Пять литров красного. Что необходимо знать о крови, ее болезнях и лечении бесплатное чтение

Кровь обновляется быстрее любой другой ткани:

Если с организмом все в порядке, то соотношение между разными клетками крови сохраняется на одном и том же уровне. Однако под воздействием внешних или внутренних факторов это соотношение может резко меняться.

Например, при инфекции или воспалении увеличивается выработка гранулоцитов – клеток, уничтожающих вирусы и бактерии. А при кровопотере активно вырабатываются эритроциты и тромбоциты: первые – чтобы восполнить потерянную массу крови, а вторые – чтобы скорее заделать «пробоину», остановить кровопотерю.

Образование и созревание клеток крови происходит в течение всей жизни человека в специальных тканях и органах: костном мозге, селезенке, тимусе (вилочковой железе) и лимфатических узлах. Причем органы кроветворения не только создают новые клетки крови, но и обучают их. Каждая клетка проходит несколько стадий созревания, пока не становится способна выполнять предписанные ей функции. Каким образом это происходит?

Процесс кроветворения, или гемопоэз (от др.-греч. αἷμα – кровь и ποιεῖν – выработка, образование), начинается еще до рождения человека – в утробе матери. И по мере роста, рождения, развития в кроветворении участвуют разные органы.

Уже на третьей неделе беременности у плода запускается процесс кроветворения в желточном мешке. На третьем месяце главным кроветворным органом становится печень. С четвертого месяца гемопоэз начинается в костном мозге, также в этом процессе у плода участвуют селезенка, лимфатические узлы и тимус. После рождения единственным местом образования клеток крови в норме является красный костный мозг. Он становится главной «фабрикой» по производству всех клеток крови у взрослого человека.

Обучением клеток заведуют тимус, селезенка и лимфатические узлы. Этот процесс дифференцирования клеток можно сравнить с выбором профессии. Например, эритроциты становятся курьерами и мусорщиками, доставляя тканям кислород и унося углекислый газ, тромбоциты – спасателями, моноциты – фельдшерами и парамедиками, а лимфоциты – нашими внутренними докторами.

Наивные лимфоциты, еще не приобретшие специализацию, похожи на выпускников медицинских вузов: вроде бы готовы к работе, но что конкретно делать? У них впереди приобретение специализации по терапии (В-лимфоциты) или хирургии (Т-лимфоциты). Если они хотят стать более узкими специалистами, то учатся дальше и становятся кардиологами, онкологами, травматологами или сосудистыми хирургами – их роли в теле выполняют клетки хелперы, супрессоры, киллеры и клетки памяти.

Костный мозг – главный орган кроветворения

На костный мозг приходится 5 % от общей массы тела у взрослого человека.

Когда человек вспоминает школьную анатомию, ему, как правило, сразу же приходят на ум легкие, желудок, кишечник, печень и другие очевидные органы. А вот про костный мозг помнят единицы. Потому что – где он? Его ни нащупать, ни на УЗИ рассмотреть. Он где-то там, в глубине кости (да еще и не каждой). Но именно он обеспечивает нас клетками крови, которые для нас жизненно необходимы. На рисунке 3 вы можете увидеть, в каких именно костях скрывается костный мозг.

И уж совсем мало кто вспомнит, что у нас в теле есть два типа костного мозга: желтый – он в основном состоит из жира и не участвует в кроветворном процессе и красный костный мозг – тот самый центральный орган создания крови.

Здесь, в красном костном мозге, находятся стволовые кроветворные клетки. Из этих «клеток-родоначальниц» получаются эритроциты, тромбоциты, гранулоциты и моноциты, которые после длительного развития выходят из костного мозга в кровеносное русло и сразу начинают выполнять предназначенные функции.

«Как клетки могут из кости попасть в кровь?!» – спросите вы. С легкостью! В составе красного костного мозга есть два главных компонента: гемопоэтическая ткань (очень похожая на желе) и сеть сосудов-синусов, имеющих диаметр 50‒75 мкм. С помощью этих сосудов костный мозг, как и любой другой орган, снабжается кислородом и другими питательными веществами. И через эти же сосуды вновь образованные клетки крови попадают в кровеносное русло организма.

