Определение количества эритроцитов

В сухую чистую пробирку наливают 4 мл 3% раствора натрия хлорида. Капиллярной пипеткой набирают из свежей капли 0,02 мл крови, осторожно выдувают её в пробирку и пипетку промывают в верхнем слое жидкости. Хорошо перемешивают. Концом круглой стеклянной палочки отбирают каплю разведённой крови и наносят на край камеры Горяева (с притёртыми до ньютоновских колец покровным стеклом).

Через 1 мин приступают к подсчёту эритроцитов. Увеличение микроскопа должно быть малым, диафрагма прикрытой. Подсчёт ведут в 5 больших квадратах, расположенных по диагонали, каждый из которых разделён на 16 маленьких. При подсчёте необходимо использовать следующее правило: подсчитывают все клетки, лежащие целиком или большей своей частью внутри маленького квадрата, клетки, пересекаемые разграничительными линиями (контурами квадратов) пополам, сосчитывают лишь по левому и верхнему контурам квадрата.

Полученное значение умножают на 50, при этом получают количество эритроцитов в 1 мкл периферической крови.

Форма и размеры. Эритроцит в крови имеет форму двояковогнутого диска диаметром 7–8 мкм. Считают, что именно такая конфигурация создаёт наибольшую площадь поверхности по отношению к объёму, что обеспечивает максимальный газообмен между плазмой крови и эритроцитом. При любой другой форме эритроцитов говорят о пойкилоцитозе. Разброс размеров эритроцитов — анизоцитоз, клетки диаметром >9 мкм — макроциты, <6 мкм — микроциты. При ряде заболеваний крови изменяются размеры и форма эритроцитов, а также снижается их осмотическая резистентность, что приводит к разрушению (гемолизу) эритроцитов.

Гемолиз — разрушение эритроцитов вследствие как внутренних дефектов клетки (например, при наследственном сфероцитозе), так и под влиянием разных факторов микроокружения. При этом содержимое клетки выходит в плазму; a- и b‑димеры Hb связываются гаптоглобином и транспортируются в печень для разрушения. Гемолиз приводит к снижению общего количества циркулирующих эритроцитов и развивается гемолитическая анемия.

· Анизоцитоз — появление эритроцитов аномальных размеров. Причины — дефекты некоторых ферментов в эритроцитах (например, аденозиндезаминазы и 4-гидроксифенилпируватгидроксилазы).

à Макроцитоз в сочетании с анемией и появлением мегалобластов наблюдают при дефиците фолатов и витамина B₁₂, применении некоторых ЛС и при наследственных заболеваниях (например, оротовая ацидурия, синдром Леша-Найена). Макроцитоз без появления мегалобластов — признак заболевания печени, наблюдают, например, при злоупотреблении алкоголем, гипотиреоидизме.

Ú Мегалобласт. Термин «мегалобласт» (крупные эритроидные клетки) применяют для обозначения первой генерации эритроидных клеток (т.е. термин относят как к нормальным, так и к патологическим эритроидным клеткам). Нормобластический эритропоэз: пронормобласт (проэритробласт) ® базофильные и полихроматофильные нормобласты (эритробласты) ® ортохромные (оксифильные) нормобласты (эритробласты) ® после выталкивания ядра молодые эритроциты (нормоциты) именуют ретикулоцитами (зернистость окрашивается бриллиантовым крезиловым синим) ® эритроциты. Мегалобластный эритропоэз: промегалобласт ® базофильный мегалобласт ® полихроматофильный мегалобласт ® ортохроматический (оксифильный) мегалобласт.

Ú Лекарственные средства. К появлению макроцитов и развитию мегалобластной анемии могут привести препараты, применяемые при болезнях злокачественного роста (метотрексат), бактериальных (триметоприм) и паразитарных (пириметамин) инфекциях.

à Микроцитоз. Эритроциты диаметром <6 мкм наблюдают при гемоглобинопатиях и талассемии.

· Пойкилоцитоз (табл. 24–4).

à Сфероцитоз (эллиптоцитоз, овалоцитоз) — присутствие в крови эритроцитов сферической или эллиптической (овальной) формы — сфероцитов. Чаще всего это макроциты. Одна из причин — дефектный спектрин с нарушенной способностью связываться с белком полосы 4.1.

à Стоматоцитоз. В эритроците (стоматоците) центрально расположено просветление в виде стомы, щели (наследственный сфероцитоз, Rh‑ноль синдром).

à Акантоцитоз. Большинство эритроцитов имеет множественные шиповидные выросты. Акантоцитоз возникает, например, при экспрессии дефектного трансмембранного гликопротеина полосы 3.

