Одной из разновидностей соединительной ткани является кровь с ее жидким основным веществом.
Кровь (sanguis, haima) состоит из клеток, взвешенных в жидком межклеточном веществе (плазме) сложного состава. На долю плазмы приходится около 54\% объема крови, на долю форменных элементов (клеток) — около 44\%. Кровь выполняет трофическую, транспортную, защитную функции. Кроме того, кровь участвует в сохранении постоянного состава и свойств внутренней среды организма — гомеостаза (от греч. homdoios — одинаковый, stdasis — состояние, неподвижность). Общее количество крови у взрослого человека 4-6 л, что составляет 6-8\% массы его тела (у мужчин в среднем около 5,4 л, у женщин около 4,5 л). Приблизительно 84\% крови находится в сосудах большого круга кровообращения, около 9\% — в сосудах малого круга и 7\% — в сердце. В среднем 64\% общего количества крови находится в венах, около 6\% — в капиллярах и приблизительно 18\% в артериях.
Плазма — это жидкая часть крови, в которой содержится около 91\% воды, 6,5-8,0\% белков, 2\% низкомолекулярных соединений. рН плазмы крови колеблется в пределах от 7,37 до 7,43, а удельная плотность равна 1,025-1,029. Плазма богата как электролитами, так и неэлектролитами. Среди катионов преобладают натрий (143 мэкв/л), калий и кальций (по 5 мэкв/л каждый), среди анионов — хлор (103 мэкв/л), бикарбонаты (27 мэкв/л), фосфаты (2 мэкв/л), органические кислоты (6 мэкв/л). В плазме крови содержатся глюкоза (5 мэкв/л) и мочевина (7 мэкв/л). Белки крови (6,5-8 г/л) (альбумины и глобулины) выполняют трофическую, транс- портную, защитную, буферную функции, они также участвуют в процессе свертывания крови и создании коллоидно-осмотического давления.
Часть объема крови, занимаемая его форменными элементами (точнее, эритроцитами), называется гематокритом. У мужчин он равен 44-46 об\% общей массы крови, у женщин — 41-43 об\%. В крови содержатся безъя- дерные клетки — эритроциты (4,0-5,0)*1012/л крови, лейкоциты (4,0- 6,0)*109/л крови, среди которых выделяют зернистые, или гранулоциты (нейтрофильные, ацидофильные и базофильные), а также незернистые, или агранулоциты (моноциты) (рис. 24). В крови имеются кровяные пластинки (тромбоциты), число которых составляет (180,0-320,0)*109/л, а также лимфоциты — основные морфофункциональные элементы иммунной системы (см. «Органы кроветворения и иммунной системы»).
Эритроциты (от греч. erythros — красный), или красные кровяные тельца, имеют форму двояковогнутых дисков диаметром от 7 до 10 мкм. Эритроциты содержат гемоглобин, осуществляющий перенос кислорода и двуокиси углерода. Содержание эритроцитов у мужчин составляет (4-5)-1012/л, у женщин (3,9-4,7)-1012/л. Общее количество эритроцитов
Рис. 24. Клетки крови: I — базофильный гранулоцит; II — ацидофильный гранулоцит; III — сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит; IV — эритроцит; V — моноцит; VI — тромбоциты; VII — лимфоцит
у мужчин достигает 27?1012 клеток, у женщин 18?1012 клеток, а общая площадь поверхности всех эритроцитов равна приблизительно 3800 м2. Форма эритроцита способствует наиболее эффективному выполнению основной его функции — газообмена, так как диффузионная поверхность велика, а диффузное расстояние от плазмы крови до гемоглобина мало. Эритроциты весьма пластичны, поэтому они могут проходить через капилляры, диаметр просвета которых не превышает 3-4 мкм. Эритроцит — единственная клетка в теле человека, у которой нет ядра. Эритроцит покрыт цитолеммой толщиной около 7 нм, в которую встроены антигены систем АВ0 и резус, мембранные ферменты. Поверхность эритроцита гладкая, на мембране лежит слой гликокаликса. Длительность жизни эритроцитов около 120 дней, после чего они разрушаются и поглощаются макрофагоцитами в селезенке. После окрашивания красителем Романовского при световой микроскопии эритроциты выглядят как розоватые кольца со светлыми центрами, цитоплазма оксифильная, органеллы отсутствуют.
