Кровь, кроветворная система
Кровь – жидкая составляющая организма, непрерывно движущаяся по сосудам, проникающая во все органы и ткани и как бы связывающая их.
Вообще человек состоит практически из одной воды (если его высушить, то останется всего 5 кг сухой субстанции). Воды в мозге – 77 %, а вместе с мозжечком и оболочками – до 90 % (серое вещество весит всего 100 г); в мышцах – 83 % воды; в легких – 71 %; в сердце – 71 %; в печени – 75 %; селезенке – 77 %; в клетках – 83 %. Наряду с важными жизненными потоками (артериями и венами) тело пронизывают ручейки кровеносных и лимфатических капилляров диаметром от 6 до 30 мкм. Если 5 кг сухой субстанции человека (мицелл в цитоплазме размером в 5 миллионных частей миллиметра) разложить на поверхности, то они займут площадь в 200 гектаров (2 000 000 м2), а длина только кровеносных капилляров составит 100 000 км! Лимфатических капилляров – около 200 000 км! Поверхность «развернутой» крови (плазма + кровяные тельца) равна 6000 м2; лимфы – 2000 м2; всего 8000 м2!
Здоровье, да и вся наша жизнь зависят от того, какая и каким образом протекает бесконечная «река» крови на этих огромных «гектарах» нашей плоти!
Функции крови многообразны: она переносит кислород от легких – к тканям, углекислоту – от тканей к легким; питательные вещества – к месту усвоения; подлежащие удалению продукты обмена веществ – к выделительным органам; гормоны, ферменты – от места их выработки к местам активного действия. Кровь участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма (осмотического давления, количества воды, минеральных солей), постоянной температуры тела. Огромная роль принадлежит ей в защите организма от проникающих в него вредных элементов.
Количество крови в норме составляет в среднем у мужчин – 5200 мл, у женщин – 3900 мл.
Кровь состоит из жидкой части – плазмы (55–65 %), а также находящихся в ней взвешенных клеток – форменных элементов (35–45 %). Форменные элементы (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты) образуются в кроветворных органах; клетки крови и органы, в которых они образуются и разрушаются, называются СИСТЕМОЙ КРОВИ.
Состав крови здорового человека довольно постоянен благодаря специальным механизмам регуляции. Кровь четко реагирует на любые изменения в организме – как в обычном функциональном состоянии (например, на разные виды воды и пищи при пищеварении), так и при различных заболеваниях.
Эти изменения состава крови могут иметь диагностическое значение в ряде заболеваний человека, особенно глубокие изменения происходят при болезнях системы крови.
Плазма крови содержит примерно 94 % воды, которая поступает в основном из пищеварительной системы (это уже переработанная организмом так называемая структурированная вода; такая структурированная вода входит в состав соков фруктов, трав, овощей). В целях экономии энергии организма лучше употреблять готовую структурированную воду в виде свежих соков, можно готовить эту воду самостоятельно для питья (см. книгу «Все о воде»). В плазме содержится около 7 % белков и разные соли. Плазма крови, по содержанию в ней солей, подобна воде океана, где миллионы лет назад появились первые многоклеточные существа с замкнутой полостью тела и циркулирующей в ней жидкостью.
Один из основных компонентов плазмы – разного типа белки, образующиеся главным образом в печени.
По форме и величине молекул белки разделяются на альбумины и глобулины. Одни типы белков выполняют функцию переноса различных веществ, обеспечивая органы и ткани питательными веществами и гормонами, другие (иммуноглобулины) – защитную функцию. К глобулинам относятся белки, участвующие в свертывании крови (например, протромбин и фибриноген). В частности, фибриноген имеет свойство превращаться в нерастворимый белок – фибрин, благодаря чему при повреждении кровеносного сосуда вытекающая из него кровь через некоторое время свертывается и образует кровяной сгусток, препятствующий дальнейшему кровотечению.
В плазме содержатся также питательные вещества (углеводы, жировые и другие вещества), витамины, гормоны, ферменты, особые вещества, обеспечивающие свертывание крови. Кроме того, в ней всегда присутствуют вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма (продукты обмена веществ), подлежащие удалению – они переносятся током крови в почки.
Белки плазмы вместе с гемоглобином, эритроцитами и солями (бикарбонатами и фосфатами) поддерживают строгое постоянство концентрации водородных ионов в крови на слабощелочном уровне (pH = 7,39), что жизненно важно, поскольку обеспечивает нормальное протекание большинства биохимических процессов в организме.
