II. Структура самостоятельной работы

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

по учебной дисциплине «Гистология, эмбриология, цитология»

на практические занятия

раздел: «Цитология. Общая гистология»

тема: «Гемато-лимфоидный комплекс»

занятие 1

 

Составил профессор кафедры А.В. Потапов

 

 

Томск – 2019 г.

I. Объем самостоятельной работы по дисциплине

№	Название темы	Количество минут
1.	Понятие о крови как системе, производной мезенхимы.	18
2.	Состав и функции крови как ткани.	18
3.	Что такое гемограмма и лейкоцитарная формула.	18
4.	Морфофункциональная характеристика форменных элементов.	18
5.	Возрастные изменения крови.	18
Итого		90

II. Структура самостоятельной работы

 

Цель занятия: изучить строение и функции форменных элементов крови, морфофизиологические особенности дифференцировки клеток крови в процессе эмбрионального и постэмбрионального кроветворения, строение иммунокомпетентных клеток, их участие в иммунных реакциях.

В результате обучения по теме «Гемато-лимфоидный комплекс» студенты должны:

1. Знать:

– общие закономерности, присущие строению и жизнедеятельности организма человека на клеточном уровне, конкретные морфофункциональные особенности клеток и их производных, возрастные и половые особенности;

– физико-химическую и биологическую сущность процессов, происходящих в клетках;

– методы их исследования, применяемые в гистологии (ОПК-9).

2. Уметь:

– использовать материал прослушанной лекции, пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет, микроскопом;

– «читать» рисунки гистологических препаратов и электронограмм, записанные на бумажных и электронных носителях, решать ситуационные задачи, выполнять тестовые задания;

– давать оценку функционального состояния различных клеток, их производных (ОПК-9).

3. Владеть:

– базовыми технологиями преобразования информации: текстовыми, табличными, редакторскими, микроскопическими, рисовальными, поисковыми в сети Интернет;

– терминологией;

– навыками микроскопирования и анализа препаратов и электронограмм (ОПК-9).

Теоретический материал для подготовки к занятию. Ткани системы крови являются производными мезенхимы – эмбриональной соединительной ткани, являющейся источником развития всех тканей внутренней среды организма (греч. «mesos» - средний, «enchima» - влитое). Мезенхима представлена клетками мезенхимоцитами веретеновидной и звездчатой формы с крупным светлым ядром и слабо базофильной цитоплазмой. Клетки связаны между собой цитоплазматическими отростками, образуя рыхлую сеть, внутреннее пространство которой заполнено студенистым межклеточным веществом.

Кровь как система состоит из жидкого циркулирующего компонента – периферическая кровь и центрального тканевого компонента – органы кроветворения (красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы). Периферическая кровь – это ткань мезенхимного происхождения, состоящая из межклеточного вещества - плазмы и взвешенных в ней форменных элементов – эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.

Плазма составляет 55-60% объема крови и состоит на 90% из воды, 1% неорганических веществ, и 9% органических веществ, из которых 6% приходится на белки.

Функции крови

· транспортная (перенос питательных веществ, кислорода, углекислого газа, продуктов метаболизма, гормонов, ионов);

· защитная (уничтожение микроорганизмов, участие в иммунных и воспалительных реакциях);

· поддержание гомеостаза (регуляция температуры тела, осмотического давления, кислотно-щелочного состояния);

· гемокоагуляция (свертывание крови).

Белки плазмы:

1. Альбумины находятся в связи с липидами, углеводами, билирубином, витамином А. Образуются в печени и играют роль в поддержании коллоидно-осмотического давления крови.

2. Глобулины - белки среди которых выделяют 3 фракции: a, b и g. a- и b-глобулины переносят ионы металлов и липиды в форме липопротеинов, а g-глобулины представляют собой фракцию антител (иммуноглобулинов), которые синтезируются плазматическими клетками и участвуют в гуморальном иммунитете.

3. Фибриноген – образуется в печени и участвует в свертывании крови.