Примерно 1-2\% эритроцитов имеют голубоватый цвет, их называют полихроматофильными эритроцитами (ретикулоцитами). Цитоплазма полихромная, при окраске крезиловым синим в них видна синяя сеточка неправильной формы, обусловленная наличием рРНК, которая сохраняется в течение 24 ч. Гемоглобина в этих клетках меньше, чем в зрелых эритроцитах. В них имеется небольшое количество митохондрий, элементов комплекса Гольджи и рибосом, а также гранулы гемосидерина (сидеросомы). Ретикулоциты поглощают ферритин посредством пиноцитоза. Через 24-36 ч ретикулоциты превращаются в зрелые эритроциты. Увеличение количества ретикулоцитов свидетельствует об усиленном образовании эритроцитов в ответ на их более интенсивное разрушение.
Лейкоциты (от греч. ldikos — белый) представляют собой ядросодержащие шаровидные клетки, обладающие амебоидной подвижностью.
В лейкоцитах имеются митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, рибосомы и другие органеллы. В отличие от эритроцитов, которые выполняют присущие им функции в просвете кровеносных сосудов, большая часть лейкоцитов осуществляет свои функции в тканях, куда они мигрируют посредством диапедеза (от греч. dia — сквозь, peddesis — прыжок). Для этого они входят в контакт с эндотелием. Затем образуют псевдоподии (от греч. psdudes — ложный, pus — нога) — лишенные органелл выросты цитоплазмы, покрытые цитолеммой, которые внедряются в межклеточные щели между эндотелиоцитами и проникают в соединительную ткань. После этого содержимое клетки как бы перетекает в псевдоподию. Это происходит благодаря растворимым сократительным белкам (актину и миозину), которые полимеризуются и взаимодействуют между собой при участии АТР, в результате чего возникает сила, необходимая для движения. Лишь 20\% лейкоцитов циркулирует в крови, около 50\% находится в тканях, а 30\% — в костном мозге. Продолжительность жизни лейкоцитов колеблется в широких пределах — от нескольких дней до нескольких лет.
Лейкоциты, содержащие различные по форме и окраске гранулы, подразделяются на нейтрофильные, эозинофильные и базофильные, полиморфно-ядерные гранулоциты, которые составляют от 93 до 96\% всех гранулоцитов. Общее количество гранулоцитов в крови взрослого человека составляет 3?1012. Время циркуляции гранулоцитов в крови не пре- вышает 8-12 ч, затем они мигрируют в соединительную ткань.
Зрелый нейтрофильный гранулоцит представляет собой сферическую клетку диаметром 10-12 мкм. Дольчатое (сегментированное) ядро клетки, в котором не видно ядрышек, содержит гетерохроматин и при световой микроскопии выглядит окрашенным в темно-синий или сине-фиолетовый цвет. Гетерохроматин расположен по периферии ядра, вблизи нуклеолеммы, а эухроматин — в его центре, ядрышек нет. Цитоплазматическая мембрана образует небольшое количество коротких микроворсинок.
Слабо оксифильная цитоплазма клетки богата нейтрофильными и азурофильными мембранными гранулами. Мелкие вторичные специ- фические нейтрофильные гранулы (диаметром 0,1-0,3 мкм) составляют 80-90\% всех гранул. При световой микроскопии они имеют лиловый цвет. При электронно-микроскопическом исследовании гранулы округлые или удлиненные, видны окружающая их элементарная мембрана и содержимое умеренной электронной плотности, богатое щелочной фосфатазой и бактерицидными веществами. Гранулы содержат катионные белки, аминопептидазу, коллагеназу, лизоцим. Более крупные
(диаметром до 0,4 мкм) красновато-фиолетовые азурофильные гранулы (первичные лизосомы) составляют около 10-20\% всех гранул. В их электронноплотном материале содержатся кислая фосфатаза и другие лизосо- мальные ферменты, лизоцим, миелопероксидаза. Последняя является маркером этих гранул. Гранулы обоих типов участвуют в фагоцитозе и инактивации фагоцитированного материала. Цитоплазма нейтрофильных гранулоцитов богата частичками гликогена, липидами и бедна органеллами. Внутренний сетчатый аппарат (Гольджи) развит слабо, центриоли мелкие и обнаруживаются с трудом, мелких округлых митохондрий немного.