У красного костного мозга есть еще одна удивительная особенность: он умеет исчезать! Печень, например, или легкие не могут бесследно исчезнуть, а вот костный мозг – вполне. Состояние, когда красный костный мозг полностью аплазировался (аплазия – тотальное отсутствие органа), называется апластической анемией. В таком случае красный костный мозг замещается желтым (жиром), образуются пустоты – большие жировые вакуоли, кости буквально пустеют. И, конечно же, клетки крови перестают вырабатываться. Как и следовало ожидать, такое состояние угрожает жизни. К счастью, во многих случаях оно успешно лечится.

Рис. 3. Где находится костный мозг?

Причины этого состояния могут быть как врожденными, так и приобретенными. Если вы смотрели сериал «Чернобыль», то видели, как выглядят люди с острой лучевой болезнью. Все они так или иначе столкнулись с гибелью клеток костного мозга. Кстати, именно радиационное облучение используется и при лечении болезней костного мозга, когда надо убить больные клетки и заместить их здоровыми.

При переломах же костей, вопреки ожиданиям, костный мозг никуда не девается: даже если произошел серьезный перелом таза, благодаря своей гелеобразной структуре костный мозг не «убегает», и потерять его даже при серьезной травме невозможно.

Тимус, селезенка, лимфатические узлы: где создаются лимфоциты?

Если с эритроцитами и тромбоцитами мы разобрались (они рождаются и обучаются в костном мозге), то с лимфоцитами все несколько сложнее. В процессе формирования они путешествуют по всему телу: как особо любознательные студенты, они едут учиться за границу – из селезенки в тимус с экскурсионным туром по лимфатическим узлам и даже к кишечнику.

Селезенка находится в левом подреберье и является главным местом созревания лимфоцитов. На самом деле доучивание лимфоцитов не единственная ее профессия: у селезенки очень много функций.

Она выступает в роли фильтра для бактерий – удаляет их из крови. Вырабатывает антитела для борьбы с инфекциями.

Кроме того, она является своего рода депо (да, прямо как трамвайное или автобусное) для здоровых клеток крови. И претворяет в жизнь максиму «старикам тут не место»: уничтожает «престарелые» эритроциты и тромбоциты, которые отслужили свое.

Рис. 4. Где вырабатываются и обучаются лимфоциты?

Если по какой-то причине нарушается работа костного мозга, то селезенка берет процесс кроветворения на себя.

Как ни странно, человек может жить без такого важного и многофункционального органа: возможно, вы слышали, что при серьезных авариях, например, случается разрыв селезенки, но если человеку вовремя оказана помощь и купировано кровотечение, то это не фатально.

Нельзя сказать, что жизнь без селезенки можно назвать здоровой: часть ее функций на себя берет печень и костный мозг, но проблемы с иммунитетом неизбежно будут возникать, и для их устранения потребуется та или иная терапия.

Тимус – орган, находящийся за грудиной, исполняет роль учебного центра для лимфоцитов. Он ничего не вырабатывает сам, зато дает образование лимфоцитам, трансформируя их в лимфоцитов-хирургов – Т-лимфоциты. Их еще называют Т-киллеры или цитотоксические Т-лимфоциты. Их главная функция – уничтожение поврежденных клеток собственного организма. Они с азартом убивают опасные опухолевые клетки, а также клетки, пораженные внутриклеточными паразитами (к этим паразитам относятся вирусы и некоторые виды бактерий). Плюс к этому Т-киллеры являются главным компонентом антивирусного иммунитета.

Однако с момента полового созревания тимус частично перестает работать: происходит атрофия клеток, а вместо них образуется жир. К 45 годам жировая ткань заполняет более 50 % тимуса. Отчасти из-за этого у пожилых людей снижается активность иммунной системы.

Лимфатические узлы. Наша сосудистая система состоит из двух подсистем: кровеносной и лимфатической. По артериям богатая кислородом кровь притекает к органам, а оттекает по венам и лимфатическим сосудам. Несмотря на то что лимфатические сосуды существуют отдельно, а кровеносные – отдельно (у кровеносных есть «насос» – сердце, а у лимфатических такого «агрегата» нет), эти две системы неразрывно связаны: например, потоки лимфы и крови соединяются недалеко от сердца.

На долю лимфатической системы приходится около 1 % массы тела, и основной ее вес – лимфатические узлы. Они распределены по всему организму и функционируют как единое целое. Как правило, узлы сгруппированы по 4‒10 штук вдоль по ходу лимфатических сосудов. Через сосуды внутрь узлов попадают лимфоциты и там проходят несколько ступеней обучения. Например, их здесь «представляют» различным инородным агентам, которые организм считает болезнетворными. Лимфоцит знакомится с вирусом или бактерией, запоминает – и при следующей встрече готовится дать достойный отпор.

