Лимфоциты довольно быстро передвигаются и обладают способностью проникать в другие ткани, где могут находиться длительное время. Они являются центральным звеном в специфических иммунологических реакциях как предшественники антителообразующих клеток и как носители иммунологической памяти.
Лимфоциты принимают участие в реакциях отторжения трансплантата и местных аллергических реакциях. В организме лимфоциты передают клеткам информацию, поддерживающую функцию и постоянный уровень дифференциации клеток тканей, осуществляют трофические и репаративные процессы, участвуют в выведении токсических продуктов белкового обмена.
Лимфоциты, циркулирующие в крови, выполняют различные функции. Большинство относится к T-лимфоцитам (тимусзависимым) — 50-70%, меньшая часть – B-лимфоциты — 15-25%. T-лимфоциты участвуют главным образом в реакциях клеточного, а B-лимфоциты — гуморального иммунитета. Морфологически T- и B-лимфоциты у человека неразличимы.
В зависимости от участия в иммунологической реакции T-лимфоциты делят на четыре группы:
1)клетки иммунологической памяти - узнающие чужеродный антиген и дающие сигнал к началу иммунологической реакции (антиген-реактивные клетки);
2)эффекторы, осуществляющие иммунный ответ (антителопродуценты, эффекторы гиперчувствительности замедленного типа); основными клетками этой группы - Т-киллеры — цитотоксические клетки, уничтожающие клетки трансплантата и мутантные клетки организма, в том числе опухолевые;
3)T-хелперы, обеспечивающие образование эффекторов, определяющие направление и выраженность иммунного ответа;
4)супрессоры, тормозящие начало иммунного ответа и осуществляющие окончание этой реакции. Общим для всех Т-лимфоцитов является наличие на их поверхности тимусного человеческого лимфоцитарного антигена. Этот T-антиген обнаруживается на всех тимоцитах, в периферической крови — на 50-90% лимфоцитов.
B-лимфоциты развиваются из костномозговых предшественников. В процессе созревания проходят стадию пре-пре-B-лимфоцита, не имеющего рецепторов к иммуноглобулинам, стадию пре-В-лимфоцита, имеющего в цитоплазме тяжелые μ-цепи, и стадию раннего B-лимфоцита, имеющего на мембране клетки IgM. Дальнейшее созревание B-лимфоцитов происходит в периферической крови.
Дифференцировка B-лимфоцитов как антигенозависимых клеток происходит в зародышевых центрах фолликулов периферических лимфатических органов, которые появляются сразу после рождения. Это преимущественно оседлые клетки, мигрирующие значительно меньше T-лимфоцитов. В функциональном отношении B-лимфоциты также представляют собой неоднородную группу клеток. Среди них есть антителопродуценты (продуцирующие иммуноглобулины) — наиболее многочисленная группа, киллеры, супрессоры и клетки иммунологической памяти.
Клетки-киллеры естественные (нулевые клетки) составляют в периферической крови 5-10% общего числа лимфоцитов. Это клетки, не имеющие T- и B-маркеров. Эта группа включает стволовые клетки костного мозга, ранние предшественники T- и B-лимфоцитов.
Лимфоциты содержат катепсин, нуклеазу, амилазу, липазу, нейтральную неспецифическую эстеразу, β-глюкуронидазу, кислую фосфатазу, сукцинатдегидрогеназу, цитохромоксидазу, аргинин, гистидин, гликоген.
Характерен высокий обмен РНК и белков. T-лимфоциты, в отличие от B-лимфоцитов, содержат аденозиндезаминазу и пуриннуклеозидфосфорилазу.
