Физиология крови

Кровь состоит из нескольких компонентов: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и плазмы (90% вода, остальное - органические вещества и ионы). 7% от массы тела составляет кровь в норме.

Эритроциты

Эритроциты синтезируются в красном костном мозге (в эпифизах трубчатых и полости многих губчатых костей), имеют форму двояковогнутого диска, диаметр 7 мкм, но очень пластичны, поэтому проходят через сосуды диаметром до 2,5 мкм. Через 120 дней пластичность теряется, так проходя через капилляры селезнки диаметром 3 мкм там задерживаются и погибают, как и тромбоциты (на "кладбище" эритроцитов). После распада эритроцит превращается в токсичный непрямой билирубин, который связываясь с альбумином в плазме крови идет в печень, который синтезирует из него прямой билирубин. Прямой билирубин вместе с желчью течет в тонкий кишечник, где связываясь с 2 H+ превращается в уробилиноген. Часть уробилиногена обратно всасывается в печень и идет в почки, где превращается в стрептобилин, а часть превращается в кишечнике. Стрептобилин окрашивает ккал и мочу.

Увеличение СОЭ (скорость оседания эритроцитов) это значит патология потому что в норме эритроциты несут отрицательный заряд, при воспалении на поверхности эритроцитов повышается количество ИММУНОГЛОБУЛИНОВ, которые типо проверяют активно это своя клетка или нет, что ослабевает электростатистический заряд у части эритроцитов, поэтому они слипаются и оседают - так и повышается СОЭ.

Эритроциты выполняют 2 главные функции - дыхательную и защитную. Дыхательная функция осуществляется при помощи гемоглобина, который находятся в большом количестве внутри эритроцита. А защитная - к их повернхности прикрепляется фибриновые нити при образовании фибринового тромба, так укрепляя тромбоцитарную пробку кровь далее не вытекает, эритроциты также содержат почти все факторы свертывания крови, найденные в тромбоцитах.

Гемоглобин состоит из гема и глобина. Синтез гема: из конечной реакции глицина и сукцинил-КоА образуется протопорфирин и при помощи фермента феррохелатазы присоединяется Fe2+ образуя гем. Глобин образуется из 4 (α₁, α₂, β₁, β₂) пептидных цепей, состоящая каждая из 140 аминокислот.

Гемоглобин переносит кислород с помощью железа. Гемоглобин погибает вместе с эритроцитом, но железо остается, 97% железа в организме используется повторно, лишь 3% приходит с пищи.

Синтез эритроцита регулируется почками, которые выделяют эритропоэтин, действует на красный костный мозг. Гипоксия стимулирует синтнез эритропоэтина. Для синтеза эритроцита нужна фолиевая кислота и витамин B12 (цианокобаламин). Витамин B12 усваивается с пиши при взаимодействии с внутренним фактором Кастла, который продуцируется париетальными клетками слизистой оболочки желудка. Только в комплексе с фактором Кастла витамин В12 защищен от расщепления ферментами ЖКТ и связывается с мембранными рецепторами энтероцитов в подвздошной кишке и через кровь депонируется в печени. Это важно помнить при удалении желудка.

При анемии важно смотреть на цветовой показатель и размеры эритроцитов:

Цветовой показатель это степень насыщенности эритроцита гемоглобинами = 3 * кол-во гемоглобина / эритроцитов.

Лейкоциты

Лейкоциты - белые клетки крови, которые отвечают за иммунную систему, поддерживающая генетический гомеостаз организма.

Имеется две группы лейкоцитов: гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) и агранулоциты (моноциты, лимфоциты).

Рекомендуется прочитать про иммунитет: lechenie.online/fiziologiya-immuniteta

Моноциты

Моноциты образуются в красном костном мозге. Циркулируя по крови они попадают в ткани, превращаясь в более активную версию себя "макрофаги". Макрофаги попадают в любые ткани, но именуются по разному: костная - остеокласты, нервная - микроглии, соединительная - гистоциты, печени - клетки Купфера, ...

