И.о. прохоренко, о.с. сергеев
И.О. ПРОХОРЕНКО, О.С. СЕРГЕЕВ
ЧАСТНАЯ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКИХ ИНСТИТУТОВ
Рекомендовано Учебно-методическим объединением по медицинскому и
фармацевтическому образованию ВУЗов Российской Федерации в качестве
учебного пособия для студентов медицинских ВУЗов.
Проректор ММА им. И.М. Сеченова, зам. председателя УМО по медицинскому и фармацевтическому образованию ВУЗов Российской Федерации
профессор И.Н. Денисов
САМАРА 2008
Схема 1
УДК 612.02Л.И. Уксусова. Патофизиология системы крови. Учебное пособие для студентов медицинских институтов. Самара, 2008, 119 с., Библ. 12, Схем и Таблиц 12.
В «Учебном пособии» подробно представлены теоретический блок информации, где изложен систематический курс лекций по патофизиологии системы «Кровь» и основанные на нем ситуационные задачи, тестовые задания с эталонными ответами на них, наборы типовых гемограмм и ситуационных задач. Материалы предназначены для студентов медицинских институтов и университетов медико-биологического профиля, могут быть использованы ординаторами, аспирантами, субординаторами и врачами-гематологами, в том числе для самоконтроля.
Рецензенты: доктор медицинских наук профессор В.А. Кондурцев, доктор медицинских наук профессор Р.А. Дробышева.
@ Самарский государственный медицинский институт.
СОДЕРЖАНИЕ
Физиология эритроцитов…………………………………………………………………
Патофизиология эритрона………………………………………………………………...
Группы нарушений и реактивных изменений в системе эритроцитов………………...
Анемии……………………………………………………………………………………..
Постгеморрагические анемии…………………………………………………….
Гемолитические анемии…………………………………………………………..
Дизэритропоэтические анемии…………………………………………………...
Дизэритропоэтические анемии, развивающиеся в результате………….
преимущественного нарушения пролиферации стволовых клеток.
Дизэритропоэтические анемии, развивающиеся вследствие
Преимущественного повреждения клеток-предшественниц
миелопоэза и/или эритропоэтинчувствительных клеток……………….
Дизэритропоэтические анемии вследствие
нарушения синтеза нуклеиновых кислот………………………………...
Тестовые задания и эталоны ответов на тестовые задания……………………………..
по теме «Патофизиология эритроцитов»………………………………………………...
Патофизиология лейкоцитов………………………………...............................................
Тестовые задания и эталоны ответов на тестовые……………………………………....
задания по теме «Патофизиология лейкоцитов»………………………………………..
Гемобластозы …..……………..………………………………………..………………….
Тестовые задания и эталоны ответов на тестовые ……………………………………...
задания по теме «Гемобластозы»………………………………………………………...
Патофизиология тромбоцитов и свертывания крови…………………………………...
Нарушение тромбоцитарного звена гемостаза………………………………….
Нарушения коагуляционного гемостаза.……………….………………………..
Тестовые задания и эталоны ответов на тестовые задания……………………………..
по теме «Патофизиология тромбоцитов и свертывания крови»……………………….
Набор ситуационных задач по теме «Патология крови»……………………………….
Набор типовых гемограмм при заболеваниях крови и
других систем организма…………………………………………………………………
Примеры решения задач по разделу «Патофизиология системы крови»……………..
Глоссарий………………………………………………………………………………….
Принятые в тексте сокращения…………………………………………………………..
Литература……………………………………………………..…………………………..
ФИЗИОЛОГИЯ ЭРИТРОНА
Кровь является внутренней средой организма и выполняет множество функций. Она состоит из форменных элементов (42-45 л/л) и плазмы (55-58 л/л); это соотношение называется гематокритом. Из множества функций крови выделим такие, как гомеостатическую, защитную (защитные белки плазмы, плазменные и клеточные факторы свертывающей системы, лейкоциты, включая иммуноциты) и транспортную (снабжение тканей пластическими и энергетическими субстратами, биологически активными веществами, гормонами, кислородом, выведение метаболитов и токсинов). В настоящей главе рассматривается дыхательная функция, которая обеспечивается системой красной крови – эритроном. Он включает в себя три субсистемы:
1) систему эритропоэза – костный мозг;
2) систему разрушения, или эритродиереза (селезенка, костный мозг, печень, фагоцитирующие мононуклеары; фагоцитоз и разрушение эритроцитов осуществляется в течение 10 мин);
3) систему циркуляции эритроцитов – кровеносное русло.
