Розділ «4.9. Вікові особливості серцево — судинної системи та Імунного захисту організму»

Усі системи людського організму можуть існувати і нормально функціонувати тільки при певних умовах, які в живому організмі підтримуються діяльністю багатьох систем, призначених забезпечувати сталість внутрішнього середовища, тобто його гомеостаз.

Гомеостаз підтримують системи дихання, кровообігу, органи травлення та виділення, а безпосередньо внутрішнім середовищем організму є кров, лімфа та між тканинна рідина.

Кров виконує цілу низку функцій, в тому числі дихальну (переніс газів); транспортну (переніс води, продуктів живлення, енергоносіїв та продуктів розпаду); захисну (знищення хвороботворних мікроорганізмів, виведення токсичних речовин, запобігання втрат крові); регулюючу (переніс гормонів та ферментів) та терморегулюючу. В плані підтримки гомеостазу, кров забезпечує водно-сольовий, кислотно—лужний, енергетичний, пластичний, мінеральний і температурний баланс в організмі.

З віком питома кількість крові на 1 кілограм маси тіла в організмі дітей зменшується. В дітей до 1 року кількість крові відносно всієї маси тіла становить до 14,7 %, у віці 1-6 років — 10,9 % і тільки у 6-11 років встановлюється на рівні дорослих (7 %). Таке явище обумовлене потребами більш інтенсивного протікання обмінних процесів в дитячому організмі. Загальний об'єм крові у дорослих людей з масою тіла 70 кг становить 5-6 л.

При перебуванні людини в стані спокою певна частина крові (до40-50%) знаходиться в кров'яних депо (селезінці, печінці, в клітчатці під шкірою і легенях) і не приймає активної участі у процесах кровообігу. При підсиленні м'язової роботи, або при кровотечах депонована кров переходить у кровоносне русло, збільшуючи інтенсивність обмінних процесів або вирівнюючи кількість циркулюючої крові.

Кров складається з двох основних частин: плазми (55 % маси) і формених елементів 45 % маси). Плазма у свою чергу містить 90-92 % води; 7-9 % органічних речовин (білків, вуглеводів, сечовини, жирів, гормонів та ін.) та до 1 % неорганічних речовин (заліза, міді, калію, кальцію, фосфору, натрію, хлору та ін.).

До складу формених елементів належать: еритроцити, лейкоцити та тромбоцити (табл. 11) і майже всі вони утворюються у червоному кістковому мозку в результаті диференціації стволових клітин цього мозку. Маса червоного мозку у новонародженої дитини становить 90-95 %, а у дорослих до 50 % всієї мозкової субстанції кісток (у дорослих це складає до 1400 г, що відповідає масі печінки). У дорослих людей частина червоного мозку перетворюється на жирову тканину (жовтий кістковий мозок). Крім червоного кісткового мозку, деякі формені елементи (лейкоцити, моноцити) утворюються в лімфатичних вузлах, а у новонароджених дітей ще й у печінці.

Для підтримки клітинного складу крові на потрібному рівні в організмі дорослої людини з масою тіла 70 кг щодоби утворюється 2* 10м (два триліони, трлн.) еритроцитів, 45-10* (450 міліардів, млрд.) нейтрофілів; 100 млрд. моноцитів, 175-109 (1 трлн. 750 млрд.) тромбоцитів. В середньому у людини за 70 років життя при масі тіла 70 кг виробляється еритроцитів до 460 кг, гранулоцитів (нейтрофілів) 5400 кг, тромбоцитів 40 кг, лімфоцитів 275 кг. Сталість вмісту формених елементів в крові підтримується тим, що ці клітини мають обмежений термін життя.