Форменные элементы крови:

Эритроциты:

Безъядерные форменные элементы крови, содержание которых в крови зависит от пола. Их содержание у мужчин – 4,3-5,3х10¹²/л; у женщин - 3,9-4,5х10¹²/л.

Продолжительность жизни около 120-ти суток. В периферическом кровотоке встречается 3 вида эритроцитов: юные (ретикулоциты), зрелые и стареющие.

Ретикулоциты – поступают в кровоток из красного костного мозга и составляют около 1% всех циркулирующих эритроцитов крови. Они содержат остатки органелл предыдущего клеточного вида эритроидного дифферона (рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи). При окрашивании бриллиантовым крезиловым синим в клетке в результате взаимодействия красителя с рибосомной РНК формируется базофильная сетеобразная структура, отсюда название – ретикулоцит (лат. «rete» - сеть).

Зрелые эритроциты имеют форму двояковогнутого диска. Органеллы отсутствуют. Средний диаметр 7 - 8мкм. Если   диаметр меньше 6 мкм – клетка называется микроцит, если больше 9 мкм – макроцит, больше 10мкм – мегалоцит. Изменение размеров эритроцитов получило название – анизоцитоз. Такие формы встречаются при дефиците витамина В₁₂, гемаглобинопатиях.

При старении и патологических процессах происходит изменение формы эритроцитов, что называется пойкилоцитозом. Форма может меняться двумя способами:

1. При кренировании образуются выпячивания плазмолеммы (в виде шипов) в результате дискоциты превращаются в эхиноциты, а затем в сфероциты.

2. Во втором случае двояковогнутая форма клетки меняется на куполообразную. Образуются так называемые, стоматоциты.

При патологии могут появляться аномальные формы эритроцитов. Например, эритроциты серповидной формы появляются при серповидноклеточной анемии у больных с генетическими нарушениями в b-цепи гемаглобина.

Состав эритроцитов: 60% - вода, 30-35% - гемоглобин, 5-7% негемоглобиновые белки, жиры, углеводы и минералы.

Оболочка эритроцита является селективным барьером, через который осуществляется обмен между клеткой и плазмой крови. Она содержит 49% белков, 43% жиров и 8,5% углеводов. В мембране эритроцитов идентифицировано несколько десятков различных белков. Самые известные из них:

Спектрин образует на внутренней поверхности плазмолеммы сетку, которая придаёт мембране эластичность и упругость.

 Гликофорин является интегральным белком, пронизывающим всю толщу мембраны. С внешней стороны мембраны он связан с олигосахаридными остатками сиаловой кислоты, которые содержат ионизированные карбоксильные группы, придающие эритроциту отрицательный заряд.

Полоса 3 образует водные ионные каналы - для анионов: Cl^--, HCO₃^--, OH^- (для катионов мембрана эритроцитов практически непроницаема).

В цитоплазме эритроцитов содержится специфический эндогенный пигмент - гемоглобин, составляющий 95% от всех белков эритроцитов. Содержание гемоглобина у мужчин – 140-165 г/л, у женщин – 120-138 г/л. Гемоглобин - это дыхательный пигмент, с помощью которого, осуществляется транспорт кислорода из легких в ткани. Он относится к сложным белкам хромопротеидам. Формула гемоглобина состоит из двух частей: гем – содержит 2-х валентное железо (4%) и глобин – белок типа альбумина (96%).

Другой важный белок цитоплазмы - это фермент карбоангидраза.
Она катализирует обратимое превращение значительной части СО ₂ (не связавшейся с гемоглобином) в более удобную транспортную форму - гидрокарбонатный ион.

Лейкоциты представляют собой округлые клетки крови, характеризующиеся наличием ядра. Их содержание у взрослых 4,8-7,7х10⁹/л, у новорожденных детей 10-30х10⁹/л. По морфологическим признакам лейкоциты подразделяются на 2 группы: зернистые лейкоциты (гранулоциты) и незернистые – агранулоциты.

У зернистых лейкоцитов при окраске крови по Романовскому-Гимза (азуром II и эозином) в цитоплазме выявляются специфическая зернистость и сегментированные ядра. В соответствии с окраской специфической зернистости различают нейтрофильные, эозинофильные и базофильные гранулоциты. Они также содержат неспецифическую азурофильную зернистость (первичные лизосомы).

