Соединительные ткани с защитной и трофической функцией

К соединительным тканям с защитной и трофической функцией относятся кровь и лимфа,а также миелоидная и лимфоидная ткани.

В настоящее время сложилось понятие системы крови, которое впервые предложил Г. Ланг. В систему крови входят:

1. Собственно кровь - это жидкая ткань, циркулирующая по кровеносным сосудам, благодаря ритмичным сокращениям сердца и депонированная в различных органах, представленная зрелыми клетками дифферона крови и постклеточными структурами, заключенными в жидкое межклеточное вещество - плазму.

2. Органы кроветворения и кроверазрушения - это матричная часть системы крови, представленная селезенкой, тимусом, красным костным мозгом, лимфатическими узлами, а в эмбриональном периоде развития – печенью и желточным мешком. В этих органах находятся стволовые клетки дифферона крови, которые пролиферируют, дифференцируются и превращаются в зрелые клетки, выходящие в кровоток, а также происходит разрушение (утилизация) форменных элементов крови.

3. Аппарат регуляции постоянства качественного и количественного состава крови - нейрогуморальный аппарат.

Собственно кровь

Собственно кровь - как любая ткань внутренней среды (ТВС) развивается из мезенхимы и выполняет ряд важнейших функций:

1. Транспортную - универсальная функция крови, обеспечивающая перенос разнообразных веществ. Этой функцией определяются все последующие.

2. Дыхательную - перенос кислорода и углекислого газа.

3. Трофическую- перенос питательных веществ ко всем тканям и органам.

4. Экскреторную - перенос продуктов жизнедеятельности тканей к органам выделения.

5. Регуляторную - кровью переносятся гормоны, биологические активные вещества (БАВ), осуществляющие гуморальную регуляцию всех процессов жизнедеятельности.

6. Гомеостатическую - поддерживает постоянство внутренней среды (водно - солевой баланс, температуру тела, осмотическое давление и т. д.)

7. Защитную - кровь обладает способностью нейтрализовать чужеродные вещества - антигены (АГ) путем неспецифических (фагоцитоз, система комплемента) и специфических – иммунных (клеточный и гуморальный иммунитет) реакций.

Общий вес крови, как единой ткани у взрослого человека равен 7% от массы тела, у детей этот показатель больше.

Морфология крови

Кровь, как любая ткань внутренней среды, состоит из двух компонентов: клеток - или форменных элементов, и межклеточного вещества или плазмы.

Плазма кровисоставляет 60 - 65% от общей массы крови и на 90% состоит из воды, 9% органических, 1% неорганических веществ. Основным органическим компонентом являются белки, их более 200 видов. Белки плазмы крови обеспечивают вязкость плазмы, гемостазиологические и защитные реакции крови, транспорт различных веществ.

Форменные элементы

К форменным элементам крови относятся эритроциты, тромбоцитыилейкоциты, среди них истинными клетками являются лишь лейкоциты, так как они имеют обязательные элементы эукариотической клетки: ядро, цитоплазму, цитолемму. Эритроциты и тромбоциты являются высокоспецифичными постклеточными структурами, они не содержат ядер, не делятся, но всегда имеют постоянную морфологию (форму) - отсюда и термин форменные элементы.

Эритроциты

Эритроциты – самые многочисленные форменные элементы. Они выполняют дыхательную функцию, а также участвуют в транспорте различных веществ, в том числе и лекарственных.

Эритроцитопоэз- развитие эритроцитов происходит в органах кроветворения (красном костном мозге). Все эритроциты развиваются из единой стволовой клетки крови (СКК) (полипотентная клетка), которая далее превращается в клетку предшественницу миелопоэза, эта клетка под влиянием эритропоэтина преобразуется в эритропоэтинчувствительную клетку и, после ряда делений, она получает название эритробласта (20 – 25 мкм в диаметре). Эритробласт уменьшается в размерах и превращается в пронормоцит (12 – 18 мкм), после ряда делений, еще больше уменьшаясь в размерах, пронормоцит становится нормоцитом (8 -12мкм). По окраске цитоплазмы все нормоциты подразделяются на базофильные. полихроматофильные, оксифильные.

Оксифильный нормоцит, выбрасывает из своей цитоплазмы ядро, и в результате денуклеации превращается в ретикулоцит. В ретикулоцитах сохраняются митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи и при окраске метиленовым синим, эти органоиды выявляются в виде базофильной сеточки – ретикулума.

