К числу ЭРИТРОПАТИЙ следует отнести врожденную сфероцитар ную анемию, наследственный овалоцитоз, стоматоцитоз. ПАТОГЕНЕЗ этих анемий сводится к образованию в костном мозге, в результате нарушения белковой и липидной структуры, патологических эритроцитов, обладающих резко пониженной осмотической резистентно стью. Эритроциты в результате набухания увеличиваются в размере, из меняя свою форму, и задерживаются в селезеночной пульпе, где под вергаются при деформации повреждению.
К числу гемолобинопатий, или гемоглобинозов, относят серповид ноклеточную анемию и талассемию.
ГЕМОГЛОБИНОПАТИЯМИ называют патологические процессы, при которых в результате расстройств гемопоэза в эритроцитах появляет ся один или несколько аномальных типов гемоглобина, Обычно в таких случаях нарушается синтез полипептидных цепочек, составляющих моле кулу глобина, в результате нарушается синтез гемоглобина в целом и воз никают эритроциты с укороченным сроком жизни. Гемоглобинопатии - наследственные аномалии, передающиеся доминантным геном с неполной пенетрантностью. Обычно гемоглобинопатия проявляется лишь у гомози гот, что некоторым исследователям даже дало основание предположить рецессивное наследование. Тем не менее, даже гетерозиготы могут иногда давать острые гемолитические кризы при появлении неблагоприятных условий. Таким образом, отсутствие видимых клинических проявлений гемоглобинопатии еще не дает оснований признавать рецессивность наследования.
Гемоглобинопатии распространены довольно широко. Сотни мил лионов людей на земном шаре являются носителями аномального гемог лобина. Наиболее распространены гемоглобинопатии в Северной и Юж ной Америке, экваториальной Африке, странах Средиземноморья, Юго Восточной Азии, Японии. Лишь у коренных жителей Америки и Австра лии не найдено патологических форм гемоглобина. Единичные случаи гемоглобинопатии встречаются в Азербайджане, Средней Азии.
36
Одной из наиболее распространенных форм гемоглобинопатии яв ляется серповидно-клеточная анемия. Название свое болезнь получила от своеобразной формы эритроцитов - вид серпа или месяца. В основе забо левания лежит изменение гемоглобина в эритроцитах - появление гемо глобина S. При этой анемии эритроциты содержат нормальный гемогло бин и гемоглобин S, и чисто количественные отношения между ними определяют в каждом случае либо простое носительство аномалии клеток, либо анемию той или иной степени тяжести. Установлено, что в молекуле гемоглобина S на месте 6-й аминокислоты 4-го пептида бета полипептидной цепи вместо отрицательно заряженной глутаминовой кис лоты, как у обычного гемоглобина, находится нейтральный валин. В ре зультате утраты несущей отрицательный заряд глутаминовой кислоты, молекулы восстановленного гемоглобина в венозной крови перестают от талкиваться друг от друга и выпадают в виде веретенообразных, кристал лоподобных образований - тактоидов. Последние деформируют эритроци ты, придавая им своеобразную серповидную форму, и способствуют мас совому распаду клеток путем фрагментации. Серповидные эритроциты почти не способны к переносу кислорода, что ведет к гипоксии, ацидозу и вызывает еще большее образование серповидных клеток. Так замыкается порочный круг, появление которого обуславливает развитие кризов или периодов обострения. Особенно этому способствуют любые условия, уси ливающие гипоксию.
Распространенность серповидноклеточной анемии в районах земно го шара с высокой заболеваемостью малярией позволила исследователям прийти к весьма важному открытию. Оказалось, что носители гемоглоби на S менее подвержены заражению малярийными плазмодиями. Таким образом, наличие серповидной аномалии эритроцитов является своеобраз ной естественной защитой организмов от заболевания малярией. В связи с этим понятно, что естественный отбор в процессе эволюции человека в таких местностях, сопровождающийся гибелью от малярии индивидуумов с обычным гемоглобином и выживаемостью с гемоглобином S , привел к селекции гена гемоглобина S с одновременной потерей генного фонда обычного гемоглобина из-за высокой смертности от малярии.
