Тема лекции Кровь и лимфа Кроветворение Торбек В

Тема лекции: Кровь и лимфа. Кроветворение. Торбек В. Э, Бобова Л. П.

Функции крови Поддержание постоянства внутренней среды организма • Дыхательная • Трофическая • Экскреторная • Регуляторная • Защитная •

Система крови включает кровь и органы кроветворения: красный костный мозг, тимус, селезенку, лимфатические узлы, лимфоидную ткань не кроветворных органов. Начальные этапы развития всех клеток крови происходят в кроветворных тканях. Элементы системы крови имеют общее происхождение из мезенхимы. Система крови тесно связана с лимфоидной и иммунной системами организма, обеспечивающими развитие иммунных реакций.

Ткани внутренней среды ◦ Тканями внутренней среды являются: кровь, лимфа, группа соединительных тканей , миелоидная ткань костного мозга, лимфоидная ткань. Эти ткани объединяет происхождение из мезенхимы, разнообразие клеточного состава, обилие межклеточного вещества, функция защиты.

Состав крови В среднем в теле человека массой 70 кг содержится 5, 0 – 5, 5 литров крови. Плазма крови (3 литра, 60% объема) является межклеточным веществом. Форменные элементы – (40 -45% объема.

Общая характеристика крови Гемограмма – количественное содержание форменных элементов в 1 литре крови Лейкоцитарная формула – соотношение разных видов лейкоцитов

Плазма крови В плазме крови: 90 - 93% - вода, 7 -10% - сухой остаток. В сухом остатке: белки (альбумины, глобулины, фибриноген), промежуточные продукты обмена веществ (низкомолекулярные органические соединения), неорганические ионы.

Белки плазмы крови Альбумины – транспортные белки, синтезируются в печени, связывают и переносят метаболиты. Глобулины – белки, участвующие в иммунных реакциях. Белки системы свертывания крови (фибриноген, протромбин). Тканеспецифические белки (при инфаркте – особая форма миоглобина).

Плазма крови 10% водный раствор сложной смеси • Белков • Аминокислот • Углеводов • Жиров • Солей • Гормонов • Растворенных газов

Форменные элементы крови Эритроциты 3, 9 – 4, 7*10^12/л (ж) 4, 0 – 5, 0*10^12/л (м) Лейкоциты 4, 9 – 6, 0*10^9/л Тромбоциты 2, 5*10^11/л

Форменные элементы в сканирующем электронном микроскопе

Лейкоциты 4, 9 -9, 0*10^9/л Гранулоциты ◦ Нейтрофильные 47 -72% * ◦ Эозинофильные гранулоциты 1, 05%* ◦ Базофильные гранулоциты 0, 5 – 1%* Агранулоциты ◦ Лимфоциты 19 -37%* ◦ Моноциты 3 -11%* *От числа лейкоцитов

Лейкоциты Лейкоцитоз – увеличение количества лейкоцитов в единице объема крови. Лейкопения – снижение количества лейкоцитов в единице объема крови. Основная функция лейкоцитов– защитная: фагоцитоз (нейтрофилы, моноциты), участие в иммунных реакциях (лимфоциты, моноциты). Имеются возрастные особенности лейкоцитарной формулы.

Нейтрофильные гранулоциты 47 -72% от числа лейкоцитов Диаметр 10 -12 мкм В крови находятся 8 -12 ч. В тканях - 5 -7 суток По степени зрелости различают: 1. Юные - 0 -0, 5 % 2. Палочкоядерные - 1 -6% 3. Полиморфноядерные - 45 -70%

Нейтрофильные гранулоциты Гранулы: • Специфические (вторичные, светлые, мелкие) 80%, Содержат : фосфолипидазу, щелочную фосфатазу, активаторы комплемента, бактерицидные вещества (лизоцим, лактоферрин) Неспецифические – более крупные (первичные, лизосомальные). На плазмолемме Содержат: миелопероксидазу, имеют АГ ГКГ 1, гидролитические лизосомальные FC-рецепторы, ферменты и др. С 3 -рецепторы

Нейтрофильный гранулоцит Ультрамикроскопическое строение Гранулы: 1. Специфические – 80%, мелкие 2. Неспецифические – более крупные 3. Ядро Функции: Защита внутренней среды от бактериального вторжения, контроль кол-ва и качества микрофлоры

Нейтрофильные гранулоциты – микрофаги. При фагоцитозе – бактерицидные вещества специфических гранул убивают бактерию, образуется фаголизосома, а гидролитические ферменты лизосом переваривают микроорганизмы. В нейтрофиле резко усиливаются окислительные процессы, приводящие к появлению активных форм кислорода. При наличии в крови антител – рецепторопосредованный фагоцитоз (нейтрофилы имеют Fc-рецептор к иммуноглобулинам). При воспалительных процессах – сдвиг лейкоцитарной формулы влево.