Форменные элементы крови – эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Кроме них, в плазме находятся и другие клетки.
Объем нормального лейкоцита в 60 раз больше, чем объем тромбоцита. Объем эритроцита в 20 раз больше объема тромбоцита.
Эритроциты
Ежедневно костный мозг производит 200 млрд эритроцитов. Каждые два месяца все количество эритроцитов обновляется.
Человеческий организм содержит 25 триллионов красных кровяных телец.
Молодые эритроциты в костном мозге сохраняют ядро и динамический метаболизм. Образование гемоглобина в эритроците сопровождается уменьшением ядра и его вытеснением. Эритроцит – безъядерная клетка, состоящая из оболочки и губчатого вещества, в ячейках которого содержится гемоглобин – железосодержащий пигмент, придающий крови красный цвет. Молекула гемоглобина состоит из белка – глобина и железосодержащей группы – гемы. Железо, которое содержится в геме, способно образовывать с молекулами кислорода соединения, легко распадающиеся при прохождении эритроцита через капилляры легких, а при прохождении через сосуды других органов – отдавать кислород и связываться с углекислотой, которую гема затем отдает – когда эритроцит вновь попадает в капилляры легких. Кровь, протекающая по артериям, насыщена кислородом, поэтому имеет ярко-алый цвет; после поглощения кислорода тканями и связывания углекислотой кровь приобретает темно-красный цвет (венозная кровь).
В здоровом организме содержится 4–5 млн эритроцитов в 1 мкм. Гемоглобина у мужчин содержится 130–160 г/л, у женщин – 115–145 г/л.
«Взрослый» эритроцит (без ядра) покидает костный мозг и начинает свою жизнь в кровеносной системе. Основная его функция заключается в осуществлении газообмена организма с окружающей средой, это и есть дыхание.
Без ядра эритроцит не может размножаться, его жизнь продолжается от 42 до 127 дней. Когда он стареет, то переходит в капилляры печени и селезенки и оседает в эндотелиальных клетках стенок сосудов. Эндотелий капилляров фагоцитирует (захватывает) постаревшие эритроциты. Увеличение количества эритроцитов (гиперглобулия) – это не заболевание крови (как часто считают медики), а недостаточность ратикулоэндотелиальной системы капилляров печени и селезенки. Отмирающие эритроциты не оседают на стенках капилляров, а продолжают «болтаться» по перенаселенным капиллярам, загромождая и замедляя кровоток. Такие заторы кровотока часто вызывают кровоизлияния. Каждый день в организме умирает 200 млрд эритроцитов, и почки должны обеспечить их удаление, поэтому первостепенное условие для лечения любого заболевания крови – здоровые, чистые почки, иначе будет нарастать интоксикация организма белковыми токсинами. Уменьшение содержания гемоглобина в эритроцитах, значительное уменьшение их количества и формы – характерные признаки анемии.
Лейкоциты
Лейкоциты – белые (бесцветные) кровяные клетки. Они имеют ядро разной формы, поэтому различают палочкоядерные, сегментоядерные лимфоциты, моноциты.
В цитоплазме одних лейкоцитов имеется специфическая зернистость (гранулоциты), в других лейкоцитах такой зернистости нет (агранулоциты). В зависимости от того, какой краской прокрашиваются лейкоциты при лабораторных исследованиях, различают нейтрофильные, базофильные и эозинофильные лейкоциты; разные лейкоциты несут определенные, свойственные им функции.
Лейкоциты способны активно двигаться, выходить из кровяного русла, передвигаться в межклеточных пространствах.
Именно лейкоциты выполняют защитную функцию: при появлении в организме чужеродных веществ лейкоциты, как по сигналу тревоги, проникают сквозь стенки капилляров и передвигаются к месту повреждения. Здесь лейкоциты обволакивают инородное вещество, которое как бы приклеивается к их поверхности и затем втягивается внутрь, где и подвергается «перевариванию». Этот процесс называется фагоцитозом, а лейкоциты, осуществляющие его – фагоцитами. При этом происходит ускоренный процесс выработки лейкоцитов. Доселе дремлющие клетки (макрофаги) по сигналу тревоги также перемещаются к месту «сражения». Лейкоциты, макрофаги и другие активные клетки крови и тканей поглощают не только бактерии и других болезнетворных агентов, но и отмершие клетки, очищая, таким образом, организм.