В общем объеме крови (3,5-5 л, 6-8 % от массы тела) одномоментно находится около 25 триллионов красных кровяных телец (за норму принята величина 4,5-5´1012/л для мужчин и 4-4,5´1012/л для женщин). Изменения общего объема крови выражается такими понятиями как гиперволемия и гиповолемия. Если количество циркулирующих форменных элементов изменяется в ту или другую сторону от «простой» нормоволемии, к ним добавляют термины «полицитемическая» и «олигоцитемическая», хотя в патологии вышеуказанные формы нормоволемий могут встречаться также.
Ежедневно воспроизводится до 360 млрд. эритроцитов, что составляет примерно 7 кг биомассы в год. Нормальный эритроцит называется нормоцитом. Современные автоматические счетчики крови позволяют определять следующие параметры эритроцитов: диаметр 7,2-7,5 мкм, толщина 2,2 мкм, MCV– средний объем в фемтолитрах (75-100 фл), MCH– средний уровень гемоглобина в эритроците в пикограммах (26-33 пг), MCHC– средняя концентрация гемоглобина в каждом эритроците (32-36 г/%), RDW – показатель распределения эритроцитов по объему, или показатель степени анизоцитоза (ПСА, 13,5±1,5%). Продолжительность жизни нормоцита /составляет 100-140 дней. Эритроцит на 90 % заполнен гемоглобином, который обеспечивает транспорт кислорода и углекислого газа. Соединение гемоглобина с кислородом называется оксигемоглобином, с углекислым газом – карбогемоглобином; деоксигенированный гемоглобин называется восстановленным. Нормальное содержание гемоглобина в единице объема крови колеблется у мужчин в пределах 140-165, у женщин – 120-140 г/л (8-10 и 7,4-8,7 ммоль/л, соответственно). Отношение количества гемоглобина к числу эритроцитов в единице объема крови получило наименование цветового показателя, который отражает степень насыщения эритроцита гемоглобином. В норме его величина колеблется в пределах 0,85-1,1. На практике цифровое значение цветового показателя определяется отношением утроенной величины гемоглобина (в г/л) к количеству эритроцитов (в млн./мкл).
Кроветворение (гемопоэз и, в частности эритропоэз) начинается во внутриутробном периоде с 20 дня жизни плода и условно представляется в виде трех этапов.
I. Первый этап связывают с образованием эритроцитов внутрисосудисто в желточном мешке – так называемый мезодермальный этап кроветворения. Он заканчивается к 4 месяцу внутриутробной жизни. Примитивные клетки красной крови получили наименование эритробластов, или мегалобластов (мегалос – огромный), которые превращаются в мегалоциты и содержат фетальный гемоглобин (Hb-F).
II. Второй этап получил наименование печеночного кроветворения. Он начинается с пятой недели и продолжается до пятого месяца жизни плода. Кроме печени, в эритропоэзе принимает участие селезенка. Этот тип кроветворения относится к нормобластическому, т.е. нормальному типу эритропоэза. Эритроциты, как и в первом случае, также синтезируют фетальный гемоглобин.
III. Третий этап миелоидный, т.е. костномозговой, получил наименование нормобластического типа кроветворения. Он вытесняет гепатолиенальный тип эритропоэза, начиная с пятого месяца внутриутробного развития. И вновь эритроциты содержат Hb-F, но к моменту рождения на долю зрелого («взрослого») гемоглобина (Hb-А) приходится 50% всего содержащегося в нормоците гемоглобина.
Масса костного мозга взрослого человека находится в ограниченных пределах, достигая в среднем 2,5-3,2 кг (4,6 % от массы тела). Соотношение миелоидного и эритроидного ростков костного мозга в норме равно 3:1. Таким образом, только треть его массы приходится на эритроидный росток. Суммарный объем клеток костного мозга достигает 1320-4192 мл, а их количество – 5,6´1011, из них стволовых кроветворных полипотентных клеток – 0,01 % (см. ниже).
