кровь - Волгоградский государственный медицинский университет

Волгоградский государственный медицинский университет
Кафедра гистологии,
гистологии, эмбриологии,
эмбриологии, цитологии
Лекция для студентов 1-го курса
всех факультетов
1
Волгоград,
Волгоград, 2013
2013
Задачи:
1. Изучить структуру и функции форменных элементов
крови: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.
2. Охарактеризовать подклассы лейкоцитов: гранулоциты и
агранулоциты, разобрать их классификацию и гистофизиологическую характеристику.
3. Охарактеризовать
морфологические особенности
функциональное значение эритроцитов.
4. Описать
морфо-функциональные
тромбоцитов и показать их значение
свертывания крови.
и
особенности
в процессе
5. Охарактеризовать гемограмму и лейкоцитарную формулу как
важные диагностические параметры.
2
1
Кровь как ткань.
Определение.
Кровь - это темнокрасная вязкая слабо щелочная жидкость (pH 7.4), которая
составляет приблизительно
7% веса тела.
Кровь
является
специализированной соединительной тканью, состоящей
из: красных кровяных телец
(эритроцитов, RBC),
белых
кровяных телец (лейкоцитов),
и
кровяных
пластинок
(тромбоцитов,
Pl),
взвешенных в светлой, слегка
желтоватой
жидкости,
называемой плазмой.
Pl
M
RBC
Мазок крови человека.
x 1325.
M – моноцит
3
(лейкоцит).
Объемное распределение крови
артерии 10 %
сердце и легкие 20 %
капилляры
5%
вены 65 %
У взрослого человека объем крови составляет 4.5-6 литров, из
которых 55% - плазма, около 45% - эритроциты (гематокрит) и
1% или менее - лейкоциты и кровяные пластинки. В норме
гематокрит составляет 40-50% у мужчин и 35-45% у женщин.
4
2
Функции крови
Функции крови многочисленны и сложны и задействуют
не только форменные элементы, но также очень много веществ,
растворенных в плазме, что отражает метаболическую
активность тканей, связанных с циркуляцией крови.
Некоторые основные функции включают:
• распределение кислорода по всем тканям и выведение
углекислого
газа
и
азотистых
продуктов
распада,
соответственно, в легких и почках; транспортировка питательных
веществ из кишечника и печени, а также доставка других
метаболитов (гормонов, сигнальных молекул) тканям и органаммишеням;
• регулировка температуры тела, pH, электролитов, уровня
глюкозы, холестерина и проч.
• поддержание объема циркулирующей жидкости;
• защита от инфекции и предотвращение потери крови при
повреждении;
•гемокоагуляция.
5
Форменные
Форменные элементы
элементыкрови
крови
эритроцит
тромбоцит
нейтрофил
эозинофил
базофил
моноцит
лимфоцит
размер,
мкм
7.1-7.9
2-4
10-12
12-14
10-14
15-20
7-16
нахождение в
кровотоке
4 месяца
10 дней
1-2 дней
1-2
дней
часыдни
3 дня
3 дня20 лет
доля
99% всех
элементов
-
количество в
1л
Муж
3.9-5.5x1012
Жен:
3.7-4.9x1012
250-300
х109
ЛЕЙКОЦИТ АРНАЯ
40-75%
1-5%
0-1%
ФОРМУЛА
3-9%
20-35%
3.9-9
х109
всего
лейкоцитов
Г Е М О Г Р А М М А
6
3
Эритроциты
•
Эритроциты (Э) в анализе крови - красные кровяные клетки, которые участвуют в транспорте
кислорода в ткани и поддерживают в организме процессы биологического окисления.
•
В норме содержание эритроцитов в крови:
–
–
•
мужчины – (3,9-5,5) х 1012/л
женщины – (3,7-4,9) х 1012/л
Увеличение (эритроцитоз) количества эритроцитов бывает при:
–
–
–
–
–
–
новообразованиях;
поликистозе почек;
водянке почечных лоханок;
влиянии кортикостероидов;
болезни и синдроме Кушинга;
лечении стероидами.
•
Небольшое относительное увеличение количества эритроцитов может быть связано со
сгущением крови вследствие ожога, диареи, приема диуретиков.
•
Уменьшение содержания эритроцитов в крови наблюдается при:
–
–
–
–
–
–
кровопотере;
анемии;
беременности;
снижении интенсивности образования эритроцитов в костном мозге;
ускоренном разрушении эритроцитов;
гипергидратации.
7
Гемоглобин
• Гемоглобин (Hb) в анализе крови – это основной компонент эритроцитов,
который транспортирует кислород к органам и тканям. Его определение имеет
не только диагностическое, но и прогностическое значение, так как
патологические состояния, приводящие к уменьшению содержания
гемоглобина, ведут к кислородному голоданию тканей.
• В норме содержание гемоглобина в крови:
– мужчины – 130 – 160 г/л
– женщины - 120 – 140 г/л (граммов на литр)
• Повышение гемоглобина отмечается при:
– первичной и вторичной эритремии;
– обезвоживании (ложный эффект за счёт гемоконцентрации).
• Снижение гемоглобина выявляется при:
– анемии;
– гипергидратации (ложный эффект за счёт гемодилюции - "разбавления" крови,
увеличения объёма плазмы относительно объёма совокупности форменных
элементов).
8
4
Лейкоциты
•
•
Лейкоциты (L) – клетки крови, образующиеся в костном мозге и лимфатических узлах.
Различают 5 видов лейкоцитов: гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) и
агранулоциты (моноциты и лимфоциты). Основной функцией лейкоцитов является защита
организма от чуждых для него антигенов (в том числе, микроорганизмов, опухолевых клеток;
эффект проявляется и в направлении клеток трансплантата).
•
В норме содержание лейкоцитов в крови: (3,9 - 9) х 109/л
•
Увеличение (лейкоцитоз) бывает при:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
•
острых воспалительных процессах;
гнойных процессах, сепсисе;
многих инфекционных заболеваниях вирусной, бактериальной, грибковой и другой этиологии;
злокачественных новообразованиях;
травмах тканей;
инфаркте миокарда;
при беременности (последний триместр);
после родов – в период кормления ребенка грудным молоком;
после больших физических нагрузок (физиологический лейкоцитоз).
К снижению (лейкопения) приводит:
–
–
–
–
–
–
–
–
аплазия, гипоплазия костного мозга;
воздействие ионизирующего излучения, лучевая болезнь;
брюшной тиф;
вирусные заболевания;
анафилактический шок;
болезнь Аддисона – Бирмера;
коллагенозы;
под влиянием некоторых лекарственных препаратов.
9
Нейтрофилы
•
Нейтрофилы представлены двумя группами: палочкоядерные (п/я) и
сегментоядерные (с/я). Они обладают, в основном, бактерицидной и
дезинтоксикационной функциями, нося условное название микрофагов (что
отражает ведущий механизм их иммунной функции - фагоцитоз).
•
В норме содержание в крови: 40-75%
•
Увеличение (нейтрофилез) вызывают:
–
–
–
–
•
воспалительные процессы;
инфаркт миокарда, легкого;
злокачественные новообразования;
многие инфекционные процессы.
К уменьшению (нейтропения) приводят:
–
–
–
–
–
–
вирусные инфекции (гепатит, корь, краснуха, грипп, ветряная оспа, полиомиелит);
инфекции, вызванные простейшими (токсоплазма, малярия);
постинфекционные состояния;
апластические анемии;
грибковые инфекции;
хронические бактериальные инфекции (стрепто- или стафилококковые, туберкулез,
бруцеллез)
– проведение лучевой терапии.
10
5
Эозинофилы
•
Эозинофилы (Э) – также обладают фагоцитарными свойствами, но это свойство
используют прежде всего для участия в аллергическом процессе. Они
фагоцитируют комплекс антиген-антитело, образованные преимущественно Ig E.
•
В норме содержание эозинофилов: 1 - 5%
•
Увеличение (эозинофилия) наблюдается при:
– аллергических состояниях (бронхиальная астма, аллергические поражения кожи, сенная
лихорадка);
– глистной инвазии (аскаридоз, эхинококкоз, лямблиоз, трихинеллез, стронгилоидоз);
– инфекционных заболеваниях (в стадии выздоровления);
– после введения антибиотиков;
– коллагенозах;
•
Уменьшение (эозинопения) встречается при:
–
–
–
–
–
–
–
некоторых острых инфекционных заболеваниях (брюшной тиф, дизентерия);
остром аппендиците;
сепсисе;
травмах;
ожогах;
хирургических вмешательствах;
в первые сутки развития инфаркта миокарда.
11
Базофилы
• Базофилы (Б) – участвуют в воспалительных и аллергических процессах в
организме.