Около 3-5\% лейкоцитов составляют палочкоядерные нейтрофильные гранулоциты с ядром, напоминающим изогнутую палочку или S-образ- ным. До 0,5\% составляют юные (метамиелоциты), имеющие бобовидное ядро. Палочкоядерные и юные нейтрофилы имеют описанные нейтро- фильные гранулы и лишь небольшое количество азурофильных гранул.
Осуществляя фагоцитоз продуктов распада и микроорганизмов, нейтрофильные гранулоциты погибают, а освобождающиеся при этом лизосомальные ферменты разрушают окружающие ткани, способствуя формированию гнойника.
Эозинофильные (ацидофильные) гранулоциты составляют от 0,5 до 5\% циркулирующих лейкоцитов. В 1 мм3 крови их число колеблется от 120 до 350. Между числом эозинофильных гранулоцитов и уровнем глюкокортикоидов в крови существует обратно пропорциональная связь. В полночь количество клеток достигает максимума, рано утром — минимума. Эозинофилы циркулируют в крови не более 8 дней, после чего покидают кровеносное русло через мелкие венулы и проникают в рыхлую соединительную ткань. Их особенно много в собственной пластинке слизистой оболочки кишечника и дыхательных путей. Диаметр эозинофильных гранулоцитов составляет 10-15 мкм. Двудольчатое ядро, напоминающее по форме гантелю, богато гетерохроматином и содержит 1-2 ядрышка. Цитолемма формирует небольшое количество мелких микроворсинок. В цитоплазме имеется множество крупных мембранных ацидофильных (красных или оранжевых) светопреломляющих, несколько удлиненных гранул диаметром около 1 мкм. Гранулы представляют собой лизосомы, содержащие пероксидазу, кислую фосфатазу и другие лизосомальные ферменты. Кроме того, имеются мелкие (диаметром 0,1-0,3 мкм) округлые гомогенные гранулы, которые содержат ферменты кислую фосфатазу и арилсульфатазу. Хорошо развитый внутренний сетчатый аппарат (Гольджи) располагается в углублении между долями ядра. В цитолемме имеются митохондрии, элементы зернистой и незернистой эндоплазматической сети, частички гликогена.
Эозинофильные гранулоциты участвуют в фагоцитозе, но менее активно, чем нейтрофильные. Эозинофильные гранулоциты фагоцитируют комплекс антиген-антитело, участвуют в разрушении гистамина, уменьшают альтернативные процессы при местных аллергических реакциях. Количество эозинофильных гранулоцитов в циркулирующей крови (эозинофилия) увеличивается при паразитарных заболеваниях, аллергических и аутоиммунных процессах.
Количество базофильных гранулоцитов в циркулирующей крови невелико — около 0,5\% всех лейкоцитов (40-50 клеток в 1 мм3 крови), а время их циркуляции в крови не превышает 12-15 ч. Диаметр клетки 10-12 мкм, при световой микроскопии в клетке видно множество темно-синих округлых или овальных метахроматичных гранул размерами до 2 мкм. Количество гранул столь велико, что они маскируют крупное двудольчатое или S-образное ядро, которое занимает около половины объема клетки. Базофильные гранулы окружены мембранами и заполнены частичками размерами около 15 нм. Гранулы содержат гистамин и гепарин. В цитоплазме находятся рибосомы, небольшое количество митохондрий и элементов зернистой эндоплазматической сети, хорошо развитый комплекс Гольджи, множество частиц гликогена размерами 25-30 нм, небольшое количество азурофильных гранул (лизосомы).
Цитоплазматическая мембрана базофильных гранулоцитов формирует небольшое количество коротких микроворсинок. В цитолемму встроены рецепторы IgE, которые связывают этот иммуноглобулин. В результате образования иммунного комплекса на поверхности клетки происходит дегрануляция и освобождается гистамин, вызывающий аллергическую реакцию. Гепарин, выделяющийся базофильными гранулоцитами, активирует липолиз в сыворотке крови. В клетках содержится и небольшое количество азурофильных гранул (лизосомы). Базофильные гранулоциты осуществляют синтез (и метаболизм) гепарина и гистамина, участвуют в аллергических и воспалительных реакциях, обладают фагоцитарной активностью.