Родоначальной клеткой кроветворения (Схемы 1 и 2) является стволовая полипотентная кроветворная клетка, которая формируется из стволовой эмбриональной клетки. Прежде чем превратиться в стволовую полипотентную кроветворную клетку, эмбриональная стволовая клетка подвергается многочисленным (до 10) митозам, и только после этого она вступает в цикл кроветворения. Эта клетка путем асимметричного митоза дает потомство полипотентных клеток-предшественниц (I класс клеток), получивших наименование колониеобразующих единиц (КОЕ) бластов – КОЕ-гранулоцитарно-эритроцитарно-макрофагально-мегакариоцитарной клетки (КОЕ-ГЭММ). КОЕ-ГЭММ путем нескольких асимметричных митозов через КОЕ-ЭГ (II класс клеток) превращается в клетку предшественницу отдельных классов гемопоэза (эритроцитарного, миелоидного, моноцитарного, мегакариоцитарного ростков) – унипотентные клетки-предшественницы, которые морфологически не распознаются (III класс клеток). Потомки клеток III класса через 10-15 митозов превращаются в элементы гемопоэтического ряда – бластные клетки.
Класс унипотентных клеток эритроидного ряда представлен двумя типами единиц: бурстообразующая единица эритроцитов (зрелая и незрелая формы – БОЕ-Э) и колониеобразующая единица эритроцитов (КОЕ-Э). Оба типа клеток обладают высокой чувствительностью к эритропоэтинам, под действием которых в них образуется зрелая форма гемоглобина (Hb-A 98 %) и 1-2 % фетального гемоглобина (Hb-F). Поэтому их еще называют эритропоэтин-чувствительными клетками. Они дают начало бластным клеткам, которые являются родоначальными клетками эритроидного ряда – эритробластам (IV класс клеток) и остальным (созревающим) клеткам красного ростка костного мозга: пронормобластам (базофильному, полихроматофильному и оксифильному), оксифильному нормоциту (V класс клеток). Потерявший способность к делению оксифильный нормоцит в дальнейшем дифференцируется в ретикулоцит [в норме в периферической крови содержание ретикулоцитов составляет 1-1,5 % – так называемый ретикулярный индекс (РИ)] и зрелый эритроцит (VI класс клеток). Таким образом, нормобластический тип кроветворения обеспечивает генерацию из одного проэритробласта (КОЕ-Э) 16 или 32 зрелых эритроцитов, что характеризует эффективный эритропоэз. В этой связи отметим, что в норме около 10 % клеток эритроидного ряда костного мозга по ходу эритропоэза не дозревает, т.е. гемолизируется – так называемый неэффективный эритропоэз.
Эритропоэз осуществляется в эритробластических островках, которых в определенный момент времени может быть очень много. Так, в условиях нормоксии, когда гематокрит колеблется в пределах 40-45 л/л, на один микрограмм ткани эритроидного ростка костного мозга приходится 100-140 эритробластических островков. Если гематокрит падает до 10-20 л/л, интенсивность эритропоэза возрастает многократно, и количество таких островков может возрастать на порядок. Эритробластические островки включают в свой состав не только клетки эритроидного ряда, но и макрофаги. Процесс превращения эритробласта в ретикулоцит длится около трех суток; еще примерно около суток требуется для дифференцировки ретикулоцита в зрелый эритроцит. Таким образом, в гемопоэтической ткани находят до 20 % эритроидных предшественников (около 60 % составляют гранулоциты и их предшественники, 10 % – лимфоциты и моноциты и их предшественники и 10 % – недифференцированные и разрушающиеся клетки).
Другой – патологический тип кроветворения, который в физиологических условиях не встречается, получил наименование мегалобластического. Мегалобластический тип кроветворения дает выход только двум эритроцитам крупного размера, которые получили наименование макроциты и мегалоциты (диаметр клетки больше 8-12 и 12-15 мкм, соответственно). Как и нормальные эритроциты, они проходят в своем развитии те же стадии (мегалобласты, промегалоциты и т.д.).
Процесс образования, созревания и дифференцировки эритроцитов – эритропоэз, подвержен нейрогуморальной регуляции. Для образования гемоглобина необходимы железо (суточная потребность 20-25 мг, содержание железа в организме достигает 4-5 г), витамины В12 (2-5 мкг) и фолиевая кислота (100-200 мкг, для синтеза нуклеиновых кислот), витамин С (50-100 мг, для всасывания железа), витамин В6 (2-3 мг, для синтеза гема), витамин В2 (2-4 мг, для образования стромы эритроцита), витамин Е (для антиоксидантной защиты фосфолипидов мембран), пантотеновая и никотиновая кислоты (10 мг, для синтеза фосфолипидов мембран), а также микроэлементы – медь, никель, кобальт, цинк, селен. Нормальный (эффективный) эритропоэз требует для своего осуществления полноценный белок, содержащий незаменимые кислоты, особенно лизин, гистидин, лейцин и триптофан.
