Кровь — функция, клетки, плазма

Кровь – основная составляющая внутренней среды организма, единственная жидкая ткань тела человека, по объему и весу занимает второе место после мышечной ткани, имея 4-6 литров. Наука, которая занимается изучением крови и всего, что с ней связано, называется гематология. Методы исследования в гематологии можно прочесть здесь.

Кровь состоит из двух компонентов:

• жидкая — плазма
• клеточная – клетки крови – эритроциты, лейкоциты, тромбоциты.

Функции крови

Основная функция крови – транспорт газов крови – кислорода (О₂) и углекислого газа (СО₂). Не менее важной функцией является поддержание гомеостаза – постоянности внутренней среды. Кроме того кровь переносит питательные вещества, витамины, минералы, гормоны и забирает от тканей продукты обмена веществ. В комплексе с лимфой кровь выполняет защитную функцию.

В диагностике заболеваний кровь занимает ведущее место. Кровь применяется как основной материал в следующих исследованиях:

• общий анализ крови
• биохимический анализ крови
• анализ на гормоны
• анализ на антитела при инфекционных заболеваниях
• анализ на онкомаркеры
• печеночные пробы
• почечные пробы
• ревмопробы

Плазма крови

Плазма крови – это жидкость, содержит приблизительно 90% воды, а сухая часть плазмы состоит из органических и неорганических веществ. Показатель кислотности (pH) плазмы крови является довольно стабильным показателем и составляет 7,36 в артериальной и 7,4 в венозной крови. Объем плазмы у взрослого человека равен 2,8-3,5 литра, что составляет приблизительно 5% от веса тела.

Состав плазмы крови:

Неорганические вещества:

• натрий (137-142 ммоль/л) – обеспечивает осмотическое давление, постоянство объема, поддержание рН, главный катион внеклеточной жидкости;
• калий (3,8-5,1 ммоль/л) – активирует целый ряд ферментов, поддерживает возбудимость нервных волокон и мышц, главный катион внутриклеточной жидкости;
• кальций (2,25-2,75 ммоль/л) – обеспечивает сворачиваемость крови, передачу нервно-мышечного возбуждения, мышечного сокращения, работу сердца, принимает участие в построении костной ткани;
• магний (0,7-1,2 ммоль/л) – активирует ферменты, обеспечивает процессы торможения в нервной системе;
• хлориды (96-106 ммоль/л) – вместе с натрием поддерживает осмолярность плазмы крови, постоянство объема и рН, важный ион в процессе пищеварения в желудке;
• бикарбонат (HCO₃, 24-35 ммоль/л) – переносит СО₂, поддерживает рН крови, что позволяет работать многим ферментам;
• фосфор (0,6-1,6 ммоль/л) – поддерживает рН и принимает участие в построении костной ткани.

Органические вещества:

На первом месте среди органических веществ плазмы крови находятся протеины, если проще —  белки плазмы крови. Их концентрация составляет 60-80 г/л, в целом объеме плазмы человеческого организма – 200 грамм.

Среди белков плазмы крови выделяют три вида:

• альбумины – физиологическая норма 40 г/л для взрослого человека
• глобулины (альфа 1, 2, бета, гамма) – в норме 26 г/л, из них 15-6 г/л – иммуноглобулины (они же гамма-глобулины) защищают нас от бактерий и вирусов
• фибриноген – концентрация до 4 г/л.

Функции белков плазмы крови:

• поддержание постоянства объема плазмы крови
• транспорт продуктов обмена, ферментов, других органических веществ из одной точки организма в другую (из печени в почки, из головного мозга в сердце)
• поддержание рН (белковая буферная система)
• защита организма от вирусных и бактериальных инфекций, собственных антител (толерантность к своим клеткам), раковых клеток
• гемокоагуляция – сворачиваемость крови (способность сформировать сгусток и залепить «брешь» в сосуде) и поддержание ее жидкого состояния

Плазма крови обеспечивает перенос всех органических веществ «из точки А в точку В» – из места попадания в организм к месту реализации своей функции. Так, глюкоза – самый важный энергетический субстрат — всасывается в кишечнике, а переносится к клеткам головного мозга. Витамин D начинает образовываться еще в коже, а доставляется к костям благодаря крови.

Эритроциты

Эритроциты – это красные клетки крови, называемые так из-за высокого уровня железа в них.

Эритроциты не имеют ядра, не способны к делению, размером около 7,5 микрон, а их количество колеблется около 5 миллионов в микролитре у взрослого (у мужчин больше чем у женщин). Каждый эритроцит содержит пигмент крови – гемоглобин (международное обозначение Hb), к которому присоединяется кислород и, попеременно, углекислый газ.

Благодаря своей форме двояковогнутого диска, упругости мембраны и отсутствию ядра эритроциты могут легко проходить сквозь капилляры, диаметр которых меньше чем самого эритроцита.

Живет эритроцит в русле крови около 120 дней (100-120), а затем удаляется из нее при прохождении по сосудам селезенки и, в меньшей мере, печени и костного мозга.

Появление эритроцитов

Появление и развитие эритроцитов называется эритроцитопоэзом. Этот сложный и довольно медленный процесс происходит в красном костном мозге. Материнской клеткой каждого эритроцита, как и всех клеток крови, является стволовая клетка. После целого ряда делений и превращений появляется незрелый эритроцит – ретикулоцит.

Ретикулоцит – временная стадия развития эритроцита крови, основное его отличие – наличие остатков ядра (напомним, что зрелый эритроцит ядра не содержит) и малое количество гемоглобина. Спустя 2 дня после выхода из красного костного мозга ретикулоцит дозревает в полноценную красную клетку.