Нейтрофил с половым хроматином

Базофильный гранулоцит Кол-во 0, 5 -1 % от числа лейкоцитов, d - 10 -12 мкм В крови находятся 4 -8 ч В тканях – несколько суток Специфические гранулы – метахроматичны, d – 1, 5 мкм Содержат гистамин, гепарин, другие ГАГ. Неспецифические гранулы (лизосомоподобные), содержат гидролитические ферменты На плазмолемме Рецепторы для иммуноглобулинов Е (Ig E). АГ ГКГ 1 FC-рецепторы.

Базофильный гранулоцит

Базофильный гранулоцит Участвует в регуляции проницаемости сосудов, свертывания крови. Дегрануляция базофилов происходит в реакциях гиперчувствительности немедленного типа.

Эозинофильный гранулоцит Кол-во 1, 0 -5, 0% от числа лейкоцитов , d 12 -17 мкм В крови 7 -12 часов В тканях – 8 -12 суток Специфические гранулы имеют кристаллоид, содержат: главный щелочной белок, миелопероксидазу, гистаминазу, арилсульфатазу, коллагеназу и др. Неспецифические гранулы лизосомоподобные, содержат гидролитические ферменты. Эозинофилы обладают положительным хемотаксисом к гистамину. На плазмолемме АГ ГКГ 1, FC-рецепторы, С 3 -рецепторы

Эозинофильный гранулоцит

Эозинофильный гранулоцит Участвует в обезвреживании ядов и токсинов, ограничении местных воспалительных реакции, противопаразитарной защите, нейтрализации гистамина при аллергических реакциях.

Агранулоциты. Моноциты Кол-во 3 -11% от числа лейкоцитов. В крови 2 -3 суток. В тканях 40 -60 суток d – 20 мкм Функции в тканях: * Обеспечение реакций неспецифического иммунитета * Фагоцитоз * Накопление и представление антигенов лимфоцитам * Продукция бактерицидных и биологически активных в-в. На плазмолемме АГ ГКГ 1, АГ ГКГ 2, FCрецепторы,

Макрофаги – антигенпредставляющие клетки Макрофаги могут перерабатывать чужеродный антиген особым образом, сохраняя его фрагменты. Макрофаги «выставляют» на плазмолемме комплекс : «чужеродный антиген+особые идентификационные молекулы (молекулы ГКГ II класса)»

Моноцит Ультрамикроскопическое строение Источник макрофагов всех органов

Агранулоциты Лимфоциты Кол-во 19 -37% от числа лейкоцитов Продолжительность жизни вариабельна Малые лимфоциты - d 4, 56, 0 мкм Средние - d 6 -9 мкм Большие - d 10 -12 мкм Популяции: Т-лимфоциты Функция – обеспечение В-лимфоциты защитных реакции NK-лимфоциты специфического иммунитета

Субпопуляции Т лимфоцитов Различают: Т-киллеры (Т-цитотоксические, CD 8+) Т-хелперы (Тх1; Тх2 или CD 4+) Т-супрессоры, NK-клетки, Т гиперчувствительности замедленного типа

Лимфоцит Ультрамикроскопическое строение

Иммунные реакции. 1. Клеточные иммунные реакции Чужеродный антиген уничтожается в ходе специфических защитных реакций – иммунных реакций организма. В клеточных иммунных реакциях Т-киллеры (Т-цитотоксические) специфически взаимодействуют с поверхностными молекулами клетки, зараженной вирусом. Т-киллеры выделяют биологически активные вещества - перфорины и гранзимы, которые разрушают эту клетку.

2. Гуморальные иммунные реакции При гуморальных иммунных реакциях В-лимфоциты и их потомки (плазматические клетки) секретируют в кровь специфические защитные белки – антитела. Антитела имеют структуру иммуноглобулинов. Антитела «обволакивают» антигены, при этом образуются комплексы, которые фагоцитируются нейтрофилами и другими клетками.

Функция Т-хелперов, Т-супрессоров, NK-клеток Т-хелперы активируют В-лимфоциты путем секреции цитокинов. Однако, сами Тх «узнают» антиген и начинают продукцию цитокинов только тогда, когда он представлен им особым образом антигенпредставляющими клетками (макрофагами ). Т-супрессоры подавляют иммунный ответ. ◦ NK-клетки – важный элемент противоопухолевой защиты.

Постклеточные структуры крови Эритроциты Кол-во 4, 05, 0*10^12/л (м) 3, 9 -4, 7*10^12/л (ж) Размеры: нормоциты – 7, 5*2, 5*1, 5 мкм; макроциты от 8, 5 мкм; микроциты – d до 6 мкм. Продолжительность жизни 100 -120 суток.

