Специфические гуморальные защитные механизмы
Обеспечиваются антителами (АТ).
АТ – это специфические соединения, образующиеся при реакции организма на внедрение антигенов. На молекулах АТ имеются участки связывания антигенов; их конфигурация такова, что трехмерные антигенные детерминаты «подходят» к ним как ключ к замку.
АТ называются также иммуноглобулинами (Ig). Они представляют собой гликопротеины с молекулярной массой от 150000 до 1000000. У человека различают 5 основных классов иммуноглобулинов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD.
IgG наиболее важные. Преобладают в плазме крови. Их концентрация в крови достигает 9-18 г/л. Обеспечивают противоинфекционную защиту, связывают токсины, активируют систему комплемента, вызывают агглютинацию бактерий и вирусов. Связываются с некоторыми антигенами поверхности клеток, делая эти клетки более доступными для фагоцитоза (опсонизация).
Поскольку IgG сравнительно мелкие молекулы, они могут проникать через плацентарный барьер из крови матери в кровь плода.
Поскольку до рождения существенной продукции антител не происходит (для этого нужен контакт с чужеродными веществами), IgG матери служат важным фактором защиты новорожденного от инфекций. Если мать перенесла «детские инфекции» (корь, коклюш, скарлатина и др.), то новорожденный в течение трех - шести месяцев к этим заболеваниям не восприимчив, т.к. у него еще есть материнские АТ.
IgA. Две разновидности: сывороточные и секреторные. Первые находятся в крови, а вторые в различных секретах.
Сывороточный IgA принимает участие в общем иммунитете; секреторный обеспечивает местный иммунитет, создавая барьер на пути проникновения инфекций и токсинов в организм.
Секреторный IgA находится в наружных секретах – в слюне, слизи трахеобронхиального дерева, мочеполовых путей, молоке, молозиве.
Молекулы IgA во внутренних секретах и жидкостях (синовиальная, амниотическая, плевральная, цереброспинальная и др.) существенно отличаются от молекул IgA в наружных секретах. Секреторный компонент, по всей видимости, образуется в эпителиальных клетках и в дальнейшем присоединяется к молекуле IgA.
IgA нейтрализует токсины, вызывает агглютинацию микроорганизмов и вирусов. Концентрация сывороточных IgA колеблется от 1,5 до 4 г/л. Содержание IgA возрастает при заболеваниях верхних дыхательных путей, пневмониях, инфекционных заболеваниях ЖКТ и др.
IgM – это самые крупные антитела. Принимает участие в нейтрализации токсинов, опсонизации, агглютинации и бактериолизисе, осуществляемых комплементом.
Содержание IgM повышается при инфекционных заболеваниях у взрослых и детей. К этому классу относятся и некоторые природные АТ, например к чужеродным (не свойственным человеку), эритроцитам (антитела группы крови АВО). Холодовые агглютинины и ревматические факторы.
Мономерные IgD и IgE присутствуют в плазме в очень низких концентрациях.
IgD. Образуется в В-лимфоцитах (в большинстве остается прикрепленным на их поверхности). Обладает свойством фиксироваться на базофилах и тучных клетках и вызывать, в случае образования иммунных комплексов, их дегрануляцию. Содержание увеличивается при аллергических заболеваниях (бронхиальная астма, вазомоторный ринит, аллергический дерматит и др.)
IgE. Локализуется на мембранах плазматических клеток. В сыворотке его концентрация не велика, физиологическое значение не выяснено. Предполагают, что IgE принимает участие в аутоиммунных процессах (ауто – сам, свой, собственный; т.е. процесс развивается при участии собственных антигенов).
6.6. ГРУППЫ КРОВИ
К. Ландштейнер (1901) обнаружил, что плазма, или сыворотка, одних людей способна агглютинировать (склеивать) эритроциты других людей. Если смешать на предметном стекле кровь, взятую от двух лиц, то в 70 % случаев произойдет склеивание (агглютинация) эритроцитов. В основе этой реакции лежит наличие в эритроцитах антигенов, называющихся агглютиногенами и обозначающихся А и В, а в плазме – природных антител (АТ), или агглютининов, α и β. Агглютинация происходит, если встречается одноименные агглютиногены и агглютинины: А и α, В и β.
Агглютинины имеют два центра связывания. Одна молекула агглютинина способна образовать мостик между двумя эритроцитами. Эритроцит связывается с соседним эритроцитом, возникает конгломерат эритроцитов (агглютинат).