• В норме: 0 – 1%
• Увеличение базофилов бывает при:
–
–
–
–
–
–
–
аллергических состояниях;
заболеваниях системы крови;
острых воспалительных процессах в печени;
эндокринных нарушениях;
хронических воспалениях в желудочно-кишечном тракте;
язвенном воспалении кишечника;
лимфогранулематозе.
• Уменьшение базофилов встречается при:
–
–
–
–
–
длительной лучевой терапии;
острых инфекциях;
остром воспалении легких;
гиперфункции щитовидной железы;
стрессовых состояниях.
12
6
Моноциты
• Моноциты (М) – относятся к агранулоцитам. Относятся к системе
фагоцитирующих мононуклеаров. Они удаляют из организма отмирающие
клетки, остатки разрушенных клеток, денатурированный белок, бактерии и
комплексы антиген-антитело.
• В норме содержание моноцитов в крови: 3-8%
• Увеличение (моноцитоз) встречается при:
–
–
–
–
–
–
инфекционных заболеваниях (туберкулез, сифилис, протозойные инфекции);
некоторых заболеваниях системы крови;
злокачественных новообразованиях;
коллагенозах;
хирургических вмешательствах;
в период выздоровления после острых состояний.
• Уменьшение (моноцитопения) встречается:
– после лечения глюкокортикоидами;
– тяжелых септических процессах;
– брюшном тифе.
13
Лимфоциты
•
Лимфоциты (Л/Ф) бывают трёх видов: Т-, В- и NK-лимфоциты. Они участвуют в
распознавании антигенов. Т-лимфоциты участвуют в процессах клеточного
иммунитета, а В-лимфоциты – в процессах гуморального иммунитета. NKлимфоциты (естественные или натуральные киллеры, англ. natural killer cell, NK
cell) — большие гранулярные лимфоциты, обладающие естественной
цитотоксичностью против раковых клеток и клеток, зараженных вирусами.
•
В норме содержание лимфоцитов составляет: 20 – 35 %.
•
Увеличение (лимфоцитоз) встречается:
–
–
–
–
•
после тяжелого физического труда;
во время менструации;
острых инфекционных заболеваниях(ветряная оспа, краснуха, коклюш);
вирусных инфекциях (грипп, аденовирусная и цитомегаловирусная инфекции).
Уменьшение (лимфопения) встречается при:
–
–
–
–
–
–
–
вторичных иммунных дефицитах;
лимфогранулематозе;
тяжелых вирусных заболеваниях;
приеме кортикостероидов;
злокачественных новообразованиях;
почечной недостаточности;
недостаточности кровообращения.
14
7
Цветовой показатель
•
Цветовой показатель (ЦП) – это степень насыщенности эритроцитов пигментом
гемоглобином.
•
•
•
•
•
В норме: 0,9-1,1.
Если он меньше 0,80 – гипохромная анемия.
Если 0,80-1,05 – эритроциты считаются нормохромными.
Если больше 1,10 – гиперхромная анемия.
При патологических состояниях отмечается параллельное и примерно одинаковое
уменьшение как количества эритроцитов, так и гемоглобина.
•
Уменьшение ЦП (0,50-0,70) бывает при:
– железодефицитной анемии;
– анемии, вызванной свинцовой интоксикацией.
•
Увеличение ЦП (1,10 и более) бывает при:
–
–
–
–
•
недостаточности витамина В12 в организме;
недостаточности фолиевой кислоты;
раке;
полипозе желудка.
Для правильной оценки цветового показателя нужно учитывать не только
количество эритроцитов, но и их объем.
15
Скорость оседания эритроцитов
•
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) – неспецифический индикатор патологического
состояния организма.
•
В норме:
–
–
–
–
–
–
•
новорожденные – 0-2мм/ч
дети до 6 месяцев - 12-17мм/ч
мужчины до 60 лет – до 8мм/ч
женщины до 60лет – до 12мм/ч
мужчины старше 60 лет – до 15мм/ч
женщины старше 60 лет – до 20мм/ч
Увеличение СОЭ встречается при:
–
–
–
–
–
–
–
инфекционно-воспалительном заболевании;
коллагенозах;
поражении почек, печени, эндокринных нарушениях;
беременности, в послеродовом периоде, менструации;
переломах костей;
оперативных вмешательствах;
анемиях.
•
Оно может увеличиваться и при таких физиологических состояниях, как прием пищи (до
25мм/ч), беременности (до 45 мм/ч).
•
Снижение СОЭ бывает при:
–
–
–
–
гипербилирубинемии;
повышении уровня желчных кислот;
хронической недостаточности кровообращения;
гипофибриногенемии.
16
8
17
WBC (white blood cells — белые кровяные тельца) — абсолютное содержание лейкоцитов
(норма 4,5—11 109 кл/л) — форменных элементов крови — отвечающих за распознавание
и обезвреживание чужеродных компонентов, иммунную защиту организма от вирусов и
бактерий, устранение отмирающих клеток собственного организма.
RBC (red blood cells — красные кровяные тельца) — абсолютное содержание эритроцитов
(норма 4,3—5,7 1012 кл/л) — форменных элементов крови — содержащих гемоглобин,
транспортирующих кислород и углекислый газ.
HGB (Hb, hemoglobin) — концентрация гемоглобина (норма 132—173 г/л) —
дыхательного пигмента крови — участвующего в транспорте кислорода и углекислоты,
выполняющего, также, буферные функции (поддержание рН).
HCT (hematocrit) — гематокрит (норма 0,39—0,49), часть (% = л/л) от общего объёма
крови, приходящаяся на форменные элементы крови. Кровь на 40—45 % состоит из
форменных элементов (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) и на 60—65 % из плазмы.
Гематокрит это соотношение объёма форменных элементов к плазме крови. Считается, что
гематокрит отражает соотношение объёма эритроцитов к объёму плазмы крови, т.к. в
основном эритроциты составляют объём форменных элементов крови.
PLT (platelets — кровяные пластинки) — абсолютное содержание тромбоцитов (норма
150—400 109 кл/л) — форменных элементов крови — участвующих в гемостазе. 18
9
Эритроцитарные индексы (MCV, MCH, MCHC):
MCV — средний объём эритроцита в кубических микрометрах (мкм3) или
фемтолитрах (фл) (норма 80—95 фл). В старых анализах указывали:
микроцитоз, нормоцитоз, макроцитоз.
MCH — среднее содержание гемоглобина в отдельном эритроците в
абсолютных единицах (норма 27—31 пг). MCH — более объективный
показатель, чем цветовой показатель, который не отражает синтез
гемоглобина и его содержание в эритроците, а во многом зависит от объема
клетки.
MCHC — средняя концентрация гемоглобина в эритроците (норма 330—370
г/л), отражает степень насыщения эритроцита гемоглобином. Снижение
MCHC наблюдается при заболеваниях с нарушением синтеза гемоглобина.
Тем не менее, это наиболее стабильный гематологический показатель. Любая
неточность, связанная с определением гемоглобина, гематокрита, MCV,
приводит к увеличению MCHC, поэтому этот параметр используется как
индикатор ошибки прибора или ошибки, допущенной при подготовке пробы к
исследованию.
19
Тромбоцитарные индексы (MPV, PDW, PCT):
MPV (mean platelet volume) — средний объем тромбоцитов
(норма 7—10 фл).
PDW — относительная ширина распределения тромбоцитов
по объёму, показатель гетерогенности тромбоцитов.
PCT (platelet crit) — тромбокрит (норма 0,108—0,282), доля
(%) объёма цельной крови, занимаемую тромбоцитами.
20
10
LYM% (LY%) (lymphocyte) — относительное (%) содержание лимфоцитов.
LYM# (LY#) (lymphocyte) — абсолютное содержание лимфоцитов.
MXD% — относительное (%) содержание смеси моноцитов, базофилов и
эозинофилов.
MXD# — абсолютное содержание смеси моноцитов, базофилов и эозинофилов.
NEUT% (NE%) (neutrophils) — относительное (%) содержание нейтрофилов.
NEUT# (NE#) (neutrophils) — абсолютное содержание нейтрофилов.
MON% (MO%) (monocyte) — относительное (%) содержание моноцитов (норма 0,040,11).
MON# (MO#) (monocyte) — абсолютное содержание моноцитов (норма 0,1—0,6 109
кл/л).
EO% — относительное (%) содержание эозинофилов.
EO# — абсолютное содержание эозинофилов.
BA% — относительное (%) содержание базофилов.
BA# — абсолютное содержание базофилов.
IMM% — относительное (%) содержание незрелых гранулоцитов.
IMM# — абсолютное содержание незрелых гранулоцитов.
ATL% — относительное (%) содержание атипичных лимфоцитов.