Талассемия - гемоглобинопатия, распространенная, в основном в странах Средиземноморского побережья, откуда и получила свое название (по-гречески "таласса" - море). Болезнь впервые описана американским исследователем Кули, отсюда и другое название болезни - болезнь Кули. Так же как и серповидноклеточная анемия, талассемия - наследственное заболевание, передаваемое доминантным геном. У гетерозигот проявление болезни слабое - малая талассемия, у гомозигот - значительно тяжелее, в связи с чем и называют ее в таких случаях большая талассемия. В эритро цитах больных талассемией нарушен синтез нормальной молекулы гемо
глобина. В зависимости от того, какая часть полипептидных цепочек нарушается, различают два типа талассемии: альфа-талассемию и бета талассемию. Соответственно при альфа-талассемии нарушается синтез альфа-цепочки молекулы гемоглобина и образуется избыток бета-цепочек.
37
При бета-талассемии нарушен синтез бета-цепочек гемоглобина, что ком пенсируется избыточным синтезом фетального гемоглобина (одна цепь глобина нарушена или совсем не синтезируется). Цепь глобина, которая синтезируется в избытке, агрегирует, следствием чего является развитие гипохромной анемии. Содержание железа в сыворотке крови нормальное или повышено.
Так же как и серповидноклеточная анемия, талассемия является своеобразной "платой за приспособление в естественном отборе", ибо ин дивидуумы с такой аномалией гемоглобина тоже более устойчивы к забо леванию малярией. Соответственно гетерозиготы выживали в условиях почти поголовной зараженности малярией, и происходил отбор такого генотипа.
ЭНЗИМОПАТИИ. К этой группе анемий относятся наследственный дефицит ряда ферментов (дегидрогеназы глюко-6-фосфата, пируваткина зы, аденозитрифосфатазы), что приводит к укорочению срока жизни эрит роцитов. Под воздействием ряда лекарственных препаратов, химических веществ такие эритроциты очень легко разрушаются даже от крайне не больших доз, никогда не приводящих к гемолизу "нормальных" эритро цитов. Нарушение активности ферментов эритроцитов ведет к расстрой ству образования АТФ, повышению проницаемости мембраны, наруше нию водно-электролитного обмена, укорочению длительности жизни и снижению устойчивости к воздействию окислителей.
Основная масса таких анемий связана с недостатком дегидрогеназы глюкозо-6-фосфата, участвующей в пентозофосфатном цикле мета болизма глюкозы и цикле глютатиона - восстановлении основного дона тора водорода НАДФ-Н2. Вследствие нарушения внутриклеточного "ды хания" и ослабления регенерации глютатиона в эритроцитах прекращают ся окислительно-восстановительные процессы и происходит гибель клет ки. Известно, что окислительно-восстановительный цикл глютатиона, в
котором глютатион присоединяет водород (от НАДФ-Н2), либо, самоокис ляясь, отдает его, является одной из наиболее важных форм бескислород ного дыхания. Таким образом, непосредственной причиной гемолиза эритроцитов является недостаточное содержание в клетках восстанови тельного глютатиона, происходящее в результате низкого содержания восстановительного НАДФ-Н2 из-за дефицита дегидрогеназы глюкозо-6- фосфата. Считают, что следствием нарушения глютатинового "дыхания"
является возрастание проницаемости клетки для ионов натрия, что ведет к набуханию и лизису эритроцитов. Одним из частных примеров анемии такого рода является фавизм, т.е. острая гемолитическая анемия в резуль тате употребления в пищу бобов vicia fava. У отдельных индивидуумов анемия возникает даже после вдыхания пыльцы этих растений. В подоб ных случаях, видимо, речь идет о чрезмерной чувствительности эритроци тов к аллергизации организма.