à Пиропойкилоцитоз. При повышении температуры тела в периферической крови могут появиться эритроциты аномальной формы (при этом найдена, в частности, точечная мутация гена спектрина).

· Типы патологических эритроцитов (табл. 24–4).

· Патологические включения. Базофильные включения в эритроцитах, тельца Жолли и кольца Кэбота находят в эритроцитах при анемиях (табл. 24–4).

Таблица 24–4. Патологические эритроциты в мазке крови [11]

Форма	Характеристика	Состояние
Акантоциты	Несколько больших шиповидных выростов	Абеталипопротеинемия, уремия, ГУС
Эхиноциты (клетки-репьи)	Много крошечных шиповидных выростов	Абеталипопротеинемия, цирроз, уремия, ГУС
Кодоциты (мишеневидные клетки)	Форма мишени	HbС или HbЕ, болезни печени, механическая желтуха, талассемия, спленэктомия
Дакроциты	Каплевидная форма	Миелофиброз, анемия с тельцами Хайнца, талассемия, гемолитическая анемия, миелофтиз
Дрепаноциты	Серповидная форма	Серповидно-клеточная анемия, другие гемоглобинопатии
Шизоциты (шистоциты, клетки-шпоры)	Шлемообразная форма	ДВС, ТТП, протезы сосудов и клапанов сердца
Сферостоматоциты (сфероциты)	Сферическая форма	Наследственный или приобретённый гемолиз
Стоматоциты	Щелевидный просвет в центре	Наследственный или приобретённый гемолиз
Агрегаты
Монетные столбики	Эритроциты располагаются в виде столбика монет	Миеломная болезнь, макроглобулинемия Вальденстрёма
Включения
Ядерные эритроциты	Сморщенное ядро	Острое кровотечение, тяжёлый гемолиз, миелофиброз, лейкоз, миелофтиз, аспления
Базофильная зернистость	Ядро в виде пунктирных базофильных точек	Отравление свинцом, сидеробластная анемия, тяжёлый гемолиз
Тельца Хауэлла–Жолли	Небольшие округлые включения	Мегалобластная анемия, аспления, тяжёлый гемолиз
Кольца Кэбота	Включения кольцевидные или в форме цифры 8	Тяжёлый гемолиз

Примечания. ГУС — гемолитико–уремический синдром, ДВС — диссеминированное внутрисосудистое свёртывание, ТТП — тромботическая тромбоцитопеническая пурпура; синонимы заключены в скобки.

Возрастные изменения эритроцитов. При рождении и в первые часы жизни количество эритроцитов в крови повышено и составляет 6,0–7,0´10¹²/л. У новорождённых наблюдают анизоцитоз с преобладанием макроцитов, а также повышенное содержание ретикулоцитов. В течение первых суток постнатального периода количество эритроцитов снижается, к 10–14 суткам достигает уровня взрослого и продолжает снижаться. Минимальный показатель наблюдается на 3–6‑м месяцах жизни (физиологическая анемия), когда снижен уровень эритропоэтина. Это связано с уменьшением синтеза эритропоэтина в печени и началом его выработки в почке. На 3–4‑м году жизни количество эритроцитов снижено (ниже, чем у взрослого), т.е. в 1 л их содержится менее 4,5´10¹². Содержание эритроцитов достигает нормы взрослого в период полового созревания.

Плазмолемма и примембранный цитоскелет. Клеточная мембрана эритроцита довольно пластична, что позволяет клетке деформироваться и легко проходить по узким капиллярам (их диаметр 3–4 мкм). Главные трансмембранные белки эритроцита — белок полосы 3 и гликофорины. Белок полосы 3 (рис. 24–9) совместно с белками примембранного цитоскелета (спектрином, анкирином, фибриллярным актином, белком полосы 4.1) обеспечивают поддержание формы эритроцита в виде двояковогнутого диска. Гликофорины — мембранные гликопротеины, их полисахаридные цепи содержат Аг–детерминанты (например, агглютиногены А и В системы групп крови AB0).

Рис. 24–9. Примембранный цитоскелет эритроцита [11]. Белок полосы 3 — главный трансмембранный белок. Спектрин–актиновый комплекс формирует сетеподобную структуру примембранного цитоскелета. С комплексом спектрин–актин, стабилизируя его, связан белок полосы 4.1. Анкирин через белок полосы 3 соединяет спектрин–актиновый комплекс с клеточной мембраной. Наименования полос белков характеризуют их электрофоретическую подвижность.

