Презентация "Кровь и лимфа. Гемопоэз" по медицине – проект, доклад

Лекция Кровь и лимфа. Гемопоэз

План 1. Функции крови и лимфы. 2. Развитие крови и лимфы. 3. Морфология крови. 3. Морфология лимфы. 4. Эмбриональный гистогенез и физиологическая регенерация крови. Составитель – профессор Н.П.Барсуков Симферополь 2008

Функции крови и лимфы

Кровь и лимфа генетически и функционально связаны с органами кроветворения и иммунопоэза, а также с лимфоидными образованиями, ассоциированными со структурами некроветворных органов. Вместе они обеспечивают поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаз), внутреннее дыхание, трофику, регуляцию и интеграцию всех систем организма, экскрецию шлаков и защиту (фагоцитоз, клеточный и гуморальный иммунитет, тромбообразование).

Развитие крови

Источником развития крови и лимфы является мезенхима, представляющая собой эмбриональную соединительную ткань, состоящую из клеток – мезенхимоцитов и межклеточного вещества.

Морфология крови

Кровь состоит из плазмы (55-60%) и форменных элементов (40-45%). Плазма – жидкая часть крови. В ней содержатся белки (более 100 разновидностей), жиры, углеводы, соли, гормоны, ферменты, антитела, растворенные газы и др. На сухой остаток плазмы приходится 7-10%, остальную часть составляет вода (90-93%). Основным компонентом сухого остатка являются белки (6,5-8,5%). Среда плазмы слабощелочная (рН 7,4).

Белки плазмы делятся на 2 фракции: легкую фракцию составляют альбумины (60%) и тяжелую – глобулины (40%). Альбумины синтезируются в печени. Они обеспечивают коллоидно-осмотическое давление крови, удерживают воду в кровотоке (при их недостатке – отёки), выполняют транспортную функцию, адсорбируя ряд соединений. Глобулины имеют двоякое происхождение. Одни из них, γ-глобулины (антитела), продуцируются В-лимфоцитами и плазмоцитами, а другие, β-глобулины, фибриноген и протромбин, образуются в печени. β-глобулины способны связывать и переносить ионы Fe¨, Cu¨, Zn¨ и др., а фибриноген и протромбин участвуют в тромбообразовании.

Морфология форменных элементов крови

Эритроциты

У млекопитающих – это безъядерные клетки, у птиц, пресмыкающихся, амфибий и рыб они содержат ядра. Размеры эритроцитов имеют видовые особенности и в каждом конкретном случае они делятся на нормоциты, микроциты и макроциты (разнообразие размеров эритроцитов называется анизоцитозом). В норме эритроциты имеют форму двояковогнутого диска (дискоциты). При старении и патологических состояниях они могут изменять форму: планициты - с плоской поверхностью, стоматоциты - куполообразной формы, сфероциты – шаровидные, эхиноциты – шиповидные и др. – (разнообразие форм эритроцитов называется пойкилоцитозом - греч. пойкилис - разновидный).

Функции эритроцитов: транспорт О2 и СО2 (дыхательная), аминокислот, антител, токсинов, лекарственных веществ путём адсорбции. Дыхательная функция связана со способностью гемоглобина (Hb) присоединять к себе кислород (O2) и диоксид углерода (CO2). Однако Hb может образовывать прочные связи и с другими химическими соединениями: Нb – дезоксигемоглобин, НbО – оксигемоглобин, НbСО2 – карбгемоглобин, НbСО – карбоксигемоглобин, при этом прочность связи к угарному газу в 300 раз выше, чем к О2, Нb + сильные окислители (КМnO4; анилин, нитробензол и др.) → НbОН – метгемоглобин (в этих случаях Fe²→ Fe³).

