СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ

Она составляет внутреннюю среду организма. Общая особенность тканей этого типа - наличие хорошо развитого межклеточного вещества, в котором расположены клетки. Межклеточное вещество, в свою очередь, состоит из аморфного (основного) вещества и волокон. Волокна, построенные из особых белков, бывают трех типов: коллагеновые, эластические, ретикулиновые. Клетки соединительной ткани разнообразны по строению и выполняемым функциям. Среди них - фибробласты, макрофаги, пигментные клетки и многие другие.

К соединительной ткани относятся: дерма кожи, оболочки мышц и внутренних органов, сухожилия и связки, кость, хрящ, кровь и лимфа. Соединительная ткань выполняет формообразующую функцию, так как следует за кровеносными сосудами и формирует строму органов; питательную или трофическую функцию; механическую функцию или опорную функцию; защитную функцию путем механической защиты скелетом и иммунной защиты с помощью элементов крови.

Различают собственно соединительную ткань и специальную соединительную ткань. Собственно соединительная ткань бывает рыхлой и плотной. В рыхлой ткани хорошо развиты клеточные элементы и есть небольшое количество волокон. Она следует за кровеносными сосудами и проникает во все участки организма; она образует также соединительнотканную основу органов или строму. В плотной ткани хорошо развиты волокна в межклеточном веществе, между которыми расположены немногочисленные клетки. Она бывает двух видов. Плотная неоформленная ткань составляет дерму кожи, в ней волокна расположены хаотично. Из плотной оформленной ткани построены связки, сухожилия и фасции мышц. В ней проходят упорядоченные волокна, между которыми встречаются редкие вытянутые клетки.

Соединительная ткань со специальными свойствами – это костная и хрящевая ткань, кровь и лимфа, кроветворная ткань и жировая ткань.

ХРЯЩ

Хрящ состоит из клеток (хондробластов и хондроцитов), расположенных поодиночке или группами, и межклеточного вещества, представленного разнообразными волокнами и основным веществом. Снаружи хрящ покрыт соединительнотканной надхрящницей. В самом хряще кровеносные сосуды отсутствуют, его питание происходит диффузно из кровеносных сосудов, проходящих в надхрящнице. Хрящ выполняет опорно-механическую функцию, обладает большой гибкостью и хорошо сопротивляется деформациям из-за присутствия в нем волокон, способен к значительному росту. Поэтому из хряща построен скелет зародыша, он сохраняется во взрослом организме на суставных поверхностях костей, в межпозвоночных дисках, из него состоят элементы гортани, полукольца трахей и бронхов, концы ребер, ушные раковины.

КОСТЬ

Костная ткань составляет скелет взрослого человека. В эмбриогенезе она может возникать путем окостенения имеющегося у зародыша хрящевого скелета. В хрящ проникают кровеносные сосуды, вокруг которых откладывается костное вещество, и хрящ превращается в кость (замещающие или хрящевые кости). Возможно, также образование кости непосредственно из соединительной ткани дермы кожи, при этом она погружается вглубь и соединяется с хрящевыми окостенениями (накладные кости). При рождении ребенка хрящ еще сохраняется во многих участках скелета, но по мере взросления организма происходит окостенение этих хрящевых областей.

Кость состоит из органических веществ (белки, жиры, углеводы), придающих ей эластичность и составляющих примерно 30%; минеральных солей (соли кальция и фосфора)- 20%, придающих ей твердость, и воды – около 50%.

Как и все соединительные ткани, кость состоит из клеток (остеобластов, остеоцитов и остеокластов) и межклеточного вещества. Межклеточное вещество представлено минерализованным основным веществом и коллагеновыми волокнами.

