Кровавый коктейль. Из чего состоит и как функционирует ваша кровь

Белые и красные

Если бы не галантерейщик Антони ван Левенгук[17] из голландского города Делфта, который любил в свободное время шлифовать линзы, чтобы рассматривать мельчайшие объекты в пыли и воде, мы бы довольно долго не имели возможности узнать, что такое кровь, и, может быть, до сих пор считали бы ее «одним из соков, текущих по организму»[18].

Любопытный голландец однажды попытался рассмотреть каплю крови в свой микроскоп и был очень удивлен, увидав там в основном красные шарики, которые позже назовут клетками эритроцитами.

Лейкоциты Левенгук сразу разглядеть не мог из-за их прозрачности по сравнению с окрашенными гемоглобином эритроцитами. Уже потом он заметил их, похожих на размазанных бесформенных амеб.

Много ли немедиков рассматривают кровь в микроскоп? У всех ли дома есть микроскопы? Ваш стоит на кухне в шкафу? Вы через него разглядываете продукты, например на предмет роста возбудителей, или изучаете семейный бюджет? Ответы очевидны. Кто-то знает про клетки крови из школьного курса, но большинство обычно видит кровь при порезе пальца во время приготовления пищи или при заточке карандаша перочинным ножом.

Организм – это тело. Тело состоит из органов и мягких тканей, которые натянуты на скелет, состоящий из костей. Кости – тоже ткань: костная. Скелет – это каркас, органом его до сих пор не называли, хотя почему нет? Устроен он весьма непросто. Ткани – это совокупности клеток, однотипных по строению и близких по функциональным возможностям. Всего тканей в организме четыре: соединительная, мышечная, эпителиальная, нервная.

Органы – это структурные объединения однотипных тканей с возможными включениями разнотипных. Например, каркас органа из соединительной ткани – строма, а рабочая ткань – эпителиальная. Все органы и ткани пронизаны сосудами, по которым течет кровь и лимфа.

Что еще? Ткани и клетки, из которых они состоят, можно разделить на низко- и высокодифференцированные. Это как рабочие: чернорабочие и мастера высшего разряда. И тех и других много, сколько надо, но в случае гибели восстанавливаются быстрее чернорабочие, низкодифференцированные, и постепенно они замещаются мастерами по мере роста их квалификации. Чернорабочие – это обычно клетки соединительной ткани. В скорости восстановления им немного уступают клетки эпителия слизистых оболочек. Чем специфичнее ткани, тем сложнее и дольше они ремонтируются, тем дольше на месте их гибели сохраняется рубец из ткани соединительной.

Кровь – это ткань организма, такая же, как мышцы, кости, кожа и т. п., но жидкая. Она относится к соединительным тканям, и в ней есть все присущие живой ткани компоненты: клетки, строма (своеобразный каркас, организующий ткань или орган) и межклеточное пространство. Отличает кровь от других тканей не только жидкое состояние, но и разнообразие клеток.

Все клетки крови делятся на белые и красные, строма – сосуды, в которых течет, движется кровь, и особый волокнистый белок фибрин, который образуется, если кровь сворачивается. А пока она жидкая и течет, он сохраняется в виде растворенного белка-предшественника – фибриногена.

Все межклеточное пространство крови заполнено водой с растворенными в ней различными органическими и неорганическими веществами.

Из чего еще состоит кровь человека?

Больше всего в ней эритроцитов. Они красные, не имеют ядра, а по форме похожи на бублик без дырки – двояковогнутый диск.

В крови также присутствуют тромбоциты, или, как их еще называют, кровяные пластинки, – они бесцветные и в десятки раз мельче эритроцита. В анализе они обозначаются сокращением PLT (platelets).

И, наконец, лейкоциты – бесформенные бесцветные клетки. Хотя по размеру лейкоциты больше эритроцитов, но в тысячу раз уступают им по численности.

В принципе, это три основных типа форменных элементов крови. Почему я не использовал слова «клеток»? Дело в том, что полноценные клетки в крови – только лейкоциты.

Почему? Напомню внешние характеристики животной клетки (рис. 9) из школьного курса биологии: «Окружена мембраной из двух слоев фосфолипидов, пронизанных белками-ферментами, заполнена цитоплазмой, в которой имеются ядро и органеллы: митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи и «клеточный центр».

Так вот, только у лейкоцитов есть полный набор этих компонентов и больше ни у кого.

Рис. 9. Схема строения клетки человека и животных

«Клеточная стенка»[19] – мембрана – это очень важная структура, она «кожа» клетки, строма, или скелет для укрепления внутри клетки органелл, чтобы они там не болтались, как в мешке. Мембрана животной (человеческой) клетки состоит из двух слоев фосфолипопротеидов. Очень важное свойство мембраны – полупроницаемость, то есть вода через нее проходит легко, а более крупные молекулы – с трудом или даже «за ручку» – принудительно, с помощью белков-ферментов.

Эритроциты в процессе эволюции отказались от клеточного ядра в пользу гемоглобина. Поэтому клеткой эритроцит можно называть только условно, все-таки ядро в юности у него было. Хиленькое такое ядро, напоминающее сетку, за это предшественников эритроцитов называют ретикулоцитами[20]. Однако перед тем как покинуть костный мозг и выйти на работу в свободное плавание, эритроцит окончательно избавляется от ядра. А вот остальные органеллы в нем есть, и митохондрии, и центр Гольджи и другие.

Тромбоциты же даже в юности не имели ядра и больше всего напоминают щепочки, которые невидимым ножом отрезаются от мембраны стволовой клетки в костном мозге. Собственно, поэтому их и назвали не клетками, а пластинками.