Кроме агглютининов, в плазме, или сыворотке, крови содержатся гемолизины: их также два вида и они обозначаются, как и агглютинины α и β.
При встрече одноименных агглютиногена и гемолизина наступает гемолиз эритроцитов. Действие гемолизинов проявляется при 37-400С. При переливании несовместимой крови, уже через 30-40 с, наступает гемолиз эритроцитов.
При комнатной температуре, когда встречаются одноименные агглютиногены и агглютинины, агглютинация происходит, а гемолиз нет.
В крови человека не может быть одноименных агглютиногенов и агглютининов. Возможны только четыре комбинации, при которых не встречаются одноименные агглютиногены и агглютинины.
| Группы крови | Эритроциты Агглютиногены | Плазма или сыворотка | |
| Агглютинины, Гемолизины | Антиагглютинины | ||
| I(0) II(A) III(B) IV(AB) | А В АВ | α, β β α -- | А В АВ |
Лишь в групповой системе АВО антитела (α и β) являются нормальным врожденным свойством плазмы крови человека, и, поэтому, называются естественными антителами. Но плазма крови новорожденных, как правило, ещё не имеет антител α и β. После рождения постепенно растёт титр антител к тому фактору, которого нет в его эритроцитах. Продукция этих антител, возможно, связана с поступлением в кровь каких-то веществ из пищи или из субстратов, вырабатываемых кишечной микрофлорой (кишечный тракт новорожденного ещё способен всасывать крупные молекулы).
В плазме людей II, III, IV групп крови имеются антиагглютинины – это покинувшие эритроциты и ткани агглютиногены А и В.
Некоторое время в XX веке был достаточно широкий перечень показаний для переливания крови. В тех случаях, когда объёмы переливаемой крови были небольшие, для решения вопроса о совместимости групп крови пользовались правилом Отенберга: среда реципиента должна быть пригодна для жизни эритроцитов донора. Т.е. у реципиента должны учитываться агглютинины и гемолизины (в плазме), а у донора – агглютиногены, содержащиеся в эритроцитах.
Исходя из этого правила, были возможны не только одногрупные переливания. Эритроциты I(0) группы, которые не содержат ни А, ни В антигенов, считались универсальными (а, следовательно и кровь), т.е. выживающими в плазме любой группы крови. С другой стороны, люди с IV(AB) группой, в плазме которых нет ни α, ни β антител считались универсальными реципиентами.
Почему не принимали в расчет агглютинины и гемолизины плазмы донора? При переливании небольших доз крови (200-300 мл) плазма донора разводится в большем объеме плазмы (2500-2800 мл) реципиента, а агглютинины донора связываются антиагглютининами (поэтому не опасны для жизни эритроцитов реципиента).
Однако, у 10-20 % людей имеется высокая концентрация очень активных агглютининов и гемолизинов, которые не могут быть связаны антиагглютининами даже в случае переливания небольшого количества иногрупной крови. В течение жизни индивидуума, в результате различной сенсибилизации, могут появляться иммунные агглютинины α и β (анти-А и анти-В антитела), что значительно увеличивает общий титр агглютининов. В этих случаях из-за конфликта между антителами плазмы донора и антигенами на эритроцитах реципиента возникают посттрансфузионные осложнения.
В настоящее время рекомендации для переливания крови сужены, и, как правило, вводят много крови. Это означает, что для переливания необходимо использовать лишь одногрупную кровь. Элементы схемы Отенберга, касающиеся эритроцитов I(0) группы, могут быть использованы при переливании эритроцитарной массы. Однако универсальность эритроцитов I(0) группы и в этом случае относительна.
На поверхности мембран эритроцитов I группы находится Н антиген. Этот антиген, представлен и на клетках других групп, но в качестве скрытой детерминанты. Н – это антиген, из которого образуется антигены А и В. Из-за этого система АВ0 иногда обозначается как АВН.
Н-антиген доступен действию антиН-антител, которые изредка встречаются у людей со II и IV группами крови и, ещё реже, у людей с III группой. Это может послужить причиной гемотрансфузионных осложнений при переливании эритроцитов I группы людям с другими группами крови.
Посттрансфузионные осложнения могут быть при ошибках определения групп крови.
Агглютиногены А и В существуют в разных вариантах, различных по своему строению и антигенной активности: А1, А2, А3 и т.д.; В1, В2 и т.д. Чем больше порядковый номер агглютиногена, тем меньшую активность он проявляет.