К агранулоцитам относятся – лимфоциты, моноциты. Они содержат азурофильную зернистость и несегментированные ядра.

Все лейкоциты в цитоплазме содержат сократительные белки: актин, миозин. В связи, с чем способны выходить из кровеносных сосудов в окружающую ткань и участвовать в защитных реакциях.

    Нейтрофилы:

· палочкоядерные, содержание в кровотоке 2-5%;

· сегментоядерные, содержание в кровотоке 43-59%.

В мазке размеры нейтрофилов достигают 10-12 мкм, а в капле крови 7-8 мкм. Продолжительность их жизни около 8 суток. Цитоплазма оксифильна, отсутствуют содержит единичные митохондрии, включения гликогена, в ней практически белоксинтезирующие органеллы, поэтому они не способны к длительному функционированию. Зернистость мелкая, синевато-розового цвета (окрашивается основными и кислыми красителями, отсюда название – гетерофильный или нейтрофильный). Специфические гранулы диаметром 0,2 - 0,4 мкм, содержат бактериостатические и бактерицидные вещества – муцин, фагоцитин, щелочную фосфотазу, лактоферрин. Азурофильные гранулы (первичные лизосомы) диаметром 0,4 - 0,8 мкм, содержат протеолитические ферменты – кислую фосфотазу, b-глюкуронидазу, миелопероксидазу, пероксидазу, лизоцим, арилсульфатазу.

Палочкоядерные нейтрофилы являются более юной формой, они имеют S-образное ядро, сегментоядерные нейтрофилы – зрелая форма, их ядро образует от 3-х до 5-ти сегментов. В нейтрофилах женщин один из сегментов ядра содержит вырост, напоминающий барабанную палочку – тельце Барра. При некоторых состояниях организма, требующих мобилизации резервных сил (стресс, интоксикации, переутомление, воспалительный процесс, кровопотеря и т.д.), содержание в крови палочкоядерных нейтрофилов повышается. Это состояние называется сдвигом лейкоцитарной формулы влево. Основная функция нейтрофилов – фагоцитоз. И.И. Мечников назвал эти клетки микрофагами.

Эозинофилы – гранулосодержащие лейкоциты, содержание которых в периферическом кровотоке - 1-5%, диаметр в мазке крови 12-14 мкм, а в капле свежей крови – 9-10 мкм. Продолжительность жизни 8-14 дней. В течение нескольких дней после образования они остаются в красном костном мозге, а затем выходят в кровоток и циркулируют от 3-х до 8-и часов, после чего большинство из них мигрирует в ткани, контактирующие с внешней средой (слизистые оболочки дыхательных, мочеполовых путей, кишечника). Ядро эозинофила, как правило, представлено двумя крупными сегментами, соединенными тонкой перемычкой, из-за чего его часто сравнивают с пенсне. Цитоплазма слабо базофильна, в ней находится хорошо развитая гранулярная эндоплазматическая сеть, небольшое количество цистерн гладкой эндоплазматической сети, скопления рибосом, отдельные митохондрии и включения гликогена. Эозинофилы имеют мембранные рецепторы Fc-фрагментов Ig G, Ig M, Ig E, компонентов комплемента. В цитоплазме эозинофила присутствуют крупные и мелкие специфические гранулы с выраженной ацидофилией. Крупные гранулы размером 0,5-1,5 мкм имеют овоидную форму и содержат удлиненный кристаллоид, состоящий в основном из антипаразитарного агента – главного щелочного белка. В гранулах также присутствуют нейротоксин, пероксидаза эозинофила, гистаминаза, фосфолипаза D, гидролитические ферменты, кислая фосфотаза, коллагеназа, цинк. Мелкие гранулы содержат такие вещества, как пероксидаза, арилсульфатаза, кислая фосфотаза и др. Наряду со специфической зернистостью, в эозинофилах присутствуют и азурофильные гранулы.

