Красные кровяные тельца, или, по-научному, эритроциты , доставляют вдыхаемый нами кислород от легких к клеткам тела. Помогает им в этом гемоглобин — иссиня-красный пигмент, содержащий железо. Вот как это происходит. В легких, где капиллярные сосуды особенно узкие и длинные, эритроцитам приходится буквально протискиваться сквозь них. Они прижимаются к стенкам капилляров, и лишь тончайший слой эпителия отделяет их от альвеол — легочных пузырьков, в которых заключен кислород. Этот слой не мешает железу гемоглобина захватывать кислород и, образуя с ним нестойкое соединение оксигемоглобин, снабжать кислородом красные кровяные тельца. При этом гемоглобин меняет свой цвет. То же происходит и с кровью: из темно-красной она, насытившись кислородом, становится ярко-алой. Теперь эритроциты разносят кислород по всему телу. С помощью кислорода клетки тела сжигают (окисляют) водород, добытый ими из пищи, превращая его в воду и вырабатывая АТФ. Попутно образуется углекислый газ. Часть его проникает в красные кровяные тельца. Большую же часть кровяная плазма доставляет в легкие, а оттуда углекислый газ при выдохе выводится наружу.
Нелегко обеспечить кислородом 100 трлн. клеток. Поэтому количество эритроцитов в крови человека очень велико: около 25 трлн. Если их вытянуть в цепочку, то ее длина составит 200000 км — можно пять раз опоясать земной шар. Так же велика и общая площадь поверхности красных кровяных телец, участвующих в газообмене, — 3200 кв. м. Это площадь квадрата со стороной около 57 м.
Эритроциты живут очень недолго. Уже через четыре месяца они разрушаются (происходит это в основном в селезенке). Поэтому каждый день в костном мозге образуется более 200 млрд. новых красных кровяных телец.
Лейкоциты
Мы уже знаем, что эритроциты переносят кислород и углекислый газ. Мы убедились, что они содержат вещества, от которых зависит, какая группа крови у человека. Их родственники лейкоциты — так ученые именуют белые кровяные тельца — мало на них похожи. Выполняют они совсем другие задачи. Всюду, куда проникают возбудители заболеваний, немедленно собирается множество лейкоцитов. По капиллярам они пробираются в ткань, пораженную болезнью, и обрушиваются на врага. Начинается настоящая война.
Гранулоциты, как и остальные белые кровяные тельца, выполняют роль защитников организма, При инфекционном заболевании количество их резко возрастает. На этом рисунке видно, как гранулоцит-фагоцит нападает на палочковидную бактерию и я пожирает» ее, то есть захватывает бактерию, поглощает и переваривает ее.
Одни лейкоциты выделяют вещества, от которых вторгшиеся бактерии гибнут. Другие набрасываются на непрочных гостей, поглощают и переваривают их. В этой борьбе погибают и сами лейкоциты. Но их жертвы оправданны: погибшие лейкоциты источают вещества, которые приманивают их собратьев. К очагу заболевания устремляются другие белые кровяные тельца. Ряды бойцов, защищающих организм, смыкаются все плотнее. Наконец лейкоциты окружают очаг болезни. Они действуют, словно армия, берущая противника в кольцо. Это явление, называемое фагоцитозом, открыл в 1883 г. русский ученый Илья Ильич Мечников, один из основоположников микробиологии и иммунологии. Мечников назвал лейкоциты «пожирающими» — фагоцитами. Иногда из остатков уничтоженных клеток, бактерий и лейкоцитов образуется вязкая желтая жижа — гной. Позднее сами же лейкоциты расчищают место былого «сражения». Теперь понятно, почему в крови человека, инфицированного бактериями, количество белых кровяных телец резко увеличивается. Случается такое и после пересадки пациенту чужого — донорского — органа. Лейкоциты воспринимают инородную ткань как своего врага и пытаются во что бы то ни стало уничтожить ее. Поэтому пересадка органа часто оканчивается неудачей — организм отторгает его.
Известно несколько видов белых кровяных телец: гранулоциты, лимфоциты, моноциты. Различают их по форме и месту образования — в костном мозге и в лимфатических узлах. Роднит лейкоциты разных видов одно: все они защищают организм.