Гемоглобин

Практически весь объём эритроцита заполняет дыхательный белок — гемоглобин (Hb). Молекула Hb — тетрамер, состоящий из 4 субъединиц — полипептидных цепей глобина (2 цепи a и 2 цепей b, g, d, e, q, z в разных комбинациях), каждая из которых ковалентно связана с одной молекулой гема. Гем построен из 4 молекул пиррола, образующих порфириновое кольцо, в центре которого находится атом железа (Fe²⁺). Основная функция Hb — перенос O₂. Существует несколько типов Hb, образующихся на разных сроках развития организма, различающихся строением глобиновых цепей и сродством к кислороду. Эмбриональные Hb (z‑ и e‑цепи) появляются у 19‑дневного эмбриона, присутствуют в эритроидных клетках в первые 3–6 мес беременности. Фетальный Hb (HbF — a₂g₂) появляется на 8–36 нед беременности и составляет 90–95% всего Hb плода. После рождения его количество постепенно снижается и к 8 мес составляет 1%. Дефинитивные Hb — основные Hb эритроцитов взрослого человека (96–98% — HbA (A₁,) — a₂b₂, 1,5–3% — HbA₂ — a₂d₂). Известно более 1000 мутаций разных глобинов, значительно изменяющих свойства Hb, в первую очередь — способность транспортировать O₂.

Ú HbH — гомотетрамер, образующийся при ингибировании синтеза a‑цепи. Транспорт O₂. не эффективен, развивается синдром, схожий с талассемией (у гетерозигот по двум генам a‑талассемии).

Ú HbM — группа аномальных Hb, у которых замещение одной аминокислоты способствует образованию MetHb (хотя активность метгемоглобинредуктазы нормальна), гетерозиготы имеют врождённую метгемоглобинемию, гомозиготы погибают в ходе внутриутробного развития.

Ú HbS — аномальный Hb (мутация в 6‑м положении b‑цепи), у гетерозигот имеются серповидно-клеточные эритроциты (HbS от 20 до 45%, остальное — HbA, анемии нет), у гомозигот развивается серповидно-клеточная анемия (HbS — 75‑100%, остальное — HbF или HbA₂).

Ú Барта Hb [Bart — фамилия пациента, у которого впервые обнаружен этот Hb] — гомотетрамер, встречающийся у раннего эмбриона и при a‑талассемии, не эффективен как переносчик O₂.

Ú HbF — основной Hb эритроцитов плода, имеет большее сродство к O₂, чем дефинитивные Hb. Увеличение содержания HbF наблюдают при некоторых гемоглобинопатиях, гипопластических и витамин B₁₂‑дефицитной анемиях, остром лейкозе, у постоянно находящихся в условиях высокогорья.

Определение гемоглобина. В настоящее время в качестве унифицированного признан цианметгемоглобиновый (гемиглобинцианидный) метод определения Hb крови. Данный метод основан на том, что после взаимодействия с железосинеродистым калием (красная кровяная соль) Hb окисляется в метгемоглобин (гемиглобин), который под влиянием CN-ионов образует окрашенный в красный цвет комплекс — цианметгемоглобин (гемиглобинцианид). Концентрацию цианметгемоглобина измеряют на фотоэлектрокалориметре и расчёт концентрации Hb производят по калибровочному графику.

Ранее был широко распространён метод определения Hb с помощью гемометра Сали, представляющего собой небольшой штатив, в гнездах которого расположены градуированная пробирка и две запаянные пробирки со стандартным окрашенным раствором. Градуированной пипеткой насасывают выступающую из прокола кожи кровь до отметки 0,02 (20 мкл) и осторожно выдувают в градуированную пробирку гемометра с 0,1 н раствором соляной кислоты, перемешивают стеклянной палочкой и вставляют пробирку в гнездо гемометра между пробирками со стандартным раствором. В пробирку с испытуемым раствором добавляют дистиллированную воду по каплям до тех пор, пока цвет испытуемого и стандартного растворов не совпадёт. По шкале пробирки определяют уровень жидкости, который соответствует концентрации Hb.

Формы гемоглобина. В эритроцитах Hb находится в восстановленной (HbH) и/или окисленной (HbO₂) формах, а также в виде гликозилированного Hb. В ряде случае возможно присутствие карбоксигемоглобина и метгемоглобина.

Ú Оксигемоглобин. В лёгких при повышенном pO₂ Hb связывает (ассоциирует) O₂, образуя оксигемоглобин (HbO₂), в этой форме HbO₂ переносит O₂ от лёгких к тканям, где O₂ легко освобождается (диссоциирует), а HbO₂ становится дезоксигенированным Hb (обозначают как HbH). Для ассоциации и диссоциации O₂ необходимо, чтобы атом железа гема был в восстановленном состоянии (Fe²⁺). При включении в гем трёхвалентного железа (Fe³⁺) образуется метгемоглобин — очень плохой переносчик O₂.