Различают следующие виды физиологических лейкоцитозов:
1)пищевой (после приема пищи. Число лейкоцитов увеличивается незначительно (в среднем на 1-3 тыс. в мкл) и редко выходит за границу верхней физиологической нормы. Наиболее интенсивно число лейкоцитов возрастает после приема белковой пищи, что объясняется её антигенным характером. Большое количество лейкоцитов скапливается в подслизистой основе тонкого кишечника. Здесь они осуществляют не только защитную функцию (препятствуют попаданию чужеродных агентов в кровь и лимфу), но и принимают участие в переваривании пищи, осуществляя внутриклеточное пищеварение. Лейкоцитоз носит перераспределительный характер и обеспечивается поступлением лейкоцитов в циркуляцию из депо крови);
2)миогенный (после тяжелой и даже непродолжительной мышечной нагрузки. Число лейкоцитов может возрастать в 3-5 раз. Особенно резко количество лейкоцитов увеличивается при беге на марафонские дистанции, при игре в футбол, хоккей, баскетбол. Возрастание числа лейкоцитов происходит главным образом за счет нейтрофилов, может наблюдаться и повышение количества лимфоцитов. Увеличение числа лейкоцитов после интенсивной мышечной работы сохраняется на протяжении нескольких часов. Огромное количество лейкоцитов при физической нагрузке скапливается в мышцах. Лейкоцитоз носит в основном перераспределительный характер, но при этом происходит мобилизация клеток из костномозгового резерва. После интенсивной мышечной нагрузки отмечается оживление костномозгового кроветворения);
3)эмоциональный и при болевом раздражении (редко достигает высоких значений. Носит перераспределительный характер и, в основном, связан с увеличением числа нейтрофилов);
4)овуляторный (характеризуется незначительным повышением числа лейкоцитов при одновременном снижении количества эозинофилов. Характерный его признак - обязательное увеличение 17-ОКС (17-оксикортикостероидов: гидрокортизон, кортизон, кортексолон и продукты их метаболизма) в крови);
5)при беременности (большое количество лейкоцитов скапливается в подслизистой основе матки. Лейкоцитоз, в основном, носит местный характер. Смысл - не только предупредить попадание инфекции в организм роженицы, но и стимулировать сократительную функцию матки);
6)во время родов (число лейкоцитов увеличивается за счет повышения количества нейтрофилов. Содержание белых кровяных телец уже в начале родового акта может достигать более 30000 в 1 мкл. Послеродовый лейкоцитоз сохраняется на протяжении 3-5 дней и, в основном, связан с поступлением лейкоцитов из депо крови и костномозгового резерва);
7)повышение числа лейкоцитов может наблюдаться во время судорожных припадков, независимо от причин, их вызвавших. При этом число лейкоцитов достигает внушительных цифр (до 20000 и более в 1 мкл). Лейкоцитозы с преимущественным увеличением числа нейтрофилов сопровождают тошноту и рвоту.
Кровообращение - процесс движения крови по сосудистому руслу, обеспечивающий выполнение ею своих функций. Физиологическую систему кровообращения составляют сердце и сосуды. Сердце обеспечивает энергетические потребности системы, сосуды являются кровеносным руслом. В минуту сердце перекачивает около 5 литров крови, за год 260 тонн, а в течение жизни около 200.000 тонн крови. Суммарная длина сосудов около 100.000 км.
Для постоянного обновления тканевой жидкости и необходима циркуляция крови. Создание такой циркуляции и обеспечивает система кровообращения. Иными словами, сердечно-сосудистая система выполняет транспортную функцию:
1)транспорт газов крови (СО2 и О2);
2)транспорт пищевых веществ;
3)транспорт продуктов обмена;
4)транспорт защитных веществ;
5)транспорт тепловой энергии;
6)транспорт воды;
7)транспорт гормонов и других факторов гуморальной регуляции.
В функциональной классификации Б. Фолкова предусмотрено деление системы кровообращения на «последовательно соединенные звенья»:
1)сердце (насос, ритмически выбрасывающий кровь в сосуды);
2)упруго-растяжимые сосуды (превращают периодичный выброс крови из сердца в равномерный кровоток – аорта с ее отделами, легочная артерия);
3)резистивные сосуды (сосуды сопротивления – прекапиллярный (в основном артериолы) и посткапиллярный отделы (венулы), вместе создают общее сопротивление кровотоку в сосудах органов);
4)прекапиллярные сфинктеры (специализированный отдел мельчайших артериальных сосудов, сокращение их гладкомышечных клеток может приводить к перекрытию просвета мелких сосудов. Регулируют объем кровотока в капиллярном русле);
5)обменные сосуды (истинные капилляры, кровь контактирует с тканью из-за огромных поверхностей капиллярного ложа. Здесь реализуется основная функция ССС – обмен между кровью и тканями);
6)шунтирующие сосуды (артериовенозные анастомозы);
7)емкостные сосуды (изменения просвета, даже небольшие, что не оказывают существенного влияния на общее сопротивление, вызывают выраженные изменения распределения крови и величины ее притока к сердцу – венозный отдел системы).
Разделение на «резистивные» и «емкостные» сосуды условно, т.к. сопротивлением и емкостью обладают как артериальные, так и венозные сосуды.
Большой круг кровообращения начинается аортой, отходящей от левого желудочка. По мере удаления от сердца она делится на артерии большого, среднего и малого калибра, артериолы, прекапилляры, капилляры. Капилляры соединяются в посткапиллярные венулы, затем вены. Заканчивается большой круг полыми венами, впадающими в правое предсердие.