ATL# — абсолютное содержание атипичных лимфоцитов.
GR% — относительное (%) содержание гранулоцитов.
GR# — абсолютное содержание гранулоцитов.
21
RBC/HCT — средний объем эритроцитов.
HGB/RBC — среднее содержание гемоглобина в эритроците.
HGB/HCT — средняя концентрация гемоглобина в эритроците.
RDW — показатель гетерогенности эритроцитов, ширина
распределения эритроцитов в % (норма 0,12—0,15).
RDW-SD — относительная ширина распределения эритроцитов
по объёму, стандартное отклонение.
RDW-CV — относительная ширина распределения эритроцитов
по объёму, коэффициент вариации.
P-LCR — коэффициент больших тромбоцитов.
RDV — анизоцитоз эритроцитов, рассчитывается как
коэффициент вариации среднего объема эритроцитов (норма
11,5-14,3 %), характеризует колебания объёма эритроцитов и
улавливается прибором значительно быстрее, чем при
визуальном просмотре мазка крови.
СОЭ (скорость оседания эритроцитов) — неспецифический
индикатор патологического состояния организма (норма 0—10
22
мм/час).
11
23
24
12
Мазок крови
человека,
Азур-2 – эозин,
x 1325.
Pl
Эритроциты - оранжево-розовые двояковогнутые
диски 1.8 мкм толщиной (2.0 мкм в самой широкой
части и 1.0 мкм в центре) и диаметром 6.5-8.5 мкм,
размер которых постепенно уменьшается с возрастом.
Эти клетки имеют центральную светлую часть
(стрелки), представляющую самую тонкую область
двояковогнутого диска. Эритроциты не имеют ядра, так
как оно утрачено в ходе дифференцировки клетки.
Двояковогнутая форма максимально увеличивает
соотношение
площадь/объем,
что
способствует
25
увеличению объема переносимого кислорода.
Мазок периферической
крови, азур-2 – эозин.
Н
Э
Основной цитоплазменный
компонент
эритроцита
(Э)
гемоглобин, который определяет
ацидофильную окраску:
именно
гемоглобин, несущий О2, обладает
эозинофилией.
Гемоглобин представляет
собой
крупную
тетрамерную
белковую молекулу, состоящую из
4-х полипептидных цепей, каждая
из которых ковалентно связана с
гемом – железосодержащей частью
молекулы. Глобин высвобождает
CO2, а железо связывает О2 в
областях с высоким парциальным
давлением О2 (в легких). В
областях, бедных О2, гемоглобин
высвобождает
кислород
и
связывает углекислый газ. Эта
способность делает гемоглобин
идеальным
соединением
для
газообмена.
Н - нейтрофил
26
13
Клетки крови
1 базофил
2 тромбоцит
3 моноцит
4 эритроцит
5 моноцит
6 лимфоцит
7 эозинофил
8 нейтрофил
9 лимфоцит
2
3
1
4
5
6
7
9
8
В парафиновых срезах тканей, эритроциты кажутся
меньше и двояковогнутая форма не определяется.
В мазках периферической крови эритроциты выглядят как
округлые яркие розовые клетки. Эритроциты - очень
деформируемые
клетки,
способные
«пролезть» 27 в
эндотелиальную щель размером 3-4 мкм.
Эритроциты
покрыты
плазмалеммой,
окружающей
электроноплотную цитоплазму, не содержащую органелл – все они
дегенерировали в ходе дифференцировки. Эритроциты содержат
растворенные в цитозоле ферменты, такие как карбоангидраза, которая
способствует превращению СО2 в угольную кислоту. Эта кислота
диссоциирует с образованием бикарбонат аниона НСО3- и катиона
водорода Н+. Бикарбонат проникает через плазмалемму эритроцита под
действием интегрального мембранного белка полосы 3. Этот белок
представляет собой сопряженный анионный транспортер, который
обменивает внутриклеточный карбонат на внеклеточный хлор Сl-.
Несмотря на отсутствие органелл, эритроциты все же метаболически
активны и производят энергию через анаэробный метаболизм глюкозы и
через синтез АТФ в гексозо-монофосфатном шунте, который продуцирует
макроэргические молекулы NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide
phosphate). Ферменты гликолиза также растворены в цитоплазме
эритроцита.
ЭРИТРОЦИТЫ, СЭМ
28
14
ЗРЕЛЫЙ ЭРИТРОЦИТ. ЦИТОСКЕЛЕТ
Клеточная
мембрана
подкреплена
актиново-спектриновым
цитоскелетом, сетчатая структура которого во многом обеспечивает
поддержание отчетливой двояковогнутой формы.
Волокнистый белок цитоскелета спектрин прикрепляется к
плазмалемме посредством трех белков (белок полосы 3, анкирин,
белок полосы 4.1), причем короткие цепи актина (до 15 мономеров)
связывают спектрин с белком полосы 4.
плазмалемма
белок
полосы 4.1
анкирин
белок
полосы 3
актин
спектрин
29
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
Пониженное содержание эритроцитов в крови
обычно ассоциируется с анемией. Повышенное число
эритроцитов в крови (эритроцитоз) может быть
физиологической адаптацией (у людей, которые
живут в высоких местностях с низким парциальным
давлением кислорода) или может быть проявлением
некоторых болезней.
Эритроциты
диаметром
больше
9
мкм
называются макроциты (в норме их около 12.5%, при
алкоголизме,
гипотиреоидизме
их
доля
увеличивается), а с диаметром менее 6 мкм
микроциты (в норме около 12.5%, при заболеваниях,
например талассемии, их доля увеличивается).
Высокий
процент
содержания
эритроцитов
варьирующих размеров называется анизоцитоз. 30
15
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
При
гипоксии
в
тканях
высвобождается
2,3дифосфоглицерид – углевод, который облегчает высвобождение
кислорода из эритроцитов. Гемоглобин также связывает окись
азота
(NO)
–
нейротрансмиттер,
который
вызывает
вазодилатацию, позволяя эритроцитам высвобождать больше
кислорода и захватывать из тканей больше СО2.
Соединение гемоглобина с кислородом называется
оксигемоглобин, а с углекислым газом соответственно –
карбаминогемоглобин
(карбамилгемоглобин).
Обратимость
соединения гемоглобина с этими газами составляет основу
газообменной способности гемоглобина. Однако соединение
гемоглобина с СО является необратимым, и оно резко снижает
способность эритроцита транспортировать О2.
Окись углерода (угарный газ) имеет большее сродство к
гемоглобину, чем кислород. Эти приводит к смертельному
отравлению СО людей, находящихся в транспорте с работающим
мотором в замкнутом пространстве или в домах с неисправным
печами, или при пожаре. При этом многие жертвы имеют
нехарактерные для трупов интенсивно розовые кожные покровы,
31
так как соединение гемоглобина с окисью углерода имеет
соответствующую окраску.
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
В
зависимости
от
аминокислотной
последовательности
выделяют 4 вида нормальных полипептидных цепей в составе
гемоглобина человека: альфа, бета, гамма, дельта. У плода основный вид
гемоглобина – фетальный (HbF) Он состоит из 2-х альфа- и 2-х гамма
цепей, вскоре после рождения он заменяется на взрослый гемоглобин
(HbA). Гемоглобин взрослых бывает 2-х видов: HbA1: альфа2, бета2; и
более редкий HbA2: альфа 2 дельта 2). У взрослых в норме 96% - это
HbA1, 2% - это HbA2 и 2% - HbF.
Любое существенное уменьшение концентрации гемоглобина в
крови приводит к уменьшению общего числа циркулирующих
эритроцитов или уменьшению в них индивидуального содержания
гемоглобина, - это состояние называется анемия (греч.: без крови).
Некоторые наследственные болезни являются следствием
дефектов генов, кодирующих последовательность полипептидных цепей
гемоглобина. Талассемия – это заболевание, которое характеризуется
нарушением синтеза одной или более цепей гемоглобина. При бетаталассемии нарушается синтез одной из бета-цепей. При гомозиготной
форме данного заболевания (у выходцев из Средиземноморья) после
рождения HbA практически отсутствует и персистирует HbF. Поскольку
одна из полипептидных цепей обычно или отсутствует или дефектна,
эритроциты при этом заболевании обычно бледные, небольших
32
размеров и с пониженной средней продолжительностью жизни.
16
Гипохромная анемия. В
мазке крови гипохромные
микроциты
(железодефицитная анемия).
Наиболее распространенной болезнью крови является анемия. При
гипохромной анемии (со снижением количества гемоглобина) у больных
отмечается бледность, изменяется форма ногтей: она становится
ложковидной, с выраженными продольными бороздками.
Пациенты
жалуются на общую слабость, постоянную усталость, и нехватку сил.