Ú Метгемоглобин (MetHb) — Hb, содержащий Fe гема в трёхвалентной форме (Fe³⁺); не переносит О₂; прочно связывает O₂, так что диссоциация последнего затруднена. Это приводит к метгемоглобинемии и неизбежным нарушениям газообмена. Образование MetHb может быть наследственным или приобретённым. В последнем случае это результат воздействия на эритроциты сильных окислителей. К ним относят нитраты и неорганические нитриты, сульфаниламиды и местные анестетики (например, лидокаин).

Ú Карбоксигемоглобин — плохой переносчик кислорода. Hb легче (примерно в 200 раз), чем с O₂, связывается с монооксидом углерода СО (угарный газ), образуя карбоксигемоглобин (O₂ замещён CO).

Ú Гликозилированный Hb (HbА_1с) — HbА (A₁), модифицированный ковалентным присоединением к нему глюкозы (норма HbA_1C 5,8–6,2%). К одним из первых признаков сахарного диабета относят увеличение в 2–3 раза количества HbA_1C. Этот Hb имеет худшее сродство к кислороду, чем обычный Hb.

Транспорт кислорода. Кровь ежедневно переносит из лёгких в ткани около 600 л О₂. Основной объём О₂ транспортирует HbO₂ (O₂ обратимо ассоциирован с Fe²⁺ гема, это так называемый химически связанный O₂ [неверный по существу, но — к сожалению — устоявшийся термин]). Незначительная часть O₂ растворена в крови (физически растворённый O₂). Содержание O₂ в крови в зависимости от парциального давления O₂ (Po₂) представлено на рис. 24–10.

Рис. 24–10. Содержание кислорода в крови [23]. А — ассоциированный с Hb O₂. Б — физически растворённый в крови O₂. Обратите внимание, что кривая А (в отличие от кривой Б) не имеет линейного характера, это так называемая S-образная (сигмовидная) кривая; такая форма кривой отражает то обстоятельство, что 4 субъединицы Hb связываются с O₂ кооперативно. Это обстоятельство имеет важное физиологическое значение: при конкретных и разных (!) значениях Po₂ в артериальной и в смешанной (венозной) создаются наиболее благоприятные условия для ассоциации Hb и O₂ в капиллярах лёгкого и для диссоциации Hb и O₂ в тканевых капиллярах. В то же время в плазме крови физически растворена только небольшая часть О₂ (максимально 6%); физическую растворимость О₂ описывает закон Генри (уравнение 24–6): с увеличением Po₂ содержание О₂ линейно возрастает.

Физическая растворимость газов может быть описана законом Генри (уравнение 24–6).

Уравнение 24–6

С_х = a_хР_х

где:
C_x — концентрация газа;
a_х — коэффициент растворимости газа
P_x — парциальное давление газа.

Кооперативность связывания О₂ и Hb показана на рис. 24–11.

Рис. 24–11. Кривые диссоциации кислорода для миоглобина и гемоглобина в зависимости от парциального давления кислорода [9].

Из графика видно, что кривые диссоциации О₂ для миоглобина и гемоглобина различны.

Ú Кривая диссоциации О₂ для миоглобина имеет вид простой гиперболы — очевидное указание на то, что на обратимое связывание мономерного (не складывающегося — в отличие от Hb — из субъединиц) миоглобина мышечной ткани и О₂ влияет только Po₂. Миоглобин имеет очень высокое сродство к О_2.. Даже при Po₂, равном 1–2 мм рт.ст., миоглобин остаётся связанным с О₂ на 50%. Миоглобин связывает О_2., который в капиллярах скелетных мышц высвобождает Hb, но и сам миоглобин может освобождать О₂ в ответ на возрастание потребностей в нём мышечной ткани и при интенсивном использовании О₂ в результате физической нагрузки.

Ú Кривая диссоциации О₂ для гемоглобина имеет сигмоидную форму (S-образную). Это указывает на то, что субъединицы Hb работают кооперативно: чем больше О₂ связывают (отдают) субъединицы, тем легче идёт ассоциация (диссоциация) последующих молекул О₂. Из графика на рис. 24–11 также видно, что Hb (в отличие от миоглобина) имеет значительно более низкое сродство к О₂; полунасыщение гемоглобина О₂ наступает при более высоком давлении О₂ (около 26 мм рт.ст.). В капиллярах покоящихся мышц, где давление О₂ составляет около 40 мм рт.ст., большая часть кислорода возвращается в составе оксигемоглобина обратно в лёгкие. При физической работе Po₂ в мышечных капиллярах падает до 10–20 мм рт.ст. Именно в этой области (от 10 до 40 мм рт.ст.) располагается «крутая часть» S-образной кривой, где в наибольшей степени проявляется свойство кооперативной работы субъединиц.