Макрофаги при обнаружении чужеродного вещества фагоцитирует (только в кислой среде) или выделяют активные формы кислорода (KO2, NaO2, H2O2). Активные формы кислорода разрушает поверхность мембраны и в чужеродную клетку проникает Na и K. Из-за Na и K - в клетку поступает вода, которая путем переполнения разрушает клетку.

Во время процесса фагоцитоза одновременно выделяется интерлейкины-1, 6 и фактор некроза опухоли, которые активирует гипоталамус (повышается температура), печень (образуется C - реактивный белок), красный костный мозг (повышается гемопоэз), имунные клетки (B-лимфоциты синтезирует иммуноглобулины). В результате этих реакций возникает воспалительный ответ.

Лимфоциты

B-лимфоциты образуют плазматические клетки и клетки памяти, отвечает за гуморальный иммунитет.
Т-лимфоциты образуют клетки памяти и Т-киллеры, хелперы (CD4 или разведчики) и супрессоры (останавливают иммунный ответ после убийства антигена). Из-за того, что Т-хелперы работают в одном из первых стадий иммунитета, а именно - помогают пробуждаться B-лимфоциты, поэтому Т-лимфоциты откносят как к гуморальной, так и клеточному иммунитету, но больше к последнему.

Нейтрофилы

Нейтрофилы предпочитают нейтральную среду (6,8-7,3), в крови они превращаются в микрофаги. Моноциты напротив, более кислую среду. Поэтому нейтрофилы эффективно борятся лучше с гнилостными бактерии, возбудителями пищевых отравлений, бактериями группы кишечной палочки. А моноциты в основном заняты вирусными агентами.

Эозинофилы

Когда иммуноглобулин IgE (оружие в руках тучной клетки) достигает до антигена-аллергена, то внутри тучной клетки лопаются гранулы и высвобождается гистамин. Это приводит к увеличению проницаемости сосуда (крапивница). При повышении гистамина активируется эозинофилы, которые высвобождают фактор тормозящий выработку гистамина и гистаминазу, последние разрушают гистамин. А так же эозинофилы высвобождает пероксидазу, если в кровь попал гистотоксин, при котором разрушается личинка и синтезирует плазминоген (для фибринолиза).

Базофилы

Базофилы образуются в красном костном мозге. Циркулируя по крови они попадают в ткани, превращаясь в более активную версию себя "тучные клетки". Тучная клетка при активации высвобождает:

1. Гепарин (антитромботический эффект)
2. Гистамин (расширяют сосуды)
3. Серотонин (расширяют сосуды)
4. Лейкотриены (расширяют сосуды и сужает бронхи)
5. Простогландин (вызывает воспаление и боль)

Лейкоцитарная формула

Лейкоцитарная формула - процентное соотношение разных видов лейкоцитов, которые могут помочь в диагностике.

Cдвиг влево - увеличение молодых (палочкоядерных) нейтрофилов из-за острых инфекционных патологий или лейкоза. Это опасное явление, означает, что организм не справляется. Красный костный мозг создает юных и палочкоядерных нейтрофилов, но они не успевают созреть до сегментоядерного.

Сдвиг вправо - увеличение старых (сегментоядерных) нейтрофилов, проявляется из-за понижении функций красного костного мозга при B-12 дефицитной анемии, болезни почек и печени.

Гемостаз

Гемостаз (постоянство крови) обеспечивается при помощи 2 физиологических механизмов: "сосудисто-тромбоцитарным" и "коагуляционным" гемостазом. Сосудисто-тромбоцитарный (первичный) гемостаз обеспечивает формирование тромба, а коагуляционный гемостаз - усиление тромба за счет формирование фибриновых нитей.

Существует несколько причин почему свертывание крови в норме не происходит:

1. Эндотелий сосудов имеет отрицательный заряд, как и тромбоциты. Поэтому происходит их отталкивание друг от друга.
2. Простациклин (простагландином I2) - через простациклиновые рецепторы повышает цАМФ. Последний активирует протеинкиназу А (ПКА), который фосфорилирует несколько белков, чтобы снизить внутриклеточную концентрацию Ca²⁺. Так происходит расслабление стенки сосуда и подавление активации тромбоцитов, содержится в стенке сосудов ингибирует агрегацию тромбоцитов.
3. Протеин С совместно с протеином S - ингибирует Va и VIIIa
4. Гепарин - через антитромбин III ингибирует тромбин и фактор Xa.