Плазмолемма эритроцитов

представляет собой типичную биологическую мембрану, состоящую из билипидного слоя и белков в комплексе с углеводами. Соотношение липидов и белков в ней 1:1. Углеводы входят в состав гликокаликса. На наружной поверхности мембраны расположены фосфолипиды, сиаловая кислота, антигенные олигосахариды, адсорбированные протеины. На внутренней - гликолитические ферменты, Nȧ-АТФазы и Kֹ-АТФазы, гликопротеины и цитоскелетные белки.

Состав цитоплазмы эритроцитов

- вода – 66%, - гемоглобин – 33% (гем в нём составляет – 4%).

При различных патологических состояниях эритроциты могут подвергаться: 1. склеиванию, образуя монетные столбики (вследствие утраты заряда, обеспечивающего поверхностное натяжение); 2. гемолизу (при воздействии гипотоническим раствором, плазмой других видов, змеиным ядом гемоглобин поступает в плазму, при этом оболочка остаётся неповрежденной).

3. кренированию – сморщиванию (при воздействии гипертоническим раствором); от греч. сrеnа - вырезка. 4. разрушению (гемоглобин окрашивает мочу – гемоглобинурия), например, у КРС - «красная водная - лихорадка» при разрушении эритроцитов паразитами; у человека - гемоглобинурийная лихорадка - при малярии. Стареющие эритроциты фагоцитируются макрофагами. Продолжительность жизни эритроцитов 120 дней

Лейкоциты в отличие от эритроцитов, «работающих» непосредственно в крови, лейкоциты «работают» в тканях тела, мигрируя (путем диапедеза) через стенки капилляров. Это ядросодержащие клетки. Лейкоциты классифицируют на зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты).

Гранулоциты подразделяются на базофильные, эозинофильные и нейтрофильные в связи с тем, что их гранулы неоднозначно окрашиваются красителями при разных значениях рН среды.

Базофилы

клетки шаровидной формы, диаметром до 10 –12 мкм. Ядро имеет лопастную или бобовидную форму (в зависимости от степени зрелости клеток). В их базофильной цитоплазме содержатся довольно крупные гранулы, окрашивающиеся основными красителями. Одной из особенностей содержимого гранул базофилов является метахроматическое их окрашивание красителями тиазинового ряда (метиленовый синий, толуидиновый синий и др., при этом вместо синей окраски гранулы приобретают фиолетовый, розовый или красный цвет).

В гранулах базофилов содержатся биологически активные вещества: протеогликаны, ГАГ (в том числе гепарин), вазоактивный гистамин, нейтральные протеазы, пероксидазы, кислая фосфатаза, серотонин (гормон эпифиза, который ослабляет или угнетает секрецию гонадолиберинов в гипоталамусе), гистидиндекарбоксилаза (фермент синтеза гистамина) и др.

Функции базофилов

Базофилы могут фагацитировать бактерии, препятствуют свёртыванию крови (гепарин), способствуют расширению сосудов и повышают проницаемость их стенки (гистамин), вследствие чего возникают отёки. Они участвуют в иммунологических реакциях аллергического характера: секретируют эозинофильный хемотаксический фактор, стимулируя миграцию эозинов, опосредуют воспаление, активируя макрофаги.

Эозинофилы

Размеры этих клеток достигают 12-17 мкм. Ядро зрелых клеток обычно содержит 2 сегмента, но у овец – больше. Очень редко встречаются палочкоядерные и юные эозинофилы. Гранулы в цитоплазме довольно крупные. Различают две их разновидности: первичные азурофильные и вторичные – эозинофильные (модифицированные лизосомы). В центре эозинофильной гранулы содержится кристаллоид, который содержит главный основной белок, богатый аргинином, катионный белок, лизосомные гидролитические ферменты, пероксидазу, гистаминазу и др.

Функции эозинофилов

Эозинофилы – фагоцитируют бактерии, обладают хемотаксисом к гистамину, лимфокинам Т-лимфоцитов и иммунным комплексам, состоящим из антигенов и антител, они обезвреживают перекиси и токсины, снимают сосудорасширяющее действие гистамина (антигистаминная), ограничивая воспалительный процесс.