Концентрация агглютиногенов на поверхности эритроцитов велика. Эритроциты группы А1 содержат 900000 – 1700000 антигенных детерминант, или рецепторов, к одноименным агглютининам. С увеличением порядкового номера их число уменьшается (А2 – 250000 – 260000).
Антиген А не является однородным, существует два основных его подтипа: А1 и А2. Поэтому вторая и четвертая группы имеют по две подгруппы.
Сыворотка подгрупп A2(II) и A2B (IY) довольно часто содержит экстраагглютинин α1, который дает агглютинацию только с эритроцитами A1 и не дает агглютинации с эритроцитами А2. В то же время в сыворотке подгрупп A1(II) и A1B (IY) довольно редко, но встречается экстраагглютинин α2, не агглютинирующий с эритроцитами A1, а дающий агглютинацию с эритроцитами А2.
| Группа крови | Частота (%) | Антигены (агглютиногены) | Антитела (агглютинины) | |
| естественные | Возможные (экстра- агглютинины) | |||
| I(0) | α, β | - | ||
| II (А) | А1 А2 (А3А4А0) | β | α2 α1 | |
| III (В) | B (B1B2B3) | α | - | |
| IV (АВ) | А1В А2В | - | α2 α1 |
Наличие подгрупп, в группах крови, приводит к тому, что при переливании формально одногрупной крови может наблюдаться несовместимость. Например, если у реципиента группа крови А1(II)βα2, а у донора А2(II)β, то при переливании крови наступает агглютинация, так как экстраагглютинины α2 реципиента реагируют с донорским агглютиногеном А2.
В настоящее время найдена специфическая субстанция, обозначенная символом «О». Фактор «О» является агглютиногеном, присущим эритроцитам групп О(I), A2(II), A2B (IY). Однако агглютиноген «О» является настолько слабым антигеном, что даже при многократном введении в организм антител к нему практически не образуется.
У небольшого количества людей встречается очень редкий тип крови, получивший название «тип Бомбей». Он характеризуется отсутствием агглютиногенов О, А, В, Н и наличием антител: анти-О и анти-Н.
Установление группы крови бывает затруднено в случае кровяных химер, т.е. при одновременном пребывании в кровяном русле двух популяций эритроцитов, отличающихся по группе крови. Истинные химеры встречаются у гетерозиготных близнецов, а также после пересадки аллогенного костного мозга. Трансфузионные химеры возникают в результате многократного переливания эритроцитарной массы I(0) группы реципиентам другой группы.
Система резус (Rh).
К.Ландштейнер и А.Винер в 1940 г. обнаружили в эритроцитах макаки–резус систему антигенов, которая была названа «резус-фактором» (Rh). Оказалось, что у 85 % европейцев также имеется этот резус-фактор (Rh+), 15 % его не имеют (Rh-).
Резус фактор – сложная система, включающая более 40 антигенов. Чаще всего встречаются резус-антигены типа D(85 %), С(70 %), Е(30%), е(80%) – они же обладают наиболее выраженной антигенностью.
Система резус не имеет в норме одноименных агглютининов. Но они могут появиться, если Rh- человеку перелить Rh+ кровь.
Резус-фактор передается по наследству.
Если женщина Rh-, а мужчина Rh+, то плод в 50-100% случаев унаследует резус-фактор от отца и тогда мать и плод будут не совметимы по резус-фактору. При такой беременности плацента обладает повышенной проницаемостью по отношению к эритроцитам плода. Последние, проникая в кровь матери, приводят к образованию антител (антирезус-агглютининов). Проникая в кровь плода, антитела вызывают агглютинацию и гемолиз его эритроцитов.
Осложнения при резус-конфликте (при переливании несовметимых групп крови) обусловлены не только образованием конгломератов эритроцитов и их гемолизом, но и интенсивным внутрисосудитсым свертыванием крови, т.к. в эритроцитах содержится набор факторов, вызывающих агрегацию тромбоцитов и образование фибриновых сгустков. При этом страдают все органы, но особенно почки, т.к. забивается сеть клубочка почки, препятствуя образованию мочи.
Согласно современным представлениям мембрана эритроцита рассматривается как набор самых различных антигенов, которых насчитывается более 500.