Ретикулоциты выходят в кровоток, где дозревают (завершается сборка цитоскелета, накапливается гемоглобин) и ретикулоцит становится эритроцитом. Таким образом, из одной стволовой клетки крови образуется более 2000 эритроцитов. В норме ретикулоцитов в циркулирующей крови до 1%. Процесс эритропоэза происходит в течении 7 дней, в периферическом кровотоке эритроциты живут до 120 дней и погибают в селезенке, а также ККМ, печени.

Количествоэритроцитов у мужчин 4,5-5,5×10¹² в литре крови, у женщин 4-5×10¹² в литре крови. Количественная половая разница связана преимущественно с тем, что андрогены (мужские половые гормоны), находящиеся в большей концентрации у мужчин, обладают стимулирующим влиянием на эритропоэз.

Размеры эритроцитов вариабельны, однако более 80% имеют диаметр в пределах 7-8 мкм. Такие эритроциты носят название нормоциты, меньшее количество эритроцитов могут быть меньше нормы - микроциты, или больше - макроциты. Разнообразие эритроцитов по величине получило название анизоцитоз.

Формабольшинстваэритроцитов напоминает форму двояковогнутого диска - дискоциты, стареющие эритроциты могут иметь форму шара - сфероцит, некоторые могут быть плоскими - планоцит, с шипами - эхиноцит, куполообразные - стоматоцит. Дискоидная форма эритроцита обеспечивает максимальную площадь поверхности по отношению к объему, что необходимо для выполнения функций, а также способность форменного элемента к обратимой деформации при прохождении через узкие капилляры. Разнообразие эритроцитов по форме получило название пойкилоцитоз.

Эритроцит состоит из плазмолеммы и цитоплазмы. Плазмолемма - оболочка толщиной 20 нм, представляет собой самую толстую и наиболее изученную биологическую мембрану. С поверхности к билипидному слою прилежит слой полисахаридов, гликолипидов и гликопротеидов (гликофоринов), который формирует гликокаликс. В гликокаликсе содержатся сиаловые кислоты, несущие отрицательный заряд. Кроме этого, по полисахаридной цепочке гликофоринов определяется антигенная принадлежность эритроцитов, определяющая групповое разнообразие крови. Так по системе АВО в мембране располагаются агглютиногены А и (или) В, разнообразные комбинации которых образуют 4 группы крови.

Как правило, трансмембранные белки связываются с подмембранными белками, формирующими цитоскелетэлемента, который обеспечивает поддержание формы эритроцтов и возможность их обратимой деформации.

В формировании цитоскелета участвуют белки спектрин, гликофорин, анкирин, белки полосы 3 и 4,1.

Спектрин это периферический белок, главный белок цитоскелета, состоит из α и ß цепей, соединенных друг с другом конец в конец и формирующих гибкую двухмерную сеть. α и ß цепи с помощью актина соединяются в узлы, которые крепятся к белку полосы 4,1 в результате чего образуются так называемые узловые комплексы. Белок полосы 4,1 свободным концом связывается с трансмембранным белком гликофорином, таким образом, фиксируя узловой комплекс к внутренней поверхности биомембраны.

Другим концом спектриновая сеть прикрепляется к биомембране с помощью белка анкирина, который с одной стороны связан со спектрином, а с другой стороны с трансмембранным белком полосы 3.

При старении эритроцита изменяется строение его плазмолеммы: уменьшается количество сиаловых кислот, изменяется белок спектрин, что приводит к изменению формы эритроцита, а также плохой его деформируемости, поэтому старые эритроциты могут застревать в самых узких участках микроциркуляторного русла (МЦР) в селезенке, где их разрушают макрофаги.

Цитоплазма эритроцита – оксифильна и не содержит органелл, на 60% - 66% состоит из воды, содержит сложный белковый комплекс гемоглобин, глюкозу, АТФ, ряд ферментов.

Выделяют следующие виды гемоглобина:

· эмбриональный или фетальный (fetal - плод), обладающий значительным сродством к кислороду и представленный максимально в эритроцитах в первые 3 месяца эмбрионального периода развития, далее его концентрация падает, у взрослого человека НbF встречается не более чем 2-5% от всего гемоглобина.

· Нb А (adult – взрослый) составляет 98% от всего гемоглобина у взрослого человека.

Тромбоциты

Тромбоциты или кровяные пластинки, образуются в результате тромбоцитопоэза, который протекает в красном костном мозге. Полипотентная стволовая клетка крови под влиянием тромбопоэтина превращается в тромбопоэтинчувствительную клетку (унипотентная), она, в свою очередь, дает после ряда делений мегакариобласт (20 - 25 мкм в диаметре). Мегакариобласт делится эндомитозом (идет синтез ДНК, плоидность ядра увеличивается, а деления цитоплазмы не происходит) и превращается в очень крупную клетку - промегакариоцит (диаметр 30-40 мкм), в цитоплазме которого накапливается и группируется азурофильная зернистость (будущий грануломер тромбоцитов). В последующем созрев, такая клетка называтся мегакариоцитом.