Малый круг кровообращения начинается легочной артерией, отходящей от правого желудочка. Она также разветвляется на артерии, артериолы и капилляры пронизывающие легкие. Капилляры объединяются в венулы и легочные вены. Последние впадают в левое предсердие.
Сердце – полый мышечный орган. Его вес - 200-400 г (1/200 массы тела). Стенка сердца образована тремя слоями: эндокардом, миокардом и эпикардом. Наибольшую толщину 10-15 мм она имеет в области левого желудочка. Толщина стенки правого – 5-8 мм, предсердий 2-3 мм. Миокард состоит из мышечных клеток 2-х типов: сократительных и атипических. Большую часть составляют сократительные кардиомиоциты.
Сердце разделено перегородками на 4 камеры: 2 предсердия и 2 желудочка. Предсердия соединяются с желудочками посредством атриовентрикулярных отверстий. В них - створчатые атриовентрикулярные клапаны. Правый клапан трехстворчатый (трикуспидальный), левый двухстворчатый (митральный). К створкам клапанов присоединяются сухожильные нити. Другим концом эти нити соединены сосочковыми (папиллярными) мышцами. В начале систолы желудочков эти мышцы сокращаются и нити натягиваются. Благодаря этому не происходит выворота створок клапанов в полость предсердий и обратного движения крови – регургитации. В местах выхода аорты и легочной артерии из желудочков расположены аортальный и пульмональный клапаны. Они имеют вид карманов в форме полумесяцев - полулунные. Функция клапанного аппарата сердца - обеспечение одностороннего тока крови по кругам кровообращения.
Способность сердца сокращаться в течение всей жизни, не обнаруживая признаков утомления, - автоматизм сердца - связывали вначале с влияниями нервной системы. Но накапливались факты в пользу того, что нейрогенная гипотеза автоматизма сердца, справедливая в отношении многих беспозвоночных животных, не объясняет свойств миокарда у позвоночных. Особенности сокращения сердечной мышцы у последних связывали с функциями атипической ткани миокарда.
В 50-х годах XIX века в опытах Станниуса было показано, что перевязка сердца лягушки на границе между венозным синусом и предсердиями приводит к временной остановке сокращений остальных отделов сердца. Через 30-40 минут сокращения восстанавливаются, но ритм сокращений области венозного синуса и остальных отделов сердца становится рассогласованным. После наложения второй лигатуры по атриовентикулярной линии прекращается сокращение желудочков с последующим его восстановлением в ритме, не совпадающим с ритмом сокращений предсердий. Наложение третьей лигатуры в области нижней трети сердца приводит к необратимой остановке сокращений сердца. В дальнейшем было показано, что охлаждение сравнительно небольшого участка в области устья полых вен приводит к остановке сердца.
Результаты этих опытов указывали, что в области правого предсердия, на границе предсердий и желудочков располагаются участки, ответственные за возбуждение сердечной мышцы. Удалось показать, что сердце человека, извлеченное из трупа и помещенное в теплый физиологический раствор, в результате массажа восстанавливает сократительную активность. Автоматизм сердца имеет миогенную природу и обусловлен спонтанной активностью части клеток его атипической ткани. Указанные клетки образуют скопления в определенных участках миокарда. Наиболее важным в функциональном отношении из них является синусный или синоатриальный узел, расположенный между местом впадения верхней полой вены и ушком правого предсердия.
В нижней части межпредсердной перегородки, непосредственно над местом прикрепления септальной створки трехстворчатого клапана, располагается атриовентрикулярный узел. От него отходит пучок атипических мышечных волокон, который пронизывает фиброзную перегородку между предсердиями и переходит в узкий длинный мышечный тяж, заключенный в межжелудочковую перегородку. Он называется атриовентрикулярным пучком или пучком Гиса. Пучок Гиса разветвляется, образуя две ножки, от которых приблизительно на уровне середины перегородки отходят волокна Пуркине, также образованные атипической тканью и формирующие субэндокардиальную сеть в стенках обоих желудочков.
Функция проводимости в сердце имеет электротоническую природу. Обеспечивается низким электрическим сопротивлением щелевидных контактов (нексусов) между элементами атипического и рабочего миокарда, в области вставочных пластинок, разделяющих кардиомиоциты. Сверхпороговое раздражение любого участка вызывает генерализованное возбуждение всего миокарда. Это позволяет считать ткань сердечной мышцы, морфологически разделенную на отдельные клетки, функциональным синцитием.
