Из чего состоит кровь

Из чего состоит кровь

Кровь состоит из жидкой части – плазмы – и взвешенных в ней клеток, или форменных элементов крови .

Форменные элементы крови

В крови имеются следующие виды форменных элементов (клеток): эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные тельца), тромбоциты (кровяные пластинки). Все они образуются в костном мозге из клеток-предшественников.

Костный мозг находится в плоских и трубчатых костях – грудине, ребрах, костях конечностей и др. Общая масса костного мозга составляет 1,5–2 кг (столько же весит печень). Некоторые формы лейкоцитов, а именно, лимфоциты, образуются не только в костном мозге, но также в лимфатических узлах, селезенке, лимфоидной ткани кишечника и миндалин.

Процесс образования и развития форменных элементов (клеток) крови называется кроветворением . Соответственно, образование эритроцитов называется эритропоэз, образование лейкоцитов – лейкопоэз, а тромбоцитов – тромбопоэз .

Эритроциты и ретикулоциты

Эритроциты, или красные кровяные тельца, предназначены для того, чтобы переносить кислород от легких ко всем тканям и органам, а углекислый газ – в обратном направлении – от тканей и органов к легким.

По форме эритроциты напоминают двояковыпуклые диски. Диаметр эритроцита равен 7,2–7,5 мкм, толщина – 2,2 мкм, а общая поверхность всех эритроцитов превышает площадь поверхности человеческого тела в 1500 раз.

Около 90 % сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин.

В крови взрослого человека в норме циркулирует примерно 25 триллионов эритроцитов. Представить себе это количество можно так: если уложить все эритроциты рядом друг с другом, то получившейся цепочкой (длиной около 200 000 км) можно было бы опоясать земной шар по экватору 5 раз.

Эритроцит живет в среднем 120 дней, а затем гибнет (разрушается). Причем тут возможны два варианта. Во-первых, старые эритроциты подвергаются фагоцитозу, то есть пожираются клетками-фагоцитами, которые для того и предназначены, чтобы уничтожать почему-либо не нужные организму клетки – как чужеродные, например, микробные, так и собственные, «отслужившие свой срок». Фагоцитов особенно много в печени и селезенке, поэтому эти органы называют «кладбищем эритроцитов». Во-вторых, старые эритроциты (они становятся более круглыми) прямо в кровяном русле подвергаются гемолизу – растворению.

Некоторые эритроциты «не доживают» отпущенный им срок и разрушаются из-за механического повреждения во время циркуляции по сосудам (этот процесс называется фрагментоз). Обычно это в чем-то дефектные эритроциты. То есть среди эритроцитов в организме, как и во всей живой природе, происходит своего рода естественный отбор.

Каждые сутки в человеческом организме образуется и разрушается около 200–250 миллиардов эритроцитов. Эритроцит образуется из клетки-предшественника, имеющей, как и все «нормальные» клетки, ядро, – эритробласта, который затем последовательно проходит несколько стадий превращения в нормобласт.

На стадии «зрелого» нормобласта происходит выталкивание ядра и образование «нормального» эритроцита, который так и называется – нормоцит. Но иногда ядро выталкивается на более ранних стадиях, то есть из «недозрелых» нормобластов, и из такой клетки образуется ретикулоцит , то есть соответственно недозрелый эритроцит. Впрочем, через 1–2 суток после выхода из костного мозга в кровь ретикулоциты «дозревают» и становятся нормальными, «взрослыми» эритроцитами-нормоцитами.

Около 90 % сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин – так называемый дыхательный фермент. По химической структуре он представляет собой соединение белка (глобина) и 4 молекул гема, каждая из которых имеет в своем составе атом железа. Атом железа отличается тем, что имеет большое число свободных электронов, благодаря чему легко образует различные комплексы, в частности, способен присоединять (и отдавать) молекулу кислорода.

Гемоглобин в крови содержится в виде 3 физиологических соединений. Гемоглобин, который «взял» кислород и несет его к тканям, называется оксигемоглобин (HbO2). Именно он придает ярко-алую окраску артериальной крови.

Гемоглобин, отдавший кислород тканям, превращается в так называемый восстановленный гемоглобин, или дезоксигемоглобин (Hb). Он циркулирует в венозной крови и придает ей более темный цвет. Гемоглобин, присоединивший углекислый газ и несущий его к легким, называется карбгемоглобин и тоже находится в артериальной крови.

При разрушении эритроцитов гемоглобин выходит в плазму крови, от него отщепляются молекулы гема, и он превращается в желчный пигмент билирубин . Билирубин с желчью поступает в кишечник и выводится из организма с калом и мочой – в форме соответственно стеркобилина и уробилина. Каждые сутки примерно 8 г гемоглобина (около 1 %), находящегося в крови, превращается в билирубин.

Лейкоциты

Лейкоциты подразделяют на две основные группы: гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые). К гранулоцитам относятся нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, а к агранулоцитам – лимфоциты и моноциты.

Нейтрофилы

Нейтрофилы – самая многочисленная группа лейкоцитов, они составляют 50–75 % всех белых кровяных телец. Нейтрофилами они называются потому, что их зернистость можно окрашивать нейтральными красками.