Недостаточность дегидрогеназы глюкозо-6-фосфата наследуется по доминатному типу. Аномальный ген сцеплен с женской хромосомой. Со ответственно, так же, как и при гемофилии, неполноценность фермента
38
возникает преимущественно у мужчин, а случаи дефицита фермента у женщин возможны лишь при гомозиготном состоянии.
Анемии аналогичного типа встречаются при наследственном дефи ците пируваткиназы, вследствие чего нарушается образование АТФ. По следняя, как известно, играет основную роль в трансмембранном балансе калия и натрия. Вследствие такого дефицита происходит накопление в эритроцитах натрия, воды и их гемолиз. Дефицит глюкозо-6-фосфата обычно не дает клинических проявлений. Они обычно провоцируются на фоне приема лекарств (сульфаниламидов, противомалярийных, противо глистных средств и др.)
При большинстве гемолитических анемий, обусловленных эндо эритроцитарными факторами, отмечается уменьшение осмотической рези стентности эритроцитов, расширение ее границ, а при серповидноклеточ ной анемии резкое падение устойчивости эритроцитов к механическим
воздействиям. Костный мозг бурно реагирует на происходящий распад клеток и обычно гиперплазирован.
Система белой крови - лейкон включает: костный мозг, лимфоузлы, лейкоциты периферической крови, органы, где лейкоциты выполняют ос новные функции и погибают, а также регуляторные системы. Разработка методов окраски препаратов крови позволила П.Эрлиху разделить лейко циты на два основных класса: класс зернистых лейкоцитов - гранулоцитов и класс незернистых - агранулоцитов. Как явствует из названия, зернистые лейкоциты отличаются от незернистых тем, что для первых характерно наличие в цитоплазме гранул или зерен, имеющих базофильную, нейтральную или эозинофильную окраску. Несмотря на то, что деление прочно вошло в принятую номенклатуру, оно, по сути дела, условно, т.к. оказалось, что агранулоциты могут содержать неспецифическую азу рофильную зернистость. В отличие от специфической - азурофильная зер нистость агранулоцитов не содержит окислительных ферментов. В связи с этим целесообразнее подразделять лейкоциты согласно другому принципу П.Эрлиха - по происхождению из кроветворных тканей. Таким образом, следует различать клетки миелоидной системы (костного мозга) - зерни стые лейкоциты или гранулоциты; клетки лимфоидной системы (селезен ки, лимфоузлов и т.д.) - лимфоциты и клетки, происходящие из ретикуло гистоцитарной системы, - моноциты.
Что же представляют собой перечисленные клетки? Вкратце рас смотрим их морфологию.
ЭОЗИНОФИЛ - клетка, поперечник которой равен 12-17 мкм. Ци топлазма прозрачная, нежно голубая, с грубыми и сильно преломляющи ми свет, крупными, ярко-красными, похожими на кетовую икру, зернами, равномерно расположенными в цитоплазме. Ядро чаще всего состоит из 2 сегментов, Имеет двойную грушевидную форму (вид переметной сумы или песочных часов), реже состоит из 3-4 сегментов. Эозинофилы из кро-
39
ви переходят в ткани (особенно в кожу, желудочно-кишечный тракт, ды хательные и мочевые пути), где количество их превышает в 100 раз. Эози нофилы играют важную роль в инактивации ряда продуктов, образуемых при аллергических реакциях немедленного типа. Гистаминаза и арилсуль фатазы разрушают гистамин и простагландины типа лейкотриенов (мед ленно реагирующая субстанция), Инактивируется эозинофилами также
литический фактор тромбоцитов, гепарин простагландины E1 и Е2. БАЗОФИЛ. Диаметр этой клетки - 8-10 мкм. Гранулы различной величины, темно-фиолетового цвета. Наряду с большими встречаются и мелкие, даже пылевидные гранулы. Они часто покрывают ядро. Характер на их способность растворяться в воде, поэтому в окрашенных препаратах базофилы выглядят размытыми. Ядро у базофилов сравнительно большое, но выглядит бесструктурным, потому что пропитано растворимым веще ством гранул цитоплазмы. В базофиле и его тканевом аналоге - тучной клетке постоянно имеется гепарин, гистамин, эозинофильный хемотокси ческий фактор, а во время сенсибилизации накапливаются простагланди ны, в том числе и медленно реагирующая субстанция; нейтрофильный хемотоксический фактор; фактор, активирующий тромбоциты. Согласно современным представлениям, базофил крови и тканевая тучная клетка имеет общего предшественника в костном мозге, но отличаются друг от друга количеством мембранных рецепторов, которых значительно больше у базофилов. Поэтому они по-разному реагируют на действие дегрануля торов. Базофилы, как и другие гранулоциты, способны фагоцитировать микробы и чужеродные частицы, кроме того, они вовлекаются в иммун ный процесс как в ходе сенсибилизации, так и, особенно, иммунологиче ской реакции.