Эозинофилы являются важнейшими эффекторными клетками в противопаразитарном иммунитете. Антипаразитарная функция осуществляется с участием главного основного белка кристаллоида. В аллергических реакциях принимают участие Fс-рецептор плазмолеммы для IgE, а также С3- и С4– рецепторы.

Эозинофильные гранулоциты в крови находятся около 12-ти часов, а затем мигрируют в межклеточное вещество соединительной ткани, где функционируют до 8-12 суток (в соед. ткани их в 500 раз больше, чем в крови).

Нейтрофилы.

Размеры этих клеток варьируют в пределах 9–12 мкм. Форма ядра непостоянна и зависит от степени зрелости клеток. В связи с этим различают юные, палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофильные гранулоциты. У юных нейтрофилов ядро имеет бобовидную форму, гранул в цитоплазме относительно не много. Ядра палочкоядерных нейтрофилов выглядят в виде изогнутой палочки, а в зрелых клетках ядро фрагментировано на сегменты, соединенные между собой тонкими перемычками.

В цитоплазме нейтрофилов содержится 2 вида гранул: 1) первичные азурофильные неспецифичные (ПАН), их размеры - 0,4-0,8 мкм (до 20%), представляют собой первичные лизосомы, содержащие ß-глюкуронидазу, кислую ß-глицерофосфатдегидрогеназу, кислую протеазу, лизоцим (мурамидазу), кислую фосфатазу, миелопероксидазу (превращает перекись водорода в молекулярный кислород). Пероксидазная активность строго специфична для системы нейтрофильных гранулоцитов; 2) вторичные нейтрофильные специфические гранулы (ВНС), размеры которых составляют 0,1-0,3 мкм; они содержат щёлочную фосфатазу, фагоцитины, аминопептидазы, лизоцим, катионные белки и белок лактоферрин, обеспечивающий склеивание бактерий (бактериальная мультипликация) и торможение образования лейкоцитов в красном костном мозге.

Функции нейтрофилов

неспецифическая антибактериальная защита путём фагоцитоза и выделения бактерицидных веществ, участие в воспалительных реакциях – осуществляется вне сосудов, в межклеточном веществе соединительных тканей. В крови они находятся до 8-12 часов, а в тканях - до 9 суток, где они и погибают.

В центре – нейтрофил с дополнительным сегментиком в ядре, где локализуется Х-половая хромосома.

Среди эритроцитов видны дискоциты, сфероциты и эхиноциты

Агранулоциты.

К незернистым лейкоцитам относятся лимфоциты и моноциты. Обе эти группы клеток принимают активное участие в иммунных реакциях организма. Иммунитет - это способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности.

Лимфоциты

По степени зрелости лимфоциты делятся на большие (10 мкм), средние ((7-10 мкм) и малые (4,5-6 мкм). Характерной морфологической особенностью малых лимфоцитов является крупное круглое с небольшим вдавлением ядро, занимающее почти всю клетку. Его окружает узкий ободок базофильной цитоплазмы. По происхождению и функциональным свойствам различают 4 основные группы лимфоцитов: Т-лимфоциты, В-лимфоциты, натуральные киллеры (NK) и К-клетки. Все они участвуют в обеспечении иммунных реакций, защите от всего чужеродного, попадающего извне и образующегося в самом организме.

В-лимфоциты

на поверхности плазмолеммы имеют антигенспецифические рецепторы, представляющие собой антитела - иммуноглобулины (Ig) классов M и D, или поверхностные иммуноглобулины (SIg). C помощью этих рецепторов распознаются антигены и присоединяются к ним, вследствие чего В-лимфоциты активируются, многократно пролиферируют и дифференцируются в эффекторные клетки – плазмоциты (антителообразующие клетки - АОК), способные вырабатывать антитела (иммуноглобулины). Антитела на своей поверхности имеют связующие участки к данному конкретному антигену. Процесс активации лимфоцитов можно представить в следующей последовательности: активированный В-лимфоцит → плазмобласт (диаметр до 30 мкм) → проплазмоцит → зрелый плазмоцит (диаметр около 10 мкм). В-лимфоциты – живут от нескольких недель до десятков месяцев.