Схема 1-1
Схема эритропоэза
Стволовая полипотентная кроветворная клетка
Общая клетка-предшественница миелопоэза –
колониеобразующая единица гранулоцитарно-
эритроцитарно-моноцитарно-мегакариоцитарного
ростков (КОЕ-ГЭММ)
Колониеобразующая единица
гранулоцитарно-эритроцитарного рядов (КОЭ-ГЭ)
Колониеобразующая единица эритроцитарного ряда
(незрелая БОЭ-Э и зрелая БОЕ-Э)
Эритробласт
Пронормоцит
Базофильный нормоцит
Полихроматофильный нормоцит
Оксифильный нормоцит
Ретикулоцит
Эритроцит
Симпатическая нервная система стимулирует, парасимпатическая – тормозит эритропоэз. Органы кроветворения содержат большое количество рецепторов, раздражение которых вызывает соответствующие физиологические реакции.
Регулирующее влияние на кроветворение оказывает гипоталамус, реализующий свое действие через аденогипофиз (адренокортикотропный, гонадотропный, соматотропный, тиреотропный гормоны – АКТГ, ГТГ, СТГ, ТТГ) и эндокринную систему в целом и соответствующие железы-мишени. Подавляющее большинство тропных гормонов гипофиза, а также гормоны надпочечников, щитовидной железы и мужских половых желез (андрогены) усиливают, а женских половых желез (эстрогены) угнетают эритропоэз.
Основное влияние на частично дифференцируемые клетки эритроидного ряда оказывают цитокины – эритропоэтин, интерлейкины и колониестимулирующие факторы (Схема 1). В норме эритропоэтин образуется в почках, в патологии – еще и в печени, макрофагах костного мозга и селезенки. В почках эритропоэтин синтезируется в специализированных структурах внутрикоркового слоя, возможно, в перитубулярных эндотелиальных клетках. Это гликопротеин с молекулярной массой 34-36 kD, который у человека состоит из 177-192 аминокислотных остатков. К эритропоэтину особенно чувствительны колониеобразующие единицы эритробластов (КОЕ-Э). Под влиянием этого цитокина за одну неделю число клеток КОЕ-Э может увеличиваться с 8 до 49, а БОЭ-Э даже до 250 клеток, правда, в присутствии остальных стимуляторов эритропоэза. Кроме того, ускоряется деление, созревание и выход ретикулоцитов и эритроцитов в кровеносное русло. Стимуляторами образования эритропоэтина являются гипоксия, андрогены, моноксид углерода, продукты гемолиза. Так, в нормальных физиологических условиях его содержание в крови колеблется в пределах 0,01-0,08 МЕ/мл, а при гипоксии и в условиях сниженного показателя гематокрита концентрация эритропоэтина возрастает в сотни раз.
Угнетение эритропоэза наблюдается главным образом в условиях гипероксии, когда синтез эритропоэтина тормозится пропорционально степени оксигенации эритропоэтин-вырабатывающих тканей. Кроме того, микроокружение костного мозга может синтезировать под действием стимуляторов лейкопоэза неспецифические ингибиторы эритропоэза (интерферон, трансформирующий фактор роста-b – b-ТФР, фактор некроза опухоли – ФНО-a, ретиноевую кислоту, ИЛ-5 и другие цитокины).
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ЭРИТРОНА
Патологические формы эритроцитов. У здорового человека в периферической крови находятся только эритроциты и ретикулоциты. При патологии возможно обнаружение нескольких вариантов клеток эритроидного ряда:
I. Появление или увеличение клеток физиологической регенерации;
II. Появление клеток патологической регенерации;
III. Появление дегенеративных форм эритроцитов.
I. Появление, увеличение или уменьшение клеток физиологической регенерации.
Ретикулоциты (в норме 10-15 промилле). Краситель бриллианткрезилблау выявляет в ретикулоцитах нежную сеть – субстанцию ретикулофиламентозу. Если в периферической крови обнаруживается более 1,5-2 % или менее 0,5 % ретикулоцитов, то это можно рассматривать как патологию.
В периферической крови могут появляться базофильный, полихроматофильный и оксифильный нормобласты и оксифильный нормоцит, а также пронормобласт и даже эритробласт.
II. Появление клеток патологической регенерации. К ним относят эритроциты мегалобластического ряда:
мегалобласты:
промегалоциты (базофильный, полихроматофильный и оксифильный);
эритроциты с кольцами Кебота и тельцами Жолли.