НЕЙТРОФИЛ - клетка, составляющая основную массу лейкоцитов крови. Его диаметр - около 12 мкм. Цитоплазма нейтрофила оксифильна и заполнена множеством пылевидных фиолетово-красных гранул. Ядро до вольно компактное, состоит из 3-4 сегментов, соединенных узкими мо стиками того же ядерного вещества. Впервые на различия в ядрах ней трофилов обратил внимание немецкий гематолог Арнет. Он разделил все нейтрофилы на 5 классов в зависимости от числа сегментов в ядре, считая количество сегментов индикатором возраста лейкоцита. Первый (наиме нее зрелые нейтрофилы) класс несегментированных - в норме 5%. Второй класс с двумя сегментами в ядре - в норме 30 %. Третий класс с тремя сег ментами в ядре, - в норме 45 %. Четвертый класс с четырьмя сегментами в ядре - в норме 18 %. Пятый класс с пятью и более сегментами - в норме 2 %. При нарастании содержания нейтрофилов первых двух классов Арнет говорил о сдвиге влево (пиогенные инфекции, введение гормона щито видной железы и др.). Нарастание числа нейтрофилов с большим числом сегментов в ядре Арнет назвал сдвигом вправо (В12- дефицитная анемия, цинга, бери-бери и т.д.)
Крупнейший немецкий гематолог Шиллинг видоизменил подразде ление Арнета и создал классификацию нейтрофилов, принятую и по сей день. Шиллинг, считая незрелыми только нейтрофилы несегментирован-
40
ные, различает лишь два класса неитрофилов: 1) с несегментированными и 2) с сегментированными ядрами. Первый класс он подразделяет на 3 ча сти: миелоциты, юные, или метамиелоциты, и палочкоядерные нейт рофилы. Шиллинг различат регенеративный и дегенеративный сдвиги, которые не соответствуют сдвигам влево и вправо по Арнету. При регене ративном сдвиге, в зависимости от его степени, увеличивается содержание палочкоядерных, юных нейтрофилов, а при более резких сдвигах появля ются и миелоциты, причем обычно имеет место и нарастание общего чис ла лейкоцитов. При дегенеративном сдвиге, сопровождающемся обычно снижением общего количества нейтрофилов, нарастает относительное со держание палочкоядерных нейтрофилов без увеличения сегментоядерных и при отсутствии юных или миелоцитов, При этом отмечаются дегенера тивные изменения (пикноз ядер, кариолизис, вакуолизация цитоплазмы, токсическая зернистость) в сегментоядерных и палочкоядерных нейтро филах Может отмечаться и смешанный регенеративно-дегенеративный сдвиг, лишь с преобладанием той или иной формы.
Взаимосвязь между отдельными клетками нейтрофильного ряда вы ражается отношением
миелоциты + юные + палочкоядерные
сегментоядерные
называемым ИНДЕКСОМ СДВИГА ЯДРА (в норме около 1/15). Гранулоциты, поступая из костного мозга в кровь, находятся там 4- 8 часов, а затем эмигрируют в ткани и функционируют там 4-5 дней. При инфекции длительность жизненного цикла укорачивается до нескольких часов, вследствие их участия в процессах фагоцитоза, когда они не только переваривают микроорганизмы, но и гибнут сами.