Анемия может быть результатом нарушения образования
эритроцитов или чрезмерного их разрушения. Наиболее частая причина недостаток железа, которое необходимо для образования гемоглобина. В
результате эритроциты выходят в циркуляторное русло со значительно
меньшим содержанием гемоглобина, чем в норме и, следовательно, они
выглядят бледными (гипохромия) и мелкими (микроцитоз).
Железодефицитная анемия - наиболее частая форма анемии,
возникающая в следствие дефицита поступающего в организм железа,
выявляется у примерно 10% населения Соединенных Штатов. Причиной
железодефицитной анемии может быть не низкое поступление железа с
пищей, которое не является основной причиной в Соединенных Штатах,
а
33
нарушение его всасывания или хроническая кровопотеря.
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
Серповидноклеточная анемия возникает при наличии
генетического дефекта синтеза гемоглобина: в ß-цепи валин
включен в полипептидную цепь вместо глутамата, формируя при
этом патологический гемоглобин HbS. В результате эритроциты
деформируются в удлиненные полумесяцы (серпы) в процессе
отдачи кислорода, глобиновая часть молекулы при этом
полимеризуется и кристаллизуется. Когда парциальное давление
кислорода уменьшено (напр., во время
дыхательных
упражнений), HbS изменяет форму, меняя при этом форму
эритроцита - она становится в виде полумесяца. Такие эритроциты
менее пластичны, более хрупкие, и больше склонны к гемолизу,
чем
нормальные
клетки.
Серповидноклеточная
анемия
распространенна среди афроамериканцев, особенно у тех лиц,
чьи предки жили в регионах Африки, эндемичных по малярии. В
Соединенных Штатах, 1 из 600 новорожденных афроамериканцев
имеет эту патологию.
34
17
В норме внутренняя поверхность мембраны эритроцита скреплена белками
цитоскелета - взаимосвязанными анкирином и спектрином. Дефекты в
компонентах
цитоскелета
выражаются
в
различных
состояниях,
вызывающих
неправильную
форму
эритроцитов.
Наследственные
сфероцитозы, например, вызванные синтезом аномального спектрина,
который дефектно связывается с белком полосы 4.1, тогда как нормальный
спектрин-анкириновый комплекс не образуется. При наследственных
сфероцитозах эритроциты не имеют нормальной двояковогнутой формы
диска, и выглядят округлыми и выпуклыми. Они патологически хрупки и не
противостоят
изменениям в осмотическом давлении, т.е. легко
гемолизируются. Эритроциты пациентов с этой патологией легче
деформируются и транспортируют меньше кислорода по сравнению с
нормальными клетками. Кроме того, эти сфероциты предпочтительно
разрушаются в селезенке, приводя к развитию анемии.
Микрофотография,
показывающая патологически
выпуклые эритроциты при
наследственном сфероцитозе
Наследственный
35
сфероцитоз
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
Rh-фактор первоначально был обнаружен обезьян породы
Резус. Он охватывает диапазон антигенов эритроцитов, из
которых антиген D наиболее клинически важный. Он выявляется
приблизительно у 87% человек, которые являются Rh+.
Остальные - Rh-.
Когда беременная Rh- женщина вынашивает ее первого
Rh+ младенца, при этом в ее кровяное русло проникает
достаточно антигенов ребенка, чтобы произошло образование
антирезусных антител. В течение последующей беременности
Rh+ плодом, эти антитела атакуют эритроциты плода, вызывая
их гибель, что может привести к смерти ребенка. Предродовые и
послеродовые
переливания
крови
необходимы
для
предохранения мозговых нарушений и смерти новорожденного,
если мать не получала лечения резус-антиагглютинином - перед
или вскоре после рождения первого Rh+ ребенка.
36
18
Эритроциты:
- имеют форму двояковогнутого диска для
увеличения соотношения площадь/объем
- главная функция – перенос кислорода
- содержит гемоглобин
- не содержит органелл
- плазмалемма поддерживается актиновоспектриновым
цитоскелетом,
который
определяет форму клеток.
37
Тромбоциты
a) Тромбоциты - 1.5-3.5 мкм в диаметре в мазке периферической крови.
b) Сканирующая электронная микроскопия. Видна гладкая поверхность
неактивированного тромбоцита. Поры поверхностных канальцев не
видны при данном увеличении. У плазмалеммы тромбоцита есть много
молекул рецепторов, включая молекулы клеточной адгезии, и 38она
покрыта толстым гликокаликсом (15-20 нм).
19
Мегакариоцит,
гематоксилинэозин
C
N
Кровяные пластинки являются обломками цитоплазмы
мегакариоцитов – клеток красного костного мозга, и они важны для
гемостаза.
Мегакариоциты - огромные полиплоидные клетки 30-100 мкм в
диаметре, с большим неправильным многодольчатым ядром (N),
которые содержат растворенный хроматин и лишены ядрышка. Их
обширная цитоплазма (C) заполнена тонкими базофильными
гранулами, что является следствием высокого содержания органелл.
При световой микроскопии края клетки часто трудно четко
39
определить из-за наличия многочисленных отделяющихся кровяных
пластинок, цитоплазматических отростков, складок и блебов.
КРОВЯНЫЕ ПЛАСТИНКИ
Кровяные
пластинки
(P)
(тромбоциты) - небольшие,
безъядерные
диски,
фрагментами
цитоплазмы
гигантских
клетокпредшественников
(мегакариоцитов)
красного
костного мозга. Кровяные
пластинки
содержат
митохондрии, микротрубочки,
гранулы гликогена, элементы
аппарата
Гольджи
и
рибосомы,
а
также
ферментные системы для
аэробного
и
анаэробного
метаболизма.
Мазок крови человека.
x 1325.
40
N – нейтрофил.
20
ТРОМБОЦИТЫ
Pl
Кровяные
пластинки (Pl) имеют
плотную центральную
область, грануломер (g),
и светлую периферическую - гиаломеры (h).
Наиболее различимые
заметные
органеллы
тромбоцитов
их
гранулы
(4
типа).
Тромбоциты содержат
также две трубчатые
системы (плотную и
поверхностную
открытую системы).
g
h
Pl
41
гранулы
гликоген
микротрубочки
Тромбоцит, ТЭМ
открытая
система
канальцев
На электронной
микрофотографии видно, что
у
тромбоцита
есть
10-15
микротрубочек,
организованных параллельно друг другу и
поверхности
тромбоцита
и
образующих
сплошное
кольцо
в
гиаломере.
Микротрубочки
помогают
тромбоцитам
поддерживать
их дисковидную
42
форму.
21
Актиновые и миозиновые
ТРОМБОЦИТ
наружные
нити
ассоциированы
с
ямочки
пучком
маргинальных
канальцев актино- система
микро-трубочек
и
могут
вая
канальцев
осуществлять
быструю плазмакора
альфасборку,
формируя лемма
гранулы
сократительный
аппарат.
Кроме того, в гиаломере есть
две
системы
трубочек:
поверхностная открытая и
плотная
(глубокая).
На
плазмалемме
есть
многочисленные ямочки, в
которые
открываются
канальцы
поверхностной
открытой
системы.
Эта
гликоген
система канальцев выводит
содержимое альфа-гранул, в
то время как сократитемитохондрии
льные белки актиновой коры пучок
(ранее
они
назывались маргинаплотная лизосомы
гамма
тромбостенин) участвуют в льных
трубчатая
ретракции
сгустка
и
и трубочек гранулы
система
43
экструзии
содержимого
гранул.
Микротрубочки
маргинального
пучка
полимеризуются
при
агрегации
тромбоцитов. В глубине
имеется еще одна
система трубочек –
плотная трубчатая
система
узких
трубочек
с
гомогенным прозрачным содержимым.
ТРОМБОЦИТ
наружные
ямочки
канальцев актиновая
кора
плазмалемма
система
канальцев
альфагранулы
гликоген
митохондрии
пучок
маргинаплотная лизосомы
льных
гамма
трубочек гранулы трубчатая
система
44
22
Хотя гистохимические исследования показали наличие в плотной
канальцевой системе (DTS) специфического изофермента пероксидазы,
функция ее слабо изучена; есть предположение, что она являются местом
синтеза простагландинов.
На электронной микрофотографии видны пучок маргинальных
микротрубочек (MT) и элементы плотной канальцевой системы (DTS), а
также гранулы, включая альфа- и гамма- гранулы и некоторые лизосомы (L).
MT
DTS
гаммагранулы
Тромбоцит, ТЭМ
45
L
альфа-гранулы
ГРАНУЛЫ ТРОМБОЦИТОВ
- альфа-гранулы – варьируют по форме и размерам,
содержат важные белки (тромбопластин, фибриноген,
тромбоцитарный фактор IV);
- очень плотные гранулы (гамма-гранулы), содержат
серотонин, но не синтезированный, а поглощенные из
плазмы;
- лямбда-гранулы - лизосомы (с кислой гидролазой)
- пероксисомы (с каталазой).