Снаружи кость покрыта надкостницей –собственно соединительной тканью. У человека надкостница состоит из двух слоев. В наружном слое находится сплетение кровеносных сосудов, которые проникают в кость вместе с нервами. Во внутреннем слое находятся остеобласты и коллагеновые и эластичные волокна. Пучки этих волокон проникают в кость и служат основой для прикрепления сухожилий. Надкостница обеспечивает рост костей в толщину и ее восстановление (регенерацию) при повреждении. Под надкостницей находится компактная кость. Она хорошо выражена в тех костях, основная функция которых – опора для мышц при движении. Под компактным веществом находится губчатая кость,состоящая из большого числа перекрещивающихся костных перекладин, между которыми находится красный костный мозг. Костные перекладины расположены в основном по тем направлениям, по которым кость испытывает наибольшую нагрузку под действием силы тяжести и растяжения при сокращении прикрепляющихся к ней мышц. Это делает кость прочной.

Структурной единицей кости является остеон. Он представляет собой систему вставленных друг в друга 5-10 концентрических костных цилиндров, образованных пластинками костной ткани. В центре остеона находится гаверсов канал,в которомпроходят сосуды и нервы, связанные с сосудами и нервами надкостницы и костного мозга. Между пластинами костных цилиндров лежат костные клетки, отростки которых пронизывают пластины. Остеобласты сосредоточены в зонах костеобразования, так как именно они образуют основное вещество костной ткани и регулируют поток ионов кальция в очаги костеобразования. Остеоциты образуются из остеобластов и обеспечивают в кости обмен веществ. Остеокласты способны рассасывать кость, выделяя специальные ферменты. Взаимодействие клеток костной ткани обеспечивает возможность перестройки костного скелета в течение всей жизни в зависимости от функциональной мышечной нагрузки. В каждом слое пластин проходят коллагеновые волокна, ориентированные в разных пластинах под углом друг к другу, что значительно повышает прочность костной ткани. Из остеонов состоят более крупные элементы костной ткани – перекладины, которые в компактной кости лежат плотно, а в губчатой – рыхло.

По соотношению компактного и губчатого вещества и по внешнему строению различают следующие типы костей: трубчатые, губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные. Трубчатые кости состоят из тела или диафиза и расположенных на концах эпифизов. Диафиз состоит из компактной кости и в центре его находится костномозговая полость, заполненная красным или желтым костным мозгом. Эпифизы образованы губчатой костью, покрыты хрящем и участвуют в образовании суставов. Трубчатые кости образуют скелет конечностей и подразделяются на длинные (плечевые, бедренные, кости предплечья и голени) и короткие (фаланги пальцев и кости пясти и плюсны). Губчатые кости состоят из губчатой кости. Причем, направление костных пластинок соседних костей одинаково. В результате образуется свод, например, в стопе. К губчатым относятся кости запястья, предплюсны и тела позвонков. В плоских костях (кости мозговой части черепа, плечевого и тазового поясов, грудины) между двумя пластинками компактной кости находится губчатая кость. В смешанных костях присутствуют как трубчатые, так и губчатые элементы. Например, тело позвонка состоит из губчатой кости, а его отростки – из плоской. Воздухоносные кости имеют полости. Это лобная, клиновидная кости черепа, верхняя челюсть.

КРОВЬ

Роль крови заключается в объединении органов и тканей организма. Через кровь транспортируются газы (кислород и углекислый газ), питательные вещества, продукты выделения. Регуляторная функция крови осуществляется путем транспорта гормонов от секретирующих их клеток к клеткам-мишеням. Кровь участвует в поддержании постоянства показателей внутренней среды организма (гомеостаза). Компоненты крови обеспечивают защиту организма от микробов и чужеродных молекул (иммунная функция). Кровь обеспечивает свою целостность путем свертывания. Кровь выполняет и терморегуляторную функцию в связи с тем, что вода, входящая в ее состав, обладает высокой удельной теплоемкостью.

Состав крови

Кровь состоит из плазмы, являющейся ее межклеточным веществом, и форменных элементов (клеток).

Плазма составляет 55-60% объема цельной крови. Она состоит из воды (90%), органических (9%) и неорганических (1%) веществ. Органические вещества плазмы – это белки, аминокислоты, глюкоза и многие другие. Белки плазмы обеспечивают определенную вязкость крови, препятствуют оседанию эритроцитов, принимают участие в свертывании крови и иммунитете, регулируют кислотно-щелочное равновесие, поддерживают определенное осмотическое давление.