Сосудисто-тромбоцитарный (первичный) гемостаз

1. При травме тканей происходит возбуждение нервной ткани в месте повреждения, сосуд выделяет эндотелина‑1, а нервная ткань - норадреналин, последний взаимодействует с α₁-адренорецептором сосуда, что вызывает кратковременный (первичный) спазм.
2. Обнажается субэндотелий сосуда, содержащий коллаген и фактор Виллебранда (из телец Вейбеля–Паладе). Коллаген взаимодействует с GPVI, а фактор Виллебранда — с GPIb, IX и V тромбоцитов, что приводит к адгезии (прилипание к стенке) тромбоцитов. При прилипании к поврежденной стенке сосуда тромбоциты выделяют серотонин и тромбоксан А₂. А также в тромбоцитах из α-гранул высвобождается фибриноген, фактор V, фактор Виллебранда, а из плотных гранул — АДФ, серотонин и Ca²⁺ (Ca²⁺ поступает в цитоплазму, АДФ и другие элементы — наружу)
   GP* - гликопротеин, рецепторный белок, который встроен во внешнюю мембрану тромбоцитов
3. Эндотелин 1, серотонин и тромбоксан А₂ вызывает вторичный спазм (более длительный) стенки сосуда. АДФ из гранул активируют другие тромбоциты через P2Y12 рецептор, который повышает Ca²⁺. Повышение Ca²⁺ запускает активацию рецепторов GPIIb/IIIa тромбоцита
4. У тромбоцитов возникает псевдоподии (изменяется его форма). "Активные" тромбоциты слипаются с неактивироваными тромбоцитами (агрегация) за счет фибриногена (веревка) и рецепторов GPIIb/IIIa  (якорь).
5. Создается небольшая тромбоцитарная пробка внутри сосуда
6. Для уплотнения тромба и сближения краёв раны происходит ретракция – сокращение тромба за счёт белка тромбостенина (сократительный белок тромбоцитов). Тромбоциты сжимаются, пробка становится более плотной. На этом этапе параллельно запускается коагуляционный каскад (плазменные факторы свертывания, витамин К-зависимые факторы печени), который приводит к образованию фибрина и стабилизации тромба

Коагуляционный гемостаз

Смысл коагуляционного гемостаза заключается в переводе растворимого белка плазмы крови фибриногена в нерастворимое состояние — фибрин, который укрепляет уплотненную горку тромбоцитов, что ведет к образованию тромба, закрывающего просвет поврежденного сосуда. Формируется с помощью 13 факторов.

Коагуляционный гемостаз проходит в 3 фазы.

1 фаза

1 фаза, направленная на образование протромбиназы (тромбопластина), идет по внутреннему (длительность по АЧТВ 30 секунд) - факторы XII, XI, IX, VIII, X, V, II, I и внешнему (длительность ПТВ 13 секунд) - фактор VII или по обоим путям.

II, VII, IX, X - синтезируются в печени и зависит от витамина К. Они содержат γ-карбоксиглутаминовую кислоту (Gla-домен), которая связывает Ca²⁺ для прикрепления к фосфолипидной мембране активированного тромбоцита

Внешний путь: При повреждении ткани освобождается тканевой фактор (фактор III), который связывается с VII фактором и активирует его. Комплекс TF-VIIa (теканевой фактор + VIIа) + Ca²⁺ активирует X фактор → Xa.