46
23
ФУНКЦИИ ТРОМБОЦИТОВ
Если эндотелиальная выстилка кровеносного
сосуда повреждена, тромбоциты приходят в
соприкосновение
с
субэндотелиальными
коллагеновыми волокнами, активируются при
этом, высвобождают содержимое своих гранул,
прилипают к области повреждения (адгезия
тромбоцитов) и друг к другу (агрегация
тромбоцитов. Взаимодействие тканевых факторов,
плазменных факторов и тромбоцитарных факторов
приводит к образованию сгустка.
47
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
В
трубочках
маргинального
кольца,
поддерживающих форму тромбоцита, есть
циклооксигеназа, участвующая в образовании
тромбоксана,
нужного
для
агрегации
тромбоцитов. Аспирин ее блокирует – таков
механизм
его
противосвертывающего
действия. Для восстановления требуется 3-7
суток, пока не заменяются все поврежденные
пластинки, так как процесс необратим.
48
24
Тромбоциты. ЭМ.
CP
CP
a) СЭМ. Тромбоциты на
ранней
стадии
агрегации. У них резко
изменена форма – они
стали сферичными и у
них
появились
многочисленные
отростки (CP).
b)
TЭM агрегированных
тромбоцитов.
В
тромбоцитах
уменьшилось
количество
гранул,
некоторые
отростки связаны друг
49
с другом.
ТРУБОЧКИ И ГРАНУЛЫ ТРОМБОЦИТОВ
структура
(размер)
локали содержимое
зация
функции
открытая по- гиаловерхностная
мер
канальцевая
система
обеспечивает
быстрый
захват и высвобождение
молекул из активированного
тромбоцита
плотная
канальцевая
система
гиаломер
секвестрация кальция для
предотвращения склеивания
тромбоцитов
α-гранулы
(300-500 нм)
грануломер
фибриноген,
тромбоцитарный фактор роста,
тромбоцитарный тромбопластин, тромбоспондин,
фактор коагуляции
δ-гранулы
(плотные
тельца)
(250-300 нм)
грануломер
кальций, АДФ, АТФ, содержат
факторы,
серотонин,
гистамин, облегчающие
агрегацию
пирофосфатаза
тромбоцитов, их адгезию, а
также вазоконстрикцию
λ-гранулы
(лизосомы)
(200-250 нм)
грануломер
гидролитические
ферменты
содержат
факторы,
облегчающие
восстановление целостности сосудов,
агрегацию тромбоцитов и
свертывание крови.
содержат
облегчающие
сгустка
ферменты,
резорбцию
50
25
Клинические корреляции
Тяжелая тромбоцитопения может быть
изолированным симптомом (например, при
идиопатической
тромбоцитопенической
пурпуре), а может быть одним из симптомов
обширного поражения красного костного
мозга с угнетением эритроцитарного (анемия)
и лейкоцитарного (нейтропения) листков. Это
состояние
может
развиться,
если
гемопоэтическая
ткань
костного
мозга
подавляется
опухолевой
инвазией,
как
например при остром лейкозе, или вызвана
побочным действием лекарств, например
химиопрепаратов, используемых для лечения
51
рака.
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
При тромбоцитопении у больных в крови
снижено
содержание
тромбоцитов.
Особенно
серьезным является состояние, когда их число
падает ниже 50,000/мм3 (в норме нижняя граница –
200,000/мм3. Поскольку при этом тромбоциты не в
состоянии закрыть микроскопические дефекты
кровеносных сосудов при минимальных травмах, у
них
отмечается
склонность
к
геморрагиям.
Клинически эти проявляется наличием большого
числа кровоподтеков на коже. Могут на коже
формироваться и более обширные повреждения –
экхимозы. Тромбоцитопеническая пурпура является
аутоиммунным
состоянием,
при
котором
в
организме образуются антитела к тромбоцитам,
разрушающие их.
52
26
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
У больных с тробоэмболией – самым частым видом эмболии –
тромб отрывается от стенки сосуда и начинает циркуляцию по
кровеносному руслу до тех пор, пока не достигнет сосуда достаточно
малого калибра, в который он не может протиснуться. Если тромб
достаточно большой, чтобы заткнуть бифуркацию легочной артерии
(эмбол по типу седла), это приводит к скоропостижной смерти. При
закупорке ветвей коронарных артерий может развиться инфаркт
миокарда.
Существует несколько заболеваний свертывающей
системы крови, которые характеризуются повышенной кровоточивостью.
Эти заболевания могут быть приобретенными (как при гиповитаминозе К),
так и наследственными (гемофилия) или связанными со снижением числа
тромбоцитов (тромбоцитопеническая пурпура). Витамин К требуется
печени для синтеза факторов свертывания
VII, IX,
X, а также
протромбина. Отсутствие или недостаточное количество этих факторов
приводит к частичному или полному нарушению процессов свертывания.
Наиболее распространенный вид гемофилии связан с дефицитом
фактора свертывания VIII (классическая гемофилия) - заболевание,
передаваемое матерью ребенку мужского типа рецессивным типом
наследования. Поскольку при этом наследование сцеплено с полом (Ххромосомой), девочки могут заболевать только при наличии этого
генетического дефекта у обоих родителей. Больные с данным
заболеванием страдают профузными кровотечениями при травмах53более
крупных сосудов.
Мазок крови человека,
окраска по Райту.
Нейтрофилы
–
самая
многочисленная клеточная
популяция в периферической
крои после эритроцитов.
54
27
ЛЕЙКОЦИТЫ
У нейтрофилов гранулярная цитоплазма и
лопастное ядро.
У эозинофилов крупные розовые гранулы
и двулопастное ядро (тип «сосиски»).
Между двумя лопастями ядра тонкая
перетяжка (стрелка).
У базофилов крупные базофильные гранулы.
У моноцитов большие размеры,
эксцентричное почковидное ядро, отсутствие
специфических гранул.
Лимфоциты – мелкие клетки с большим,
эксцентричным ядром и узким ободком слабо
55
базофильной цитоплазмы вокруг него.
Мазки крови
N
M-моноцит
M
N
N - нейтрофил
По характеру гранул и морфологии ядра лейкоциты делятся на 2 группы:
гранулоциты
(полиморфноядерные
клетки)
и
агранулоциты
(мононуклеарные клетки). Все лейкоциты, циркулирующие в крови, имеют
округлую форму, однако покинув кровоток и попав в ткани приобретают
амебовидную форму. Базофилы, эозинофилы и нейтрофилы являются
гранулоцитами, так как в их цитоплазме выражены специфические
гранулы, они являются также клетками миелоидного кроветворения в
красном костном мозге, в то время как моноциты (миелоидное
кроветворение)
и
лимфоциты
(лимфоидный
листок)
являются
агранулоцитами,
не
имеющими
специфических
гранул,
хотя
азурофильные гранулы у них имеются. Агранулоциты содержатся в
56
основном в лимфатических узлах и селезенке. В тканях моноциты
становятся макрофагами.
28
Нейтрофилы фагоцитируют и переваривают бактерии в
очагах острого воспаления, что приводит к образованию
гноя – скоплений мертвых клеток нейтрофилов и
клеточного детрита.
базофил
нейтрофил
эозинофил
эритроцит
МИЕЛОИДНЫЕ КЛЕТКИ (моноциты не показаны
57
Траффик
нейтрофилов
из
c
кровеносного русла
N
Лейкоциты мигрируют из
кровяного
русла
в
ткани
безвозвратно (кроме лимфоцитов),
m
m
там они выполняют функции и гибнут
v
апоптозом. В норме в крови они
находятся в неактивном состоянии.
BM
Чтобы выйти из сосуда, они вначале
должны осуществить адгезию к
эндотелию, затем мигрировать через
E
стенку,
удлиняясь,
поляризуясь,
E
образуя широкий головной конец –
ламеллоподию, и суженную заднюю
часть, при этом гранулы обычно
находятся на головном конце.
Адгезия к эндотелию медиируется комплементарными молекулами
клеточной адгезии, которые экспрессируются на поверхности эндотелия и
на плазмалемме лейкоцита. В норме экспрессия не очень велика, и
траффик ограничен. Цитокины активируют и эндотелий, и лейкоциты, при
этом экспрессия адгезионных молекул усиливается, и клетки плотно
прилипают к эндотелию. Последующие активационные сигналы делают
58
клетки подвижными (через хемотаксис) и способными мигрировать
в
ткани.
29
Нейтрофил в мазке крови
человека, x 1325.
У нейтрофила многодольчатое
ядро.