С лейкоцитами ситуация совсем иная. Это не просто клетки, а огромная семья различных клеток: от макрофагов-моноцитов (MON) до небольших, но очень многочисленных и воинственных нейтрофилов (NEY). О видах и классификации лейкоцитов будет сказано позже, в главе, посвященной исключительно им, а пока вкратце отмечу, что все лейкоциты делятся на два типа. Первый из них – гранулоциты, которые содержат зерна в цитоплазме. К ним относятся нейтрофилы (Нф), эозинофилы (Эф) ибазофилы (Бф).

Второй тип – агранулоциты. Они не содержат зерен в цитоплазме, имеют несегментированное ядро. В их число входят моноциты (мц) или лимфоциты (лц), причем существует огромное семейство из Т- и В-лимфоцитов. Агранулоциты еще называют мононуклеарами (что переводится как «одноядерные»).

Интерес биологов и морфологов к лейкоцитам обострился уже во второй половине XIX века, когда химических красок, необходимых для текстильной промышленности и прочих нужд, выпускалось достаточно. Изначально лейкоциты описывали по внешнему виду и по отношению к красителям. Почему? Чтобы увидеть лейкоциты в деталях, обнаруженные среди красных эритроцитов прозрачные клетки нужно было покрасить, и не только снаружи: требовалось обозначить контур мембраны, выделить внутренние элементы и ядро. Красители должны были проникнуть внутрь клетки и вступить в реакцию с различными веществами органелл и ядра.

Сейчас используются краски двух типов: кислые и щелочные. Клетки, которые окрашиваются только щелочным красителем, стали называть базофилами, от «базис» – основание (так химики называют щелочи)[21]. Если клетки любят только кислый эозин, то их называют эозинофилами. А если лейкоцит отлично окрашивается обеими красками или нейтральной (по Рh-уровню), то его называют нейтрофилом.

Теперь несколько слов нужно сказать о жидкой части крови – этом «бульоне», в котором перечисленные форменные элементы путешествуют. Он называется плазмой крови и имеет очень сложный состав из белков, жиров в водорастворимой форме, то есть тоже связанных с белками, и углеводов – проще говоря, это в основном сахарá: глюкоза, фруктоза. Также там 0,9 % раствор поваренной соли Na+Cl- и в небольших количествах калий К+ и кальций Са2+, а еще совсем немного бикарбонатов COH- и фосфатов PO43-, которые относятся к так называемым буферам. В данном контексте буфер означает амортизатор. Обычно это соль, отдельные части которой в растворе могут, вступая в реакцию с ненужными агрессивными элемен-тами[22], гасить эту щелочную или кислотную агрессию и таким образом держать Ph в нужных пределах. Иными словами, они выравнивают кислотно-щелочной баланс в растворе. Это важно, поскольку плазма крови всегда должна сохранять стабильные параметры кислотно-щелочного баланса. Гемоглобин в эритроцитах и белки тоже тщательно следят, чтобы Ph крови не сильно отклонялся от нормы.

Спросите, а с чего это кровь вдруг будет или щелочной, или кислой?

Во время работы глюкоза сгорает, остается углекислый газ, а это что? Правильно, кислота! Но углекислый газ связан с гемоглобином, и если бы он поступал прямо в кровь, там была бы кока-кола с пузырьками! Ну или что-то вроде.

Кроме СО₂ в крови оказываются органические кислоты, которые образуются, если тканям не хватает кислорода и глюкоза «не догорела». Это молочная кислота (МК), которую ненавидят спортсмены, пировиноградная (ПВК) и уксусная (УК). Для того чтобы эти хулиганки не отравляли кровь своим присутствием и нужны буферы, которые вступают с ними в реакцию и связывают их, лишая кислотных свойств. При этом временно образуются сложные соли. Почему временно? Потому что то, что может сгореть, обязательно сгорит в ближайшее время, как только найдется нужное количество молекул кислорода, а то, что сгореть не может, через почки или потовые железы обязательно удалится из организма.

Но важно знать, что Ph артериальной крови в норме чуть-чуть отклонен в щелочную сторону, а венозной – в кислую. К слову, в зависимости от части тела кислотность венозной крови тоже отличается: чем ниже, то есть ближе к ногам, тем кровь кислее, чем выше – тем ниже ее кислотность. Но значения эти в норме отличаются на сотые и тысячные доли. А вот если человек болеет или мало двигается, если мышцы не могут нормально гнать венозную кровь к сердцу и легким, то отличия Ph становятся значимыми и могут приводить к отравлению тех тканей, где кровь слишком кислая.

Кислая кровь сильнее и быстрее сворачивается, риск образования тромбов тем выше, чем кислее становится кровь.

Если кровь в артериях ближе к щелочной, а в венах к кислой, то бывает ли так, что артериальная тоже закисает, а венозная защелачивается?

Бывает. Артериальная кровь киснет чаще, и это намного вреднее, чем защелачивание венозной. Венозная стенка рассчитана на экстремальные отклонения, тогда как артерии в целом и выстилка их стенок в частности очень нежные и чувствительные к появлению лишних и довольно агрессивных кислот. Так же как и давление, они разрушают мембраны клеток и интимы сосудов, создавая в этих местах очаги для образования атеросклеротических бляшек и тромбов.

К кислотам нужно отнести сахарá – глюкозу и фруктозу, которые являются очень мощными окислителями и обжигают мембраны клеток, если их концентрация в крови выше 6,6 ммоль/л держится слишком долго, дольше 1–2 часов.