Большая часть общего белка крови приходится на альбумины. Это низкомолекулярные белки. Суммарная площадь их молекул очень велика, поэтому они транспортируют на своей поверхности жирные кислоты, гормоны, соли желчных кислот и другие вещества, в том числе антибиотики (например, пенициллин). Альбумины играют также большую роль в регуляции коллоидно-осмотического (онкотического) давления. При заболеваниях печени количество альбуминов в крови уменьшается. Это приводит к падению осмотического давления плазмы и задержке воды в межклеточном пространстве. Возникает отек тканей.

Фибриноген и протромбин участвуют в свертывании крови.

Глобулины плазмы подразделяются на альфа-, бета- и гамма- глобулины. Альфа-глобулины переносят углеводы, тироксин, медь, витамин В₁₂. Бета-глобулины переносят липиды. К гамма-глобулинам относятся иммуноглобулины, которые являются антителами и выполняют защитные функции.

Среди неорганических веществ плазмы - различные ионы, катионы и анионы, в том числе анионы слабых кислот, которые играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме.

Клетки крови или форменные элементы крови - эритроциты, тромбоциты и лейкоциты.

Э р и т р о ц и т ы (красные кровяные тельца) - двояковогнутые дисковидные клетки, не содержащие ядра, диаметром 7-8 мкм. В 1 мм³ крови содержится 4-5 млн. эритроцитов. Продолжительность жизни - 100-130 дней. Образуются в красном костном мозге, а у плода – в печени и селезенке. Разрушаются эритроциты в селезенке и в печени. Форма двояковогнутого диска обеспечивает наибольшую площадь поверхности по отношению к объему, что важно для газообмена. Основная функция эритроцитов – перенос кислорода из легких в ткани и углекислого газа из тканей в легкие. Кислород переносят молекулы гемоглобина, которые находятся в эритроцитах. Гемоглобин - сложный белок. Он состоит из четырех полипептидных цепочек, которые составляют белковую часть глобин и связаны с небелковой частью - гемом. Гем содержит атом двухвалентного железа (Fe ²⁺), непрочно связывающий одну молекулу кислорода, с образованием оксигемоглобина. Примерно 25 – 30% углекислого газа, поглощаемого в капиллярах большого круга кровообращения, вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбогемоглобин. Однако большая часть углекислого газа переносится в форме карбонатов, образующихся внутри эритроцитов. При соединении гемоглобина с угарным газом СО образуется очень прочное соединение - карбоксигемоглобин и у гемоглобина снижается способность к переносу кислорода.

Л е й к о ц и т ы - белые кровяные тельца. В 1 мм³ крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов. Среди них различают две группы: гранулоциты (имеют зернистость) и агранулоциты (не содержат зернистость). К первым относятся нейтрофилы (содержат нейтральные гранулы), базофилы (содержат гранулы с кислой реакцией) и эозинофилы (содержат гранулы со щелочной реакцией). Ко вторым относятся моноциты и лимфоциты. Важной особенностью лейкоцитов является их способность к движению. Они могут проникать через стенки кровеносных сосудов в межклеточное пространство тканей организма. При попадании в ткани микроорганизмов, лейкоциты (нейтрофилы и моноциты) приближаются к ним, выпускают ложноножки и в конечном итоге втягивают микроорганизм в цитоплазму, где и переваривают. Это явление переваривания лейкоцитами микроорганизмов и других инородных тел было изучено русским ученым И.И.Мечниковым. Он назвал его фагоцитозом, а лейкоциты – фагоцитами. Лейкоциты уничтожают также отмершие клетки организма. Лимфоциты служат для уничтожения веществ, которые воспринимаются организмом как чужие. Эти вещества называются антигенами. Антигенными свойствами обладают макромолекулы других организмов. В ответ на внедрение чужеродных антигенов лимфоциты распознают их, а затем способствуют их уничтожению двумя основными путями: 1) В-лимфоциты вырабатывают антитела, которые взаимодействуют с антигенами и ускоряют их захват фагоцитами. Реакция антиген-антитело лежит в основе гуморального иммунитета. 2) Т-лимфоциты при контакте с антигеном вырабатывают лимфокины, с помощью которых они управляют функцией других лейкоцитов, обеспечивая тем самым уничтожение антигенов. Так осуществляется клеточный иммунитет (более подробно об иммунитете –см. далее). Таким образом, основная функция лейкоцитов – обеспечение защиты организма.