Мегакариоцит самая крупная клетка красного костного мозга, достигающая 60 - 100 мкм в диаметре, она содержит гигантское полиплоидное ядро (плоидность ядра может достигать 64 n) и имеет неровный контур. Мегакариоцит путем выпячивания цитоплазмы образует выросты - псевдоподии, которые проникают между клетками, выстилающими стенку капилляров, и «кусочки» их в виде пластинок - тромбоцитов отрываются током крови. Этот процесс называется клазмотоз. В результате тромбоцитопоэза из одного мегакариоцита может получиться до 2000 тромбоцитов. После отделения пластинок остается небольшая клетка, содержащая дольчатое ядро, окруженное узким ободком цитоплазмы по периферии - резидуальный мегакариоцит, который подвергается фагоцитозу.

Тромбоцит - это постклеточная структура диаметром 2 – 4 мкм, основная функция которой - участие в реакциях гемостаза (остановки кровотечения). Тромбоциты в кровотоке живут 5-10 дней, а затем фагоцитируются макрофагами селезенки.

Количество тромбоцитовв циркулирующей крови-200-400×10⁹ в литре, причем в циркуляции находится только две трети тромбоцитов, одна треть депонируется в селезенке.

Тромбоцит состоит из довольно толстой плазмоллемы и цитоплазмы, которая разделена на периферическую светлую часть - гиаломер и центральную часть с гранулами - грануломер.

Плазмолемма снаружи покрыта толстым слоем гликокаликса (50-200 нм) и содержит многочисленные рецепторы к АДФ, адреналину, тромбину и т.д. Кроме этого, плазмоллема образует вдавления в цитоплазму - инвагинации, которые связаны с системой открытых канальцевпластинки.

В гиаломере цитоплазмы располагаются элементы цитоскелета, представленные микротрубочками, микрофиламентами (актин) и промежуточными филаментами. От 4 до 15 микротрубочек располагаются непосредственно под плазмолеммой и формируют краевое кольцо - жесткий каркас, обеспечивающий форму тромбоцита. Также в гиаломере располагается открытая система канальцев,участвующая в транспорте веществ и плотная тубулярная система, образованная элементами комплекса Гольджи, заполненных плотным содержимым. Функции тубулярной сети: депонирование ионов Са²⁺, синтез простагландинов, циклооксигеназы.

Грануломер содержит:

· органеллы – эндоплазматическую сеть, митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы

· включения - гликоген, ферритин

· специфические гранулы, среди которых выделяют два вида: α и Δ.

α-гранулы крупные, диаметром до 500 нм, содержат факторы свертывания крови, тромбоцитарный фактор роста, фибриноген, фибронектин.

Δ-гранулы мелкие, малочисленные, содержат АТФ, ионы Са²⁺, гистамин, серотонин.

Лейкоциты

Лейкоциты являются клетками - мигрантами, то есть они способны к активному перемещению из кровотока в рыхлую волокнистую соединительную ткань органов, где и выполняют свои функции, обеспечивая защиту организма. Общее количество лейкоцитов в периферической крови составляет 4-9×10 ⁹ в литре.

В цитоплазме всех лейкоцитов содержится большее или меньшее количество лизосом, которые хорошо окрашиваются азуром, поэтому получили название азурофильная или первичная неспецифическая зернистость,как правило, она мелкая и не видна при обычном увеличении микроскопа.

Некоторые клетки содержат кроме этого крупную специфическую вторичную зернистость, по наличию которой все лейкоциты можно разделить на: агранулоциты (незернистые) - содержат только первичную зернистость, и гранулоциты (зернистые) - содержат два вида зернистости - первичную и вторичную.

Содержимое вторичных специфических гранул может быть разным по химическому составу и поэтому окрашивается разными красителями, отсюда все гранулоциты разделили на: базофильные гранулоциты(гранулы окрашиваются основными красителями), эозинофильные гранулоциты(гранулы окрашиваются кислыми красителями), нейтрофильные гранулоциты(гранулы окрашиваются и основными и кислыми красителями).

Агранулоциты, в свою очередь, морфологически и функционально делятся на моноциты и лимфоциты.

Процентное отношение различных видов лейкоцитов в периферической крови называется лейкоцитарной формулой.

