yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Фізиологія та анатомія->Содержание->Г л а в а 2. Регуляція клітинного складу крові.

Механізми регуляції вегетативних функцій організма

Г л а в а 2. Регуляція клітинного складу крові.

Кров - рідка тканина - частина внутрішнього середовища організму; складається з плазми і формених елементів: еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів. Формені еле менти крові утворюються і руйнуються в спеціалізованих органах гемопоезу і гемолізу. Кров, що циркулює в судинній системі, органи кровотворення і кроворазрушенія функціонують як єдине ціле, і їх об'єднують поняттям система крові (Г. Ф. Ланг, 1939).

Узгодження продукції і руйнування формених елементів, точне співвідношення різних їх форм в кро ві, розподіл в судинному руслі і пристосування системи крові до мінливих потреб організму, до дії збурюючих факторів, забезпечується комплексом регуляторних механізмів.

В даний час найбільш вивчена регуляція системи червоної крові. Багато питань фізіологічної регуляції лейко- і тромбоцітопоеза залишися недоста точно ясними.  

Регуляція системи червоної крові

Еритроцити продукуються в червоному кістковому мозку. Родоначальником еритроцитів, як і інших клітин крові, є єдина стовбурова клітина кісткового мозку (А. А. Максимов, 1909), що володіє поліпотентними властивостями і здатна до самопідтримки, тобто до проліферації без втрати можливості всіх свій дарських їй дифференцировок протягом тривалого часу, відповідного тривалості життя індивіда. Стволовая клітина може диференціюватися в еритроїдні, гранулоцитарні, мегакаріоцитарниє і лімфоцитарні елементи.

Інтенсивність проліферації і напрямок диференціювання стовбурових клітин кісткового мозку определя ється деякою сукупністю локальних умов в зоні кровотворення - «мікрооточенням» (кількістю, станом і властивостями стромальних клітин: фібробластів, ретикулярних клітин, мононуклеарних макрофагів; їх взаємодією зі стовбуровікровотворні ми клітинами; числом клеток- попередників і більш зрілих, диференційованих клітин крові і ін.) і дей ствием специфічних стимуляторів (і інгібіторів)гемопоезу.

У крові здорової людини в середньому міститься 4,5-5,5 млн. Еритроцитів в 1 мкл (4,5-5,5Т / л) крові. Потенційна тривалість життя еритроцитів - 110-120 днів. Циркулюючи в судинній системі, еритроцити виконують свої основні функції - транспорткисню і вуглекислого газу в організмі.

Еритроцити, закінчивши свій життєвий цикл або піддані впливу ушкоджує чинників, фаго цитуються ретикулярних клітинами, гістіоцитами, макрофагами, полінуклерними лейкоцитами. Ерітрофагоцітоза може відбуватися в кістковому мозку, печінці, селі Зенке, легких і в самій крові.

В умовах стаціонарного стану системи крові еритропоез і ерітродіерез добре врівноважені. Регу ляция системи червоної крові графічно представлена ​​на схемі 2.

Еритропоез збільшується у всіх випадках, коли на пряжение кисню в крові виявляється нижче потреб тканин організму в ньому, тобто в умовах гіпоксії: при зниженні парціального тиску кисню в атмосфері, при збільшенні потреби в кисні в результаті різних навантажень на організм і відвели чення інтенсивності метаболізму, при зменшенні поверхні легенів або зменшенні проникності лего чного бар'єру для кисню, після крововтрати, при аномаліях гемоглобіну і т .п. Гіпоксія посилює обра тання специфічного гуморального стимулятора, який, надаючи пряму дію на гемопоетичних тканину, індукує диференціювання коммітірованних попередників (коммітірованних, тобто обмежених у виборі диференціювання) в еритробласт і тому називається еритропоетином. За хімічною природою еритему ропоетін відноситься до гликопротеидам.