III. Дегенеративные эритроциты.
К ним относят следующие клетки эритроидного ряда:
пойкилоциты (измененные по форме эритроциты – пойкилоцитоз);
анизоциты (эритроциты разных размеров – анизоцитоз);
эритроциты разной степени окраски – анизохромия (гипохромия, гиперхромия).
АНЕМИИ
Анемия (an – отрицание, haima – кровь, синоним – «малокровие») – состояние, характеризующееся снижением содержания гемоглобина и общего количества эритроцитов в единице объема (ниже 4´1012/л), сопровождающееся качественными их изменениями. От анемий следует отличать гидремию – увеличение жидкой части крови (гемодилюция) при нормальном общем содержании гемоглобина и красных кровяных телец. В этом случае говорят о «ложной» анемии (инфузия большого количества жидкости, плазмы или сыворотки крови). В России общая заболеваемость анемиями приближается к 677 на 100000 населения.
В патогенезе анемий общим является развитие гипоксии (чаще всего кровяного типа). Анемии часто выступают в качестве симптома какого-то иного заболевания, патологического процесса или состояния, в связи с чем строгая нозологическая или патогенетическая классификация «малокровия» отсутствует. Вместе с тем имеются общие признаки, позволяющие дифференцировать анемии по ряду качественных и количественных показателей (Таблица 1-1).
Постгеморрагические анемии
Причинамипостгеморрагических анемий являются кровотечения или потеря крови во внешнюю среду или в полости органов (повреждение сосудов, лечебное кровопускание, донорство и т.п.) в объеме от 5 мл/кг массы тела и выше. Они встречаются примерно в 5 % случаев.
Патогенез. Основным патогенетическим звеном постгеморрагической анемии является снижение общего объема крови (гиповолемия), особенно циркулирующей фракции, ведущее к гипоксии, сдвигам показателей кислотно-основного равновесия, дисбалансу ионов вне и внутри клеток. В зависимости от скорости и объема кровопотери выделяют острую и хроническую постгеморрагические анемии.
Острая постгеморрагическая анемия возникает вследствие массивной кровопотери из поврежденных крупных сосудов или коллекторов и из полостей сердца.
Проявления. В периферической крови наблюдается фазный характер изменений гематологических показателей, соответствующих клиническим стадиям постгеморрагической анемии – начальной, компенсаторной и терминальной, которые одновременно могут рассматриваться как адаптация организма к острой кровопотере. Уже в первые минуты и часы формируются нормоцитемическая (простая) гиповолемия (уменьшение объема и форменных элементов крови) и как одна из срочных реакций гемодинамической фазы адаптации – тахикардия, а затем перераспределение сосудистого тонуса, выход депонированной крови в циркулирующее русло, задержка жидкости почками. Показатели гематокрита, числа эритроцитов и уровня гемоглобина в единице объема крови удерживаются в пределах нормы, а число эритроцитов падает (гемодилюция). Спустя 24 часа все перечисленные параметры снижаются вследствие гидремической компенсации кровопотери и развития в результате ее олигоцитемической гиповолемии или нормоволемии вследствие ограничения выведения жидкости почками, перехода в сосуды межтканевой жидкости, лимфы и депо крови – гемодилюционная стадия.
Таблица 1-1
Виды анемий
№ п./п. Критерии | Виды анемий | Диапазон показателей |
1. Причины. | 1. Наследственные 2. Приобретенные | |
2. Патогенез | 1. Постгеморрагическая 2. Гемолитическая 3. Дизэритропоэтическая | |
3. Тип кроветворения | 1. Нормобластический (нормоцитарный) 2. Мегалобластический (мегалоцитарный) | |
4. Регенераторная способность эритроидного ростка костного мозга | 1. Регенераторная 2. Гиперрегенераторная 3. Гипорегенераторная 4. Арегенераторная 5. Апластическая | Число ретикулоцитов (ИР) 0,2 – 1% > 1% < 0,2% 0% 0% |
5. Цветовой показатель | 1. Нормохромные 2. Гиперхромные 3. Гипохромные | 0,85 – 1,05 > 1,05 < 0,85 |
6. Размер эритроцита | 1. Нормоцитарные 2. Макроцитарные 3. Мегалоцитарные 4. Микроцитарные | 7,2–8 мкм >8–12 мкм >12–18 мкм < 7,2 мкм |
7. По клиническому течению (острота) | 1. Острая 2. Хроническая | Развивается в течение нескольких суток. Наблюдается в течение многих недель-лет. |
Следующей стадией компенсации кровопотери является белковая,которая обеспечивается усиленной продукцией гепатоцитами и макрофагами потерянных вследствие геморрагии плазменных белков. Начиная с 4-5 суток, процесс переходит в следующую костномозговую стадию компенсации, которая характеризуется выходом из костного мозга большего, чем в норме, числа молодых эритроцитов – полихроматофильных, оксифильных клеток эритроидного ряда и ретикулоцитов (ИР два и более процентов – регенераторная и гиперрегенераторная анемия). Цветовой показатель ниже 0,85 (гипохромия эритроцитов) из-за отставания скорости синтеза гемоглобина от созревания молодых форм эритроцитов. Окончательное восстановление числа эритроцитов заканчивается через 2-3 месяца после геморрагии, а гемоглобина – через 6 месяцев.