У плода образование эритроцитов начинается с 4-й недели, но внутриутробно кроветворение происходит только в печени и селезенке. За несколько месяцев до рождения функцию образования клеток крови берет на себя красный костный мозг.

Развитие эритроцитов происходит под влиянием эритропоэтина – вещества, вырабатываемого почками (поэтому при хронических болезнях почек появляется анемия). Читайте о диагностике анемии в статье «Диагностика анемии. Какие анализы стоит сдавать?». Для полноценного развития и формирования эритроцитов обязательны наличие достаточных концентраций железа (для синтеза гемоглобина), витамина В12 (принимает участие в процессах деления клеток эритроцитарного ряда), фолиевой кислоты и витамин С (универсальный антиоксидант).
Функции эритроцитов

Каждый эритроцит все 120 дней своей жизни выполняет наиболее важную функцию – дыхание, а именно обеспечивает перенос кислорода и углекислого газа между тканями организма и легкими.

Монооксид углерода –  угарный газ – связывается с гемоглобином в 200 раз сильнее чем кислород, поэтому отравления им опасны для жизни.

Лейкоциты

Лейкоциты или белые клетки крови обеспечивают защиту от бактерий и вирусов. Присутствуют в значительно меньшем количестве, чем эритроциты — от 4 до 10 тысяч лейкоцитов в 1 микролитре крови. Лейкоциты содержат ядро. Зависимо от наличия или отсутствия гранул лейкоциты делятся на гранулоциты и агранулоциты.

Лейкоциты принимают активное участие во многих процессах, а гранулы содержат большой спектр энзимов. Цитохимическое исследование крови проводится для оценки веществ, которые присутствуют в цитоплазме определенного вида лейкоцитов, применяется для дифференциации лейкозов.

Содержание лейкоцитов в крови выражают в процентах (называется — лейкоцитарная формула), поскольку абсолютные величины не настолько показательны. Делается мазок крови и врач смотрит под микроскопом и считает каждую увиденную клетку. Посчитав в общем количестве 100 клеток в бланк анализа крови вносятся данные о лейкоцитарной формуле.

Гранулоциты

В гранулоцитарных лейкоцитах при исследовании под микроскопом выявляются гранулы. Исходя из качественных и количественных характеристик гранул среди гранулоцитарных лейкоцитов выделяют: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.

Нейтрофильные гранулоциты

Нейтрофильный гранулоцит, нейтрофил – самая численная популяция лейкоцитов крови. Диаметр 10-12 микрон. Ядро имеет от 2 до 5 сегментов. Молодые формы нейтрофилов, у которых ядро еще не до конца сегментировано называют палочкоядерными нейтрофилами (ядро в форме буквы С или S).  Старшие нейтрофилы имеют хорошо отделенное ядро и называются сегментноядерными.

В периферической крови нейтрофилы циркулируют 6-7 часов, затем направляются в ткани, где и выполняют защиту от бактерий.

Эозинофильные гранулоциты

Эозинофилы составляют 2-4% от общего числа лейкоцитов, размер 12-14 микрон. В ядре всего 2 сегмента, в цитоплазме много гранул оранжевого цвета. Способны к фагоцитозу, но в меньшей степени чем нейтрофилы, активно поглощают иммунные комплексы. Гранулы эозинофилов содержат основной белок и пероксидазу, которые принимают участие в высвобождении гистамина из гранул базофилов и, таким образом, являются участниками аллергических процессов.

Базофилы

Базофилы – наименьшая по количество часть лейкоцитов, всего 0-1% белых клеток крови. Диаметр 10 микрон. Яро имеет форму буквы S. Специфические гранулы в базофиле содержат гистамин, гепарин, хондроитинсульфат. Высвобождение гепарина и других веществ является началом каскада при аллергической реакции.

Агранулоцитарные лейкоциты

Агранулоцитарные лейкоциты не содержат гранул, иногда имеют ядро с небольшой ямкой. Агранулоциты делятся на лимфоциты и моноциты.

Лимфоциты – вторая по численности популяция лейкоцитов, защищают организм от вирусной инфекции, опухолевых клеток, аутоиммунных антител. Согласно функции (но, не строению) лимфоциты делятся на Т- и В-клетки.

• В-лимфоциты обеспечивают выработку антител, так называемый, гуморальный иммунитет. Они образуют иммуноглобулины – антитела против возбудителей заболеваний (в основном вирусам)
• Т-лимфоциты крови обеспечивают клеточный иммунитет и являются передатчиками в сложной системе иммунного ответа.

Оба вида клеток имеют «память»,  при повторном контакте с микроорганизмом скорость борьбы с ним будет больше, ведь уже есть «опыт».

Моноциты – самые большие клетки крови, в лейкоцитарной формуле их всего 3-8%, поскольку время циркуляции в крови не более 12 часов, затем они направляются в ткани, где превращаются на макрофаги. Ядро моноцита овальное, большое, содержит 1-2 ядрышка. Основное задание моноцитов – борьба с чужеродным материалом – от бактерии до капельки туши при татуировании. Умеют выставить бактериальный антиген поглощенного микроба и «познакомить» другие лейкоциты с потенциальным врагом. 

Тромбоциты

Тромбоциты или кровяные пластинки – самые маленькие форменные элементы крови. Не содержат ядра, имеют форму диска.

В норме число тромбоцитов в русле крови составляет 150-450 тысяч в 1 микролитре. Всю свою недолгую жизнь (9-12 дней) они не претерпевают изменений, но их популяция постоянно обновляется, избыток удаляется селезенкой.

Тромбоциты являются обломками от большой клетки-мегакариоцита красного костного мозга. Альфа-гранулы тромбоцитов содержат факторы нужные в процессе гемокоагуляции – сворачивания крови. Еще одна функция – гемостаз – прекращение кровотечения.