В даний час можна вважати доведеним, що основним органом, відповідальним за продукцію еритему ропоетіна в організмі людини і тварин, є нирки (Якобсон, 1957; О. І. Моїсеєва, 1970), хоча можливе їх освіту також у печінці і селезінці. Особлива роль нирок в продукції еритропоетину доказ ється тим, що після видалення нирок у тварин кон центрація еритропоетину в крові падає, розвивається анемія і зменшується червоний кров'яний паросток. Гіпоксія в цих умовах не приводить до збільшення концентрації еритропоетину в крові. Пересадка нирки попередньо нефректомірованному тварині відновлює у нього здатність до утворення еритропоетину і еритропоез.

Еритропоетин відноситься до фізіологічних стимули Торам еритропоезу. Він міститься в невеликих кількостях в крові та сечі здорових людей і тварин, гіпоксія лише посилює його освіту.

Нирки мають прямий чутливістю до гіпо ксіческому стимулу (Фішер, 1971). Це доводиться тим, що при перфузії ізольованої нирки кров'ю з низькою напругою кисню в відтікає перфузате з'являється еритропоетин. Але в цілісному організмі гіпоксія може стимулювати вироблення ниркою еритропоетину включенням додаткових загальних нервових і гуморальних механізмів, вдруге викликають зниження або перерозподіл ниркового кровообігу і підсилюють гіпоксію, особливо коркового шару ниркової тканини, або змінюють в нирці характер метаболічних процесів.

При гіпоксії може розвиватися реакція напря жения, або «стрес-реакція». Одним з провідних механиз мов цієї реакції є зміна нейроендокрінного стану організму: спостерігається збудження симпатичної нервової системи і гіпоталамуса, повели чение продукції гормонів гіпофізом, мозковим ве ществом і корою наднирників. Збудження Симпатії чеський нервової системи і надходження в кров гормонів можуть впливати на нирковий кровообіг і метаболізм в нирці і тим самим змінювати продукцію нею еритропоетину при гіпоксії.

Дійсно, в експериментах на тваринах (щури, кролики, мавпи) встановлено, що: а) роздратування ядер переднього і заднього гіпоталамуса супроводжується підвищенням концентрації еритропоетину в плаз ме і посиленим еритропоезу, а руйнування цих ядер знижує ерітропоетіческой відповідь на гіпоксію; б) адре нокортікотропний (АКТГ) і соматотропний (СТГ) гормони гіпофіза, тироксин, глюкокортикоїди, андрогени і ряд інших гормонів стимулюють еритропоез шляхом збільшення продукції еритропоетину. Опосередковане еритропоетином дія гормонів на продукцію еритроцитів доводиться тим, що реакція знімається одночасним введенням з гормонами антіерітропоеті чеський імунної сироватки. Через еритропоетин в основному посилюють еритропоез та продукти ерітродіереза.

Хоча кістковий мозок має добре розвинену афферентную і еферентну іннервацію і є потужною ре флексогенной зоною (В. Н. Чернігівський і А. Я. Яро шевский, 1953), питання про прямий нервової регуляції проліферації і диференціювання кровотворних клітин в на варте час вирішується негативно. Що спостерігаються при подразненні нервів і денервации кінцівок анемія і зміни в костномозговом кровотворенні, очевидно, явища вторинні і зумовлені нарушени ями в характері мікроциркуляції, глибокими метаболічними зрушеннями і дистрофічними процесами стромальних елементів і кроветворного микроокружения.

Таким чином, основним механізмом регуляції еритему ропоеза є гуморальний механізм за участю спе ного гормону еритропоетину, направляючого диференціювання стовбурових кровотворних клітин по еритроїдної ряду. Цей механізм функціонує при стабільній ерітрокінетіке і при будь-яких збуреннях, що порушують рівновагу між напругою кисню в крові і потребами в ньому з боку тканин організму. Можливо, в такий регуляції поряд зі спе цифические стимуляторами беруть участь і гу моральні інгібітори еритропоезу. В даний час питання про місце їх утворення, хімічної природі і ме механізмі дії на еритропоез ще далекий від вирішення.