Количество лейкоцитов и тромбоцитов уменьшено в связи с кровопотерей и гемодилюцией, однако вскоре сменяется лейкоцитозом перераспределительного генеза и постгеморрагическим тромбоцитозом.
Поскольку специфическим раздражителем, активирующим регенерацию эритроцитов, является любая форма гипоксии, последующая реакция стимулированного эритропоэза получила наименование «стресс эритропоэза». Во время эритропоэтического стресса костный мозг человека в силу неадекватно низкой кислородной емкости крови может увеличивать воспроизводство эритроцитов в 6-8 раз по сравнению с физиологическими значениями и поддерживать стимулированный эритропоэз на протяжении трех месяцев. Этот дефицит кислородной емкости крови может быть устранен только усиленным синтезом гемоглобина или возросшим сродством к кислороду эритроцитов.
В основе увеличения кислородной емкости крови лежат следующие процессы:
1) Интенсифицируется образование эритропоэтинов, стимуляция ими эритропоэза за счет активации пролиферации и дифференцировки КОЕ-ЭГММ, КОЕ-ЭГ, БОЕ-Э, КОЕ-Э, проэритробластов и эритробластов;
2) В костном мозге увеличивается количество коммитированных стволовых клеток – БОЕ-Э и КОЕ-Э; например, на третьи сутки после острой кровопотери содержание БОЕ-Э увеличивается на 50-70 %, а КОЕ-Э – в несколько раз;
3) Укорачивается время интермитотического периода (время от митоза до митоза) как в коммитированных клетках, так и в клетках, способных синтезировать гемоглобин (от проэритробласта до полихроматофильного нормоцита). Например, после острой кровопотери вдвое увеличивается скорость пролиферации эритробластов;
4) Интенсифицируется амплификация, то есть увеличивается количество образующихся эритроидных клеток из каждой коммитированной клетки-предшественницы. Известно, что из одного проэритробласта, дифференцировавшегося из КОЕ-Э, образуется 16 или 32 оксифильных нормоцитов (4-5 последовательных удвоений). Во время эритропоэтического стресса одна КОЕ-Э может воспроизвести 32, 64 или даже 128 нормоцитов (5-6-7 удвоений).
5) Появляется феномен перескока терминального деления, который заключается в преждевременном прекращении митотической активности клетки, когда эритробласт, не использовав свой митотический потенциал, приостанавливает синтез ДНК и дифференцируется до эритроцита. Например, на стадии полихроматофильного нормобласта клетка не вступает в митоз, продолжая синтез гемоглобина. Далее она освобождается от ядра и превращается в макроретикулоцит, который содержит благодаря ускоренному синтезу большее количество молекул гемоглобина, чем нормоцит. Появление макроретикулоцита в крови объясняет формирование анизоцитоза при эритропоэтическом стрессе. Образующиеся из макроретикулоцитов макроциты приобретают морфофункциональные и биохимические признаки, отличающие их от нормальных ретикулоцитов и нормоцитов. В течение нескольких суток у этих клеток сохраняется высокая активность гликолитических ферментов – гексокиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, фосфофруктозокиназы и других. Скорость потребления ими глюкозы остается повышенной. Важными свойствами таких клеток являются повышенные способность к деформируемости, сродство гемоглобина к кислороду и более длительный жизненный цикл.
6) Укорачивается время выхода ретикулоцитов из костного мозга в кровь, чем объясняется развитие ретикулоцитоза, увеличения содержания в крови незрелых форм ретикулоцитов, выравнивания соотношения до 1:1 «ретикулоциты костного мозга/ретикулоциты периферической крови» (в норме оно равно 2,0-2,5).