Со школьной скамьи многие помнят, что кровь представляет собой жидкую подвижную плазму, в которой во взвешенном состоянии находятся тысячи клеток - красных кровяных телец, называющихся эритроцитами, неокрашенных лейкоцитов, фрагментов цитоплазмы, или тромбоцитов. Строение эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов имеет существенные различия, что определяет их роль в организме млекопитающих, и в частности человека. Кровь по цвету красная, потому что эритроцитов в ней значительно больше, чем всех других вместе взятых клеток. Сами эритроциты делает красными содержащийся в них гемоглобин - железосодержащий белок. Их главная роль заключается в транспортировке кислорода и углекислого газа. Тромбоциты, коих значительно меньше, чем эритроцитов, обеспечивают тромбирование поврежденных сосудов. Лейкоцитов в плазме тоже совсем немного, но их роль трудно переоценить. По морфологическим признакам их делят на несколько групп. Строение и значение лейкоцитов в каждой группе несколько различное, но все вместе они защищают организм от внедрения и патологической деятельности вредоносных агентов. Изучением деятельности этих маленьких белых телец крови внесли И. Мечников и П. Эрлих, за что оба ученых были награждены Нобелевской премией.
Общие сведения
В свежей крови лимфоциты не окрашены, за что они получили второе наименование - белые кровяные тельца. От общего объема эритроцитов их в плазме всего около 0,15 %, но это число непостоянно. Особенно резко оно меняется в сторону увеличения при попадании в организм раздражающего агента - вирусов, бактерий, других вредоносных живых организмов и неживых частиц. А в течение суток число лейкоцитов меняется не только у заболевших людей, но и у здоровых, например после еды, после высоких нагрузок, ближе к вечеру и так далее. На вопрос о том, каково строение и значение лейкоцитов в организме, однозначного ответа нет, потому что термином «лейкоцит» обозначается целая группа сходных по морфологическим признакам клеток. Представители каждой имеют и различия, и сходства.
Все лейкоциты наделены способностью перемещаться в направлении раздражителя, что носит название хемотаксиса. Они образуются в лимфоузлах и в костном мозге. Этот процесс называется лейкопоэзом. Если в крови по каким-либо причинам появляется слишком много лейкоцитов, это состояние носит название лейкоцитоз. Если лимфоцитов в крови меньше нормы, такое состояние называется лейкопенией.
Группы лейкоцитов
Чтобы точно сказать, каково строение и значение лейкоцитов в организме людей, нужно сперва рассказать, какие виды белых кровяных телец известны на сегодняшний момент.
В целом их делят на два вида:
- Зернистые.
- Незернистые.
Зернистые лейкоциты имеют другое название - гранулоциты. Строение лейкоцитов данной группы имеет общие отличительные признаки: крупное ядро и зернистую цитоплазму. Гранулоциты, в свою очередь, делятся на группы:
- нейтрофилы;
- базофилы;
- эозинофилы.
Незернистые лейкоциты по-другому называются агранулоцитами. Их ядро простое, несегментированное, а цитоплазма - без специфической зернистости.
Агранулоциты делятся на группы:
- моноциты;
- лимфоциты.
Рассмотрим их подробнее.
Нейтрофилы
Эти кровяные клетки получили такое название за свою способность окрашиваться и кислым красителем эозином, и основными красителями, например метиленовым синим. В общем объеме всех лейкоцитов их от 48 до 78%. Живут они до 8 дней. Строение лейкоцитов данной группы, в зависимости от их возраста (стадии развития) меняется. Образуются нейтрофилы из нейтрофильных промиелоцитов, последовательно превращаясь в миелоциты, метамиелоциты, палочкоядерные нейтрофилы и, наконец, в сегментноядерные нейтрофилы.
На завершающей стадии в каждом нейтрофиле есть крупное ядро из 3, максимум 5 сегментов, соединяющихся тоненькими перемычками. Размер зрелой клетки - до 12 мкм. Структура цитоплазмы нейтрофила неоднородна. Внутри она заполнена органеллами и небольшим количеством митохондрий. Поверхностная часть цитоплазмы имеет в своем составе гранулы гликогена, микротрубочки и филаменты, позволяющие нейтрофилу перемещаться в нужном направлении. Гранулы представлены двумя типами:
- специфические (содержат бактерицидные вещества муромидазу, фосфатазу, лактоферрин);
- азурофильные (содержат лизосомальные ферменты и миелопероксидазу).