Т-лимфоциты

осуществляют реакции специфического клеточного иммунитета и регулируют гуморальный иммунитет. После встречи с антигенами они превращаются в Т-эффекторы: Т-киллеры, Т-хелперы и Т-супрессоры. Т–киллеры (цитоксические) – обеспечивают клеточный иммунитет. Обладая цитотоксическим эффектом, они взаимодействуют с клетками-мишенями вследствие непосредственного с ними контакта или благодаря вырабатываемым ими близкодействующим токсическим медиаторам. В результате такого взаимодействия изменяется проницаемость мембраны клетки-мишени, что и приводит ее к гибели.

В плазмолемме Т-лимфоцитов содержатся поверхностные антигенные маркеры (антигены гистосовместимости) и много рецепторов, с помощью которых они распознают чужеродные антигены и иммунные комплексы. При действии антигенов в Т-лимфоцитах вырабатываются особые растворимые вещества лимфокины, которые передают информацию об антигенах В-лимфоцитам. Т-хелперы являются помощниками В-лимфоцитов, они распознают антиген и усиливают выработку антител; Т–супрессоры, наоборот, подавляют выработку антител В-лимфоцитами. Продолжительность жизни Т-лимфоцитов до 10 лет.

Т- и В-клетки памяти - лимфоциты, возвращающиеся в неактивное состояние, но уже приобретшие информацию (память) от встречи с конкретным антигеном. При повторной встрече с этим антигеном они быстро обеспечивают иммунный ответ значительной интенсивности.

Моноциты

– довольно крупные клетки, в мазке крови их размеры достигают 15-20 мкм. Содержат крупные ядра лопастной, бобовидной и иной формы. Цитоплазма базофильна. Не смотря на то, что эти клетки относятся к агранулоцитам, в их цитоплазме могут обнаруживаться в небольшом количестве мелкие азурофильные гранулы, представляющие собой лизосомы.

Функции моноцитов

В функциональном плане – это типичные макрофаги, которые в периферическом русле крови находятся по пути из красного костного мозга в ткани, где они выполняют специфические защитные функции. Клетки моноцитарно-макрофагальной системы продуцируют пироген, который теперь идентифицирован как интерлейкин-1.

Кровяные пластинки.

У млекопитающих - это обломки цитоплазмы мегакариоцитов. У птиц - это ядросодержащие клетки - тромбоциты. Размеры кровяных пластинок варьируют в пределах 2-4 мкм. Они состоят из периферической зоны - гиаломера и центральной - грануломера. Гиаломер в молодых кровяных пластинках окрашивается базофильно, а в старых - оксифильно. В гиаломере есть актин, который участвует в ретракции (уменьшении объёма) кровяных пластинок. На поверхности плазмолеммы кровяных пластинок содержится гликоликс, гликопротеины которого представляют рецепторы, принимающие участие в адгезии и агрегации (склеивании) кровяных пластинок. По степени зрелости кровяные пластинки подразделяются на 5 видов: юные, зрелые, старые, дегенеративные и гигантские формы раздражения.

Функция кровяных пластинок

в них содержится примерно 12 факторов свёртывания крови. Они принимают участие в коагуляции фибриногена и тромбообразовании: фибриноген → фибрин → протромбин → тромбин.

Морфология лимфы Лимфа состоит из лимфоплазмы и форменных элементов.

Состав лимфоплазмы примерно такой же, как и плазмы крови, но она содержит меньше белков, а поэтому менее вязка и в ней ниже коллоидно-осмотическое давление. К тому же состав лимфы по ходу лимфатических путей меняется. Так, например, в лимфоузлах она обогащается иммуноглобулинами. Как и кровь, лимфа способна свертываться.

