-предшественников лимфоцитов: предшественники В- и Т-лимфоцитов. Клетки трех первых классов схемы кроветворения морфологически неидентифицируемые, существуют в двух формах - бластной и лимфоцитоподобной. На уровне IV класса появляются принципиальные различия между кроветворной и лимфатической системами. Это морфологически распознаваемые пролиферирующие клетки, дающие начало отдельным рядам миелопоэза (гранулоцитопоэз, моноцитопоэз, эритропоэз, метакариоцитопоэз и лимфопоэз). В V класс входят созревающие клетки, в VI - зрелые клетки с ограниченным жизненным циклом. Для гранулоцитопоэза первая морфологически распознаваемая клетка - миелобласт, последняя пролиферирующая клетка ряда - миелоцит. Метамиелоцит и палочкоядерный гранулоцит - класс созревающих клеток (V класс), зрелая клетка - сегментоядерный гранулоцит (VI класс).
Кроветворения во внутриутробном периоде. Эмбриональное кроветворение начинается очень рано. Его характерными особенностями можно считать следующие: - последовательное изменение тканей и органов, являющихся основными плацдармами формирования элементов крови, - желточный мешок, печень, селезенка, тимус, лимфатические узлы и, наконец, костный мозг; - изменение типа кроветворения и продуцируемых клеток - от мегалобластического к нормобластическому.
В последние десятилетия окончательно утвердилась клоновая теория кроветворения. По современным представлениям, дифференцировка клеток крови осуществляется через ряд последовательных ступеней. Каждая следующая ступень означает возникновение клеток с меньшей степенью универсальности последующего направления развития и меньшей способностью к самоподдержанию. Доказано существование единой полипотентной стволовой клетки, способной дифференцироваться в направлении и миелопоэза, и лимфопоэза. Показано, что в процессе позднего фетогенеза происходит накопление стволовых клеток в костном мозге, их общее количество увеличивается в 100 раз и более. Примерно такое же количество стволовых клеток будет и в постнатальном периоде, однако их свойства уже станут иными. Стволовые клетки плода имеют более высокий пролиферативный потенциал и большие репопуляционные свойства. Эти факты и ряд других выдвигаются в качестве аргумента о существовании закона клональной «сукцессии», или последовательной смены клонов стволовых кроветворных клеток в течение жизни человека.
Имеется несколько этапов становления функции кроветворения в течение внутриутробного периода. Самым первым моментом становления системы принято считать 19-й день и по локализации - сугубо внеэмбрионально, в структурах желточного мешка. К 6-й неделе диаметр желточного мешка достигает 5 мм. Развивающийся мезодермальный слой включает свободнолежащие мезенхимальные клетки, клетки крови и клетк-и сосудов. Здесь же в плазме находятся самые примитивные клетки крови, которые, начиная с этого срока, приобретают способность мигрировать в другие «территории». Основной клеткой крови, происходящей на стадии желточного мешка, является только эритроцит, но допускается возникновение на этой стадии и примитивных мегакариоцитов и клеток, напоминающих гранулированные лейкоциты. После 10 нед беременности очаги кроветворения в желточном мешке уже не обнаруживаются, они постепенно переносятся в печень и селезенку. Этот перенос начинается с 6-й недели, но расцвета достигает к 10-12 нед. Очаги кроветворения обнаруживаются в печени вне сосудов и в энтодерме как кластеры, состоящие главным образом из недифференцированных бластов. На 2-м месяце гестации в крови наряду с мегалобластами и мегалоцитами могут быть обнаружены мегакариоциты, макрофаги и гранулоциты. Еще через месяц достигает своего максимума интенсивность кроветворения в селезенке и уже к 5 мес оно близко к исчезновению из этого органа. С 3-го месяца внутриутробного развития кроветворение начинает также происходить в селезенке и прекращается к 5-му месяцу внутриутробного развития. Лимфопоэз возникает на 2-м месяце. На 50-60-е сутки лимфоциты появляются в крови, вилочковой железе, селезенке, лимфатических узлах, миндалинах, групповых лимфатических фолликулах (пейеровы бляшки). Кровяные клетки моноцитарного ряда появляются на 18-20-й день гестации.
Костный мозг закладывается в конце 3-го месяца эмбрионального развития за счет мезенхимных периваскулярных элементов, проникающих вместе с кровеносными сосудами из периоста в костномозговую полость. С 4-го месяца начинается костномозговое кроветворение, которое к концу внутриутробного развития и на протяжении всего постнатального периода становится основным. Костный мозг в пренатальном периоде - красный. Его объем с возрастом плода увеличивается в 2,5 раза (например, на 9-й неделе объем костного мозга составляет 16 мл, а к рождению - 43 мл). У новорожденного масса костного мозга составляет примерно 1,4% от массы тела (около 40 г). С возрастом масса костного мозга увеличивается и у взрослого человека составляет в среднем 3000 г. Красный костный мозг в пренатальном периоде развития присутствует во всех костях и окружен эндостом, выстилающим костные полости. Лишь к концу гестации начинают появляться в костном мозге конечностей жировые клетки. В процессе роста изменяется соотношение красного и желтого костного мозга. С возрастом увеличивается и масса различных кровяных клеток в костном мозге.