Роль нейтрофилов
Особенности строения лейкоцитов - нейтрофилов позволяют им выполнять следующие функции в организме всех млекопитающих:
1. Защитную.
Нейтрофилы по своей сути являются микрофагами, то есть могут захватывать и уничтожать различные патогенные микроорганизмы и частицы, проникшие в кровь. Все виды лейкоцитов способны просачиваться сквозь эндотелий капилляров и амебоподобным образом двигаться к раздражителю. Достигнув его, нейтрофилы окружают «врага» цитоплазмой. В дальнейшем возможно несколько сюжетов развития событий:
- ферментативный (отщепление железа от ферментов микробов, чем вызывается их гибель);
- неферментативный (катионные белки увеличивают проницаемость мембран врагов, в результате их содержимое изливается).
2. Транспортную.
На своей поверхности нейтрофилы адсорбируют аминокислоты, некоторые ферменты и переносят их в нужное организму место.
Базофилы
Такое название дано клеткам за то, что они при окрашивании по Романовскому способны хорошо поглощать основные красители и не реагировать на кислый краситель эозин. Строение лейкоцитов базофильной группы имеет свои особенности.
Так, эти клетки сравнительно крупные, в диаметре достигают 9-12 мкм, вырабатываются в костном мозге и живут до 2 суток. В крови их примерно 1 % от общей массы лейкоцитов. Их ядро по форме напоминает боб, нечетко разделенный на 3 дольки, а в цитоплазме содержатся все формы органелл - рибосомы, митохондрии, актиновые филаменты, аппарат Гольджи, гликоген, эндоплазматическая сеть. Базофилы могут просачиваться сквозь стенки капилляров и жить вне кровеносной системы. Своим строением они напоминают тучные клетки и являются их близкими «родственниками». Разница заключается в том, что базофилы выходят из костного мозга уже полностью сформированными, а тучные клетки попадают в кровь незрелыми.
Роль базофилов
Строение лейкоцитов - базофилов определяет их функции в организме:
- Защитная (блокируют яды, препятствуя их распространению по телу, способны выполнять фагоцитоз).
- Транспортная (на их поверхности располагается иммуноглобулин Е и другие белковые соединения.
- Синтетическая (вырабатывают гистамин, гепарин).
Базофилы способны к дегрануляции (при этом в кровь выходит много гистамина, лейкотриенов, гепарина, серотонина, простагландинов). У человека это вызывает аллергический ответ на различные раздражители.
Дегрануляция провоцирует мгновенное усиление тока крови и лучшую проницаемость сосудов, что способствует скорейшему достижению другими лейкоцитами раздражающего агента с его последующим уничтожением. Многие ученые склонны считать, что мобилизация других лейкоцитов на борьбу с «врагом», попавшим в кровь, - это основная функция базофилов.
Эозинофилы
Этот вид лейкоцитов так назван благодаря тому, что при окрашивании по Романовскому они реагируют на эозин (кислый краситель). Строение и функции лейкоцитов эозинофильной группы имеет весомые отличия от двух предыдущих.
Число этих клеток в крови не должно превышать 5% от массы всех лейкоцитов. В эозинофилах четко просматривается ядро из двух соединенных перемычкой сегментов. В цитоплазме имеются органеллы и гранулы двух видов - специфические и азурофильные. При этом специфические почти полностью заполняют цитоплазму. В своем центре они имеют кристаллоид, включающий белок, богатый аргинином, гидролитические лизосомные ферменты, гистаминазу, пероксидазу, катионный эозинофильный белок, фосфолипазу D, коллагеназу, кетапсин. В крови эти клетки живут до двух недель.
Роль эозинофилов
Лимфоциты
Примерно 30- 40 % от объема всех лейкоцитов приходится на лимфоциты. Каково строение и значение лейкоцитов этой группы? Они представляют собой шаровидные тела с очень крупным ядром и тонким ободком цитоплазмы, в которой присутствует минимум органелл, но есть цитоплазматические отростки.