Кроме того, здесь вырабатываются специализированные Т-лимфоциты, защищающие организм от сбоев, и антитела для борьбы с инфекциями.

После того как лимфоциты обучены, они отправляются обратно в кровеносное русло. Помимо роли обучающей площадки, лимфатические узлы, как и селезенка, выполняют функцию биологического фильтра: задерживают бактерии. Именно лимфоузлы являются первым местом, куда метастазируют опухоли, поэтому они играют важную роль в диагностике онкологических заболеваний.

Из чего создается кровь?

Итак, мы узнали, какие органы создают и обучают клетки крови. Но как именно происходит гемопоэз – процесс кроветворения?

Это многостадийный и сложный процесс деления и созревания стволовых кроветворных клеток, в результате которого в кровь выходят зрелые лейкоциты, тромбоциты и эритроциты. Кроветворные стволовые клетки находятся в костном мозге и немного в крови, еще в плацентарной и пуповинной крови.

Основоположником современной теории кроветворения стал российский гистолог Александр Александрович Максимов, который в 1907 году аргументированно обосновал гипотезу, что каждая клетка крови развивается из единой «родоначальной» клетки. Он дал ей в своем докладе перед обществом гематологов в Берлине название Stammzelle (сейчас это известно как «мультипотентная стволовая кроветворная клетка») – так благодаря этому великому российскому ученому появилось понятие «стволовая клетка» и целое новое направление в науке. Я горжусь тем, что учился в академии, где он в свое время преподавал и проводил исследования: это был не только высокоэрудированный ученый, владевший четырьмя языками, но и человек с сильным и независимым характером. Не став терпеть порядки, насаждаемые большевистским начальством в академии, он в феврале 1922 года с женой и сестрой совершил дерзкий побег (как утверждают, на буере по льду Финского залива) в Финляндию, откуда затем отправился в США, где снова занялся своим любимым делом – исследованием клеток человеческих тканей.

Вернемся, однако, к рассказу о стволовых кроветворных клетках. Они обладают двумя уникальными свойствами:

Мне очень нравится наглядное сравнение стволовой кроветворной клетки с маткой в пчелином улье: есть главная пчелиная матка, и остальные в семье являются ее потомками. С кроветворением почти так же: существуют главные клетки-матки, а уже из них развиваются все остальные. И как в улье, где один пчелиный рой всегда представлен потомками нескольких семей от разных маток, кроветворение у человека «поликлонально», то есть представлено потомками не одной, а нескольких стволовых клеток.

Как бы нам ни хотелось, но стволовых клеток ограниченное количество, и они не могут делиться бесконечно. Поэтому, как правило, каждая из клеток создает свой клон – своеобразного «исполнителя» ее воли. Он выглядит и действует точно так же, как стволовая клетка, но, в отличие от нее, смертен: в среднем он истощается (то есть устает делиться и погибает) уже через месяц. Таким образом стволовые клетки берегут себя, обеспечивая себе то, что можно в некотором смысле назвать бессмертием.

Рис. 5. Процесс кроветворения

Для правильного функционирования организма и образования клеток требуется разнообразное питание: белки, витамины, аминокислоты и микроэлементы. В случае с кровью это важно прежде всего для эритроцитов. Их в крови, как мы уже говорили, больше, чем других клеток, и они выполняют важнейшую функцию – снабжение всех тканей кислородом.

Среди особо важных элементов, без которых начинает развиваться анемия: железо (Fe), кобаламин – витамин В₁₂ и фолиевая кислота – витамин В₉.

Железо – микроэлемент, который участвует в транспортировке кислорода по телу, в осуществлении энергетической функции клеток и синтезе нуклеиновых кислот.

Как вы знаете, железо после алюминия самый распространенный металл в земной коре. В то же время его дефицит в организме остается большой проблемой и встречается, по оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), у более чем 30 % женщин репродуктивного возраста, что связано с менструальным циклом и беременностью.

Целители древности приписывали железу магические и лечебные свойства. Например, считалось, что вода и вино, в которых ржавел меч, придают воину силу. Как ни странно, многие мифы о железе сохранились до сих пор. Например, считается, что при дефиците железа необходимо есть больше яблок. Непонятно, откуда взялся этот миф и почему он такой жизнестойкий? Давно известно: организмом лучше всего усваивается железо, содержащееся в продуктах животного происхождения.