Основным отличием состава форменных элементов крови плода является постоянное нарастание числа эритроцитов, содержания гемоглобина, количества лейкоцитов. Если в первой половине внутриутробного развития (до 6 мес) в крови обнаруживается много незрелых элементов (эритробластов, миелобластов, про- и миелоцитов), то в последующие месяцы в периферической крови плода содержатся преимущественно зрелые элементы. Изменяется и состав гемоглобина.
Гемоглобин (от греч. haima - кровь и лат. globus - шар) состоит из четырёх субъединиц. У взрослого человека они представлены полипептидными цепями α1, α2, β1 и β2. Субъединицы соединены друг с другом по принципу изологического тетраэдра. Гем представляет собой комплекс протопорфирина с атомом железа.
В начале внутриутробного развития ребенка (9-12 недель) в мегалобластах находится примитивный гемоглобин (HbP), который заменяется фетальным (HbF). Он становится основной формой в пренатальном периоде. С 3-й недели гестации начинается синтез гемоглобина взрослого (HbA), интенсивность образования которого увеличивается с возрастом плода. Однако к рождению фетальный гемоглобин составляет приблизительно 60%, а HbA - 40% всего гемоглобина эритроцитов периферической крови. Важным физиологическим свойством примитивного и фетального гемоглобинов является их более высокое сродство к кислороду, что имеет важное значение во внутриутробном периоде, когда плод развивается в условиях относительной гипоксии.
Основные этапы кроветворения:
С 3 недели по 6 неделю кроветворение происходит в желточном мешке (появляются первые клетки крови - мегалобласты с примитивным гемоглобином).
С 6 недели по 5 месяц - печеночное кроветворение (образуются эритроидные клетки, нейтрофилы, мегакариоциты).
С 12 недели по 5 месяц - печеночно-селезеночное кроветворение (в селезенке образуются лимфоциты и моноциты).
С 4 месяца начинается костномозговое кроветворение, которое становится основным до конца внутриутробного периода и в течение всей жизни.
У детей после рождения кроветворение происходит в красном косном мозге всех костей. В возрасте 4-х лет красный костный мозг постепенно превращается в желтый. В возрасте 12-15 лет гемопоэз сохраняется только в костном мозге плоских костей, ребер, телах позвонков, проксимальных отделах плечевых костей, предплечья, бедренной кости.
Эритроциты (от греч. erythros - красный + kytos - клетка) составляют более 99% клеток крови. Они составляют 45% объема крови. Эритроциты - красные кровяные тельца, имеющие форму двояковогнутых дисков диаметром от 6 до 9 мкм, а толщиной 1 мкм с увеличением к краям до 2,2 мкм. Эритроциты такой формы называются нормоцитами. Особая форма эритроцитов приводит к увеличению диффузионной поверхности, что способствует лучшему выполнению основной функции эритроцитов - дыхательной. Специфическая форма обеспечивает также прохождение эритроцитов через узкие капилляры.
Эритроциты выполняют в организме следующие функции: 1) основной функцией является дыхательная - перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким; 2) регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови - гемоглобиновой; 3) питательная - перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма; 4) защитная - адсорбция на своей поверхности токсических веществ; 5) участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови; 6) эритроциты являются носителями разнообразных ферментов (холинэстераза, угольная ангидраза, фосфатаза) и витаминов (В1, В2, В6, аскорбиновая кислота); 7) эритроциты несут в себе групповые признаки крови.
Сразу после рождения красная кровь новорожденных характеризуется повышенным содержанием гемоглобина и большим количеством эритроцитов. В среднем сразу после рождения содержание гемоглобина равно 210 г/л (колебания 150-240 г/л - см. Приложение). С конца 1-х начала 2-х суток жизни происходит снижение содержания гемоглобина - в связи с гемолизом эритроцитов. К 2-4 месяцам уровень гемоглобина может снижаться до 100 г/л. Это состояние называется физиологическая анемия. Она возникает не у всех детей и связана с истощением запаса железа в организме ребенка с одной стороны, и с недостаточным поступлением железа с пищей - с другой. Потом уровень гемоглобина начинает опять повышаться и после 6 месяцев составляет 110-140г/л.
Цветовой показатель характеризует содержание гемоглобина в эритроцитах. Если цветовой показатель составляет 0,85-1,1 - такое состояние называется нормохромия, более чем 1,1 - гиперхромия, менее 0,8 - гипохромия. У новорожденных детей отмечается гиперхромия (1,1- 1,2), так как эритроциты большие и содержат большое количество гемоглобина. А в период физиологической анемии содержание гемоглобина в эритроцитах уменьшается и наблюдается склонность к гипохромии. Снижение цветового показателя крови наблюдается в состояниях, когда либо уменьшается синтез гемоглобина, что приводит к уменьшению содержания гемоглобина в эритроците, либо когда изменяется размер эритроцита в сторону уменьшения (микроцитоз). Увеличение цветового показателя крови наблюдается при макроцитозе, т.е. когда эритроцит больше своих размеров и вмещает большее количество гемоглобина, что встречается при фолиеводефицитной и В12-дефицитной анемии, приеме цитостатиков, гипотиреозе.