Внутренний путь:

1. HMK (высокомолекулярноый кининоген) прикрепляет XII фактор (Хагемана) к отрицательно заряженной поверхности (мембрана активированного тромбоцита, бактерия, стекло), действуя как адаптер («клей») →  XIIa (немного). XIIa активирует прекалликреин в калликреин. Калликреин отрезает от XII фактора небольшой пептид (фрагмент) → XIIa (полностью)
2. XIIa отрезает фрагмент от XI фактора (Розенталя) → XIa (активная)
3. XIa отрезает фрагмент от IX фактора → IXa.
4. Тромбин отрезает фрагмент от VIII фактор → VIIIa
5. VIIIa (сидящий на IXa через белок-белковый контакт) захватывает X фактор из плазмы и ориентирует его так, чтобы IXa (приклеенный к мембране через Ca²⁺) мог его разрезать.→ активация X → Xa

Отрицательно заряженная поверхность + HMK + прекалликреин + XII → XIIa → XIa → IXa + VIIIa + Ca²⁺ + фосфолипиды → Xa

Цель внешней и внутренней пути это активация Xa фактора

2 фаза

Протромбиназный комплекс (Xa + Va + Ca²⁺ + фосфолипиды мембраны активированного тромбоцита) отщепляет фрагмент от протромбина (фактор II) → образуется тромбин.

3 фаза

1. Тромбин отщепляет пептиды от фибриногена (фактор I) → образуется фибрин-мономер.
2. Мономеры полимеризуются → растворимый фибрин-полимер.
3. XIII фактор + тромбин → XIIIa
4. XIIIa при участии Ca²⁺ скрепляет нити фибрин-полимера между собой → нерастворимый фибрин, который стабилизирует тромб.

Таким образом в анализах крови фибриноген повышен (как и СОЭ с CРБ) при тромбозе, так как идёт началось воспаление, и печень делает его больше, а при воспалительных процессах печени (нарушение синтеза витамином K) или ДВС-синдроме он понижен.

Каждый уплотненный тромбоцит, созданный в сосудисто-тромбоцитарном (первичном) гемостазе, имеет рецепторы, связывающий тромбоцитов друг с другом через рецептор P2Y12.

Данный механизм актуален только для микроциркуляторного русла, так как в крупно калиберных сосудах высокое давление и весь этот механизм не успевает образоваться. Поэтому при повреждении крупного калибра нужно прижимать сосуд.

По морфологии тромб может быть:

• Белый - состоит преимущественно из тромбоцитов и фибрина, образуется в артериях при быстром кровотоке. Тут роль играет тромбоциты. Поэтому на них идеально действуют антиагреганты.
• Красный - состоит из тромбоцитов, фибрина и эритроцитов, возникает быстро в сосудах с медленным током крови, поэтому обычно наблюдается в венах. Тут роль играет фибрины и эритроциты. Поэтому на них идеально действуют антикоагулянты.
• Смешанный - не бывают идеально красного и белого, обычно все смешанное.

Противосвертывающая система крови

После того как образовался сгусток укрепленных тромбоцитов (тромб) фибринами необходимо их удалить, чтобы кровь дальше текла по сосуду. Для этого необходим фибринолиз. Фибринолиз – это процесс ферментативного растворения фибрина, чтобы удалить тромб после восстановления сосуда и восстановить ток крови. Главный фермент, расщепляющий фибрин, – плазмин.

Пути активации плазминогена:

• Внешний: tPA (тканевой активатор плазминогена) из эндотелия.
• Внутренний: XIIa + калликреин.
• Лекарственные (расщепляют пептидные связи белка и фибрина): урокиназа (из эпителии почечных канальцев), стрептокиназа (исскуственно получен из β-гемолитического стрептококка)

Чтобы плазмин не разрушал белки крови, его активность строго контролируется:

• PAI-1 – ингибирует tPA (препятствует избыточной активации)
• α₂-антиплазмин – связывает и инактивирует свободный плазмин

Плазмин начинает расщеплять фибрин (белок) до смеси полипептидов и аминокислот. От фибрина остается только D-димер. D-димер в крови имеет клинические значение в том, если он повышен значит, в организме имеется тромб или идет процесс его фибринолиза

Естественные антикоагулянты (противосвёртывающие факторы) постоянно циркулируют в крови и предотвращают избыточное свёртывание в норме:

• Антитромбин III - инактивирует тромбин (IIa) и фактор Xa (а также IXa, XIa, XIIa)
• Протеин С (активируется тромбином) - инактивирует Va и VIIIa
• Протеин S (кофактор протеина С)