Еритроцити є червоними кров'яними тільцями. В 1 мм3 (або мїкро літрів, мкл) крові чоловіків в нормі нараховується від 4,5-6,35 млн еритроцитів, а у жінок до 4,0-5,6 млн (у середньому відповідно 5,4 млн. та 4,8 млн.). Кожна клітина еритроциту людини має діаметр 7,5 мікронів (мкм), товщину — 2мкм і містить приблизно 29 пікограм (пт, 10 12 г) гемоглобіну; має двовгнуту форму і у зрілому стані не має ядра. Таким чином, у крові дорослої людини в середньому нараховується 3-Ю13 еритроцитів та до 900 г гемоглобіну. За рахунок вмісту гемоглобіну еритроцити виконують функцію газообміну на рівні всіх тканин організму. Гемоглобін еритроцитів включає білок глобін та 4 молекули гему (білку, що поєднаний з 2-х валентним залізом). Саме остання сполука здатна не стійко приєднувати до себе на рівні альвеол легень 2 молекули кисню (перетворюючись на оксигемоглобін), та транспортувати кисень до клітин організму, забезпечуючи цим життєдіяльність останніх (окислювальні обмінні процеси). В обмін на кисень клітини віддають зайві продукти своєї діяльності, в тому числі вуглекислий газ, який частково поєднується з оновленим (віддавши кисень) гемоглобіном, утворюючи карбогемоглобін (до 20 %), або розчинюється у воді плазми з утворенням вугільної кислоти (до 80 % всього вуглекислого газу). На рівні легень, вуглекислий газ виводиться зовні, а кисень знову окислює гемоглобін і все повторюється. Обмін газів (кисню та вуглекислого газу) між кров'ю, міжклітинною рідиною та альвеолами легень здійснюється за рахунок різного парціального тиску відповідних газів в міжклітинній рідині та в порожнині альвеол і це відбувається шляхом дифузії газів.

Кількість еритроцитів може суттєво змінюватись в залежності від зовнішніх умов. Наприклад, може зростати до 6-8 млн в 1 мм3 у людей, що мешкають високо в горах (в умовах розрідженого повітря, де парціальний тиск кисню знижений). Зменшення кількості еритроцитів до 3 млн в 1 мм3, або гемоглобіну на 60 % і більше приводить до анемічного стану (недокрів'я). У новонароджених дітей кількість еритроцитів в перші дні життя може досягати 7 млн в І мм3, а у віці від 1 до 6 років коливається в межах 4,0-5,2 млн в 1 мм3. На рівні дорослих вміст еритроцитів в крові дітей, за даними А. Г. Хрипкової (1982), встановлюється в 10-16 років.

Важливим показником стану еритроцитів є швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ). При наявності процесів запалення, або хронічних захворювань ця швидкість зростає. У дітей до 3 років ШОЕ в нормі становить від 2 до 17 мм за годину; у 7-12 років — до 12 мм за годину; у дорослих чоловіків 7-9, а у жінок — 7-12 мм за годину. Еритроцити утворюються у червоному кістковому мозку, живуть приблизно 120 діб і відмираючи розщеплюються в печінці.

Лейкоцити мають назву білі кров'яні тільця. Найважливіша їх функція — захист організму від токсичних речовин та хвороботворних мікроорганізмів шляхом їх поглинання та перетравлення (розщеплення). Це явище має назву фагоцитоз. Лейкоцити утворюються в кістковому мозку, а також в лімфатичних вузлах і живуть всього 5-7 діб (при наявності інфекції значно менше). Це ядерні клітини. За здатністю цитоплазми мати гранули та забарвлюватись лейкоцити поділяються на: гранулоцити та агранулоцити. До гранулоцитів відносяться: базофіли, еозинофіли і нейтрофіли. До агранулоцитів відносяться моноцити і лімфоцити. Еозинофіли становлять від 1 до 4 % усіх лейкоцитів і в основному виводять з організму токсичні речовини та уламки білків організму. Базофіли (до 0,5 %) містять гепарин і сприяють процесам загоєння поранень, розщеплюючи згустки крові, у тому числі при внутрішніх крововиливах (наприклад, при травмах). Шитрофіли складають найбільшу кількість лейкоцитів (до 70 %) і виконують основну фагоцитарну функцію. Вони бувають юні, паличкоядерні та сегментоядерні. Активізований інвазією (мікробами, що заражають організм інфекцією) нейтрофіл охоплює білками своєї плазми (в основному імуноглобулінами) один або декілька (до 30) мікробів, приєднує цих мікробів до рецепторів своєї мембрани і швидко їх перетравлює шляхом фагоцитозу (виділення у вакуоль, що навколо мікробів, ферментів із гранул своєї цитоплазми: дефензинів, протеаз, мієлопироксідаз та інших). Якщо нейтрофіл за один раз захоплює більше 15-20 мікробів, то сам він звично гине, але створює із поглинутих мікробі субстрат, придатний для перетравлення іншими макрофагами. Нейтрофіли найбільш активні у лужному середовищі, що має місце в перші моменти боротьби з інфекцією, або запаленням. Коли середовище набуває кислої реакції, то на зміну нейтрофілам приходять інші форми лейкоцитів, а саме, моноцити, кількість яких може значно зростати (до 7 %) в період інфекційної хвороби. Моноцити в основному утворюються в селезінці та печінці. До 20-30 % лейкоцитів становлять лімфоцити, які в основному утворюються у кістковому мозку та у лімфатичних вузлах, і є найголовнішими факторами імунного захисту, тобто захисту від мікроорганізмів (антигенів), що викликають хвороби, а також захисту від зайвих для організму часток і молекул ендогенного походження. Вважається, що в організмі людини паралельно працюють три імунні системи (М. М. Безруких, 2002): специфічна, неспецифічна та штучно створена.