Т р о м б о ц и т ы (кровяные пластинки) представляют собой обрывки цитоплазмы родоначальных клеток (мегакариоцитов), находящихся в костном мозге. В среднем в 1 мм³ крови содержится 200-300 тысяч безъядерных тромбоцитов. Время их жизни составляет 8-11 дней. Затем они разрушаются в печени, селезенке, легких. В крови находятся в неактивном состоянии. Активизируются при контакте с поверхностью поврежденного сосуда. Принимают участие в свертывании крови, входят в состав тромба (см. Свертывание крови).

Кроветворение

В эмбриональном периоде органом кроветворения является печень. У взрослого человека эту функцию осуществляет красный костный мозг (ККМ), находящийся в костномозговых полостях костей. В клетках костного мозга в течение жизни идет накопление жиров, и в диафизах костей образуется желтый костный мозг, не принимающий участие в кроветворении. ККМ остается в эпифизах трубчатых костей, а также в грудине, тазовых костях. Определенные клетки крови образуются также в селезенке, тимусе (вилочковой железе), лимфатических узлах.

В ККМ имеются стволовые клетки, которые делятся. Часть образующихся при делении клеток сохраняют эту способность, а другие превращаются (дифференцируются) в клетки крови разных типов, покидают ККМ и выходят в периферическую кровь.

Кроветворение стимулируется особыми веществами гемопоэтинами, которые синтезируются в почках, тимусе и многих других органах.

Свертывание крови

Свертывание крови (гемокоагуляция) в норме происходит при повреждении стенки сосуда и представляет собой сложный ферментативный процесс.

В плазме крови и тромбоцитах находятся вещества, которые называют факторами свертывания. Среди них различные белки, ионы кальция. В месте повреждения стенки сосуда скапливаются тромбоциты. Они разрушаются, происходит взаимодействие тромбоцитарных и плазменных факторов свертывания, в результате чего образуется активный тромбопластин. На этом первая фаза свертывания завершается. Во второй фазе под действием активного тромбопластина, образовавшегося в первой фазе свертывания, из неактивного протромбина,содержащегося в плазме крови, образуется активный тромбин.В третьей фазе из растворимого белка плазмы фибриногена образуется нерастворимый фибрин и осуществляется этот процесс под действием тромбина, образовавшегося во вторую фазу. Фибрин формирует нити, в которых запутываются тромбоциты, эритроциты и лейкоциты, и образуется тромб, закрывающий отверстие в стенке сосуда. Сыворотка - это плазма крови без фибриногена. Тромб уплотняется и закрывает место повреждения, препятствуя вытеканию крови. После восстановления стенки сосуда тромб чаще всего рассасывается. Происходит это следующим образом. Под действием факторов свертывания активизируется фермент профибринолизин. Он превращается в активную форму- фибринолизин, расщепляющий нити фибрина, что вызывает разрушение тромба.

В организме также содержатся вещества, препятствующие свертыванию. Например, антитромбопластин, антитромбины, гепарин. Свертывание снижают щавелевая и лимонная кислоты, гирудин, а также охлаждение.

Таким образом, в организме действуют как свертывающая, так и антисвертывающая системы. При недостаточности первой или преобладании второй человек страдает от кровотечений и кровоизлияний в органы, кожу и суставы. Кровоточивость может возникать при снижении количества тромбоцитов, либо при наследственно обусловленном недостатке одного из факторов свертывания (гемофилия). При преобладании свертывающей системы происходит тромбирование сосудов и нарушение кровотока в органах. Это может привести к инфаркту миокарда сердца или инсульту.

Синтез факторов свертывания происходит в печени при участии витамина К.