Система червоної крові, що здійснює газотранспортну функцію, в цілісному організмі включається як елемент в складнішу функціональну систему - систему регуляції «заходи нестачі кисню в організмі» (А. Г. Дембо, 1957). В останню входять також системи кровообігу (кровотік і депо крові), дихання і утилізації кисню тканинами. Компенсація нестачі кисню може здійснюватися як за рахунок збільшення інтенсивності роботи систем кровообігу і дихання, так і за рахунок посиленого еритропоезу.Включення в реакцію перших двох систем характеризується великими енергетичними затратами, але здійснюється дуже швидко і тому може зіграти вирішальну роль у збереженні життя організму в гострому періоді розвилася недостатності кисню.Посилення еритропоезу настає більш повільно, але при тривалому недоліку кисню, ця реакція енер гетіческі вигідніша для збереження життєдіяльності. Використання різних елементів такої фун кціональной системи в певних співвідношеннях де гавкає організм більш стійким до умов середовища.

Регуляція кількості лейкоцитів

Клітини білої крові виконують в організмі захистів функції Телефон шляхом фагоцитозу (гранулоцити, в основному нейтрофіли і моноцити), детоксикації продуктів білкової природи (еозинофіли) і беручи участь в іммунол гических реакціях (лімфоцити). У здорової людини кількість лейкоцитів становить 5-8 тис. в 1 мкл крові (5-8Г / л), між різними формами лейкоци тов маються досить постійні співвідношення (лей коцітарная формула).

Для всіх лейкоцитів родоначальником є стовбурова кровотворна клітина, але вже на рівні ранніх попередників (частково детерміновані поліпотентні клітини-попередники) відбувається ограни чение одного із шляхів диференціювання клітин (по мієлоїдна або лімфоїдного типу).

Гранулоцити і моноцити утворюються в кістковому мозку. Термін їх життя коливається в межах 6-12 діб, при цьому в системі циркуляції вони знаходяться кілька годин. Значна частина гранулоцитів і моноцитів депо нується в капілярної мережі легенів, печінки, селезінки, самого кісткового мозку.

Лімфоцити займають особливе місце в системі крові, вони беруть участь в імунологічних реакціях і поддер тримують регенерацію тканин. До органів лімфопоезу відносяться: кістковий мозок, вилочкова залоза, лімфоїдна тканина кишечника (центральні лімфоїдні органи), лімфатичні вузли, селезінка (периферичні лімфоїдні органи). Розрізняють декілька субпопуляцій лімфоцитів. У 60-х роках XX в. запроваджено поділ лімфоцитів на Т-і В-лімфоцити.

Освіта Т-лімфоцитів відбувається в тимусі (ві лочковая заліза) шляхом диференціювання клітин-пред шественніков, мігруючих з кісткового мозку. Диффе ренціровка здійснюється під впливом Специфічна го індуктора - гормону тимозина. З тимусу Т-лімфоцити мігрують в периферичні лімфоїдні органи: лим фатические вузли, селезінку.

В-лімфоцити у ссавців піддаються первинної диференціювання в лімфоїдних органах, які є аналогом фабрициевой сумки птахів (можливо Пейєрових бляшки кишечника або сам кістковий мозок), звідки мігрують в периферичні лімфоїдні органи.Субпопуля ція В-лімфоцитів постійно підтримується в кістковому мозку, Т-лімфоцити в ньому практично відсутні.

Під впливом чужорідних антигенів (специфічні кий гуморальний індуктор) Т-лімфоцити дифференци руются в ефекторні сенсибілізованілімфоцити, здатні розпізнавати і зв'язувати антиген, раз рушати чужорідні клітини, а В-лімфоцити - в плазматичні клітини, які продукують імуноглобуліни (антитіла) і здійснюють специфічні імунологічні реакції гуморального типу. Для процесу диференціювання В-лімфоцитів в антителопродуцирующих клітини необхідна взаємодія Т- і В-клітин за участю макрофагів, а також стромальних клітин, що створюють необхідне микроокружение.

Між лімфоцитами крові, тканин (печінка, селезінка) і лімфатичними вузлами відбувається постійний обмін.

На частку лімфоїдної тканини припадає до 1% від загальної маси тіла. Продукція лімфоцитів становить до 3 млн. В ч / кг маси тіла. Серед лімфоцитів виділяють коротко- (3-7 днів) і длітельножівущіе (100- 200 і більше днів) форми.