Обычно
долей 2-5, они соединены
тонкими перетяжками и их тем
больше, чем старше клетка.
Хроматин
сильно
конденсирован,
отражая
низкий уровень биосинтетической активности. У женщин
примерно в 3% ядер виден
небольшой аппендикс ядра –
барабанная палочка. Которая
соответствует покоящейся Ххромосоме (тельце Барра)
(головка стрелки).
N
59
Нейтрофилы.
x
1325.
Нейтрофилы – самая
многочисленная
группа
лейкоцитов, они имеют 9-12
мкм в диаметре, содержат
слабо
оксифильную
цитоплазму
с
многочисленными
азурофильными
(более
крупными) и специфическими
(более мелкими) гранулами.
Специфические гранулы не
очень хорошо воспринимают
красители – отсюда название
клеток. Ядро клетки темное,
многолопастное,
с
2-3-4-5
лопастями,
соединенными
перетяжками (стрелка).
Pl
60
30
СОЗРЕВАНИЕ НЕЙТРОФИЛОВ
Незрелые
нейтрофилы, которые
недавно
попали
в
кровоток имеют ядро в
виде
подковы
(палочкоядерные
клетки). Увеличение их
доли
является
показателем
омоложения
нейтрофилов,
вызванное чаще всего
бактериальной
инфекцией. Если у
нейтрофила 5 и более
долей
ядра.
Он
называется
гиперсегментированным и чаще всего
является старым.
НЕЙТРОФИЛ,
ТЭМ
Нейтрофильный метамиелоцит
0-0.5%
Палочкоядерный нейтрофил
3-5%
Сегментоядерный нейтрофил
40-70%
61
sg
Нейтрофилы циркулируют в крови в основном в неактивном
состоянии, но после определенной активации они покидают
кровоток
и
в
тканях
становятся
подвижными
фагоцитирующими клетками. Их главная функция –
захватывать и разрушать микроорганизмы, проникающие в
ткани организма. Они играют важную роль на ранних
стадиях воспалительной реакции на тканевое повреждение
и
62
составляют основную массу образующегося гноя.
31
У нейтрофила 3 типа гранул:
Первичные
(азурофильные,
показаны красным):
-аналогичны лизосомам
-содержат кислые гидролазы
-содержат миелопероксидазу
Вторичные
гранулы
(специфические, показаны синим):
-специфичные для нейтрофилов
-наиболее многочисленны
-содержимое
участвует
в
воспалительных реакциях
Гранулы нейтрофила
Третичные гранулы (показаны
зеленым):
-содержат
секретируемые
ферменты (желатиназу, катепсин
D),
-могут пристраивать адгезионные
молекулы к поверхности клетки
63
ГРАНУЛЫ НЕЙТРОФИЛОВ.
Их всего 3 типа. Первичные (азурофильные, Ag) аналогичны
лизосомам. Это первые гранулы, которые появляются в клетке во время
дифференцировки, по ходу которой их число сокращается. В то время как
число специфических гранул нарастает. На электронной микрофотографии
они выглядят крупнее и плотнее, чем специфические (s) гранулы. Как в
любых лизосомах, в азурофильных гранулах есть кислые гидролазы, но
помимо этого есть много других антибактериальных агентов, таких как
миелопероксидаза, эластаза и др.
L
Ag
s
P
Вторичные гранулы –
это
специфические
гранулы, они в 2 раза
многочисленнее, чем
азурофильные.
Они
мельче
азурофильных гранул, содержат
коллагеназу IV типа,
лизоцим, фагоцитин.
s
64
32
Нейтрофил,
Нейтрофил,
T
ЭM, x10,000
TЭM,
Ультраструктурные
показали
Ультраструктурные исследования
исследования показали,
показали,, что
что вторичные
вторичные
гранулы
размерам
гранулы варьируют
варьируют по
по размерам,
размерам,, плотности
плотности и
и форме
форме и
и что
что они
они
содержат
вещества
содержат вещества,
вещества,, способствующие
способствующие иммобилизации
иммобилизации медиаторов
медиаторов
воспаления
комплемента
воспаления и
и активации
активации комплемента.
комплемента.. Эти
Эти вещества
вещества секретируются
секретируются во
во
внеклеточное
пространство
недавно
внеклеточное пространство.
пространство.. Третичные
Третичные гранулы
гранулы описаны
описаны недавно,
недавно,, они
они
содержат
желатиназу,
), способны
желатиназу, катепсин
содержат ферменты
ферменты ((желатиназу,
катепсин Д
Д),
способны вставлять
вставлять
некоторые
мембраны
некоторые гликопротеины
гликопротеины в
в клеточные
клеточные мембраны,
мембраны,, что
что может
может
65
способствовать
.
фагоцитозу
способствовать клеточной
клеточной адгезии
адгезии и
ив
в конечном
конечном счете
счете –– фагоцитозу.
фагоцитозу.
специфические
гранулы
азурофильные
гранулы
Нейтрофил,TЭM
Цитоплазма
нейтрофила
содержит
и
другие
органеллы
помимо гранул:
ГЭС, рибосомы
и даже остатки
комплекса
Гольджи,
который
был
хорошо развит,
когда во время
дифференциров
ки участвовал в
66
упаковке гранул.
33
N
Нейтрофил,
ТЭМ
m
Митохондрий у нейтрофила мало, они обеспечивают
потребности в энергии лишь на 50%.
67
После активации нейтрофилы часто оказываются в условиях
нехватки кислорода и глюкозы. Поэтому они накапливают большое
количество гликогена (gl) для анаэробного гликолиза. Энергия образуется в
гексозо-монофосфатном шунте, но она используется в основном для
продукции
антимикробных
оксидантов,
нежели
для
внутренних
потребностей клетки. Lys- лизосомы, ag – азурофильные гранулы.
I
gl
N
lys
ag
НЕЙТРОФИЛЫ АДАПТИРОВАНЫ К АНАЭРОБНОМУ68
ОБМЕНУ
34
Нейтрофил, ТЭМ
ps
ps
g
N
Нейтрофилы, имеющие рецепторы хемоаттрактантов (N-формил-метионилпептидов), мигрируют в область тканевого повреждения, где они реализуют
свою защитную функцию. При этом многие хемоаттрактанты являются и
активаторами (метаболиты арахидоновой кислоты). Нейтрофилы способны
фагоцитировать чужеродные частицы (бактерии, мертвые клетки и др.).
Фагоцитоз начинается с распознавания антигена через рецепторы к
опсонинам (Fc-фрагментам антител и белков комплемента, связавшихся с
бактериями или их фрагментами). Цитоплазма нейтрофила содержит также
различные антиоксиданты для разрушения потенциально токсичных
69 Ps –
перекисей, которые генерируются во время лизосомальной активности.
псевдоподии, N-ядро, g- гранулы.
ФАГОЦИТОЗ У
НЕЙТРО- инород
ФИЛОВ
ная
частица
лизосомы рецепторы
поверхностные
лиганды
a)
b)
актиновые
псевдоподии
связывание
актиновая
ядро
рецепторов
кора
Нейтрофилы имеют мембранные рецепторы (к опсонинам Fcфрагменту
иммуноглобулинов
и
фракциям
комплемента,
связывающимся
с
чужеродными
белками
и
бактериальным
полисахаридами). Нейтрофилы не фагоцитируют материал, с которым у
них нет специфического связывания.
Первый шаг на пути фагоцитоза – связывание чужеродной частицы со
специфическим рецептором. Клетки образуют псевдоподии, чтобы
70
окружить частицу – для этого производится сборка и диссимиляция
актиновых филаментов.
35
поглощение частицы
слияние мембраны с
образование фагосомы
ФАГОЦИТОЗ У НЕЙТРОФИЛОВ
c) Псевдоподии сливаются, полностью окражая частицу и
образуя
эндоцитозный
пузырек.
В
окончательном
«склеивании» мембран принимают участия специфические
белки.
d) Поглощенная частица оказывается внутри фагосомы.
71
лизосома сливается с фагосомой
остаточное тельце
фаголизосома
ФАГОЦИТОЗ НЕЙТРОФИЛОМ
e) Фагосома сливается с гранулами нейтрофила, особенно
азурофильными, которые выделяют мощные гидролитические
ферменты. Если частица бактериального происхождения, то это
будет сопровождаться образованием перекиси водорода и других
активных форм кислорода (супероксид-аниона) посредством
ферментативных реакций восстановления кислорода.
f) Чужеродная частица разрушается с образованием остаточного
тельца.
72
36
АПОПТОЗ НЕЙТРОФИЛА
Активированные нейтрофилы долго не живут они гибнут
73
апоптозом.