В своей практике я встречал людей, которые втыкали в яблоки железные гвозди: те ржавели, и потом это яблоко съедали вместе со ржавчиной, чтобы «восполнить» дефицит железа в организме.

Еще один мой пациент где-то вычитал, что если в воду опустить кусок железа и дать ей настояться, то она приобретает полезные свойства. Через два месяца регулярного питья такой воды в его анализе крови ничего к лучшему не изменилось, и он стал принимать препараты железа, которые я прописал.

Иногда мифы действительно могут быть сильны, но я предпочитаю опираться на доказательную медицину. А она говорит: железо как микроэлемент усваивается не из гвоздей. Его процесс усвоения очень интересен: в нем непросто, но полезно будет разобраться.

Железо в организме: доход, расход, запас

3‒5 г – общие запасы железа в теле человека

50 мг/кг – среднее содержание железа в теле мужчины, у женщин на 10 мг/кг меньше

10‒30 мг в сутки – содержание железа в рационе жителей развитых стран, но лишь 5‒10 % из него усваивается организмом

1 мг железа ежедневно теряется с эпителиальными клетками желудочно-кишечного тракта, и это нормально: клетки слущиваются и обновляются

0,5 мг в сутки – дополнительная потеря железа у женщин во время месячных, 10 % женщин по причине обильных месячных теряет более 1,5 мг в сутки

В 3 раза увеличивается расход железа во время беременности, потому что организм матери начинает работать за двоих

Как усваивается железо?

При нормальном функционировании организма поддерживается баланс между расходом железа и его поступлением с пищей.

Как же происходит всасывание железа?

Поступившее с пищей железо всасывается преимущественно в двенадцатиперстной кишке и начальных отделах тощей кишки. Железо в организм поступает в двух формах:

Также есть ряд продуктов, которые мешают железу усваиваться: яичный белок, коровье молоко, бобовые, чай, кофе.

Однако далеко не все железо, поступающее в организм с пищей, усваивается. Почему? Во-первых, оно имеет низкую биодоступность. А во-вторых, его поступление зависит от того, сколько уже железа есть в организме, а также от «запросов» костного мозга. Логично, что при истощении запасов железа оно будет всасываться усиленно, так же как при увеличенном количестве делящихся предшественников эритроцитов, которым этот элемент необходим для полноценного созревания. И наоборот, при избытке железа и снижении активности производства эритроцитов всасывание железа будет уменьшаться.

Главная физиологическая роль железа в том, что оно входит в состав гемоглобина. Поступившее в кровь железо связывается с белком-транспортером – трансферрином. Дальше трансферрин передает железо предшественникам эритроцитов, и внутри их митохондрий и затем в цитоплазме клеток железо превращается в гем (комплексное соединение производных порфирина[3] с ионом железа), который связывается с белком глобином, образуя гемоглобин.

Эритроцит приобретает гемоглобин, созревает и отправляется в кровеносное русло, чтобы выполнять свою функцию: с помощью содержащегося в нем гемоглобина переносить кислород по телу.

Оставшееся железо становится компонентом ферритина – сложного белка, который сохраняет запас железа на трудные времена, например на случай, если его будет недостаточно поступать с пищей.

После того как эритроциты выполнят положенные им функции за 120 дней, они поглощаются макрофагами в селезенке, печени и костном мозге, и высвобождающееся при этом железо практически полностью реутилизируется, отправляясь в костный мозг для синтеза гемоглобина в новых молодых эритроцитах. Вот такое экономное и практически безотходное производство работает в нашем организме: из «отслуживших свое» эритроцитов организм ежесуточно получает для синтеза гемоглобина и эритропоэза 21‒24 мг железа, тогда как из пищеварительного тракта всего 1‒2 мг. Таким образом, в физиологических условиях в организме существует замкнутый цикл железа, позволяющий свести к минимуму его потери.

Зачем нам витамины?

Витамины – незаменимые составляющие обменных процессов, и недостаток всего одного витамина может сказаться на производстве клеток крови.

Витамин В₁₂ – следующий по значимости микроэлемент для системы кроветворения после железа. При дефиците витамина В₁₂ нарушается привычный метаболизм и синтез ДНК, в связи с чем кроветворные клетки перестают активно делиться и созревать. В результате в костном мозге нарушается кроветворение и клетки остаются на ранних стадиях развития.