Нейтрофилы различают «по возрасту»: молодые и зрелые формы. Молодые – это («по старшинству», начиная с самых младших) миелоциты, юные (метамиелоциты), палочкоядерные; зрелые – это сегментоядерные. В крови здорового человека подавляющее большинство нейтрофилов представлены зрелыми формами – сегментоядерными, а юных и палочко-ядерных (молодых) должно быть не более 1 % и 5 % соответственно.

При этом в крови человека циркулирует не более 1 % нейтрофилов, имеющихся в организме; 99 % их сосредоточены в различных тканях. В частности, резерв нейтрофилов в костном мозге в 50 раз превышает их количество в крови. По первому требованию организма происходит дополнительный выброс нейтрофилов в кровь. С чем же связано это «первое требование»?

Нейтрофилы – главные защитники организма. Нейтрофилы первыми устремляются в место повреждения тканей, так как они наиболее подвижные из всех лейкоцитов. В случае надобности нейтрофил выпускает псевдоподии («ложноножки»), проникает через стенку капилляра и спешит туда, где какой-нибудь микроб «нарушил границу» – попал в организм. Нейтрофилы движутся со скоростью 40 мкм в минуту, что совсем не мало для такой малютки, не превышающей в диаметре 10–15 мкм.

Дальше нейтрофил нападает на врага – микробную клетку или собственные разрушающиеся клетки организма – и буквально пожирает его, и это называется фагоцитозом (от греч. фаго – «пожираю» и цитос – «клетка»), а клетки, способные осуществлять подобные действия, – фагоцитами . Затем фагоцит переваривает и уничтожает то, что «съел», благодаря собственным ферментам и другим веществам. Причем один нейтрофил способен «съесть» (то есть уничтожить) 20–30 бактерий. Иногда, впрочем, он погибает сам в этом неравном бою, и тогда бактерии остаются победителями на поле боя и продолжают размножаться.

Но нейтрофилы способны и к более тонким и сложным методам борьбы: например, они выделяют специальные вещества (лизосомные белки), которые пагубно воздействуют на бактерии, а также интерферон, обладающий противовирусным действием. Нейтрофилы вовсе не всегда так активны и агрессивны, а только тогда, когда в этом возникает необходимость, о чем они узнают по повышению уровня гормонов в крови, в частности, адреналина и ацетилхолина, и некоторых других веществ, а также по увеличению концентрации токсинов – продуктов жизнедеятельности микробов.

Эозинофилы

Эти клетки крови называются эозинофилами потому, что зернистость в их цитоплазме окрашивается кислыми красками, в частности, эозином. Эозинофилы тоже умеют пожирать микробов (то есть обладают фагоцитарной способностью), но их слишком мало, поэтому они не играют заметной роли в процессе фагоцитоза.

Зато они способны обезвреживать и разрушать аллергены. В частности, они вырабатывают фермент (гистаминазу), который разрушает гистамин. А без гистамина не обходится ни одна аллергическая реакция. (Именно поэтому при аллергии применяются антигистаминные препараты – тавегил, супрастин, кларитин и др.) Гистамин содержится в гранулах базофилов и так называемых тучных клеток, а эозинофилы способны «пожирать» эти гранулы.

Эозинофилы вырабатывают также белок плазминоген, который участвует в растворении кровяного сгустка, когда тот уже не нужен.

Базофилы

Базофилы – самая малочисленная группа гранулоцитов: они составляют 0–1 % всех лейкоцитов. Зернистость базофилов хорошо окрашивается щелочными, или основными, красками. Вспомните школьную химию: щелочи иначе называются основаниями. А основание по-латыни – «базис», поэтому эти клетки и называются базофилами. Базофилы вырабатывают гистамин, а также гепарин. Гистамин расширяет капилляры в очаге воспаления, а гепарин препятствует свертыванию крови. Благодаря этому кровообращение в области воспаления улучшается, что способствует стиханию воспалительного процесса.

Моноциты

Моноциты относятся к агранулоцитам – то есть не имеют зернистости. Эти клетки способны двигаться наподобие амеб и обладают выраженной фагоцитарной и бактерицидной активностью. Если один нейтрофил может убить 20–30 бактерий, то моноцит – до 100.

К очагу воспаления моноциты прибывают несколько позже нейтрофилов, и как раз к тому времени, когда там образуется кислая среда, в которой нейтрофилы теряют активность. Моноциты же в кислой среде, наоборот, максимально «оживляются». Они пожирают микробов, погибшие лейкоциты, поврежденные воспалением клетки тканей и таким образом очищают это место и подготавливают его для регенерации. За это моноциты получили название (у физиологов) «дворники организма».

Моноциты, прибывшие в ткани, превращаются в макрофаги («большие пожиратели»). Но они не просто пожирают; они перерабатывают поглощенные чужеродные вещества и переводят их в особое соединение – иммуноген, который совместно с лимфоцитами (см. ниже) формирует уже специфический иммунный ответ, то есть строго определенную защитную реакцию на строго определенное чужеродное вещество.