Гранулоциты

Базофильные гранулоциты- 0 -1%. Циркулируют в крови от 6 часов до 1 суток, затем выходят в РВНСТ, где дифференцируются в тканевые базофилы, тучные клетки, или лаброциты.

Размер базофилов - 9 -12 мкм. Ядро их фестончатое, трудно различимо т.к. маскируется такими же по цвету базофильными гранулами.

Содержимое специфических гранул: кислые ГАГ - гепарин(естественный антикоагулянт), хондроитин сульфат, гистамин - расширяет кровеносные сосуды, увеличивает проницаемость сосудистой стенки, что приводит к отеку тканей, эозинофильный хемотаксический фактор, лейкотриены, простагландины, эйкозаноиды.

Дегрануляция, то есть выход БАВ из специфических гранул базофилов, происходит в реакциях гиперчувствительности немедленного типа, при контакте с аллергеном, в результате чего происходит развитие отека тканей, бронхоспазм, снижение артериального давления, появление покраснения, кожного зуда и т.д. Быстрая и массивная дегрануляция базофилов может привести к анафилактическому шоку и смерти.

Эозинофильные гранулоциты -2 – 5 %, циркулируют в крови от 3 - 12 часов, после чего мигрируют в РВНСТ, где носят название эозинофилы или микрофаги.

Размер клеток: 12 -14 мкм. Имеют сегментированное ядро, которое чаще всего состоит из двух сегментов, соединенных перемычкой, в цитоплазме находится ярко оксифильная зернистость.

Содержимое специфических гранул: в центре каждой гранулы находится кристаллоид представленный MBP (major basic protein) - это антипаразитарный белок. Также в специфических гранулах есть белки - ферменты, разрушающие БАВ базофильных гранулоцитов: гистаминаза - разрушает гистамин, арилсульфатаза - разрушает гепарин. Эозинофилия - повышенное содержание эозинофилов в крови у детей чаще всего свидетельствует о глистной инвазии, у взрослого человека об аллергических заболеваниях.

Нейтрофилысамые многочисленные из всех лейкоцитов. Общее количество 65 - 70%. Нейтрофилы выходят из ККМ не до конца зрелыми, в процессе циркуляции в кровотоке они дозревают, что выражается в сегментации ядра и накоплении специфической зернистости.

По этим признакам нейтрофильные лейкоциты делятся на: юные (0-1%), палочкоядерные (1 - 4%) и сегментоядерные(55 - 65%).

Циркулируют в кровотоке от 6 до 10 часов, имеют размер 10-12 мкм. В специфических гранулах содержатся антибактериальные вещества: лизоцим, лактоферрин, также содержится более 40 ферментов - среди них миелопероксидаза, щелочная фосфатаза. При активации нейтрофила развивается так называемый респираторный взрыв, что приводит к образованию свободных радикалов: перекиси водорода, кислорода, озона, синглетного кислорода. В результате создается кислая среда, что приводит к активации ферментов первичных гранул, и также к повреждению биологических мембран. Нейтрофилы способны к фагоцитозу после чего погибают, в РВНСТ их называют микрофаги.

Агранулоциты

Моноциты –2 - 8%, циркулируют в крови от 8 часов до 4 суток, затем выходят в РВНСТ и дифференцируются в макрофаги. Это самые крупные клетки, в мазке имеют диаметр до 18-20 мкм. Содержат очень большое количество неспецифической зернистости - лизосом. Макрофаги в разных тканях и органах получили разные названия - клетки Куппфера, клетки Лангергансаи т.д., но все вместе они формируют единую макрофагальную систему организма. В РВНСТ моноциты также могут дифференцироваться в антигенпрезентирующие клетки (АПК). При встрече с чужеродным АГ моноцит распознает его эпитоп - это специфической часть белковой молекулы АГ, эпитоп переносится в оболочку макрофага где связывается с молекулой гистосовместимости (МНС). Затем эта информация доставляется другим иммунокомпетентым клеткам и запускается гуморальный или клеточный иммунитет.

Лимфоциты -20 - 40 % в кровотоке. Лимфоциты являются самой разнородной группой лейкоцитов. По размерам они делятся на малые, средние и большие (до 18 мкм). По происхождению подразделяются на Т - лимфоциты - развиваются в тимусе, их около 80% и В - лимфоциты - у человека развиваются в ККМ их около 20 %. Впервые В - лимфоциты были описаны в сумке (бурсе) Фабрициуса у птиц отсюда и название. Все лимфоциты имеют округлое ядро, с небольшой бухтой и тонкую полоску цитоплазмы по периферии. По выполняемым функциям все лимфоциты являются иммуноцитами.