Возбуждение миокарда зарождается в синоатриальном узле - водителе ритма (пейсмекером первого порядка) и далее распространяется на мускулатуру предсердий с последующим возбуждением атриовентрикулярного узла, который является водителем ритма второго порядка. Скорость распространения возбуждения в предсердиях составляет в среднем 1 м/с. При переходе возбуждения на атриовентрикулярный узел имеет место атриовентрикулярная задержка, составляющая 0.04-0.06 с. Природа атриовентрикулярной задержки - проводящие ткани синоатриального и атриовентрикулярного узлов контактируют не непосредственно, через волокна рабочего миокарда, для которых характерна более низкая скорость проведения возбуждения. Последнее распространяется далее по ножкам пучка Гиса и волокнам Пуркинье, передаваясь на мускулатуру желудочков, которую охватывает со скоростью 0.75-4.0 м/с. В силу особенностей расположения волокон Пуркинье, возбуждение сосочковых мышц происходит несколько раньше, чем оно охватывает стенки желудочков. Нити, удерживающие трехстворчатый и митральный клапаны, оказываются натянутыми раньше, чем на них начинает действовать сила сокращения желудочков. По той же причине наружная часть стенки желудочков у верхушки сердца возбуждается несколько раньше участков стенки, прилежащих к ее основанию.
Указанные сдвиги во времени крайне невелики и обычно принимается, что весь миокард желудочков охватывается возбуждением одновременно. Волна возбуждения последовательно охватывает различные отделы сердца в направлении от правого предсердия к верхушке. Данное направление отражает градиент автоматии сердца.
Возбудимость клеток проводящей системы и рабочего миокарда той же биоэлектрической природы, что и в поперечнополосатых мышцах. Наличие заряда на мембране здесь обеспечивается разностью концентраций ионов калия и натрия возле ее внешней и внутренней поверхности и избирательной проницаемостью мембраны для этих ионов. В покое мембрана кардиомиоцитов проницаема для ионов калия и почти непроницаема для натрия. В результате диффузии ионы калия выходят из клетки и создают положительный заряд на ее поверхности. Внутренняя сторона мембраны становится электроотрицательной по отношению к наружной.
В клетках атипического миокарда, обладающих автоматией, мембранный потенциал способен спонтанно уменьшаться до критического уровня, что приводит к генерации потенциала действия. В норме ритм сердечных сокращений задается всего несколькими наиболее возбудимыми клетками синоатриального узла, которые называются истинными водителями ритма (пейсмекерными клетками). В этих клетках во время диастолы мембранный потенциал, достигнув максимального значения, соответствующего величине потенциала покоя (60-70 мВ), начинает постепенно снижаться. Этот процесс – медленная спонтанная диастолическая деполяризация. Она продолжается до того момента, когда мембранный потенциал достигает критического уровня (40-50 мВ), после чего возникает ПД (потенциал действия).
Для ПД пейсмекерных клеток синоатриального узла характерны малая крутизна подъема, отсутствие фазы ранней быстрой реполяризации, слабая выраженность «овершута» и фазы «плато». Медленная реполяризация плавно сменяется быстрой. Во время этой фазы мембранный потенциал достигает максимальной величины, после чего вновь возникает фаза медленной спонтанной деполяризации.
Во время диастолы спонтанная деполяризация уменьшает мембранный потенциал (Е мах) до критического уровня (Е кр) и вызывает ПД.
Частота возбуждения пейсмекерных клеток у человека в покое 70-80 в минуту при амплитуде потенциала действия 70-80 мВ. Во всех остальных клетках проводящей системы ПД в норме возникает под влиянием возбуждения, приходящего из синоатриального узла. Такие клетки – латентные водители ритма. ПД в них возникает раньше, чем их собственная медленная спонтанная диастолическая деполяризация достигает критического уровня. Латентные водители ритма принимают на себя ведущую функцию только при условии разобщения с синоатриальным узлом. Именно этот эффект наблюдается в опытах Станниуса. Частота спонтанной деполяризации таких клеток у человека - 30-40 в минуту.
Спонтанная медленная диастолическая деполяризация обусловлена совокупностью ионных процессов, связанных с функциями плазматических мембран. Среди них ведущую роль играют медленное уменьшение калиевой и повышение натриевой и кальциевой проводимости мембраны во время диастолы, параллельно чему происходит падение активности электрогенного натриевого насоса. К началу диастолы проницаемость мембраны для калия на короткое время повышается, и мембранный потенциал покоя приближается к равновесному калиевому потенциалу, достигая максимального диастолического значения. Проницаемость мембраны для калия уменьшается, что приводит к медленному снижению мембранного потенциала до критического уровня. Одновременное увеличение проницаемости мембраны для натрия и кальция приводит к поступлению этих ионов в клетку, что способствует возникновению ПД. Снижение активности электрогенного насоса дополнительно уменьшает выход натрия из клетки и облегчает деполяризацию мембраны и возникновение возбуждения.