Среди форменных элементов лимфы 98% составляют лимфоциты. Другими клетками могут быть моноциты и зернистые лейкоциты. Образование лимфы осуществляется в лимфатических капиллярах из тканевой жидкости, из которой в капилляры поступает вода с растворенными кристаллоидами, белки, инородные частицы, бактерии и др. По лимфатическим путям могут переноситься возбудители инфекций, а также опухолевые клетки (метастазирование).

Гемопоэз

Кроветворение (гемоцитопоэз), которое осуществляется в пренатальном онтогенезе, получило название эмбрионального гемоцитопоэза. По сути дела, это гистогенез крови, то есть становление крови как ткани. В постнатальном же периоде кроветворение представляет собой физиологическую регенерацию крови. В эмбриогенезе гемоцитопоэз начинается очень рано в мезенхиме внезародышевых органов: в хорионе, стенке желточного мешка и в стебельке (зародышевой ножке), а затем в печени, селезенке, красном костном мозге (ККМ), тимусе и лимфатических узлах. Поэтому эмбриональный гемоцитопоэз подразделяется на 3 периода: мезобластический (кроветворение во внезародышевых органах - желточном мешке, хорионе и зародышевой ножке), печеночный и медуллярный.

Мезобластическое кроветворение в стенке желточного мешка и в хорионе

Схема последовательных стадий мезобластического кроветворения в стенке желточного мешка

Во внезародышевой мезодерме обособляются кровяные островки, в составе которых мезенхимные клетки активно пролиферируют. Мезенхимоциты центральной части островков утрачивают отростки, округляются и превращаются в СКК. Мезенхимоциты периферической части островков также изменяют форму – уплощаются и, превращаясь в эндотелиоциты, формируют стенку сосуда.

Стволовые клетки крови (СКК)

представляют собой своеобразный «золотой неприкосновенный запас» кроветворных органов, который расходуется только в особых случаях. На каждые 1000 ядросодержащих клеток красного костного мозга приходится одна стволовая клетка крови. В периферической крови СКК составляют 0,1% от общего количества клеток крови. По морфологии СКК напоминают малые лимфоциты (диаметр 8-10 мкм) и на светооптическом уровне их нельзя идентифицировать среди лимфоцитов. СКК относительно редко делятся, в среднем 1 раз за 10 сут. Они являются более радиорезистентными по сравнению с их потомками. Они более устойчивы к действию цитостатиков.

С возрастом общее количество СКК не меняется. Процесс преобразования СКК в зрелые форменные элементы крови и лимфы состоит из пролиферации, дифференцировки и созревания. На каждом из этих этапов происходит экспрессия генов, ответственных за синтез специфических белков, характерных для тех или иных клеточных субпопуляций.

Эритроцитопоэз

Процесс образования эритроцитов из стволовой клетки осуществляется в красном костном мозге в особых морфофункциональных ассоциациях, которые называются эритробластическими островками. В центре такого островка находится макрофаг, вокруг которого с помощью специальных рецепторов – сиалоадгезинов удерживаются эритроидные клетки, дифференцирующиеся из унипотентной КОЕ-Э.

Эритробластический островок и эритробласты

Гранулоцитопоэз

Изменение морфологии форменных элементов крови в процессе эритроцитопоэза и гранулоцитопоэза

Гемоцитопоэз регулируется ростовыми факторами, кейлонами, гормонами, метаболитами и др. При этом среди регуляторов гемоцитопоэза имеются как стимуляторы, так и ингибиторы. В настоящее время широкое распространение получила схема кроветворения, предложенная И.Л.Чертковым и соавт., согласно которой кроветворные клетки разделены на 6 классов (компартментов). В качестве самостоятельной работы необходимо зарисовать эту схему и обозначить последовательные стадии образования форменных элементов крови.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