· Физически растворённый в крови газ. Согласно закону Генри, количество растворённого в крови O₂ (любого газа) пропорционально Po₂ (парциальному давлению любого газа) и коэффициенту растворимости конкретного газа. Физическая растворимость O₂ в крови примерно в 20 раз меньше, чем растворимость СО₂, но для обоих газов незначительна. В то же время физически растворённый в крови газ — необходимый этап транспорта любого газа (например, при перемещении O₂ в эритроцит из полости альвеол).

· Кислородная ёмкость крови — максимальное возможное количество связанного с Hb О₂ — теоретически составляет 0,062 ммоль О₂ (1,39 мл О₂) на 1 г Hb (реальное значение несколько меньше — 1,34 мл О₂ на 1 г Hb). Измеренные же значения составляют для мужчин 9,4 ммоль/л (210 мл О₂/л), для женщин — 8,7 ммоль/л (195 мл О₂/л).

· Насыщение (сатурация, S) Hb О₂ (So₂) зависит от парциального давления кислорода (Po₂) и фактически отражает содержание оксигенированного Hb (HbО₂, см. кривую А на рис. 24–10, рис. 24–11). So₂ может принимать значения от 0 (HbО₂ нет) до 1 (нет HbH). При половинном насыщении (S_0,5) Po₂ равно 3,6 кПа (27 мм рт.ст.), при S_0,75 — 5,4 кПа, при S_0,98 13,3 кПа. Другими словами (см. кривую А на рис. 24–10) зависимость между So₂ и Po₂ не является линейной (характерная S-образная кривая), что благоприятствует как связыванию О₂ в лёгких (артериальная кровь) и транспорту О₂, так и освобождению О₂ в кровеносных капиллярах органов и тканей, так как насыщение артериальной крови кислородом (S_Ao₂) составляет примерно 97,5%, а венозной крови (S_Vo₂) — 75%.

à Характер насыщения (см. кривая А на рис. 24–10, рис. 24–11, рис. 24–12) таков, что кривая существенно уплощается при Po₂ около 70 мм рт.ст. Так, при Po₂ ниже 60 рт.ст. кислород хорошо связывается с Hb, но уже при Po₂ 60 мм рт.ст. насыщение составляет 90%, и дальнейшее увеличение Po₂ относительно слабо сказывается на насыщении (увеличение Po₂ от 60 до 100 мм рт.ст. увеличивает насыщение всего на 7%). Другими словами, в этом диапазоне Po₂ насыщение O₂ благоприятно для обеспечения его транспорта. Совершенно иная картина складывается при значениях Po₂ ниже 60 мм рт.ст., т.е. при небольших изменениях Po₂ из Hb освобождается существенные количества O₂, что облегчает его диффузию из крови в ткани.

à Насыщение O₂ описывает уравнение 24–7:

Уравнение 24–7

So₂ = [HbО₂]/([HbH] + [HbО₂])

где:
HbО₂ — оксигенированный Hb,
HbH — дезоксигенированный Hb.

Аффинитет Hb к О₂, т.е. насыщение Hb О₂ при конкретном Po₂ изменяет ряд факторов (температура, pH и Pco₂, 2,3-бифосфоглицерат; рис. 24–12).

Рис. 24–12. Диссоциация оксигемоглобина в крови в зависимости от Po₂ [4]. В зависимости от изменений (указаны стрелками) температуры, pH, Pco₂ крови и концентрации 2,3-бифосфоглицерата в эритроцитах кривая насыщения гемоглобина O₂ сдвигается вправо (что означает меньшее насыщение кислородом) или влево (что означает большее насыщение кислородом). На кривой кружочком отмечена позиция, соответствующая половинному насыщению (S_0,5).