Специфической функцией эозинофилов является антипаразитарная, благодаря содержимому гранул они уничтожают личинки паразитов, попавшие в кровь или органы. Кроме того, эти клетки принимают участие в купировании аллергических реакций. Данный эффект реализуется посредством снижения содержания гистамина в тканях. Эозинофилы разрушают гистамин с помощью фермента гистаминазы, вырабатывают фактор, тормозящий дегрануляцию тучных клеток, связывают гистамин с помощью рецепторов плазмолеммы, и, наконец, фагоцитируют гистаминсодержащие гранулы тучных клеток. Также, эозинофилы обладают невыраженной, по сравнению с нейтрофилами, фагоцитарной активностью.

Базофилы – самые немногочисленные гранулоциты, составляют 0-1% от общего количества лейкоцитов, их диаметр в мазке 10-12 мкм, в капле крови 7-8 мкм. В периферическом кровотоке базофилы находятся 1-2 суток. Как и другие лейкоциты, они подвижны и могут покидать кровоток, но их способность к амебоидному движению ограничена. Базофилы содержат уплотненное слабосегментированное ядро (часто изогнуто в виде буквы S). В цитоплазме имеются все виды органелл, свободные рибосомы, гликоген. В цитоплазме находится два вида гранул: специфические и неспецифические (азурофильные). Специфические гранулы довольно крупные (0,5-1,2 мкм), имеют разнообразную, чаще овальную форму с плотным содержимым и окрашиваются метахроматически (не в цвет красителя), палитра цветов - от красновато-фиолетовых до интенсивно фиолетовых оттенков. В гранулах содержатся гепарин, гистамин, медиаторы воспаления (например, медленно реагирующий фактор анафилаксии, фактор хемотаксиса эозинофилов). Секретируемый клеткой гепарин связывает циркулирующий в крови антитромбин III, резко усиливая его противосвертывающую активность. Гистамин вызывает сокращение гладкой мускулатуры, гиперсекрецию слизи и увеличение проницаемости сосудов с развитием отека. В плазмолемму базофилов встроены рецепторы к Fс-фрагментам Ig E, играющие важную роль в аллергической реакции в ответ на введение антигена (аллергена). Активированные базофилы, покидая кровоток, мигрируют в очаги воспаления и участвуют в аллергических реакциях.

Моноциты – агранулоциты, которые в периферической крови составляют 4 - 9%, их диаметр в мазке до 20 мкм, в капле крови 14 мкм. В кровотоке циркулируют от 2-х до 4-х суток. Ядро чаще бобовидной формы (иногда овальной, подковообразной, лопастевидной), с неравномерным распределением хроматина. В слабо базофильной цитоплазме обнаруживаются многочисленные лизосомы, вакуоли, митохондрии и комплекс Гольджи. Моноциты относят к незрелым клеткам, находящимся на пути из красного костного мозга в ткани, где они дифференцируются в макрофаги. Функция этих агранулоцитов - фагоцитоз.           

Лимфоциты – клетки, отвечающие за специфичность действия иммунной системы, а также за сохранение иммунной памяти. Их содержание в лейкоцитарной формуле – 27-45% от общего количества лейкоцитов крови. Морфологически лимфоциты классифицируют в зависимости от размеров:

· малые – диаметр до 6 мкм;

· средние – диаметр 7-10 мкм;

· большие – диаметр 10-20 мкм.

Малый лимфоцит имеет крупное ядро, занимающее большую часть клетки, круглой, овальной или бобовидной формы с резко конденсированным хроматином. Цитоплазма базофильна, узкой каймой окружает ядро. Некоторые лимфоциты содержат в цитоплазме небольшое количество азурофильных гранул.

Средний и большой лимфоциты имеют более широкий ободок цитоплазмы. Ядро округлой или бобовидной формы, содержит нежные глыбки хроматина, концентрирующиеся возле ядерной оболочки. Ядрышко различимо. В кровотоке находятся в основном малые и средние лимфоциты, большие локализуются в лимфоидных органах.