Наряду с выше указанными изменениями эритропоэза при эритропоэтическом стрессе, в каждом эритроците увеличивается содержание 2,3-дифосфоглицерата и ускоряется синтез гемоглобина с измененными функциональными свойствами, обеспечивающими сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо. Это способствует отдаче большего количества молекул кислорода тканям при перепаде парциального напряжения кислорода от 90-100 до 40 мм рт.ст. Одновременно меняются показатели транспорта железа кровью и его метаболизма в костном мозге. У больных острой постгеморрагической анемией по сравнению со здоровыми людьми содержание транспортного железа сыворотки (железа, связанного с трансферрином) понижено, а скорость его транспорта повышена. Значительно увеличивается содержание свободного и общего количества трансферрина и резко понижается коэффициент его насыщения.
Регенерация эритроцитов после острой кровопотери (свыше 20 % объема циркулирующей крови) сопровождается использованием в эритропоэзе более трети резерва железа. Поэтому в костном мозге возрастает величина и скорость утилизации железа эритрокариоцитами для синтеза гемоглобина. Резко усиливается всасывание железа в желудочно-кишечном тракте, что является следствием увеличения скорости транспорта железа трансферрином крови – одним из регуляторов всасывания железа из слизистой кишечного эпителия в кровь.
В заключении приведем показатели гемограммы пациента с постгеморрагической анемии в разные ее фазы:
А. Гидремическая фаза компенсации:
Ht 35 л/л, Hb 54 г/л, эритроциты 2,1×1012/л, РИ 0,5 %, лейкоциты 10,5×109/л, среди них: Б 0 %, Э 2 %, Мл 0 %, М/м 0 %, П/я 6 %, С/я 65 %, Л 21 %, М 6 %, тромбоциты 410×109/л.
Б. Костномозговая фаза компенсации:
Ht 35 л/л, Hb 50 г/л, эритроциты 2,9×1012/л, РИ 3,5 %, лейкоциты 11,5×109/л, среди них: Б 0 %, Э 4 %, Мл 0 %, М/м 0 %, П/я 8 %, С/я 46 %, Л 30 %, М 4 %, тромбоциты 410×109/л.
Хроническая постгеморрагическая анемия развивается вследствие хронических повторных кровотечений, например, носовых, геморроидальных, легочных (туберкулез), кишечных, метроррагиях, экстракции зуба и других.
В результате небольших однократных кровопотерь острая гипоксия не развивается, не синтезируется адекватное количество эритропоэтинов и не стимулируется в должной степени эритропоэз. Поэтому хроническая постгеморрагическая анемия носит гипорегенераторный характер (содержание ретикулоцитов в крови менее 0,2 %); по цветовому показателю она гипохромная (потеря железа с вышедшими из кровеносного русла вовне эритроцитами не восполняется, а длительные кровотечения истощают его запасы в организме). В периферической крови много гипохромных эритроцитов, анизоцитоз чаще в сторону микроцитоза. Закономерным исходом хронической постгеморрагической анемии является железодефицитная анемия.
Гемолитические анемии
Они развиваются вследствие преобладания интенсивности процессов разрушения эритроцитов (эритродиерез) над эритропоэзом. Гемолитические анемии встречаются примерно в 7 % случаев. По происхождению они делятся на врожденные и приобретенные, по клиническому течению – на острые (массированные) и хронические (стойкие). Формирование усиленного эритродиереза обусловлено:
1) Изменением метаболизма и структуры мембран, стромы эритроцитов и молекулы Hb;
2) Повреждающим действием химических, физических и биологических факторов гемолиза на мембрану эритроцитов;
3) Замедлением движения эритроцитов в межсинусовых пространствах селезенки, что способствует их разрушению макрофагами;
4) Усилением фагоцитарной активности макрофагов.
К врожденным (первичным) относят гемолитические анемии, которые обусловлены определенными генетическими дефектами структуры мембран (мембранопатии), ферментов (энзимопатии) или молекулы гемоглобина (гемоглобинопатии).
Среди мембранопатий выделяют два вида гемолитических анемий:
1) белково-зависимые (микросфероцитоз, эллиптоцитоз-овалоцитоз, стоматоцитоз, пиропойкилоцитоз, болезнь «Rh-нуль»);
2)липидозависимые(акантоцитоз).