Поэтому при различных заболеваниях (чаще воспалительного характера) лейкоцитов в крови обычно становится больше.
Но существуют и болезни, при которых количество лейкоцитов уменьшается (например, гипопластическая анемия), что ведет к снижению иммунитета. Количество лейкоцитов даже у одного и того же человека колеблется: рано утром их меньше, во второй половине дня – больше. Отдельные формы лейкоцитов находятся в определенных соотношениях (так называемая лейкоцитарная формула), причем их соотношение также может значительно колебаться. Если лейкоцитов больше 9000 – речь идет о лейкоцитозе, если меньше 4000 – о лейкопении. Оба эти явления могут наблюдаться и в здоровом организме. Скажем, временная лейкопения может возникнуть после горячей бани, у спортсменов – после интенсивной тренировки, после тяжелого физического труда.
Лейкоцитоз (физиологический) может развиться в результате переохлаждения, от непривычной тяжелой работы, при беременности.
Патологический лейкоцитоз возникает как защитная реакция организма при воспалениях, некрозе тканей (например, при инфаркте), после большой кровопотери, при травмах, аллергиях.
Лейкоцит является как бы одноклеточной эндокринной железой. Учитывая количество лейкоцитов в нашей крови, можно говорить о том, что роль их не менее важна, чем роль семи крупных эндокринных желез.
Зернистые лейкоциты, начиная с промиелоцита и заканчивая полинуклеаром, обладают способностью выделять фермент протеазу, действие которой можно сравнить с действием трипсина поджелудочной железы. Ноль Фиессинджер доказал, что лейкоциты могут вырабатывать и другие ферменты: пептазу, дезаминазу, амилазу. Липаза выделяется свободными лимфоцитами, а также лимфатическими железами и селезенкой.
Лимфоциты – кровяные клетки, относящиеся к группе лейкоцитов. Лимфоциты играют очень важную роль в повышении иммунитета: они фиксируют токсины и участвуют в образовании антител – сложных белков, препятствующих размножению микроорганизмов в теле человека или нейтрализующих токсические вещества, выделяемые микробами, и тем самым обеспечивающих повышение иммунитета.
Кроме того, лимфоциты могут превращаться в так называемые плазматические клетки, вырабатывающие гамма-глобулин. Их количество колеблется от 19–37 в 1 мкл крови. Подробнее о лимфоцитах мы поговорим в разделе о лимфосистеме и иммунитете.
Тромбоциты
Тромбоциты – безъядерные образования, их еще называют кровяными пластинками: в 1 мкл крови их содержится от 180 000 до 320 000; общее же количество достигает астрономических цифр. Несмотря на свою бесконечно малую величину, каждая частичка этой «тромбоцитной пыли» – живое существо, обладающее очень активным метаболизмом. Их неусыпная бдительность позволяет реагировать на любое повреждение травмированных стенок сосудов: они выделяют вещество серотонин, суживающее просвет капилляров и тромбопластин. До сих пор основной функцией тромбоцитов считается их участие в свертывании крови. Можно предположить, что тромбоциты способны выполнять и некоторые другие функции, нам неизвестные; а также – что они обладают хорошо очерченной клеточной структурой со своим собственным метаболизмом. Тромбоциты усваивают, перерабатывают протеины, они должны удалять остатки своего метаболизма, для чего необходим приток кислорода.
Тромбоциты подготавливают поле деятельности для некоторых ферментов: дипептидаз, трипептидаз, аланинглициназ, белковых ферментов, ферментов типа фосфатаз. Кстати, у женщин во время месячных эти диастазы блокированы, поэтому свертывание крови замедлено.
Современные антикоагулянты вызывают торможение диастаз в тромбоцитах. Мы с трудом можем проникнуть в эту «оркестровку» диастаз в мириадах тромбоцитов, поэтому вынуждены констатировать, что мы бессильны изменить что-либо в этом мире бесконечно малых сил, представляющих собой один из бесчисленных субстратов таинственной жизни.
Кроветворные органы
Кроветворные органы – это органы, в которых образуются форменные элементы крови; к ним относятся костный мозг, селезенка и лимфатические узлы.
КОСТНЫЙ МОЗГ – главный кроветворный орган. Масса костного мозга составляет 2 кг. В костном мозгу грудины, ребер, позвонков, в диафизах трубчатых костей, в лимфатических узлах и в селезенке ежедневно рождается 300 млрд эритроцитов.