Классификация в зависимости от продолжительности жизни:

· короткоживущие (5 – 6 дней);

· долгоживущие (месяцы, годы) клетки памяти, рециркулирующий пул лимфоцитов или лимфоциты, возвращающиеся в неактивное состояние, но несущие информацию о встрече с конкретным антигеном. При повторном введении антигена они способны обеспечивать быстрый иммунный ответ наибольшей интенсивности (вторичный ответ) вследствие усиленной пролиферации лимфоцитов и образования иммуноцитов.

Среди лимфоцитов различают три основных функциональных класса: В-лимфоциты, Т-лимфоциты и нулевые лимфоциты. В-лимфоциты – у взрослого человека образуются в красном костном мозге и составляют около 30% циркулирующих лимфоцитов. Их главная функция – обеспечение гуморального иммунитета. Предшественники Т-лимфоцитов образуются в красном костном мозге, далее мигрируют в тимус, где подвергаются антигеннезависимой дифференцировке. Данный вид клеток обеспечивает реакции клеточного иммунитета и участвует в регуляции гуморального иммунитета, составляя около 70% циркулирующих лимфоцитов. Нулевые лимфоциты расценивают как резервную популяцию недифференцированных лимфоцитов, так как их плазмолемма не содержит поверхностные маркеры, характерные для В- и Т-лимфоцитов.

Тромбоциты являются безъядерными форменными элементами крови и представляют собой фрагменты мегакариоцитов красного костного мозга. Диаметр – 2 - 4 мкм, содержание в крови 230-350*10⁹/л, продолжительность жизни около 4-х суток. Имеют форму двояковыпуклого диска. В тромбоците выделяют грануломер и гиаломер. В грануломере находятся органеллы: митохондрии, комплекс Гольджи, канальца ЭПС, рибосомы и четыре типа гранул.

1. α-гранулы (300-500 нм) содержит фактор роста, белки, связывающие гепарин, фибриноген, тромбопластин.

2. β-гранулы (250-300 нм) – фосфор, АТФ, АДФ, кальций, сератонин, гистамин.

3. g-гранулы (200-250 нм) лизосомальные ферменты.

4. микропероксисомы.

В гиаломере обнаружены микротрубочки, актиновые филаменты, которые образуют цитоскелет тромбоцита. Здесь же находится 2-е системы канальцев: открытая, через которую выделяется содержимое гранул и плотная тубулярная - место синтеза циклоскигеназы, простагландинов и резервуар кальция. Функция тромбоцита - участие в свертывании крови и восстановлении целостности сосудистой стенки.

Все форменные элементы крови у здоровых людей должны быть в определенном количественном соотношении, называемом гемограммой, или формулой крови. Гемограмма – формула крови, которая отражает абсолютное содержание форменных элементов, рассчитанная на единицу объема (1л) Н-р: 10¹² -биллион, 10⁹ – миллиард. Стойкое повышение содержания форменных элементов называют цитозом, понижение – пенией. Например, увеличение содержания эритроцитов – эритроцитоз; уменьшение содержания лейкоцитов – лейкопения. Лейкоцитарная формула – это определенное процентное содержание лейкоцитов.

Возрастные особенности крови. Во время рождения у ребенка развивается гипоксия, что стимулирует выработку эритропоэтинов, регулирующих эритропоэз. В результате в крови увеличивается содержание эритроциов до 7*10¹²/л, наблюдается анизоцитоз, ретикулоцитоз. К 14-м суткам количество эритроцитов достигает такого же уровня, как и у взрослого и продолжает снижаться. Минимальный показатель обнаруживается на 3 - 6-ом месяце жизни. Это состояние называется – физиологическая анемия. Окончательных значений (взрослого человека) количество эритроцитов достигает в период полового созревания.