К энзимопатиям относят гемолитические анемии, обусловленные генетическими дефектами в системе ферментов, регулирующих энергетический обмен эритроцитов: гликолиз, пентозофосфатный шунт, системы глютатиона и метаболизма адениннуклеотидов.
Наконец, среди гемоглобинопатий практическое значение имеют талассемии и гемолитические анемии с нарушением первичной структуры цепей гемоглобина (серповидно-клеточная и другие формы гемолитических анемий).
Мембранопатии. Причина – генетический дефект, передающийся по аутосомно-доминантному или аутосомно-рецессивному механизму от родителей потомкам.
Патогенез. Гемолиз эритроцитов развивается вследствие дефекта в липидной (липидозависимые) или белковой (белковозависимые мембранопатии) фракции цитоплазматической мембраны. К ним относятся: (1) наследственный микросфероцитоз (болезнь Минковского-Шоффара), (2) эллиптоцитоз (овалоцитоз), (3) стоматоцитоз, (4) пиропойкилоцитоз, (5) болезнь «Rh-нуль», (6) акантоцитоз, (7) гемолитические анемии, вызванные дефицитом лецитин-холестеринацилтрансферазы или изменениями жирокислотного состава липидов мембран эритроцитов.
Микросфероцитоз (болезнь Минковского-Шоффара). Патогенез данной формы гемолитической анемии обусловлен снижением содержания в мембране эритроцитов анкирина, спектринов и других белков или изменением их структуры, а также дефектом кальций-зависимой АТФ-азы. Этих дефектов вполне достаточно для того, чтобы резко повысилась проницаемость мембраны для ионов натрия, кальция и воды – эритроцит гидратируется, приобретает сферическую форму, теряет эластические свойства плазмолеммы и способность менять свою форму при прохождении по микроциркуляторному руслу, особенно в синусах селезенки. Такие эритроциты лишаются части своей поверхности и превращаются в сфероциты малого размера (микросфероцитоз), становясь объектом агрессии со стороны макрофагов селезенки (внутриклеточный гемолиз). Они живут не 120 дней, как нормоциты, а 7-15, и весьма чувствительны к колебаниям осмотического давления плазмы, вследствие чего и развивается гемолитическая анемия.
Патогенез других видов мембранопатий (эллиптоцитоз, стоматоцитоз, ксероцитоз, пиропойкилоцитоз) в целом аналогичен микросфероцитозу (дефицит анкирина, спектринов, аддуцинов, гликофоринов и других фракций липопротеидного комплекса, нарушение формы и размеров эритроцитов, повышение проницаемости для ионов и воды, снижение механической, температурной и осмотической резистентности клеток), что ведет к ускоренному гемолизу и развитию гемолитической анемии.
Болезнь «Rh-нуль». Патогенез этой формы анемии связан с наследственным отсутствием в мембране эритроцитов антигенов системы «резус». Эти антигены относятся к липопротеидам. Их отсутствие нарушает структурные особенности мембраны и приводит к ускоренному ее разрушению.
Патогенез липидозависимых мембранопатий (мишеневидные эритроциты, акантоцитоз и другие формы гемолитических анемий) обусловлен дефектами в липидной фракции мембран – дефицит ненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов и холестерина. Такие измененные эритроциты характеризуются пониженной резистентностью к различным воздействиям (изменению осмотического давления, температурному, механическому факторам) и ускоренным гемолизом.
Энзимопатии. На сегодняшний день установлены более 30 ферментозависимых реакций альтернативных путей метаболизма эритроцитов, сопровождающихся их преждевременным гемолизом. Патогенез большинства энзимопатий связан с нарушением гликолиза, пентозофосфатного цикла, системы глютатиона и метаболизма адениннуклеотидов. У человека чаще всего встречается гемолитическая анемия, обусловленная дефектом ферментов гликолиза – пируваткиназы, гексокиназы, фосфофруктозокиназы и других. «Поломка» в системе гликолиза ведет к дефициту АТФ и развитию нарушений трансмембранного транспорта ионов и воды. Эритроциты гидратируются, увеличиваются в размерах и гемолизируются. К тому же только в эритроцитах в процессе гликолиза образуется большое количество 2,3-дифосфоглицерата, который, взаимодействуя с бета-цепями гемоглобина, способствует повышению диссоциации оксигемоглобина и транспорту кислорода тканям. Снижение активности ферментов гликолиза нарушает эти процессы и ведет к развитию или усугублению гипоксии.
Другой