Так как во внутриутробном периоде ребенок развивается в условиях относительной гипоксии, уровень эритроцитов в это время высокий и сразу после рождения составляет около 6 Т/л (колебания 5 - 7 Т/л).
Т - тера - приставка в системе СИ (SI, фр. LeSystèmeInternationald'Unités - Система Интернациональная - международная система единиц), обозначающая 1012 (1 000 000 000 000 - один триллион). В первые дни после рождения часть эритроцитов разрушается путем гемолиза с образование большого количества непрямого (не связанного) билирубина. В печени к данной форме билирубина присоединяется две молекулы глюкуроновой кислоты и образуется билирубин-диглюкурунид, который по-другому называется связанный (с глюкуроновой кислотой) или прямой (прямо реагирует с диазореактивом). Эту реакцию катализирует глюкуронилтрансфераза. Однако у новорожденных детей количество и активность этого катализатора снижены. Поэтому превращения несвязанного билирубина в связанный происходит медленно и у новорожденных детей наблюдается повышенное содержание в крови несвязанного билирубина, который является водонерастворимым и плохо выводится через почки. Это обуславливает появление желтушного окрашивания кожи и склер на 2-3 день жизни ребенка, что называется физиологическая желтуха новорожденных.
После рождения уровень эритроцитов снижается, достигая 3,1 Т/л в период физиологической анемии. Затем уровень эритроцитов повышается и после 6 месяце составляет более 4,0 Т/л (4,0 - 5,5).
Красная кровь новорожденных отличается от крови детей более старших возрастов не только в количественном, но и в качественном отношении. Для крови новорожденного прежде всего характерен отчетливый анизоцитоз (эритроциты разные по размерам), отмечаемый в течение 5-7 дней, и макроцитоз, т.е. несколько больший в первые дни жизни диаметр эритроцитов, чем в более позднем возрасте. Средний диаметр эритроцита у взрослых 7,2 мкм, у новорожденных - до 8 мкм. В связи с этим отмечается и физиологическая гиперхромия - цветовой показатель составляет 1,1 - 1,2. У новорожденных также отмечается пойкилоцитоз (эритроциты имеют разную форму) и полихроматофилия (различная степень окрашивания эритроцитов). Эти особенности эритроцитов могут сохраняться до 2 месяцев.
Количественное соотношение эритроцитов различных диаметров выражается графически в виде эритроцитометрической кривой Ляпунова - Прайс-Джонса (Александр Михайлович Ляпунов 1857-1918, - профессор математики, академик Петербургской Академии Наук; С. Price Jones, 1863--1943, английский врач).
Кривая Ляпунова - Прайс-Джонса представляет собой график распределения эритроцитов по их диаметру: по оси абсцисс отмечают диаметр эритроцитов (в мкм), по оси ординат - проценты эритроцитов соответствующей величины. Полученные точки соединяют линиями, которые в совокупности образуют эритроцитометрическую кривую. У здоровых людей в норме эритроцитометрическая кривая имеет правильную форму с довольно узким основанием, границы которого находятся в пределах 5 - 9 мкм, высота кривой достигает 70% и приходится на 7,5 мкм.
При макро- и мегалоцитарных анемиях кривая имеет неправильную пологую форму с широким основанием, иногда с двумя вершинами, и сдвинута вправо, в сторону больших диаметров. При микросфероцитозе кривая также растянута, но сдвинута влево, в сторону меньших диаметров.
У здоровых новорожденных кривая Ляпунова - Прайс-Джонса в первые сутки имеет асимметричный характер (сдвинута вправо) и только к концу первой недели жизни приобретает обычный симметричный вид.
Кровь новорожденных содержит много молодых, еще не совсем зрелых, форм эритроцитов, указывающих на активно протекающие процессы эритропоэза. В течение первых часов жизни количество ретикулоцитов - предшественников эритроцитов - колеблется от 8 до 40‰ - физиологический ретикулоцитоз. Количество ретикулоцитов в грудном и более старшем возрасте составляет 5 - 10‰. ‰ - проми́лле (от лат. pro mille, букв. «за тысячу») - одна тысячная доля. В данном случае - количество ретикулоцитов на 1000 эритроцитов.
Кроме этих молодых форм эритроцитов, в крови новорожденных как вполне нормальное явление встречаются ядросодержащие формы эритроцитов, чаще нормоциты и эритробласты. В заметном количестве их удается обнаружить только в течение нескольких первых дней жизни, а затем они встречаются в крови как единичные клетки.
Наличие большого числа эритроцитов, повышенное количество гемоглобина, присутствие большого количества молодых незрелых форм эритроцитов в периферической крови в первые дни жизни свидетельствуют об интенсивном эритропоэзе как реакции на недостаточность снабжения плода кислородом в период внутриутробного развития и в родах.
Длительность жизни эритроцитов у новорожденных в первые дни жизни составляет 12 дней, что в 5-10 раз меньше средненормальной длительности жизни эритроцитов у детей старше года и взрослых (80-120 дней).