Лейкоцитов у новорожденного 10-30*10⁹/л. К 14-м суткам снижается до 9-15*10⁹/л, нормы достигает к 14-ти годам. Изменения содержания нейтрофилов и лимфоцитов в периферической крови имеет четкий график, который включает 2 физиологических перекреста. У новорожденных количество нейтрофилов и лимфоцитов такое же, как и у взрослых, но вскоре количество нейтрофилов снижается, а лимфоцитов повышается и на 4-е сутки возникает первый перекрест - их число уравнивается, затем количество нейтрофилов продолжает снижаться и к 2-м годам достигает 25%, а лимфоцитов – 65%. С этого момента начинается обратный процесс - содержание нейтрофилов увеличивается, а лимфоцитов снижается и к 4-м годам наблюдается второй физиологический перекрест. К периоду половой зрелости содержание нейтрофилов и лимфоцитов соответствует их содержанию в крови взрослых.

Форма отчетности усвоения материала: задания репродуктивного типа (ответы на вопросы, тесты, диагностика и зарисовка препаратов).

Обучающие ситуационные задачи с вариантами решений:

Задача 1. В мазке крови много нейтрофилов с половым хроматином в виде барабанной палочки. Какова вероятная половая принадлежность крови?

Задача 2. У больного взята кровь для анализа. Данные первого анализа показывают абсолютное содержание эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в 1 мм³. Данные второго анализа показали процентное содержание лейкоцитов в крови. Как называются первая и вторая формулы?

Задача 3. В условном эксперименте в стенке желточного мешка на раннем этапе эмбриогенеза разрушена мезенхима. Каковы последствия данного нарушения?

ОТВЕТЫ:

1. Женская.

2. Первая – гемограмма, вторая – лейкоцитарная формула.

3. Отсутствие крови как ткани.

 

                     III.Учебно-материальное обеспечение            

1. Основная литература:

1.1. Гистология, эмбриология, цитология [Текст]: учебник / ред.: Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 800 с.

1.2. Гистология, эмбриология, цитология [Электронный ресурс]: учебник / ред.: Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина. – 6-е изд., перераб. и доп. – Электронные текстовые данные. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. – 800 с.: режим доступа: http://www.studentlibrary.ru

2. Дополнительная литература:

2.1. Общий курс гистологии: учебное пособие / Е.Ю. Варакута, А.В. Герасимов, А.В. Потапов и др.; под ред. С.В. Логвинова. – Томск: Изд-во СибГМУ, 2016. – 213 с.

2.2. Общий курс гистологии [Электронный ресурс]: учебное пособие для самостоятельных занятий студентов, обучающихся по специальностям: 060101 – «Лечебное дело», 31.05.02 – «Педиатрия», 060105 – «Стоматология» / Е. Ю. Варакута [и др.]; ред. С. В. Логвинов; рец. А. А. Жданкина; Сибирский медицинский университет (Томск). – Электрон. текстовые дан. – Томск: СибГМУ, 2016. – 213 с.: режим доступа: http://irbis.64.medlib.tomsк.ru

2.3. Мустафина Л.Р., Логвинов С.В. Диагностика микропрепаратов: учебное пособие. – Томск: Изд-во СибГМУ, 2018. – 46 с.

2.4. Атлас микрофотографий: учебное пособие / А.В. Герасимов, А.В. Потапов, Л.Р. Мустафина, А.В. Солонский, В.П. Костюченко, под ред. С.В. Логвинова. – Томск: Изд-во СибГМУ, 2019. – 88 с.

3. Материальное обеспечение: микроскопы, оборудованные для микроскопирования и зарисовки препаратов рабочие места.

Препараты для микроскопирования и зарисовки:

1) мезенхима зародыша цыплёнка, окр. гематоксилином;

2) кровь человека (мазок), окр. азур II – эозином;

3) кровь лягушки (мазок), окр. гематоксилином и эозином;

4) ретикулоциты (мазок крови), окр. бриллиантовым крезиловым синим (демонстрация);

5) красный костный мозг (мазок), окр. азуром II – эозином;

6) лимфоузел, окр. гематоксилином и эозином;

7) накопление краски в ретикулярных клетках лимфоузла, окр. трипановым синим и квасцовым кармином (демонстрация).

4. Наглядные пособия: таблицы, образцы рисунков.

5. Технические средства обучения: компьютер с программным обеспечением для презентации материала и микроскоп с цифровой фотокамерой, проецирующей изображение на экран телевизора в учебной комнате, тестирование в компьютерном классе общего пользования.