Специфічний імунний захист в основному забезпечують лімфоцити, що здійснюють це двома шляхами: клітинним чи гуморальним. Клітинний імунітет забезпечують імунокомпетентні Т-лімфоцити, які утворюються із стовбурних клітин, що мігрують із червоного кісткового мозку, в тімусі (див. підрозділ 4.5.) Потрапляючи в кров, Т-лімфоцити створюють більшу частину лімфоцитів самої крові (до 80 %), а також осідають у периферійних органах імуногенезу (перш за все в лімфатичних вузлах та селезінці), утворюючи в них тімус-залежні зони, що стають активними точками проліферації (розмноження) Т-лімфоцитів поза тімуса. Диференціація Т-лімфоцитів відбувається у трьох напрямках. Перша група дочірніх клітин здатна при зустрічі з "чужим" білком-антигеном (збудником хвороби, або власним мутантом) вступати з ним в реакцію і знищувати його. Такі лімфоцити називаються Т-кіллераш ("вбивцями") і характеризуються тим, що здатні власними силами, без попередньої імунізації та без підключення антитіл та захисного комплементу плазми крові (тлумачення цих понять дивись далі), здійснювати лізіс (знищення шляхом розчинення клітинних мембран та зв'язування білків) клітин-мішеній (носіїв антигенів). Таким чином, Т-кіллери є окремою гілкою диференціації стволових клітин (хотя їх розвиток, як буде описано далі, регульований Г-хелперам) і призначені створювати як би первинний бар'єр у противірусному та протипухлинному імунітеті організму.

Інші дві популяції Т-лімфоцитів мають назву Т-хелпери та Т-супрессори і здійснюють клітинний імунний захист через регуляцію рівня функціонування Т-лімфоцитів у системі гуморального імунітету. Т-хелпери ("помічники") в разі появи в організмі антигенів сприяють швидкому розмноженню ефекторних клітин (виконавців імунного захисту). Розрізняють два підтипи клітин хелперів: Т-хелпери-1, що виділяють специфічні інтерлєйкіни типу 1Л2 (гормоноподібні молекули) та у-інтерферон і пов'язані з клітинним імунітетом (сприяють розвитку Т-хелперів); Т-хелпери-2 виділяють інтерлєйкіни типу ІЛ 4-1Л 5 і взаємодіють переважно з Т-лімфоцитами гуморального імунітету. Т-супрессори здатні регулювати активність В і Т-лімфоцитів у відповідь на антигени.