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
Во
время
фагоцитоза
отмечается
респираторный
взрыв
–
резкое
увеличение
потребления О2, что ведет к образованию
супероксиданиона – короткоживущего радикала,
который убивает микроорганизмы, поглощенные
нейтрофилом.
Дети с наследственным дефицитом NADPHоксидазы страдают от постоянных бактериальных
инфекций, так как их нейтрофилы не способны
осуществить респираторный взрыв в ответ на
проникновение микроорганизмов. Их нейтрофилы не
способны производить супероксиданион, перекись
водорода и другие активные вещества во время
фагоцитоза бактерий.
74
37
Эозинофил в мазке крови.
x 1325.
Эозинофилы имеют
диаметр 10-14 мкм и
содержат многочисленные
крупные
краснооранжевые,
светопреломляющие
специфические гранулы.
Присутствуют
и
азурофильные гранулы.
Ядро
коричнево-черное,
двудолевое, напоминает
сардельки, соединенные
тонкой
перетяжкой
(стрелка).
Гранулы эозинофилов
(до
200
на
клетку)
эозинофильны. Под ЭМ в них
обнаруживается
насечка
–
параллельная
длиннику
гранулы.
В
гранулах
содержится главный основной
белок с большим количеством
аргинина.
На
его
долю
приходится
50%
всех
протеинов гранул, именно он
определяет
эозинофилию
гранул. Белок способствует
уничтожению
глистной
инфекции, например шистосом.
Азурофильные гранулы, как и
в других клетках, содержат
кислые гидролазы.
Они
вызывают
деструкцию
паразитов, а также гидролиз
иммунных
комплексов,
поглощенных эозинофилами.
RBC
Pl
75
ЭОЗИНОФИЛ, ТЭМ
76
38
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ
На своей поверхности эозинофилы содержат IgE. Они
продуцируют вещества, которые модулируют воспалительные
реакции через инактивацию лейкотриенов и гистамина,
вырабатываемого другими клетками. Они фагоцитируют
комплексы антиген-антитело. Они инактивируют и накапливают
гистамин. Увеличение эозинофилов в крови связано с
аллергическими реакциями и гельминтными инвазиями. Они
участвуют в противоаллергических реакциях. У пациентов,
леченных
кортикостероидами,
отмечается
снижение
эозинофилов в крови.
77
Базофил в мазке крови,
x 1325.
Базофилы
самые
малочисленные
из
лейкоцитов, диаметр у них 810 мкм. Их цитоплазма
заполнена
темными
крупными
базофильными
специфическими гранулами
(головка стрелки), которые,
вдавливаясь в плазмалемму,
придают клетке угольчатую
форму.
Специфические
гранулы замаскировывают
не только азурофильные
клетки, но и само ядро.
78
39
У
базофилов
на
поверхности
несколько
рецепторов,
включая
рецепторы IgE.
Базофилы дополняют
функции тучных клеток а
реакциях
гиперчувствительности
немедленного типа, когда они
мигрируют в соединительную
ткань. В ответ на появление
антигенов
они
могут
высвобождать в межклеточное
пространство
содержимое
своих гранул. Несмотря на
схожесть с тучными клетками,
базофилы
имеют
другого
предшественника (стволовую
гемопоэтическую
клетку),
Кроме
того,
базофилы
содержат
пероксидазу,
а
тучные клетки – нет.
БАЗОФИЛ, ТЭМ
79
Специфические гранулы базофилов (0.5 мкм в диаметре)
обладают метахромазией, т.е.окрашиваются в цвет. Отличный от
цвета красителя. Это связано с присутствием гепарина.
Специфические гранулы базофила не столь многочисленны, как у
других лейкоцитов. И имеют неправильную форму. Дегрануляция
при воспалительных и аллергических реакциях приводит к
изменению
свертываемости
и
сосудистой
проницаемости.
Базофилы содержат гепарин, гистамин, лейкотриены, серотонин.
Лейкотриены – это медленно действующие вещества анафилаксии,
образующиеся во время аллергических реакций в присутствии IgE.
GRANULOCYTES
basophil
neutrophil
eosinophil
80
40
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
В ответ на появление ряда антигенов плазмациты
выделяют IgE. Fc фрагмент молекулы IgE присоединяется к
рецепторам базофила без всякого эффекта. Но в следующий
раз при попадании в организм того же антигена,
он
привязывается к молекуле IgE на поверхности базофила.
1.Связывание антигена с молекулой IgE на поверхности
базофила (или тучной клетки) вызывает высвобождение
содержимого гранул базофила во внеклеточное пространство.
2.Кроме
того,
фосфолипазы
гранул
действуют
на
определенные фосфолипиды плазмалеммы базофила с
образованием арахидоновой кислоты. Арахидорновая кислота
метаболизируется с образованием лейкотриенов C4,D4 и E4.
3.Высвобождение
гистамина
вызывает
вазодилатацию,
сокращение гладкой мускулатуры бронхов
и увеличение
проницаемости сосудов.
4.Лейкотриены имеют сходный эффект, но действуют они
медленнее и продолжительнее, чем гистамин. Кроме того,
лейкотриены активируют лейкоциты, заставляя их мигрировать
81
в очаг аллергической реакции.
гранулоциты
признак
нейтрофил
число/мм3
% лейкоцитов
3500-7000
45-70 %
эозинофил
базофил
150-400
1-5 %
50-100
<1%
диаметр (мкм) 8-9
(срез) (мазок)
9-12
9-11
10-14
7-8
8-10
ядро
2 доли
S-образное
3-4 доли
Специфические 0.1
мкм, 1-1.5 мкм темно-розовые 0.5 мкм синие
гранулы
светлорозовые
Содержимое
тип
IV
специфических коллагенагранул
зы, фосфолипаза A,
лактоферрин, лизоцим, фагоцитин,
щелочная
фосфатаза
Арил
сульфатаза,
гистаминаза,
бетаглюкуронидаза, кислая
фосфатаза, фосфолипаза,
главный
основной
белок, эозинофильный
катионный
белок,
нейротоксин,
РНКаза,
катепсин, пероксидаза
Гистамин,
гепарин,
эозинофильный
хемотаксический
фактор,
нейтрофильный
хемотаксический
фактор,
82
пероксидаза
41
Гранулоциты
признак
нейтрофил
поверхностный
маркер
Fc
рецепторы,
рецептор тромбицитактивирующего
фактора,
рецептор
лейкотриена
B4,
лейкоцитарная
адгезионная
молекула-1
продолжите < 1 недели
льность
жизни
функции
эозинофил
базофил
рецепторы IgE, Рецепторы IgE
рецептор
эозинофильного
хемотаксическо
го фактора
< 2 недель
Фагоцитоз
и Фагоцитоз
разрушение бактерий иммунных
комплексов,
деструкция
паразитов
1-2
года
животных)
(у
Медиирование
воспалительных
реакций, как у
тучных клеток
83
Лимфоциты это мелкие
клетки диаметром 8-10 микрометров с
единственным
округлым
эксцентричным
ядром
(N),
окруженным
узким
ободком
цитоплазмы (головка стрелки). Ядро
очень
плотное
с
большим
количеством гетерохроматина.
В
цитоплазме
присутствуют
азурофильные гранулы. По размерам
лимфоциты делятся на малые (самые
дифференцированные), средние (1215 мкм) и большие (15-18 мкм – это
бластные
формы.
Лимфоциты
присутствуют
в
небольших
количествах в соединительной ткани,
но в очагах хронического воспаления
их
присутствует
множество.
Лимфоциты - это единственные из
лейкоцитов,
возвращающиеся
в
кровоток после того, как покинут его.
Они участвуют в иммунном ответе,
имеют
слабую
фагоцитарную
активность.
Лимфоцит.
x 1325.
N
84
42
Лимфоцит,
Лимфоцит, ТЭМ,
ТЭМ, x10,000
Нулевые
клетки
включают
две
различные
популяции:
- циркулирующие
стволовые клетки,
дающие
начало
всем
клеткам
периферической
крови,
естественные
киллеры
(NKклетки),
которые
могут
убивать
чужеродные клетки
и
клетки,
инфицированные
вирусами,
без
участия Т-клеток.
85
На
электронной
микрофотографии видно, что в
небольшом объеме цитоплазмы
находятся немного митохондрий,
мелкий
комплекс
Гольджи,
немного профилей ГЭС. Имеются
азурофильные
гранулы
(лизосомы) и много свободных
рибосом. Выделяют 3 типа
лимфоцитов: Т-лимфоциты. Влимфоциты и нулевые клетки.
Идентифицировать
морфологически их невозможно
– лишь иммуногистохимически с
определением
типа
поверхностных
маркеров
(кластеров
дифференцировки
CD).