Форма эритроцитов В норме эритроциты имеют форму двояковогнутого диска. При старении: 1. Эхиноциты (с «зубчиками» на поверхности). 2. Стоматоциты (куполообразные). 3. Сфероциты (в виде гомогенных шариков). Аномальная форма эритроцитов при серповидноклеточной анемии (в виде серпа). Молодые формы эритроцитов – ретикулоциты ( 1 -5%).

Пойкилоцитоз(изменение формы) и анизоцитоз (изменение размеров эритроцитов)

Эритробласт в периферической крови

Эритроцит Функции: Транспорт О 2 и СО 2, Адсорбция и перенос антител, токсинов, протеинов Участие в формировании тромбов.

Плазмалемма эритроцитов Олигосахариды и мембранные гликопротеины (гликофорины) обусловливают антигенные свойства групп крови - агглютиногены системы крови АВО. У 86% людей на поверхности эритроцитов имеется агглютиноген «резус-фактор» . Белок полосы 3 обеспечивает трансмембранный перенос кислорода и углекислого газа. Белок цитоскелета спектрин поддерживает форму эритроцита. Белок актин, связанный со спектрином, может изменять форму эритроцита (при движении эритроцитов по капиллярам).

Эритроциты в сосуде

Система групп крови АВО У людей с 1 группой крови эритроциты имеют на поверхности антиген 0 (ноль), а в плазме крови циркулируют антитела анти-А и анти-В. У людей со II группой крови эритроциты имеют кроме антигена 0 антиген А, а в плазме циркулирует антитело анти-В и т. д. При переливании крови между людьми разных групп может проявляться групповая несовместимость. Тогда антитела реципиента вызывают агглютинацию (слипание) эритроцитов донора. (При переливании крови группы II людям группы III или наоборот)

Эритроцит в капилляре поджелудочной железы.

Агглютинация эритроцитов определяется потерей отрицательного заряда. Скорость агглютинации (скорость оседания эритроцитов, СОЭ) в течение часа составляет 6 -8 мм в час в норме. СОЭ возрастает при увеличении содержания крупномолекулярных белков (при воспалительных процессах, системных заболеваниях соединительной ткани, анемии и др. )

Кровь человека при фазово –контрастной микроскопии (капля крови)

Эритроциты при серповидноклеточной анемии

В цитоплазме – гемоглобин. (В составе гемоглобина: глобин (белок)+4 молекулы гема, каждая из которых имеет в своем составе атом железа. Атом железа имеет большое число свободных электронов, способен присоединять и отдавать кислород). Гемоглобин в крови содержится в виде 3 физиологических соединений: оксигемоглобин; восстановленный или дезоксигемоглобин; карбгемоглобин.

Другие виды гемоглобина При изменении состава аминокислот в белковой части молекулы образуются различные виды гемоглобина. Hb. A - гемоглобин взрослых; Hb. F – гемоглобин плодов; Hb. S – гемоглобин при серповидноклеточной анемии. Эритроцитоз – увеличение количества эритроцитов вследствие гипоксии. Эритропения – уменьшение количества эритроцитов (нарушение образования эритроцитов, кровопотеря).

Тромбоциты – фрагменты цитоплазмы мегакариоцитов. Имеют грануломер и гиаломер d 2 -5 мкм В крови 8 -11 суток Функции: участие в свертывании крови, снижение проницаемости кровеносных капилляров. На плазмолемме: агглютиногены системы А, В, О. Rh-фактор, АГ ГКГ 1, FC-рецепторы, С 3 -рецепторы.

Тромбоцит Гранулы 1. a-гранулы (крупные) содержат: гидролитические ферменты, один из факторов свертывания крови (тромбопластин). 2. Плотные гранулы (мелкие, дельта-гранулы) содержат: серотонин, Ca 2+, АТФ, АДФ, факторы свертывания крови Лизосомы 1 5 2 4 3 3. Спираль из микротрубочек 4. Тубулярная система 5. Внутренняя система инвагинаций

Тромбоцит

Образование тромба При разрезе кожи: 1. Агрегация пластинок. Из гранул кровяных пластинок освобождается тромбопластин, серотонин. 2. При действии тромбопластина неактивный протромбин превращается в тромбин. 3. Тромбин вызывает полимеризацию растворимого фибриногена в волокна фибрина. Образуется сгусток, блокирующий сосуд. В последующем происходит сокращение, ретракция сгустка.