Из класса агранулоцитов на первом месте по количеству в крови стоят ЛИМФОЦИТЫ. Различают малые, средние, большие лимфоциты, причем наиболее зрелые из них - малые клетки. Они имеют размер не бо лее 7 мкм, в то время как большие лимфоциты могут достигать 12-18 мкм. Ядро занимает большую часть клетки, имеет округлую, овальную или слегка бобовидную форму и производит впечатление глыбчатого. Вокруг ядра имеется светлый ободок, получивший название перинуклеарной зо
ны. Цитоплазмы мало, она окрашена в голубой цвет, большинство цир кулирующих лимфоцитов относится к группе малых. Большие лимфоциты в физиологических условиях в крови не встречаются. Лимфоциты в за висимости от путей созревания и участия в формировании иммунитета подразделяются на Т- и В-лимфоциты и О-лимфоциты. По своим функци ональным свойствам Т-тимфоциты классифицируют на Т-киллеры, Т хелперы, Т-супрессоры, а также Т-лимфоциты иммунологической памяти, способные сохранять и передавать другим клеткам информацию об анти гене. Лимфоциты, созревая в лимфоузлах, поступают в кровь. Доказано, что они постоянно циркулируют между кровью и тканями. Длительность их жизни от 100 до 300 дней, а некоторых, вероятно, обладающих имму нологической памятью - годы.
41
Самая большая клетка периферической крови - МОНОЦИТ (14-20 мкм). Цитоплазмы много, она голубовато-серая или цвета табачного дыма, так как воспринимает и кислые, и основные краски. Ядро у моноцита ни когда не бывает круглым. Хроматин в ядре светлый, расположен полоса ми, которые, скрещиваясь, образуют широкую сетку. Перинуклеарной зо ны моноцит не имеет. Моноциты после выхода из костного мозга кратко временно циркулируют в крови и при переходе в ткани набухают и транс формируются в тканевые макрофаги, функционируя месяцы и годы, вы полняя различные функции, среди которых важнейшей является фагоци тарная. Она обеспечивает первую линию защиты в тканях против инфек ции за счет фагоцитоза и участия в образовании антител.
Процентное соотношение между отдельными видами лейкоцитов называют ЛЕЙКОЦИТАРНОЙ ФОРМУЛОЙ. В норме сегментоядерные нейтрофилы составляют 45-70 % всех лейкоцитов, палочкоядерные 1-6 %, эозинофилы -0-5 %, 6азофилы-0-1 %, лимфоциты - 18-40 %, моноциты - 2- 9%. Для подсчета лейкоцитарной формулы мазок должен быть достаточно тонким, ровным и более узким, чем предметное стекло. Различные виды лейкоцитов распределяются в мазке неравномерно; более крупные формы (моноциты, нейтрофилы) располагаются в основном по периферии мазка, мелкие (лимфоциты) преобладают в центре, а поэтому при подсчете лей
коцитарной формулы необходимо пользоваться и краем, и центральной частью мазка. Шиллинг предложил считать лейкоциты по четырехполь ному способу меандра (меандр - античный прямоугольный орнамент) в четырех различных местах мазка. В каждом из этих четырех мест подсчет ведется от края к центральной части мазка, потом к краю, вновь вдоль мазка по краю, снова к центру и т.д., пока не насчитывают 50 лейкоцитов;
всего, таким образом, в четырех местах мазка считают 200 клеток. Зная количество лейкоцитов в 1 л. и лейкоцитарную формулу, мож но вычислить также и абсолютное содержание каждого вида лейкоцитов, т.е. вывести так называемый ЛЕЙКОЦИТАРНЫЙ ПРОФИЛЬ по Ш.Д.Машковскому. Например, количество лейкоцитов 6000, лимфоцитов 30 %, абсолютное количество лимфоцитов будет 1800. Лейкоцитарный профиль Ш.Д.Машковского нередко дает лучшее представление об изме нениях состава крови, чем гемограмма по Шиллингу.