ИММУНИТЕТ

Иммунитет - комплексная реакция организма, направленная на защиту от болезнетворных микробов и вирусов, а также от инородных тел и веществ. Иммунитет подразумевает способность организма распознавать появление в организме чужеродных веществ (антигенов) или клеток. Иммунная реакция запускается при попадании в организм антигена. Антиген - это органическая молекула (обычно больших размеров или макромолекула), генетически чужеродная для данного организма. Антигены содержатся в структуре бактерий и вирусов, в трансплантируемых от другого человека органах, в организме паразитов. При попадании антигена в организм, его необходимо распознать и выработать программу действий с целью разрушения антигена и устранения его из организма.

Ключевую роль в иммунных реакциях играют лейкоциты - нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, моноциты и лимфоциты. Среди лимфоцитов имеются две группы клеток с разными функциями - Т-лимфоциты и B-лимфоциты (см. выше). Первые созревают в тимусе (вилочковой железе, лежащей на дуге аорты), а вторые, возможно, в костном мозге.

Иммунитет по механизмам реакций можно разделить на неспецифический, реакции которого направлены против всех чужеродных тел, и специфический, реакции которого направлены против определенных антигенов. Кроме того, различают клеточный и гуморальный иммунитет. Фагоцитоз – главный механизм клеточного иммунитета. Гуморальный иммунитет в эволюции возник позже, чем клеточный. Он сопровождается образованием особых защитных веществ и накоплением их во внутренней среде организма (например, антигенов).

К реакциям неспецифического гуморального иммунитета можно отнести антимикробное действие вещества лизоцима, растворенного в слюне и плазме крови, соляной кислоты желудочного сока. Неспецифический клеточный иммунитет осуществляется лейкоцитами, особенно нейтрофилами, которые осуществляют фагоцитоз различных бактерий. При фагоцитозе лейкоцит поглощает бактерию и переваривает ее с помощью своих лизосом.

Реакции специфического иммунитета отличаются чрезвычайной сложностью. Когда антиген, например бактерия, попадает в ткань, он сталкивается с тканевыми лейкоцитами – макрофагами. Макрофаг фагоцитирует бактерию, но не всегда эта мера эффективна. Если макрофаг не справляется, он передает информацию о структуре антигена Т-лимфоцитам, а именно Т-хелперам (помощникам). Т-хелперы передают информацию В-лимфоцитам, которые уходят из крови в ткань, превращаются в плазматические клетки и синтезируют антитела. Эти вещества по химической природе являются белками (иммуноглобулины). Их химическая конфигурация подходит к конфигурации определенного антигена как ключ к замку. Антитело связывает антиген, образуя иммунный комплекс антиген-антитело, которое разрушается, что обеспечивает разрушение антигена. В этом заключается специфический гуморальный иммунитет. Т-хелпер может передать информацию об антигене Т-киллеру (убийце), который осуществляет фагоцитоз антигена, что составляет специфический клеточный иммунитет. Многие лимфоциты являются клетками иммунологической памяти, храня информацию об антигене длительное время.

По ситуации развития иммунитет делят на естественный, имеющий место без участия врача, и искусственный, вырабатываемый путем медицинских мероприятий. Естественный делят на врожденный и приобретенный. Врожденный обусловлен генетической невосприимчивостью человека ко многим болезням животных. Приобретенный возникает в результате перенесенной инфекционной болезни. Однако к одним возбудителям (вирус оспы) вырабатывается стойкий иммунитет, а к другим (вирус гриппа) иммунитет нестойкий. Искусственный иммунитет бывает активный и пассивный. При выработке активного иммунитета в организм вводят вакцину, представляющую собой ослабленные возбудители, чем побуждают организм вырабатывать собственные антитела. А при выработке пассивного вводят сыворотку, содержащую уже готовые антитела (лечебную сыворотку получают путем вакцинации животных, например, лошадей).

С иммунитетом тесно связаны аллергические заболевания. Аллергическая реакция часто запускается на антиген (аллерген), не представляющий опасности для организма. Такие аллергены содержатся в некоторых продуктах (например, цитрусовые, шоколад, куриный бульон), шерсти животных, пыльце растений. Сначала происходит первый контакт с аллергеном, в организме накапливаются антитела или специфические Т-лимфоциты. При повторном контакте антитело соединяется с аллергеном, образуя иммунный комплекс. Комплекс активирует в тканях тучные клетки, возможно, происходящие от базофилов крови. Они, в свою очередь, выбрасывают вещество гистамин, вызывающий патологические изменения. В результате развивается картина аллергии (покраснение, отек, зуд и другие симптомы).