В крови постоянно присутствуют также клетки лимфоидного ряда (лимфоциты), которые являются структурными элементами иммунной системы. В научной и учебной литературе лимфоциты все еще причисляют к незернистым лейкоцитам (агранулоцитам) крови, что явно не- правильно. Лимфоциты (см. т. 2 «Органы кроветворения и иммунной системы») содержатся в большом количестве в крови (25-40\% всех лейкоцитов, 1000-4000 клеток в 1 мм3), преобладают в лимфе и ответственны за иммунитет. В организме взрослого человека число лимфоцитов
достигает 6?1012 («Человек», 1977). Большая часть лимфоцитов постоянно циркулирует в организме, что способствует обеспечению иммунной защиты организма.
Моноциты составляют от 3 до 11\% циркулирующих клеток крови (200-600 клеток в 1 мм3). Они пребывают в кровеносной системе 2-3 сут, после чего мигрируют в ткани, где превращаются в макрофаги. В течение суток у человека присутствует (0,6-1,0)?109 моноцитов, причем в циркулирующей крови их примерно в 20 раз меньше, чем в тканях. Моноцит — довольно крупная овальная клетка, ее диаметр достигает 15 мкм. Цитолемма формирует небольшое число коротких микроворсинок. Крупное почкообразное богатое хроматином ядро содержит 1-2 ядрышка, окружено оно большим количеством голубовато-серой базофильной цитоплазмы, в которой присутствуют мелкие азурофильные гранулы (первичные лизосомы). В клетке имеется умеренное количество свободных рибосом, элементов гранулярной эндоплазматической сети, а также митохондрии, множество фагоцитарных вакуолей и пиноцитозных пузырьков. В ядре расположен развитый комплекс Гольджи, вблизи которого видны центриоли.
Тромбоциты, или кровяные пластинки, — это уплощенные овальные двояковыпуклые безъядерные фрагменты крупных клеток мегакариоцитов диаметром 2-4 мкм и толщиной 0,5-0,75 мкм. Их число достигает 250 000-350 000 в 1 мм3 крови. Время их циркуляции в крови не превышает 7-10 дней, после чего они попадают в селезенку, где разрушаются. Под цитолеммой тромбоцитов, которая снаружи покрыта слоем гликокаликса толщиной около 50 нм, располагается бледно-голубой мелкозернистый матрикс (гиаломер), не имеющий органелл. По периферии матрикса образуется кольцо микротрубочек, оно и обусловливает форму пластинки. В центре пластинки находится грануломер, в котором располагается небольшое количество митохондрий, элементов эндоплазматической сети, лизосом, частичек гликогена, секреторных гранул (α-гранул) диаметром 0,2-0,3 мкм, содержащих гидролитические ферменты (в том числе кислую фосфатазу, глюкуронидазу, катепсин). В пластинках имеется система трубочек, связанных с цитолеммой, внутри которых находятся мукополисахариды, аналогичные гликокаликсу. Кроме того, обнаруживаются плотные трубочки, содержащие материал умеренной электронной плотности.
Тромбоциты участвуют в свертывании крови, остановке кровотечений и защите организма благодаря способности фагоцитировать вирусы, иммунные комплексы и неорганические частички (Вейсс У., 1986),
в депонировании серотонина и гистамина. При повреждении эндотелия и соприкосновении с обнаженными коллагеновыми волокнами тромбоциты прилипают к ним и агрегируют, в результате чего увеличивается проницаемость мембран тромбоцитов. Из них высвобождаются серотонин, катехоламины, АТР, АДФ и фосфолипид — тромбоцитарный фактор (ТФ-3). Серотонин и катехоламины вызывают сужение сосудов, а АДФ усиливает адгезию пластинок. Под действием ТФ-3 в присутствии ионов кальция белок плазмы протромбин, образующийся в печени, превращается в тромбин, который вызывает переход плазменного белка фибриногена, также образующегося в печени, в фибрин. Последний и формирует основную часть тромба (Вейсс У., 1986).
Свертываемость крови. После повреждения кровеносного сосуда вытекающая из него кровь свертывается через 3-4 мин, а через 5-6 мин превращается в плотный сгусток — тромб. Это важное свойство крови свертываться предохраняет организм от кровопотери.