Основу костного мозга составляет особая ретикулярная ткань, образованная клетками звездчатой формы и пронизанная большим количеством кровеносных сосудов – в основном капилляров, расширенных в виде синусов. Различают красный и желтый костный мозг. Вся ткань красного костного мозга заполняется созревшими клеточными элементами крови. У детей до 4 лет он заполняет все костные полости, а у взрослых сохраняется в плоских костях и в головках трубчатых костей. В отличие от красного, желтый костный мозг содержит жировые включения. В костном мозге происходит образование, кроме эритроцитов, разных форм лейкоцитов и тромбоцитов.
ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ (подобно мы обсудим эту тему в разделе о лимфатической системе) – участвуют в процессах кроветворения, вырабатывая лимфоциты и плазматические клетки.
СЕЛЕЗЕНКА расположена в брюшной полости, в левом подреберье, она заключена в плотную капсулу. Большая часть селезенки состоит из так называемой красной и белой пульпы. Красная пульпа заполнена форменными элементами крови (в основном эритроцитами); белая пульпа образована лимфоидной тканью, в которой вырабатываются лимфоциты. Помимо кроветворной функции, селезенка осуществляет захват из крови поврежденных, старых (отживших) эритроцитов, микроорганизмов и других чуждых организму элементов, попавших в кровь; в ней вырабатываются антитела.
Поскольку в организме непрерывно разрушаются форменные элементы (например, тромбоциты распадаются примерно через неделю), основной функцией кроветворных органов является постоянное пополнение клеточных элементов крови.
КРОВЕТВОРЕНИЕ – это процесс образования, развития и созревания лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов.
У зародыша человека кроветворение начинается в желточном мешке, после 6 недель эту функцию берет на себя печень (при хирургическом удалении лимфоузлов и селезенки и у взрослого человека эту функцию также берет на себя печень. – Автор), а с 4–5-го месяца внутриутробной жизни кроветворение начинается в костном мозге. Лимфатические узлы появляются на третьем месяце, в них образуются лимфоциты; кроветворение в селезенке начинается только после рождения.
Родоначальниками всех элементов крови являются так называемые стволовые клетки. Большая часть стволовых клеток кроветворных органов находится в покое; в цикле кроветворения их одновременно находится не более 20 %. Остальные – в резерве, для экстренного пополнения крови при травмах, ряде заболеваний, недостатке витаминов В2, В6, отравлениях.
Стволовые клетки дают начало кроветворным росткам, из которых, в результате ряда превращений, образуются форменные элементы крови. Созревание происходит в кроветворных органах. В кровяное русло поступают только зрелые клетки, способные выполнять свои функции. Попадание в кровоток молодых (несозревших) клеток указывает на патологические процессы в костном мозге.
Группа крови – передающиеся по наследству признаки крови, определяемые индивидуальным для каждого человека набором специфических веществ, получивших название групповых антигенов, или изоантигенов. На основании этих признаков кровь всех людей подразделяется на группы независимо от расовой принадлежности, возраста и пола.
Принадлежность человека к той или иной группе крови является его индивидуальной биологической особенностью, которая начинает формироваться уже в раннем периоде внутриутробного развития и не изменяется в течение всей последующей жизни.
Наибольшее практическое значение имеют изоантигены эритроцитов – изоантиген «A» и изоантиген «B», а также имеющиеся, в норме, в сыворотке крови некоторых людей антитела против них, называемые изоантителами – изоантитело «a» и изоантитело «b». В крови человека вместе могут находиться только разнородные изоантигены и изоантитела (например, А + b или В + а), так как в присутствии однотипных изоантигенов и изоантител (например, А + а) происходит склеивание эритроцитов в комочки. В зависимости от наличия или отсутствия в крови людей изоантигенов «А» и «В», а также изоантител «а» и «b», их условно разделяют на 4 группы, обозначаемые буквенными и цифровыми символами: Oab (I) – группа крови, содержащая только изоантитела «а» и «b»; Ab (II) – группа крови, содержащая изоантиген «А» и изоантитело «b»; Ва (III) – группа крови, содержащая изоантиген «В» и изоантитело «a»; ABO (IV) – группа крови, содержащая только изоантигены «А» и «В». В соответствии с этим, при переливании крови от одного человека к другому учитывают, чтобы в переливаемой крови не было изоантител против изоантигенов крови того человека, которому вводят кровь. Идеально совместимой при переливании является кровь одной и той же группы.