· pH, Pco₂ и эффект Бора. Особенно существенно влияние pH: уменьшение водородного показателя (сдвиг в кислую сторону — в зону ацидоза) сдвигает кривую диссоциации Hb вправо (что способствует диссоциации О₂), тогда как увеличение pH (сдвиг в щелочную сторону — в зону алкалоза) сдвигает кривую диссоциации Hb влево (что увеличивает аффинитет О₂). Эффекты же Pco₂ на кривую диссоциации оксигемоглобина реализуются преимущественно через изменение значений водородного показателя: при поступлении CO₂ в кровь происходит уменьшение pH, что способствует диссоциации О₂ и его диффузии из крови в ткани. Напротив, в лёгких CO₂ диффундирует из крови в альвеолы, что приводит к увеличению pH, т.е. способствует связыванию О₂ с Hb. Этот влияние CO₂ и H⁺ на аффинитет О₂ к Hb известно как эффект Кристиана Бора (отец великого физика Нильса Бора). Таким образом, эффект Бора обусловлен преимущественно изменением pH при увеличении содержания CO₂ и лишь частично — связыванием CO₂ с Hb (см. далее). Физиологическое следствие эффекта Бора — облегчение диффузии O₂ из крови в ткани и связывание O₂ артериальной кровью в лёгких.

· Температура. Значение влияния температуры на аффинитет Hb к О₂ у гомойотермных животных теоретически отсутствует, но может оказаться важным при ряде ситуаций. Так, при интенсивной мышечной нагрузке температура тела увеличивается, что приводит к сдвигу кривой диссоциации вправо (увеличивается поступление О₂ в ткани). При понижении температуры (особенно пальцев, губ, ушной раковины) кривая диссоциации сдвигается влево, т.е. увеличивается аффинитет О₂; следовательно, увеличения поступления О₂, в ткани не происходит.

· 2,3-Бифосфоглицерат (БФГ) — промежуточный продукт гликолиза — содержится в эритроцитах примерно в той же молярной концентрации, что и Hb. БФГ связывается с Hb (в основном за счёт взаимодействия с b‑субъединицей, т.е. с дефинитивными Hb, но не с фетальным Hb, в составе которого нет b‑субъединицы). Связывание БФГ с Hb сдвигает кривую диссоциации Hb вправо (см. рис. 24–12), что способствует диссоциации О₂ при умеренных значениях Po₂ (например, в тканевых капиллярах), но практически не влияет на кривую диссоциации при высоких значениях Po₂ (в капиллярах лёгкого). Существенно, что при усилении гликолиза (анаэробного окисления) концентрация БФГ в эритроцитах увеличивается, что является механизмом приспособления организма к гипоксии, наблюдающейся при заболеваниях лёгких, анемиях, подъёме на высоту. Так, в период адаптации к высокогорью (более 4 км над уровнем моря) концентрация БФГ уже через 2 дня возрастает почти в 2 раза (от 4,5 до 7,0 мМ). Понятно, что это снижает сродство Hb к О₂ и увеличивает количество О₂, освобождаемого из капилляров в ткани.

Транспорт CO₂. Как и О₂, СО₂ транспортируется кровью как в физически растворённом состоянии, так и в химически связанном (в составе бикарбонатов и в соединении с белками, т.е. в форме карбаматов и в том числе в связи с Hb — карбгемоглобин). Во всех 3-х состояниях (растворённое, бикарбонат, карбаматы) СО₂ присутствует и в эритроцитах (89%), и в плазме крови (11%) (табл. 24–5). При химическом связывании СО₂ образуется значительное количество протонов (H⁺).

Таблица 24–5. Содержание в крови СО₂ (мл/л)

	Артериальная	Смешанная (венозная)	Артерио-венозная разница
В растворе
В связи с белками
В форме бикарбоната
ВСЕГО

Примечание. Pсо₂ (мм рт.ст.) артериальной крови — 40, венозной — 46, артерио–венозная разница — 6.

Общее содержание CO₂ и артерио–венозная разница по CO₂. Когда артериальная кровь поступает в тканевые капилляры, она связывает дополнительно 40 мл/л CO₂ (артерио–венозная разница по CO₂, или дополнительный CO₂). Это дополнительное количество CO₂ транспортируется к лёгким в растворённом виде, как бикарбонат и в составе карбаматов. Однако, при измерении в крови содержания бикарбоната методом Ван Слайка учитывается не только бикарбонат, но также растворённый CO₂, CO₂ в составе карбаматов, угольной кислоты и карбонатов. Именно по этой причине во многих источниках существенно завышена роль бикарбоната как главного транспортёра CO₂ и занижена роль растворённого CO₂ и карбаматов (здесь и далее все значения даны в откорректированном виде, учитывающем недостатки метода Ван Слайка).