Гуморальний імунітет забезпечують лімфоцити, які диференціюються із стволових клітин мозку не в тімусі, а в інших місцях (у тонкій кишці, лімфатичних вузлах, глоткових мигдалинах і так далі) і називаються В-лімфоцитами. Такі клітини складають до 15 % всіх лейкоцитів. При першому контакті з антигеном чутливі до нього Т-лімфоцити інтенсивно розмножуються. Деякі із дочірніх клітин диференціюють у клітини імунологічної пам'яті та на рівні лімфовузлів у £-зонах перетворюються у плазматичні клітини, які далі здатні створювати гуморальні антитіла. Сприяють цим процесам Т-хелпери. Антитіла представляють собою великі протеїнові молекули, що мають специфічне рідство до того чи іншого антигену (на основі хімічної структури відповідного антигену) і мають назву імуноглобулінів. Кожна молекула імуноглобуліну складена з двох тяжких та двох легких ланцюгів зв'язаних один з одним дісульфідними зв'язками і здатних активізувати клітинні мембрани антигенів і приєднувати до них комплемент плазми крові (містить 11 протеїнів, що здатні забезпечувати лізіс або розчинення клітинних мембран та зв'язування білків клітин-антигенів). Комплемент плазми крові має два шляхи активізації: класичний (від імуноглобулінів) та альтернативний (від ендотоксинів або отруйних речовин та від лік). Виділяють 5 класів імуноглобулінів (lg): G,A,M,D,E, що розрізняються за функціональними особливостями. Так, наприклад, lg М звично першим включається в імунну відповідь на антиген, активізує комплемент і сприяє поглинанню цього антигену макрофагами або лізісу клітини; lg А розміщується у містах найбільш вірогідного проникнення антигенів (лімфовузлах кишково-шлункового тракту, у сльозних, слинних та потових залозах, у аденоїдах, у молоці матері і таке інше) чим створює міцний захисний бар'єр, сприяючи фагоцитозу антигенів; lg D сприяє проліферації (розмноженню) лімфоцитів при інфекціях, Т-лімфоцити "розпізнають" антигени за допомогою включених у мембрану гамаглобулінів, які утворюють антитіло, зв'язуючи ланки, конфігурація яких відповідає трьохмірній структурі антигенних детермінованих груп (гаптенів або низькомолекулярних речовин, що можуть зв'язуватися з білками антитіла, передючи їм властивості білків антигена), як ключ відповідає замку (Г. Вільям, 2002; Г. Ульмер та ін., 1986). Активовані антигеном В- і Т-лімфоцити швидко розмножуються, включаються в процеси захисту організму і масово гинуть. В той же час не велика кількість з активованих лімфоцитів перетворюються на В- і Т-клітини пам 'яті, що мають тривалий термін життя і при повторному інфікуванні організму (сенсибілізації) В- і Т-клітини пам'яті "згадують" і розпізнають структуру антигенів та швидко перетворюються в ефекторні (активні) клітини та стимулюють плазматичні клітини лімфовузлів на виготовлення відповідних антитіл.

Повторні контакти з певними антигенами можуть іноді давати гіперергичні реакції, які супроводжуються підвищеною проникливістю капілярів, підсиленням кровообігу, зудом, бронхоспазмами і тому подібне. Такі явища мають назву алергічних реакцій.

Неспецифічний імунітет, обумовлений наявністю у крові "природних" антитіл, які найчастіше виникають при контакті організму з кишковою флорою. Нараховують 9 речовин, що разом утворюють захисний комплемент. Одні з таких речовин здатні нейтралізувати віруси (лізоцим), другі (С-реактивний білок) пригнічують життєдіяльність мікробів, треті (інтерферон) знищують віруси та пригнічують розмноження власних клітин у пухлинах та ін. Неспецифічний імунітет обумовлюють також спеціальні клітини-нейтрофіли та макрофаги, які здатні до фагоцитозу, тобто до знищення (перетравлення) чужорідних клітин.

Специфічний та неспецифічний імунітет поділяється на вроджений (передасться від матері), та набутий, який утворюється після перенесеної хвороби в процесі життя.

Крім цього існує можливість штучної імунізації організму, яка проводиться або у формі вакцинації (коли в організм вводять послаблений збудник хвороби і цим викликають активізацію захисних сил що до утворення відповідних антитіл), або у формі пасивної імунізації, коли роблять так зване щеплення проти певної хвороби шляхом введення сироватки (плазми крові яка не містить фібриногену, або фактора її згортання, а зате має готові антитіла проти певного антигену). Такі щеплення роблять, наприклад, проти сказу, після укусів отруйних тварин і так далі.