Разумеется, далеко не все важны для клинической практики. При переливании крови наибольшее значение имеют антигенные системы АВО и резус-фактор. Однако при переливании крови со сравнительно редко встречающимися антигенами могут возникнуть гемотрансфузионные осложнения.
Нередко при беременности возникают некоторые осложнения (анемия), что может быть объяснено несовместимостью групп крови матери и плода по системам мало изученных антиген.
Наиболее важные антигенные системы, которые учитываются в судебной медицине и при трансплантации органов и тканей: АВО, Rh, MNSs, P, Лютеран (Lu), Келл-Келлано (Кk), Льюис (Lе), Даффи (Fy), Кид (Jk).
Правила переливания крови.
Переливать можно только одногрупную кровь по системе АВ0. Нельзя переливать Rh+-кровь Rh--реципиенту.
Перед переливанием крови обязательно проводится определение группы крови по системе АВ0 и Rh-принадлежности крови как донора, так и реципиента; проба на совместимость; биологическая проба.
Запрещается переливание донорской крови и ее компонентов, не исследованных на СПИД, гепатит В и сифилис. Переливание крови и ее компонентов производится с соблюдением правил асептики одноразовыми пластиковыми системами. Полученная от донора кровь (обычно в объеме 450 мл) после добавления консервирующего раствора может храниться в холодильнике при температуре 4-8°С не более 21 дня. Замороженные при температуре жидкого азота (-196°С) эритроциты могут храниться годами.
В исключительных случаях допускается переливание резус-отрицательной крови группы I (0) («универсальный донор») реципиенту с любой группой крови в количестве до 500 мл (за исключением детей). Кровь резус-отрицательных доноров А (II) или В (III) можно переливать не только совпадающим по группе реципиентам, но и реципиенту с АВ (IV) группой независимо от его резус принадлежности. Больной с АВ (IV) группой резус-положительной крови может считаться «универсальным реципиентом».
В настоящее время переливание цельной крови стараются свести к минимуму. При возможности пользуются трансфузией различных компонентов крови, т.е. переливают то, что больше всего необходимо: плазму, сыворотку, эритроцитарную, лейкоцитарную или тромбоцитарную массу. В подобной ситуации вводится меньшее количество антигенов, что снижает риск посттрансфузионных осложнений. При отсутствии одногруппной крови может быть перелита эритроцитарная масса I (0) резус-положительной группы резус-положительному реципиенту любой группы по системе АВ0. Эритроцитарная масса резус-положительной группы А (II) или В (III) может быть перелита резус-положительному реципиенту с группой АВ (IV).
Таблица совместимости эритроцитов и плазмы донора с кровью реципиента.
| Ре-ци-пи-ент | донор | |||||||||||||||
| Эритроцитарная масса | плазма | |||||||||||||||
| 0 Rh- | 0 Rh+ | A Rh- | A Rh+ | B Rh- | B Rh+ | AB Rh- | AB Rh+ | 0 Rh- | 0 Rh+ | A Rh- | A Rh+ | B Rh- | B Rh+ | AB Rh- | AB Rh+ | |
| Rh- | v | v | v | v | v | v | v | v | v | |||||||
| Rh+ | v | v | v | v | v | v | ||||||||||
| A Rh- | v | v | v | v | v | |||||||||||
| A Rh+ | v | v | v | v | v | v | ||||||||||
| B Rh- | v | v | v | v | v | |||||||||||
| B Rh+ | v | v | v | v | v | v | ||||||||||
| AB Rh- | v | v | v | v | v | v | ||||||||||
| AB Rh+ | v | v | v | v | v | v | v | v | v |
Во всех случаях абсолютно обязательной является проба на совместимость. При наличии антител редкой специфичности требуется индивидуальный подбор донорской крови и проведение дополнительных проб на совместимость.
После переливания несовместимой крови могут возникнуть следующие осложнения: гемотрансфузионный шок, нарушение функций почек и печени, обменных процессов, деятельности желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, дыхания, кроветворения. Нарушение функций органов возникает в результате острого внутрисосудистого гемолиза (распада эритроцитов). Как правило, в результате этих осложнений развивается анемия, которая может продолжаться до 2-3 месяцев и более. Могут так же возникать и негемолитические посттрансфузионные реакции: пирогенные, антигенные, аллергические и анафилактические. Все пострансфузионные осложнения требуют незамедлительного лечения.