Примерно 2/3 СО₂ (68%, в том числе 63% в эритроцитах) транспортируется кровью в виде бикарбоната (НСО₃^–). Пятую часть СО₂ (22%, в том числе в виде карбгемоглобина — 21%) переносят карбаматы (СО₂ обратимо присоединён к неионизированным концевым a-аминогруппам белков, образуя группировку R-NH-CОО^–). 10% СО₂ находится в растворённом состоянии (поровну в плазме и в эритроцитах). Крайне существенно то обстоятельство, что в реакциях химического связывания СО₂ образуются ионы Н⁺:

СО₂ + Н₂О « Н₂СО₃ « Н⁺ + НСО₃^–
R-NH₂ + СО₂ « R-NH-CОО^– + Н⁺

Из обоих равновесных реакций следует, что химическое связывание СО₂ идёт с образованием ионов Н⁺. Таким образом, для химического связывания СО₂ необходимо нейтрализовать Н⁺. Эту задачу решает гемоглобиновая буферная система.

Роль гемоглобиновой буферной системы (связывание ионов Н⁺) существенна для транспорта CO₂ кровью (рис. 24–13, рис. 24–14).

Рис. 24–13. ПЕРЕНОС О₂ И СО₂ С КРОВЬЮ [9]. А. Влияние СО₂ и Н⁺ на высвобождение О₂ из комплекса с гемоглобином в тканях (эффект Бора). Б. Оксигенирование дезоксигемоглобина в лёгких, образование и выделение СО₂.

Рис. 24–14. Механизмы транспорта СО₂ с кровью [4]

· В капиллярах большого круга кровообращения HbO₂ отдаёт кислород, а в кровь поступает CO₂. В эритроцитах под влиянием карбоангидразы CO₂ взаимодействует с H₂O, образуется угольная кислота (H₂CO₃), диссоциирующая на HCO₃^– и H⁺. Ион H⁺ связывается с Hb (образуется восстановленный Hb — HHb), а HCO₃^– из эритроцитов выходит в плазму крови; взамен в эритроциты поступает эквивалентное количество Cl^–. Одновременно часть CO₂ связывается с Hb (образуется карбгемоглобин).

· В капиллярах лёгких (т.е. в условиях низкого pСО₂ и высокого pО₂) Hb присоединяет O₂ и образуется оксигемоглобин (HbO₂). В то же время в результате разрыва карбаминовых связей высвобождается CO₂. При этом HCO₃^– из плазмы крови поступает в эритроциты (в обмен на ионы Cl^–) и взаимодействует с H⁺, отщепившимся от Hb в момент его оксигенации. Образующаяся угольная кислота (H₂CO₃) под влиянием карбоангидразы расщепляется на CO₂ и H₂O. CO₂ диффундирует в альвеолы и выводится из организма.

Кривая диссоциации CO₂ описывает связь между содержанием в крови CO₂ и pСО₂. В отличие от кривой диссоциации Hb и О₂ (см. рис. 24–10 и рис. 24–12), кривая диссоциации CO₂ при физиологических значениях pСО₂ (кровь артериальная — 40 мм рт.ст., венозная — 46 мм рт.ст.) имеет линейный характер. Более того, при любом значении pСО₂ содержание CO₂ в крови обратно пропорционально pО₂ (насыщению Hb О₂). Эта обратная зависимость между содержанием CO₂ и парциальным давлением кислорода (pО₂) известна как эффект Холдейна. Как и эффект Бора, эффект Холдейна имеет важное физиологическое значение. Так, в капиллярах большого круга кровообращения по мере диффузии O₂ из капилляров возрастает способность крови поглощать CO₂, в результате CO₂ поступает в кровь. Напротив, в капиллярах лёгкого при оксигенация крови её способность поглощать CO₂ уменьшается, в результате CO₂ «сбрасывается» в альвеолы.

Метаболизм гемоглобина, железо организма и анемии

МЕТАБОЛИЗМ ГЕМОГЛОБИНА

Удаление эритроцитов из кровотока происходит трояко: 1. путём фагоцитоза, 2. в результате гемолиза и 3. при тромбообразовании.

Ú Фагоцитоз. Закончившие жизненный цикл и повреждённые эритроциты фагоцитируются макрофагами селезёнки, печени и костного мозга. Поскольку в эритроцитах нет синтезирующего белок аппарата и синтез белка de novo невозможен, со временем в них происходит деградация белков, снижается обмен веществ, нарушается их форма, а на поверхности клетки появляются новые Аг (например, «Аг старения» — деградировавший белок полосы 3). Такие стареющие, а также повреждённые клетки распознаются макрофагами и фагоцитируются. Нормально за 1 сутки из кровотока удаляется 0,5–1,5% общей массы эритроцитов (40 000–50 000 клеток/мкл, или около 4,2´10¹⁰/л).