Образование тромба

Тромбоциты Образование нитей фибрина

Сгусток крови

Форменные элементы крови

Кроветворение – (гемопоэз) – развитие крови. Различают: 1 - эмбриональный гемопоэз – развитие крови как ткани; 2 –постэмбриональный гемопоэз – процесс физиологической регенерации крови. Источником развития всех форменных элементов крови является СКК – стволовая клетка крови.

Эмбриональный гемопоэз В стенке желточного мешка (3 -9 неделя эмбриогенеза). В печени – (с 5 -ой недели, максимум к 5 месяцу, угасает к концу эмбрионального периода). Далее СКК мигрируют из печени и заселяют: тимус (7 -8 неделя) , селезенку (с 12 недели до 5 месяцев), лимфатические узлы (лимфопоэз начинается с 10 недели) В костном мозге кроветворение начинается на 10 -12 неделе, нарастает к рождению.

Эмбриональный гемопоэз в стенке желточного мешка

Постнатальный гемопоэз в костном мозге Костный мозг является универсальным органом гемопоэза. В костном мозге образуются все гемопоэтические клетки, кроме Т-лимфоцитов. В костном мозге различают две составляющие: 1 – строма 2 – гемопоэтические клетки.

Постэмбриональный гемопоэз

СКК (стволовые клетки крови) Маркер у человека – CD 34 Плюрипотентны – способны к развитию в различные виды гемопоэтических клеток. Содержатся в костном мозге в небольшом количестве: на 1 миллион всех гемопоэтических клеток приходится 50 стволовых. Имеют морфологию лимфоцита. Делятся редко, в основном находятся в периоде Go. Способны к самоподдержанию и ассиметричному делению.

Стволовая клетка крови и колонии клеток в селезенке летально облученной мыши после введения суспензии клеток костного мозга.

Схема эксперимента по выявлению КОЕ-с

КОЕ – колониеобразующая единица КОЕ – мультипотентная или олигопотентная клетка, из которой в селезенке облученной мыши или in vitro может вырасти колония клеток. КОЕ гэмм л гн, мон

Основные классы гемопоэтических клеток костного мозга 1 - СКК 2 –Полустволовые - ( коммитированные мультипотентные, частично детерминированные) – КОЕ гэмм, КОЕл; - коммитированные олигопотентные – КОЕ Гн, мон. и др. 3 – Унипотентные предшественники – КОЕ э, КОЕ н, КОЕ эоз, КОЕ б, и т. д. 4 – Бласты 5 – Созревающие 6 – Зрелые

Коммитированные предшественники Встречаются чаще, чем стволовые. Интенсивно делятся, дают клоны клеток. Имеют рецепторы для биологически активных веществ, которые являются факторами дифференцировки (эритропоэтин, ростовые факторы, кейлоны и др. ). К коммитированным предшественникам относятся КОЕгэмм, КОЕгн мон и др

Бласты, дифференцирующиеся и зрелые клетки Бласты – характерно большое округлое ядро с мелкодисперсным хроматином, хорошо выраженный ободок базофильной цитоплазмы. Для каждого ряда дифференцировки «свой» бласт, со своими потенциями, но морфологически эти клетки трудно отличимы Созревающие клетки – характерен усиливающийся синтез специфических белков, которые определяют свойства клеток. Зрелые клетки – имеют характерную морфологию, как правило, не пролиферируют.

Постэмбриональный гемоцитопоэз

Костный мозг Рисунок

Миелопоэз

Развивающиеся клетки крови

Тромбоцитопоэз 1 – стволовая клетка 2 – полустволовая клетка 3 - мегакариобласт 4 – промегакариоцит 5 – мегакариоцит 6 – тромбоцит

Мазки костного мозга

Агранулоцитопоэз Моноцитопоэз 1 – стволовая клетка 2 – полустволовая клетка 3 – монобласт 4 – промоноцит 5 - моноцит Лимфоцитопоэз 1 – стволовая клетка 2 – полустволовая клетка 3 – лимфобласт 4 – пролимфоцит 5 - лимфоцит

Постэмбриональный лимфоцитопоэз I Стволовая клетка крови (красный костный мозг – ККМ) II Общий предшественник лимфоцитов (ККМ) III Про-Т-лимфоцит (ККМ) Про-В-лимфоцит (ККМ) IV Пре-Т-лимфоцит (претимоцит, ККМ) Пре-В-лимфоцит (ККМ) V Незрелый Т-лимфоцит (тимус) Незрелый В-лимфоцит (ККМ) VI Зрелый Т-лимфоцит (Т-киллер, Т-хелпер, тимус) Зрелый В-лимфоцит (ККМ) Встреча с антигенами, периферические лимфоидные органы. Образование клонов эффекторных клеток Тх1, Тх2, Тх3, Тк, Т-памяти В 2, В-памяти, плазматические клетки