Общее количество лейкоцитов у людей равно 6 x 109/л - 8 x 109/л. Однако в последнее время количество лейкоцитов у здоровых лиц варьи рует в значительно более широких пределах: от 4 x 109/л до 10 x 109/л. Ко личество лейкоцитов зависит от интенсивности их образования и разру шения. Образование лейкоцитов в органах лейкопоэза находится под кон тролем вегетативной нервной системы, ряда гормональных факторов и связано с выработкой в организме особых гуморальных стимуляторов кроветворения - лейкопоэтинов. Разрушение лейкоцитов в физиологиче ских условиях никогда не происходит в крови, т.к. через определенное время лейкоциты покидают кровоток и переходят в ткани. Ткани являются основным местом деятельности лейкоцитов. Разрушение лейкоцитов мо жет происходить во многих тканях, главными же местами разрушения, т.е.
42
лейкодиэреза, являются легкие и селезенка, Распадающиеся лейкоциты обычно выводятся из организма через легкие и желудочно-кишечный тракт.
Число лейкоцитов в течение суток у одного и того же человека не стабильно, а подвержено спонтанным колебаниям, являющимися физио логическими. Общее количество лейкоцитов обнаруживает тенденцию к повышению в вечернее время и к снижению в утреннее. Это нормальный биологический ритм. Число лейкоцитов у человека меняется и в зависимо сти от положения тела - лежа оно несколько выше, чем стоя.
Изменение общего количества лейкоцитов как в физиологических условиях, так и, особенно, при патологических процессах, могут быть направлены в сторону увеличения - лейкоцитозы, лейкозы или уменьше ния - лейкопении. Лейкоцитоз и лейкопения - это симптом заболевания или патологического процесса, лейкоз - отдельная нозологическая едини ца.
ЛЕЙКОЦИТОЗЫ
В норме количество лейкоцитов в одном мкл крови равно 4000-8800 (4-8,8x109л). Увеличение числа лейкоцитов, т.е. лейкоцитоз, может быть связано с усилением гемопоэза и в таком случае называется истинным лейкоцитозом. Наряду с этим лейкоцитоз может быть связан с перерас
пределением лейкоцитов между различными участками сосудистого русла и называется распределительным лейкоцитозом. Кроме того, он бывает физиологическим и патологическим.
Изменение лейкоцитов в крови могут носить двоякий характер: не медленный, связанный с перераспределением крови и более замедленный, обусловленный процессом клеточного деления. Существует два важней ших резерва - костно-мозговой и сосудистый. В сосудах много лейкоцитов (гранулоцитов) располагаются пристеночно. Это так называемый марги нальный пул. Он мобилизуется под влиянием адреналина и других гормо нов при стрессе. В эксперименте распределительный лейкоцитоз можно получить путем введения адреналина, глюкокортикоидов, эндотоксинов. При этом количество лейкоцитов в крови увеличивается, но без сдвига лейкоцитарной формулы. Костномозговой пул в 30-50 раз превышает объ ем лейкоцитов в крови. Он в меньшей степени стимулируется адренали ном; мобилизация лейкоцитов стимулируется эндотоксинами, которые активируют гранулоцитопоэз, увеличение в периферической крови палоч коядерных лейкоцитов, появление метамиелоцитов и миелоцитов. Поэто му при инфекциях нарастает лейкоцитоз и меняется лейкоцитарная фор мула крови. Истощается костный мозг при облучении и действии цитоста тиков. Истощение костного мозга развивается также и под влиянием больших доз эндотоксинов (например, при сепсисе, крупозной пневмо нии). При этом возникает лейкопения при относительном увеличении па лочкоядерных форм в лейкоцитарной формуле.