Регуляція системи клітин білої крові полягає в підтримці нормального загальної кількості лейко цитов і певних співвідношень їх форм у здорової людини; в посиленні продукції лейкоцитів у відповідь на вплив різних факторів, здатних порушити або порушують захисні сили організму.

У перші години після різних впливів зраді ня числа лейкоцитів має перерозподільчий ха рактер. Лейкоцити з пристінкового шару втягуються в циркуляцію, вимиваються з резервів - капілярних депо, в тому числі і з самих кровотворних органів. У подальшому стимулюється лейкопоез.

Головним механізмом регуляції лейкопоезу в даний час, як і при регуляції еритропоезу, визнається дія гуморальних стимуляторів гормональної приро ди - лейкопоетінов. Припускають, що лейкопоетіни можуть бути специфічними, т. Е. Володіти спрямованим дією відносно кожного ряду лейкоцитів: нейтро філопоетіни, базофілопоетіни, моноцітопоетіни і т.п.

Лейкопоетіни звільняються, ймовірно, різними органами (легкими, селезінкою, печінкою, стромальних елементами кісткового мозку та ін.) в умовах інтенсив ного клітинного розпаду і підвищують проліферацію і диференціювання попередників лейкоцитів. Той факт, що лейкопоетіни виробляються клітинами мно гих органів, що не суперечить уявленню про їх специфічності. Гранулоцити і моноцити беруть участь у захисті організму від бактеріальної інфекції, тому можна допустити, що багато клітини зберігають здатність виробляти гуморальні стимулятори лейкопоезу з метою мобілізації захисних сил організму.

Хімічна природа лейкопоетінов точно не встанов лена, можливо, що, як і еритропоетин, вони відносяться до гликопротеидам.

Поряд зі специфічними факторами гормональної природи лейкопоез можуть посилювати і продукти розпаду самих лейкоцитів при безпосередній дії їх на кровотворну тканину.

Перерозподільні реакції можуть регулиро тися нервовим і гуморальним шляхами. Болюче подразнення, наприклад, може через симпатичний відділ вегетативної нервової системи викликати сосудодвіга тільні реакції і сприяти перерозподілуциркулюючого і пристінкового пулів лейкоцитів в судинах і звільняти кров'яні депо від резервів клітинних елементів.

Зміна стану судинного русла кровотворних органів, викликане больовим впливом, може вдруге привести до зміни функції гемопоетичних тканини. Дійсно, при хронічних больових впливах лейкоцитоз супроводжується суттєвими зрушеннями в лейкоцитарної формулі (збільшення кількості нейтрофілів, моноцитів; зменшення кількості еозінофіла лов, базофілів, лімфоцитів) і значним омолодженням складу нейтрофілів.

В мобілізації гранулоцитів і моноцитів з резер вов можуть брати участь ендотоксини та спеціальні гу моральні чинники (лейкомобіліни або лейкокінетіни). Наявність таких факторів доводиться, зокрема, тим, що при введенні тваринам цільної плазми або окремих її фракцій спостерігається гранулоцітоз в циркулюючої крові з одночасним зменшенням числа зрілих гранулоцитів в кістковому мозку.

Поряд з гуморальними стимуляторами лейкопоезу і чинниками, що викликають перерозподіл клітин білої крові між системою циркуляції та депо, очевидно існують і гуморальні інгібітори лейкопоезу. За попередніми даними, вони виділяються зре лимі гранулоцитами і лімфоцитами і пригнічують про ліферацію клітин-попередників.

Гуморальні стимулятори та інгібітори лейкопоезу знаходяться в певних взаєминах не тільки між собою, але і з факторами, регулюючими еритропоез і тромбоцитопоез, так як в нормі всі клітини крові диференціюються з єдиної стовбурової клітини кост ного мозку і між ними існують певні ко кількісні відносини.