Главная роль лимфоцитов состоит в обеспечении гуморального и клеточного иммунитета. Также они регулируют деятельность других клеток.
Различают несколько типов лимфоцитов:
Моноциты
Это крупные клетки шаровидной формы диаметром до 20 мкм. Внутри у них имеется полиморфное несегментированное ядро с хроматиновой сетью и цитоплазма со множеством лизосом. Живут они не более 2 суток. Строение лейкоцитов этой группы обуславливает их основную роль - они являются макрофагами, способными захватить 100 и более микроорганизмов. При этом моноциты в размерах значительно увеличиваются. Эти клетки крови особенно большую работу выполняют при хронических заболеваниях в то время, как, например, нейтрофилы более активны при острых инфекциях. Кроме фагоцитоза, моноциты способны вырабатывать антитела и синтезировать интерферон, лизоцим.
Тромбоциты
Каково строение лейкоцитов в организме, мы разобрали. Теперь рассмотрим, что представляют собой тромбоциты. Они, как и лейкоциты, образуются в костном мозгу. Их «прародителями» являются мегакариоциты оксифильные, размеры которых для клеток просто гигантские - 70 мкм. Одна такая крупная клетка способна продуцировать более 10 тысяч тромбоцитов, размеры которых не превышают 4 мкм. По своей сути они представляют собой фрагменты цитоплазмы мегакариоцитов, заключенные в мембрану. Тромбоциты не имеют ядра, а их формы несколько отличаются, в зависимости от возраста. Так, существуют юные, зрелые и старые тромбоциты. Кроме того, есть формы раздражения этих частиц и небольшой процент дегенеративных форм. Главная роль тромбоцитов заключается в образовании сгустков крови (тромбов) в местах, где произошел разрыв кровеносного сосуда.
Эритроциты
Строение лейкоцитов и тромбоцитов позволяет им выполнять защиту организма от вредоносных агентов и от потери крови. Роль эритроцитов совсем другая. Они служат для разноса из легких по органам и тканям кислорода, и для обратной транспортировки в легкие углекислого газа. Их строение довольно простое. Эритроциты внешне похожи на круглые диски с вогнутой с двух сторон поверхностью. Это несколько увеличивает площадь соприкосновения и тем самым облегчает газообмен. Внутри эритроциты заполнены цитоплазмой, 98 % которой составляет гемоглобин. Размеры этих кровяных клеток составляют 10 мкм, но они настолько эластичные, что могут просачиваться сквозь поры сосудов, размеры которых всего около 3 мкм. Вырабатываются эритроциты в костном мозгу, живут около 3 месяцев, после чего их поглощают лейкоциты - макрофаги.
Белые (бесцветные) клетки крови. Обеспечивают иммунитет - защиту организма от чужеродных частиц. Образуются в красном костном мозге. Срок жизни - от нескольких дней (фагоциты) до нескольких лет (клетки памяти). В 1 мл крови взрослого здорового человека содержится 5-8 тыс. лейкоцитов.
В отличие от эритроцитов, имеют ядро (способны к активному метаболизму и делению) и не имеют определенной формы (способны амебовидно передвигаться, в том числе выходить из кровеносных сосудов наружу).
Фагоциты - это лейкоциты, которые поглощают и переваривают чужеродные частицы, а также мертвые и мутантные клетки собственного организма.
В-лимфоциты - это лейкоциты, которые вырабатывают антитела (гамма-глобулины - белки, способные соединяться с антигенами, находящимися на поверхности чужеродных частиц). Присоединение антитела приводит к склеиванию чужеродных частиц и маркирует их для фагоцитоза, клетки под действием антител разрушаются.
Тесты
1. Защиту организма человека от чужеродных тел и микроорганизмов осуществляют
А) лейкоциты, или белые кровяные клетки
Б) эритроциты, или красные кровяные клетки
В) тромбоциты, или кровяные пластинки
Г) жидкая часть крови - плазма
2. Какую функцию выполняют лейкоциты крови?
А)
транспортируют газы
Б)
обеспечивают иммунитет
В)
переносят питательные вещества
Г)
обеспечивают свёртываемость крови
3. Какими клетками уничтожаются бактерии, попавшие в организм человека?