Ú Гемолиз — разрушение эритроцитов вследствие как внутренних дефектов клетки (например, при наследственном сфероцитозе), так и под влиянием разных факторов микроокружения [при пирексии — значительном повышении температуры тела, под влиянием меди, мышьяка, бактериальных эндотоксинов; в результате механического повреждения клетки (например, при прохождении через мелкие сосуды), в результате взаимодействия Аг эритроцита с присутствующими в плазме АТ, а также под влиянием компонентов комплемента]. При этом содержимое клетки выходит в плазму, а клеточные обломки фагоцитируются макрофагами. Массовый гемолиз эритроцитов может привести к снижению общего количества циркулирующих эритроцитов (гемолитическая анемия).

Ú Тромбообразование рассмотрено далее (см. «Тромбоциты»).

Распад гемоглобина. При любом варианте разрушения эритроцитов Hb распадается на гем и глобины (рис. 24–15). Глобины, как и другие белки, расщепляются до аминокислот, а при разрушении гема освобождаются ионы железа, оксид углерода (СО) и протопорфирин (вердоглобин, из которого образуется биливердин, восстанавливающийся в билирубин). Билирубин в комплексе с альбумином транспортируется в печень, откуда в составе жёлчи поступает в кишечник, где происходит его превращение в уробилиногены. Превращение гема в билирубин можно наблюдать в гематоме: обусловленный гемом пурпурный цвет медленно переходит через зелёные цвета вердоглобина в жёлтый цвет билирубина.

Рис. 24-15. Обмен гемоглобина и билирубина [16]

Метаболизм билирубина. На рис. 24–15 и 24–16 рассмотрены этапы метаболизма билирубина. В организме билирубин образуется не только из гема Hb, но и при распаде гема, входящего в состав миоглобина и цитохромов. Билирубин — жёлчный пигмент красного цвета, находящийся в жёлчи в виде натриевой (растворимой в жёлчи) или кальциевой (нерастворимой в жёлчи) соли — продукт восстановления биливердина, образуется преимущественно в результате нормального и патологического разрушения эритроцитов. В клинической практике различают прямой (конъюгированный, связанный) и непрямой (неконъюгированный, свободный) билирубин.

· Непрямой билирубин — фракция сывороточного билирубина, не соединившаяся в клетках печени с глюкуроновой кислотой (назван так потому, что реагирует с диазореактивом Эрлиха только после добавления этилового спирта).

· Прямой билирубин — фракция сывороточного билирубина, соединившаяся в гепатоцитах с глюкуроновой кислотой с образованием диглюкуронида билирубина (назван так потому, что напрямую реагирует с диазореактивом Эрлиха).

Рис. 24-16. Этапы метаболизма билирубина [17]

В гепатоцитах происходит конъюгация билирубина с глюкуроновой кислотой и секреция его в жёлчь с помощью механизма активного транспорта. Под влиянием микрофлоры кишечника образуются бесцветные уробилиногены, небольшая часть их всасывается в кишечнике и вновь попадает в печень, а основная часть под действием кишечной микрофлоры окисляется в окрашенные уробилины и удаляется с фекалиями. При патологических состояниях (например, при увеличении количества жёлчных пигментов или заболеваниях печени) уробилиноген может выделяться с мочой.

Гипербилирубинемия и желтуха. При увеличении содержания в крови билирубина (гипербилирубинемия) он диффундирует в ткани, окрашивая их в жёлтый цвет. Такое состояние называется желтухой. В зависимости от того, какой тип билирубина присутствует в плазме, гипербилирубинемию можно разделить на неконъюгированную или конъюгированную. Первый вариант наблюдается при усиленном гемолизе (надпечёночная желтуха) или заболеваниях печени (печёночная желтуха): как приобретённых (действие токсических веществ, отравления грибами, гепатиты, цирроз), так и при наследственных ферментопатиях (например, при синдромах Криглера–Найара и Жильбера).

Конъюгированная гипербилирубинемия может быть обусловлена обтурацией печёночных или общего жёлчного протоков (подпечёночная желтуха), например камнем или опухолью, а также при некоторых наследственных заболеваниях (например, синдром Дабина–Джонсона), проявляющихся нарушением секреции в жёлчь билирубина и ряда других конъюгированных соединений (например эстрогенов). Конъюгированный билирубин растворим в воде, поэтому он обнаруживается в моче больных конъюгированной гипербилирубинемией. Присутствие в моче билирубина и отсутствие уробилиногена свидетельствует о наличии обтурационной желтухи. При надпечёночной желтухе в моче в больших количествах выявляется уробилиноген, но билирубин, как правило, отсутствует.

Гематины. При некоторых условиях гидролиз Hb приводит к образованию гематинов (гемомеланин, или малярийный пигмент и солянокислый гематин).

· Гемомеланин, или малярийный пигмент появляется в результа<