Регуляція кількості тромбоцитів

Тромбоцити - кров'яні пластинки, утворюються в кістковому мозку з мегакаріоцитів. Основні функції тромбоцитів - участь у згортанні крові і поддер жание нормальної проникності стінок судин. Осу ществление функції практично призводить тромбоцити до загибелі. Максимальна тривалість життя тром боцітов в судинному руслі 12-13 діб, найбільша ак тивность протягом 2-3 діб. Щодоби руйнується 100 тис. Тромбоцитів на 1 мкл крові. В нормі у людини в 1 мкл крові міститься 200 000-300 000 (200-300 Г / л) тромбоцитів.

Регулюючі механізми автоматично підтримай вают в фізіологічних умовах нормальний тромбо цітарная баланс. Регуляція тромбоцітопоеза вивчена мало. Припускають, що основним механізмом регули рования є негативний зворотний зв'язок міжзагальною кількістю тромбоцитів та інтенсивністю тром боцітопоеза; здійснюється цей зв'язок гуморальним пу тем. Гуморальні стимулятори тромбоцітопоеза - тромбоцітопоетіни виявляються при різних експериментальних і клінічних станах, наприклад, у хворих тромбоцитопенией. Сироватка крові хворих тромбоцитопенией викликає у експериментальних тварин достовірне збільшення числа тромбоцитів. Допускається, що проліферація, дозрівання і вихід тромбоцит тов в кровоносне русло контролюються різними гуморальними факторами. Тромбоцітопоетіни обнару дружини в крові здорових людей і тварин, але місце їх утворення та хімічна природа точно не встановлені. Можливо, що поряд зі стимуляторами маються і ін інгібітори тромбоцітопоеза.

Контрольні питання

1.                  Сформулюйте поняття система крові.

2.                  Перелічіть органи кровотворення і кроворазрушенія.

3.                  Яке нормальне кількість еритроцитів, лейко цитов і тромбоцитів, які їхні функції і длитель ність життя?

4.                  Якими властивостями володіє стовбурова кроветвор ная клітина?

5.                  Чим визначається інтенсивність проліферації і напрямок диференціювання стовбурової кроветвор ной клітини?

6.                  Що таке еритропоетин і де він утворюється?

7.                  Що є основним фактором, стимулюю щим виділення еритропоетину і еритропоез?

8.                  Яка роль нервової системи і залоз внутрішньої секреції в регуляції еритропоезу?

9.                  Перелічіть гуморальні стимулятори (індук тори), направляючі диференціювання стовбурової кро ветворной клітини по шляху лейкопоеза, лімфопоезу і тром боцітопоеза.

10.               Що характерно для перерозподільних лей коцітозов?

11.               Який основний фактор, що підсилює виработ ку лейкопоетінов?

12.               За яких умов посилюється продукція тромбоцітопоетінов і тромбоцитопоез?

Проблемні задачі

1.                  Для вивчення регуляції еритропоезу в лабораторії поставлений наступний експеримент: в одного з кролі ков викликали порівняно велику крововтрату. Через кілька годин його плазму перелили другого кролику. У другого кролика розвинувсяретикулоцитоз і полицитемия. Поясніть ці результати.

2.                  В експерименті у собаки після короткочасного пережатия ниркової артерії розвинувся еритроцитоз з підвищеним вмістом ретикулоцитів в перифе рической крові. Як можна пояснити дану ре акцію?

3. Сироватку крові, взяту в альпіністів через 24 ч після спуску з гір, ввели інтактним тваринам і спостерігали у останніх пригнічення проліферації і диф ференцировки еритроїдних клітин кісткового мозку. Поясніть реакцію.

4. У собаки в експерименті викликали асептичне запалення підшкірним введенням скипидару протягом 10 днів. Сироватка таких собак, через 3-7 діб після розвитку запалення, викликала у інтактних тварин лейкоцитоз в периферичної крові і збільшення кількості незрілих гранулоцитів в кістковому мозку, а через 8-9 доби - зниження проліферації гранулоцитів в кістковому мозку і лейкопению в периферичної крові. Як пояснити ці ефекти?

5. При штучно викликаної тромбоцитопенії у тварин через добу спостерігається збільшення проліферації і диференціювання попередників мега каріоцітов в кістковому мозку, а через 6 днів - повели чение числа тромбоцитів в циркулюючої крові. Об'єкясніте даний результат

 

4