6.7. ТРОМБОЦИТЫ
Тромбоциты (кровяные пластинки) образуются из гигантских клеток красного костного мозга – мегакариоцитов. В костном мозге мегакариоциты плотно прижаты к промежуткам между фибробластами и эндотелиальными клетками, через которые их цитоплазма выделяется наружу и служит материалом для образования тромбоцитов. В кровотоке тромбоциты имеют круглую или слегка овальную форму, диаметр их не превышает 2 –3 мкм. У тромбоцитов нет ядра, но есть большое количество гранул (до 200) различного строения. При соприкосновении с поверхностью, отличающейся по своим свойствам от эндотелия, тромбоцит активируется, расплывается и у него появляется до 10 зазубрин и отростков, которые могут в 5 – 10 раз превышать диаметр тромбоцита.
В норме число тромбоцитов у здорового человека 2 – 4 ∙ 1011 л., или 200 – 400 тыс. в 1 мкл. Увеличение числа тромбоцитов – тромбоцитоз; уменьшение – тромбоцитопения. В естественных условиях число тромбоцитов подвержено значительным колебаниям (их количество возрастает при болевом раздражении, физической нагрузке, стрессе), но редко выходит за пределы нормы.
Как правило, тромбоцитопения является признаком патологии и наблюдается при лучевой болезни, врожденных и приобретенных заболеваниях системы крови.
Основное назначение тромбоцитов – участие в процессе гемостаза. Важная роль здесь отводится так называемым тромбоцитарным факторам. Они сосредоточены главным образом в гранулах и мембране тромбоцитов (Р1, Р2, Р3 и т.д.; от platelet – пластинка).
Наиболее важные факторы:
Р3 – частичный (неполный) тромбопластин; Р4 – антигепариновый фактор; Р5 – фибриноген тромбоцитов, АДФ, контрактильный белок тромбастенин (напоминающий актомиозин), вазоконстрикторные факторы – серотонин, адреналин, норадреналин и др.
Значительная роль в гемостазе отводится тромбоксану А2 (ТхА2), который синтезируется из арахидоновой кислоты, входящей в состав клеточных мембран (в том числе и тромбоцитов) под влиянием фермента тромбоксансинтетазы.
На поверхности тромбоцитов находятся гликопротеиновые образования, выполняющие функции рецепторов. Часть из них «замаскирована» и экспрессируется после активации тромбоцита стимулирующими агентами – АДФ, адреналином, коллагеном, микрофибриллами и др.
Тромбоциты принимают участие в защите организма от чужеродных агентов. Они обладают фагоцитарной активностью, содержат IgG, являются источником лизоцима и β-лизинов, способных разрушать мембрану некоторых бактерий. Кроме того, в их составе обнаружены пептидные факторы, вызывающие превращение «нулевых» лимфоцитов (О–лимфоциты) в Т- и В-лимфоциты. Эти соединения в процессе активации тромбоцитов выделяются в кровь и при травме сосудов защищают организм от попадания болезнетворных микроорганизмов.
Регуляторами тромбоцитопоэза является тромбоцитопоэтины кратковременного и длительного действия. Они образуются в костном мозге, селезенке, печени, входят в состав мегакариоцитов и тромбоцитов.
Тромбоцитопоэтины кратковременного действия усиливают отшнуровку кровяных пластинок от мегакариоцитов (т.е. ускоряют их поступление в кровь); длительного действия – способствуют переходу предшественников гигантских клеток костного мозга в зрелые мегакариоциты.
На активность тромбоцитопоэтинов непосредственное влияние оказывают ИЛ–6 и ИЛ–11.
ГЕМОСТАЗ И ФИБРИНОЛИЗ
Гемостаз – комплекс реакций, направленных на остановку кровотечения при травме сосудов. Но значение системы гемостаза намного шире. Факторы гемостаза принимают участие в сохранении жидкого состояния крови, регуляции транскапиллярного обмена, резистентности сосудистой стенки, влияют на интенсивность репаративных процессов и т.д.
Принято различать сосудисто-тромбоцитарный гемостаз и процесс свертывания крови. В первом случае речь идет об остановке кровотечения из мелких сосудов с низким кровяным давлением, диаметр которых не превышает 100 мкм. Во втором – о борьбе с кровопотерей при повреждениях артерий и вен. Такое деление носит условный характер, т.к. при повреждении как мелких, так и крупных сосудов всегда, наряду с образованием тромбоцитарной пробки осуществляется – свертывание крови.