Примерно
80%
циркулирующих лимфоцитов –
это Т-клетки. 15% - В-клетки и
остальные – нулевые клетки.
Продолжительность их жизни
варьирует от многих лет (Тклетки) до месяцев (В-клетки).
86
LYMPHOCYTE, TEM
43
Средний лимфоцит, ТЭМ
После
стимуляции
специфическим антигеном и Т-,
и В-лимфоциты пролиферируют и дифференцируются на
две популяции: эффекторные
клетки и клетки памяти.
Лимфоциты
не
несут
специфических функций в кровотоке.
Им надо попасть в соединительную
ткань
для
реализации
функции
иммунной защиты. Для того, чтобы
стать иммунокомпетентными, клетки
должны мигрировать в определенные
компартменты иммунной системы.
Чтобы
созреть
и
приобрести
экспрессии
специфических
поверхностных маркеров и рецепторы.
В-клетки заходят в еще не
идентифицированные
участки
красного костного мозга, в то время
как Т-клетки мигрируют в корковое
вещество
тимуса.
Став
иммунокомпетентными,
клетки
покидают
данный
компартмент,
попадают
в
иммунную
систему,
делятся митозом, формируя клон
идентичных клеток. Все клетки данного
клона могут распознавать один и тот
же тип антигена и формировать87 ответ
на его попадание.
ВИДЫ ЛИМФОЦИТОВ
1.Клетки памяти не участвуют в иммунном ответе, но сохраняются
как часть клона, наделенная иммунологической памятью, готовая
запустить иммунный ответ против повторно попадающего в
организм корпускулярного антигена или чужеродного вещества.
2.Эффекторные клетки классифицируются на Т- и В-лимфоциты (и
их подтипы). Это иммунокомпетентные клетки, которые несут
иммунные функции, например, функцию элиминации антигена. Bлимфоциты ответственны за гуморальный иммунный ответ, а
именно: они дифференцируются в плазмоциты, которые
продуцируют антитела против антигенов. Т-лимфоциты отвечают за
клеточный
иммунный
ответ.
Некоторые
Т-лимфоциты
дифференцируются в цитотоксические клетки (Т-киллеры), которые
вступают
в
физический
контакт
с
чужеродными
или
инфицированными вирусом клетками и уничтожают их. Кроме того,
определенные Т-клетки ответственны за инициирование и развитие
(Т-хелперы) или подавление (Т-суппрессоры) большинства
клеточных или гуморальных иммунных реакций. Они осуществляют
эти функции с помощью сигнальных молекул (цитокинов, а именно
– лимфокинов), которые вызывают определенный ответ со
88
стороны других клеток иммунной системы.
44
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ
CD8+клетки (цитотоксические и супрессоры) распознают
антиген, содержат главный цитотоксический белок – перфорин).
Каждый клон Т-лимфоцитов производит и содержит один вид
специфического рецептора для взаимодействия с одним антигеном.
На
поверхности
несет
сотни
молекул
специфических
иммуноглобулинов (много меньше, чем В-лимфоциты, у которых
молекулы Ig (на 2/3 это IgM) исчисляются сотнями тысяч.
CD4+ клетки-хелперы. Поддерживают пролиферацию В-клеток
и секрецию ими Ig. Секретируют интерлейкин 3, GM-CSF, TNF альфа
Тh2 хелперы поддерживают секрецию IgE, вырабатывают
интерлейкины 4,5.
Th1 стимулируют образование цитотоксических лимфоцитов,
поддерживают пролиферацию и дифференцировку Т-супрессоров,
секретируют интерлейкин 2, TNF бета, ИФН.
NK – клетки без поверхностных детерминант, также содержат
перфорины.
B-клетки реализуют гуморальный иммунный ответ (выработку
антител).
89
МОНОЦИТ
КРОВИ. x 1325.
В
МАЗКЕ
Моноциты
–
самые
крупные
из
клеток
циркулирующей
крови
с
диаметром 12-15 мкм. У них
много серо-голубой цитоплазмы,
содержащей
много
азурофильных гранул, в то
время
как
специфические
гранулы
отсутствуют.
Ядро
бобовидной формы с рыхлым
хроматином, в котором видны
обширные
светлые
пространства.
Доли
ядра
накладываются друг на друга,
иногда даже трудно проследить
их контуры. Моноциты остаются
в кровотоке несколько дней,
после чего они мигрируют в
соединительную ткань, где они
дифференцируются
в
макрофаги.
g
h
N
90
45
Моноциты имеют крупное
эксцентричное бобовидное ядро,
которое часто имеет контуры как
«молью изъеденные» с выростами
в виде долей, перекрывающих друг
друга.
Хроматин
достаточно
рыхлый, присутствует как гетеро,
так и эухроматин с преобладанием
последнего. Нередко присутствует
два
ядрышка,
не
всегда
различимые в мазках крови. В
цитоплазме встречаются гранулы
гликогена, немного профилей ГЭС,
митохондрий (М) и свободных
рибосом (R), а также множество
лизосом. На периферии клетки
видны
микротрубочки,
микрофиламенты,
пиноцитозные
пузырьки и филоподии. Макрофаги
фагоцитируют
нежелательные
частицы, производят цитокины,
требующиеся
для
иммунного
ответа, и представляют эпитопы
антигенов Т-лимфоцитам.
МОНОЦИТ, ТЭМ
91
ФУНКЦИИ МАКРОФАГОВ
1.Макрофаги – это облигатные фагоциты, они входят в систему
мононуклеарных фагоцитов, которые фагоцитируют мертвые и
дефектные клетки (стареющие эритроциты), а также антигены и
чужеродные частицы (например, бактериальные). Эта деструкция
происходит в фагосомах через ферментное переваривание или
образование активных форм кислорода: супероксиданиона. Перекиси
водорода и проч.
2.Макрофаги
продуцируют
цитокины,
которые
активируют
воспалительный ответ, а также пролиферацию и созревание других
клеток.
3.Некоторые
макрофагальные
клетки
являются
антигенпрезентирующими. Они фагоцитируют антигены и представляют их
самые антигенные части – эпитопы – вместе с интегральными белками,
человеческими лейкоцитарными антигенами II класса (известного также
как антиген главного комплекса гистосовместимости II класса) –
иммунокомпетентным клеткам.
4.В ответ на попадание крупной чужеродной частицы макрофаги
сливаются образуя гигантскую клетку инородных тел, которая
достаточно велика для поглощения данной чужеродной частицы.
92
46
АГРАНУЛОЦИТЫ
признак
число/мм3
% лейкоцитов
лимфоцит
1500-2500
20-35 %
моноцит
200-800
3-9 %
диаметр (мкм) 7-8
(срез) (мазок)
8-10
10-12
12-15
ядро
бобовидное
круглое
Специф.гранулы нет
нет
Поверхностные
маркеры
T-клетки: T- клеточные класс II HLA,
рецепторы, CDмолекулы, IL Fc рецепторы
рецепторы
B-клетки
поверхностные
иммуноглобулины
Продолжительность жизни
Месяцы-годы
функции
T-клетки:
клеточный дифференцировка
в
иммунный ответ
макрофаги,
фагоцитоз,
B-клетки:
гуморальный презентация антигенов
иммунный ответ
93
Дни в крови, месяцы в
соединительной ткани
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЛЕЙКОЦИТАРНОЙ ФОРМУЛЫ
Физиологические перекресты:
1. При рождении соотношение лимфоцитов и нейтрофилов, как
у взрослых.
2. Затем доля нейтрофилов падает, а лимфоцитов возрастает, к
3-4 суткам они сравниваются (1-ый физиологический перекрест).
3. Далее % нейтрофилов падает еще больше, а лимфоцитов еще
больше возрастает, к 1-2 годам нейтрофилы 25%, лимфоциты 65%
4. 2-ой физиологический перекрест: с 2-х лет опять доля
нейтрофилов возрастает, лимфоцитов - падает, к 4-м годам они
сравниваются.
5. Далее % нейтрофилов продолжают возрастать, лимфоцитов продолжает падать, и к половому созреванию значения
нормализуются (как у взрослых).
94
47
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕМОГРАММЫ
I. Эритроциты:
1. При рождении число их 6-7 х 1012
2. К 10-14 суткам число снижается до нормальных значений
взрослого.
3. Продолжает снижаться до 3-6 мес (физиологическая анемия,
так синтез эритропоэтинов перемещается из печени в почку в
связи с прекращением кроветворной функции печени.
4. К половому созреванию восстанавливается нормальное
значение содержания эритроцитов.
II. Лейкоциты:
1. У новорожденных лейкоцитоз до 10-13х109
2. Первые 2 недели – снижение до 9-15х109
3. К 14 годам значение нормализуется (как у взрослых).
95
96
48
97
98
49
99
100
50
101
102
51