В отличие от других витаминов группы В витамин В₁₂ не синтезируется растениями. Он продуцируется многими бактериями и некоторыми видами плесневых грибов, но, так как мы их не едим, источником поступления витамина В₁₂ в наш организм являются только продукты животного происхождения: печень, почки, мышцы, яйца, сыр, молоко.

С пищей человек получает в среднем от 5 до 15 мкг витамина В₁₂ ежедневно. Общее содержание этого витамина в организме человека – 3‒4 мг, из них около половины находится в печени. Запасы в печени способны обеспечить физиологические потребности организма в течение 3‒5 лет после прекращения поступления витамина. Ежедневная потеря витамина в норме компенсируется поступлением с пищей.

Фолиевая кислота – последний важный элемент для кроветворения. Она синтезируется высшими растениями и микроорганизмами. Наибольшее количество фолиевой кислоты содержится в зеленых овощах, дрожжах, в печени и почках животных.

Основные источники кислоты в нашем с вами меню – овощи, фрукты, зерновые и молочные продукты. Фолиевая кислота обладает высокой биодоступностью: усваивается около 40–70 %, однако она сильно разрушается при приготовлении пищи. Рекомендуемая ежедневная норма потребления для взрослых – 300–600 мкг.

Фолиевая кислота всасывается в тощей кишке. Главное депо фолиевой кислоты – печень. В клетках печени она находится в неактивном состоянии и переходит в активную форму по мере метаболических потребностей клеток.

В отличие от витамина В₁₂ запасы фолиевой кислоты в организме невелики, и при исключении ее из пищи резерв истощается уже через 3–4 недели.

Производные фолиевой кислоты, так же как и витамина В₁₂, принимают непосредственное участие в делении клеток при кроветворении, так что при дефиците фолиевой кислоты развивается мегалобластная анемия, о которой мы поговорим в отдельной главе.

Кроме того, при ее дефиците в организме накапливается токсичная аминокислота гомоцистеин, что приводит к риску развития тромбозов, самые опасные из которых – инсульт или инфаркт миокарда.

Читателю, конечно же, хорошо знакомы эти строки. И лидер группы «Кино» отразил в своей песне реальную практику: действительно, в униформе многих армий мира предусмотрена специальная нашивка, на которой указывается группа крови и резус-фактор. Хотя занудные критиканы не упустили случай придраться к словам песни, ворча, что группу крови не указывают на форме в тех местах, которые в ходе боевых действий могут быть повреждены (в том числе и на рукаве, так как есть риск лишиться руки), поэтому чаще всего она нашивается на грудь. Некоторые даже делают татуировки на груди.

Сведения о группе крови раненого военнослужащего, которые врач или санитар может легко узнать по его нашивке, очень важны для спасения жизни: при большой кровопотере крайне важно как можно быстрее определить группу крови для переливания. Если влить по ошибке большое количество крови не той группы или резус-фактора, то реципиент может и умереть. Так что, да, группа крови на груди увеличивает шансы «не остаться в этой траве».

А вот многих первых участников опытов по переливанию крови удача явно обошла стороной. Это и понятно: тогдашние экспериментаторы не видели разницы даже между человеческой кровью и кровью животных. В 1666 году английский анатом Ричард Лоуэр (1631‒1691) успешно перелил кровь одной собаки другой. В 1667 году профессор философии и личный врач короля Людовика XIV Жан-Батист Дени (1643‒1704) вместе с хирургом Полем Эммерезом (?‒1690) успешно перелили кровь ягнят двоим больным. Надо сказать, что тем, кто выжил в ходе этих экспериментов, просто повезло, что им влили небольшие дозы овечьей крови. Следующие двое подопытных оказались не столь везучими, и после смерти одного из них, хотя и вызванной тем, что его травила мышьяком жена, подобные эксперименты во Франции запретили. Впрочем, идея продолжала жить в умах медиков. С 1818 по 1830 год британский врач Джеймс Бланделл (1790‒1878) после серии опытов на собаках выполнил десяток задокументированных переливаний крови от человека к человеку, пять из которых удались. Он опубликовал результаты своих исследований, где отмечал, что основными проблемами являются свертывание крови, воздушная эмболия и несовместимость крови в ряде случаев. И если часть проблем Бланделл смог разрешить благодаря изобретенной им аппаратуре для облегчения процедуры переливания, то причина несовместимости оставалась загадкой, а значит, переливание крови можно было применять лишь к безнадежным больным.