А)
белыми кровяными клетками крови
Б)
красными кровяными клетками крови
В)
клетками нефронов почек
Г)
клетками альвеол лёгких
4. В образовании антител принимают участие
А)
тромбоциты
Б)
лимфоциты
В)
эритроциты
Г)
фагоциты
6. Лейкоциты, в отличие от других форменных элементов крови, способны
А)
сохранять форму своего тела
Б)
вступать в непрочное соединение с кислородом
В)
вступать в непрочное соединение с углекислым газом
Г)
выходить из капилляров в межклеточное пространство
7. Некоторые лейкоциты называют фагоцитами за
А)
выработку ими антител
Б)
выработку ими фибриногена
В)
способность поглощать и переваривать инородные частицы
Г)
способность передвигаться и покидать кровеносные сосуды
8. Лейкоциты способны передвигаться за счёт
А)
ложноножек
Б)
сократительных волокон
В)
наличия в цитоплазме пузырьков воздуха
Г)
сокращения сократительных вакуолей
9. Что такое фагоцитоз?
А)
освобождение клеток крови от продуктов обмена веществ
Б)
взаимодействие гемоглобина с кислородом
В)
разрушение эритроцитов
Г)
активный захват лейкоцитами чужеродных клеток
10. Форменные элементы крови, способные к фагоцитозу,
А)
обусловливают образование фибриногена
Б)
обеспечивают иммунитет
В)
способствуют её свертыванию
Г)
содержат гемоглобин
12. Сколько лейкоцитов содержится в миллилитре крови
А) несколько десятков тысяч
Б) несколько миллионов
В) несколько сотен тысяч
Г) несколько тысяч
Лейкоциты нормальной крови, в отличие от эритроцитов, представляющих собой однородные безъядерные образования, содержат ядро и отличаются разной величиной, формой, строением и отношением к окраске.
Во взрослом организме лейкоциты образуются в костном мозге, а лимфоциты, кроме того, - в селезенке, ви- лочковой железе и лимфоузлах. В кроветворных органах зрелые формы лейкоцитов образуются путем последовательных делений стволовых (родоначальных) кроветворных клеток, постепенно дифференцирующихся в соответствующие клетки-предшественни- ки, которые, в свою очередь, дают начало всем видам лейкоцитов, поступающих в кровь и лимфу. Различают две основные группы лейкоцитов: зернистые (гранулоциты) и незернистые (агрануло- циты). К зернистым клеткам относят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, которые отличаются между собой характером зернистости в цитоплазме. К незернистым клеткам относят лимфоциты и моноциты.
Эти классы лейкоцитов различаются по морфологии и, главным образом, по наличию и свойствам специфической зернистости, которая выявляется после окраски клеток специальными красителями. Гранулоциты - крупные клетки от 9 до 15 мкм, циркулирующие в периферической крови, а затем перемещающиеся в ткани. В процессе дифференциации гранулоциты проходят стадии метамиелоцитов и палочкоядерных форм. В метамиелоцитах ядро нежного строения, имеет бобовидную форму, а в палочкоядерных формах ядра, содержащие хроматин, более плотно упакованы. Ядро обычно вытягивается, иногда в нем намечается образование сегментов, и в зрелых клетках число последних составляет от 2 до 5.
Большое количество лейкоцитов депонировано в костном мозге и различных тканях организма. Продолжительность жизни зрелых гранулоцитов от 4 до 16 суток. При этом 10-20% лимфоцитов живут от 3 до 7 дней, а 80-90% - до 100-200 суток и более. Зрелые лейкоциты, в отличие от молодых, наряду с выраженной амебоидной подвижностью за счет псевдоподий обладают также высокой электрофоретической подвижностью, способностью к изоагглютинации, агглютинации (склеивание и выпадение в осадок) и адгезив- ности (способность слипаться с поверхностью другого тела). Благодаря перечисленным свойствам зрелые лейкоциты способны осуществлять свою основную функцию - фагоцитоз (захват и переваривание посторонних частиц) и пиноцитоз (поглощение жидкости через наружную мембрану). Нейтрофильные гранулоциты - основная популяция лейкоцитов, которые посредством фагоцитоза осуществляют защитную функцию организма.