Макрофаги участвуют также в обмене жиров и железа, а кроме того, обладают противоопухолевым и противовирусным действием. Все это благодаря тому, что они секретируют множество полезных веществ: лизоцим, комплемент, интерферон, эластазу, коллагеназу, активатор плазминогена, а также фиброгенный фактор, который усиливает синтез коллагена и ускоряет формирование рубцовой ткани.

Лимфоциты

Это, наверное, самые уникальные из всех лейкоцитов. В организме взрослого здорового человека присутствует 1012 лимфоцитов. Общий вес такого количества лимфоцитов – 1,5 кг.

По сравнению с другими лейкоцитами (и вообще клетками крови, и не только крови) лимфоциты являются настоящими долгожителями: они живут не несколько дней, как «обыкновенные» клетки, а более 20 лет, а некоторые из них рождаются вместе с самим человеком и с ним же умирают.

Опять же, в отличие от других лейкоцитов, лимфоциты способны не только мигрировать из крови в ткани, но и возвращаться обратно в кровь.

Но самая главная их особенность – это удивительная способность различать в организме «своих» и «чужих», поэтому они выполняют функцию иммунного надзора («цензуры»).

В их оболочке имеются специальные рецепторы, которые активируются при контакте с чужеродным белком.

Лимфоциты делятся на 2 группы (можно сказать – «армии»), у каждой из которых свои, строго определенные задачи.

Первая такая «армия» – Т-лимфоциты (тимус-зависимые).

Т-лимфоциты рождаются в костном мозге из клеток-предшественников, затем попадают в вилочковую железу (тимус), где проходят «обучение» (дифференцировку), после чего отправляются к «месту службы» и расселяются в лимфатических узлах, селезенке или циркулируют в крови. В крови на долю Т-лимфоцитов приходится 50–70 % всех лимфоцитов.

Дифференцировка Т-лимфоцитов в вилочковой железе заключается в том, что они превращаются в особые формы («отряды»), предназначенные для выполнения различных и строго определенных функций.

Клетки-хелперы (помощники) взаимодействуют с В-лимфоцитами (см. ниже), превращая их в плазматические клетки, которые вырабатывают антитела.

Клетки-супрессоры (угнетатели) подавляют чрезмерные реакции В-лимфоцитов и поддерживают постоянное количественное равновесие между разными формами лимфоцитов.

Клетки-киллеры (убийцы) – непосредственные исполнители реакций клеточного иммунитета. Они нападают на чужеродные клетки (опухолевые клетки, чужеродные трансплантаты, клетки-мутанты и пр.) и разрушают их. Одна клетка-киллер убивает одну жертву. Для этого у клетки-киллера есть оружие: вещество лимфокин, которое действует так, что чужеродная клетка как бы растворяет сама себя.

Клетки иммунной памяти, или Т-эффекторы, – специальные Т-лимфоциты, которые запоминают «лицо врага», благодаря чему если в другой раз в организм внедрится тот же враг, то он будет немедленно распознан.

Т-лимфоциты играют главную роль в иммунном надзоре. Когда их функция ослаблена, возрастает опасность развития опухолей, аутоиммунных заболеваний, различных инфекций.

Таким образом, Т-лимфоциты обеспечивают специфический клеточный иммунитет.

Вторая «армия» – В-лимфоциты (бурса-зависимые).

В-лимфоциты составляют 15–35 % всех лимфоцитов, циркулирующих в крови, и тоже рождаются в костном мозге, но затем отправляются «на обучение» не в вилочковую железу, а в другие места: в лимфоидную ткань кишечника, червеобразного отростка (аппендикса), небных и глоточных миндалин.

В-лимфоциты обеспечивают так называемый гуморальный иммунитет (от латинского слова humor – «жидкость»). Но на самом деле суть заключается в том, что в данном случае с врагами борются не сами клетки, а созданные ими антитела. Антитела не являются клетками; это белки – иммунные гамма-глобулины.

В-лимфоциты, встретившиеся с антигеном (чужеродным веществом), мигрируют в костный мозг, селезенку и лимфатические узлы. Там они размножаются и превращаются в плазматические клетки, которые способны вырабатывать антитела. При этом поколение одного В-лимфоцита (или, как говорят, один клон ) реагирует только с каким-то одним антигеном и отвечает за выработку антител только против него. То есть В-лимфоциты обладают высокой специфичностью. Правда, их все же можно распределить на 3 основные группы («расы»). В1-клетки «занимаются» чужеродными полисахаридами и соответственно вырабатывают антитела к ним; В2-клетки совместно с Т-хелперами создают иммунитет против чужеродных белков. В3-клетки, или К-клетки, по сути, представляют собой В-киллеров, то есть «лично» нападают на «врагов».

Помимо Т– и В-лимфоцитов существуют еще так называемые «нулевые» лимфоциты (0-лимфоциты). Это, так сказать, «малообразованные» лимфоциты – они не проходят «обучения» (дифференцировки) в органах иммунной системы. Однако при необходимости они способны превращаться в В– или Т-лимфоциты. Всего на долю нулевых лимфоцитов приходится около 10 % лимфоцитов крови.