Процесс свертывания крови протекает с участием веществ, освобождающихся при разрушении тромбоцитов и повреждении тканей. Из поврежденных тромбоцитов и клеток тканей выделяется белок, который, взаимодействуя с белками плазмы крови, преобразуется в активный тромбопластин. Для образования тромбопластина необходимо, в частности, присутствие в крови антигемолитического фактора. Если в крови антигемолитический фактор отсутствует или его мало, то свертываемость крови низкая, кровь не свертывается. Это состояние получило название гемофилии. Далее при участии образовавшегося тромбопластина белок плазмы крови протромбин превращается в активный фермент тромбин. При взаимодействии образовавшегося тромбина растворенный в плазме белок фибриноген превращается в нерастворимый фибрин. Для предупреждения свертывания крови в кровеносных сосудах в организме имеется противосвертывающая система. В печени и легких образуется вещество гепарин, препятствующий свертыванию крови путем превращения тромбина в неактивное состояние.
Группы крови. Переливание крови. При кровопотерях в результате травмы и при некоторых других состояниях практикуется переливание человеку (называемому реципиентом) крови другого человека (донорской крови). Важно, чтобы донорская кровь была совместима с кровью реципиента. Дело в том, что при смешивании крови от разных лиц эритроциты, оказавшиеся в плазме крови другого человека, могут склеиваться (агглютинироваться), а затем разрушаться (гемолизироваться). Гемолизом называют процесс разрушения цитолеммы эритроцитов и выхода из них
Таблица 8. Классификация групп крови человека
гемоглобина в окружающую их плазму крови. Гемолиз эритроцитов может произойти при смешивании несовместимых групп крови или при введении в кровь гипотонического раствора, при действии некоторых химических ядовитых веществ, а также в результате действия яда некоторых змей. Как известно, в крови каждого человека имеются особые белки, которые способны взаимодействовать с такими же белками крови другого человека. В эритроцитах такие белковые вещества получили название агглютиногенов, обозначаемых заглавными буквами А и В. В плазме крови также имеются белковые вещества, получившие название агглютининов α (альфа) и β (бета). Свертывание крови (агглютинация и гемолиз эритроцитов) происходит в том случае, если встречаются одноименные агглютиноген и агглютинин (α и A; В и β). С учетом наличия тех или иных агглютининов и агглютиногенов кровь людей делят на 4 группы (табл. 8.).
В крови первой (I) группы, в ее плазме, содержатся оба агглютинина α и β, а в эритроцитах этой группы агглютиногенов нет вообще. В плазме крови второй (II) группы имеется агглютинин β, а в эритроцитах присутствует агглютиноген А. В крови третьей (III) группы, в ее плазме, имеется агглютинин α, а в эритроцитах содержится агглютиноген В.
Плазма крови четвертой (IV) группы агглютининов не имеет, а эритроциты содержат оба агглютиногена — А и В.
Кровь всех 4 групп одинаково полноценная и различается только содержанием агглютиногенов и агглютининов. Группа крови человека постоянна. Она не изменяется в течение жизни и передается по наследству. При переливании крови нужно обязательно учитывать совместимость групп крови. Важно, чтобы в результате переливания крови эритроциты донора не склеивались в крови реципиента.
С учетом наличия в крови агглютининов и агглютиногенов людей с кровью I группы называют универсальными донорами, с IV — универсальными реципиентами: им можно переливать кровь любой другой группы, поскольку в плазме их крови нет агглютининов.
Кроме агтлютиногенов А и В эритроциты крови некоторых людей могут содержать агглютиноген, получивший название резус-фактора (Rh). Этот фактор впервые был обнаружен в крови обезьян макак-резусов. Резус-фактор обнаруживается в крови примерно у 85\% людей. Кровь таких людей называют резус-положительной (Rh+). Кровь, в которой резус-фактора нет, называют резус-отрицательной (Rh-). Феномен резус-фактора заключается в том, что в крови людей с резус-отрицательным фактором отсутствуют вещества, получившие название антирезусагглютининов. Если человеку с резус-отрицательной кровью повторно перелить резус-положительную кровь, то под влиянием резус-агглютиногена донора в крови реципиента образуются антирезус-агглютинины и гемолизирующие вещества. Это может вызвать агглютинацию и гемолиз эритроцитов.