Группы крови

Переливание крови представляет собой сложную трансплантологическую операцию и должно осуществляться с учетом иммунной реакции организма реципиента (принимающего кровь) на кровь донора (дающего кровь). Эритроциты содержат на своей поверхности большое число антигенов, что делает необходимым делить людей на группы по характеру этих антигенов. Наиболее важными для медицины являются две системы групп крови - АВ0 и резус.

По системе АВ0 люди делятся на четыре группы. Эту систему обусловливают два антигена (агглютиногена) - А и В, находящиеся на эритроцитах. Им соответствуют антитела (агглютинины) – α и β, соответственно, находящиеся в плазме. При контакте агглютиногена со своим агглютинином образуется иммунный комплекс, что приводит к склеиванию эритроцитов в стопки (агглютинация) с их последующим разрушением (гемолиз). Из эритроцитов выходит гемоглобин, который не может выполнять свою функцию переноса кислорода, находясь в плазме, а также выделяются вещества, повышающие свертываемость крови, что приводит к закупорке мелких сосудов. Это может привести к смерти человека.

Существует следующее разделение людей на группы:

При переливании крови агглютинины донора растворяются в большом объеме крови реципиента и не представляют опасности для его эритроцитов. Но нельзя допустить, чтобы эритроциты донора агглютинировались агглютининами реципиента. Для предотвращения этого из приведенной выше таблицы следуют правила переливания крови. Например, люди 1 группы являются универсальными донорами, т.к. на поверхности их эритроцитов нет агглютиногенов. А люди с 4 группой крови являются универсальными реципиентами, т.к. в их плазме вообще нет агглютининов, а значит, они не могут агглютинировать эритроциты донора.

В системе резус люди делятся на две группы - резус-положительные и резус-отрицательные. Первые (85%) имеют эритроциты, содержащие резус-антиген, а вторые (15%) такого антигена не содержат. При переливании крови от резус-положительного человека к отрицательному, в организме реципиента вырабатываются антитела к эритроцитам донора, что приводит к их разрушению.

Важную роль играет резус-конфликт при планировании семьи. Если мать резус-отрицательна, а отец - резус-положителен, то ребенку антиген может передаться от отца. В организме матери во время беременности образуются антитела против чуждых ей эритроцитов плода. Во время первой беременности концентрация этих антител недостаточна, но при вынашивании второго ребенка, концентрация уже значительна и антитела разрушают эритроциты плода, что после рождения вызывает резкие нарушения дыхательных процессов организма и приводит к гемолитической болезни новорожденных. Такие дети нуждаются в специальном лечении и уходе.

ЛИМФА

Лимфа представляет собой жидкость лимфатической системы. Она содержит различные белки и минеральные вещества, а также небольшое количество клеток крови. Лимфатические капилляры слепо начинаются в тканях, в межклеточном пространстве; в них формируется лимфа путем проникновения тканевой или межклеточной жидкости через тонкие стенки лимфатических капилляров. Она затем поступает в более крупные лимфатические сосуды, проходит через лимфатические узлы, собирается в грудной лимфатический проток, который впадает в левую подключичную вену. По составу лимфа близка к плазме крови, но в ней меньше белков. В лимфе много лимфоцитов, которые образуются в лимфатических узлах, расположенных по ходу лимфатических сосудов.

Лимфа участвует в перераспределении воды в организме, возвращает белки из тканевых пространств в кровь. Дренажная функция лимфы заключается в удалении воды из межклеточных пространств. Важно ее участие в иммунных реакциях путем транспорта лимфоцитов и антител. Через нее происходит транспорт жиров из кишки к тканям. Лимфа участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма.

Лимфа является производным крови. Согласно фильтрационной теории, лимфа и тканевая межклеточная жидкость образуются в результате разницы между гидростатическим давлением в кровяных капиллярах и тканях.