Функции крови.
Кровь – это жидкая ткань, состоящая из плазмы и взвешенных в ней кровяных телец. Циркуляция крови по замкнутой ССС является необходимым условием поддержания постоянства её состава. Остановка сердца и прекращение движения крови немедленно приводит организм к гибели. Учение о крови и её болезнях называется гематологией.
Физиологические функции крови:
1. Дыхательная – перенос кислорода от лёгких к тканям и углекислого газа от тканей к лёгким.
2. Трофическая (питательная) – доставляет питательные вещества, витамины, минеральные соли, воду от органов пищеварения к тканям.
3. Экскреторная (выделительная) – выделение из тканей конечных продуктов распада, лишней воды и минеральных солей.
4. Терморегуляторная – регуляция температуры тела путём охлаждения энергоёмких органов и согревание органов, теряющих тепло.
5. Гомеостатическая – поддержание стабильности ряда констант гомеостаза (ph, осмотического давления, изоионии).
6. Регуляция водно-солевого обмена между кровью и тканями.
7. Защитная – участие в клеточном (лейкоциты) и гуморальном (At) иммунитете, в процессе свёртывания для прекращения кровотечения.
8. Гуморальная – перенос гормонов.
9. Креаторная (созидательная) – перенос макромолекул, осуществляющих межклеточную передачу информации с целью восстановления и поддержания структуры тканей тела.
Количество и физико-химические свойства крови.
Общее количество крови в организме взрослого человека в норме составляет 6-8% массы тела и равно примерно 4,5-6 л. Кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней кровяных клеток - форменных элементов: красных (эритроцитов), белых (лейкоцитов) и кровяных пластинок (тромбоцитов). В циркулирующей крови форменные элементы составляют 40-45%, на долю плазмы приходится 55-60%. В депонированной крови наоборот: форменных элементов – 55-60%, плазмы – 40-45%.
Вязкость цельной крови составляет около 5, а вязкость плазмы – 1,7–2,2 (по отношению к вязкости воды, равной 1). Вязкость крови обусловлена наличием белков и особенно эритроцитов.
Осмотическое давление – это давление, которое оказывают растворённые в плазме вещества. Оно зависит в основном от содержащихся в ней минеральных солей и составляет в среднем 7,6 атм., что соответствует температуре замерзания крови, равной -0,56 - -0,58°С. Около 60% всего осмотического давления обусловлено солями Na.
Онкотическое давление крови – это давление, создаваемое белками плазмы (т.е. их способность притягивать и удерживать воду). Определяется более чем на 80% альбуминами.
Реакция крови определяется концентрацией водородных ионов, которую выражают водородным показателем – pН.
В нейтральной среде pН = 7,0
В кислой - менее 7,0.
В щелочной – более 7,0.
Кровь имеет pН – 7,36, т.е. её реакция слабощелочная. Жизнь возможна в узких пределах смещения pН от 7,0 до 7,8 (т.к. только в этих условиях могут работать ферменты - катализаторы всех биохимических реакций).
Плазма крови.
Плазма крови – это сложная смесь белков, аминокислот, углеводов, жиров, солей, гормонов, ферментов, антител, растворённых газов и продуктов распада белка (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак), подлежащих выведению из организма. Плазма содержит 90-92% воды и 8-10% сухого остатка, главным образом, белков и минеральных солей. Плазма имеет слабощелочную реакцию (pН = 7,36).
Белки плазмы (их более 30) включают 3 основные группы:
· Глобулины обеспечивают транспорт жиров, липоидов, глюкозы, меди, железа, выработку антител, а также α- и β-агглютининов крови.
· Альбумины обеспечивают онкотическое давление, связывают лекарственные вещества, витамины, гормоны, пигменты.
· Фибриноген участвует в свёртывании крови.
Форменные элементы крови.
Эритроциты (от греч. erytros – красный, cytus – клетка) – безъядерные форменные элементы крови, содержащие гемоглобин. Имеют форму двояковогнутых дисков диаметром 7-8 мкм, толщиной – 2 мкм. Они очень гибки и эластичны, легко деформируются и проходят через кровеносные капилляры с диаметром меньшим, чем диаметр эритроцита. Продолжительность жизни эритроцитов составляет 100-120 дней.
В начальных фазах своего развития эритроциты имеют ядро и называются ретикулоцитами. По мере созревания ядро замещается дыхательным пигментом – гемоглобином, составляющим 90% сухого вещества эритроцитов.
В норме в 1 мкл (1 куб. мм) крови у мужчин содержится 4-5 млн. эритроцитов, у женщин – 3,7-4,7 млн., у новорождённых число эритроцитов достигает 6 млн. Увеличение количества эритроцитов в единице объёма крови называется эритроцитозом, уменьшение – эритропенией. Гемоглобин является основной составной частью эритроцитов, обеспечивает дыхательную функцию крови за счёт транспорта кислорода и углекислого газа и регуляцию рН крови, обладая свойствами слабых кислот.
В норме у мужчин содержится 145 г/л гемоглобина (с колебаниями 130-160 г/л), у женщин – 130 г/л (120-140 г/л). Общее количество гемоглобина в пяти литрах крови у человека составляет 700-800 г.
Лейкоциты (от греч. leukos – белый, cytus – клетка) – бесцветные ядерные клетки. Размер лейкоцитов – 8-20 мкм. Образуются в красном костном мозге, лимфатических узлах, селезёнке. В 1 мкл крови человека в норме содержится 4-9 тысяч лейкоцитов. Количество их колеблется в течение суток, утром снижено, повышается после еды (пищеварительный лейкоцитоз), повышается во время мышечной работы, сильных эмоций.
Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом, уменьшение – лейкопенией.
Продолжительность жизни лейкоцитов составляет в среднем 15-20 дней, лимфоцитов – 20 и более лет. Некоторые лимфоциты живут на протяжении всей жизни человека.
По наличию в цитоплазме зернистости лейкоциты делят на 2 группы: зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты).
В группу гранулоцитов входят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Имеют в цитоплазме большое количество гранул, где содержатся ферменты, необходимые для переваривания чужеродных веществ. Ядра всех гранулоцитов разделены на 2–5 частей, соединенных между собой нитями, поэтому их ещё называют сегментоядерными лейкоцитами. Молодые формы нейтрофилов с ядрами в виде палочек называются палочкоядерными нейтрофилами, а в виде овала – юными.
Лимфоциты – самые маленькие из лейкоцитов, имеют большое округлое ядро, окружённое узким ободком цитоплазмы.
Моноциты являются крупными агранулоцитами, имеют ядро в виде овала или боба.
Процентное соотношение отдельных видов лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой, или лейкограммой:
· эозинофилы 1 – 4%
· базофилы 0,5%
· нейтрофилы 60 – 70%
· лимфоциты 25 – 30%
· моноциты 6 – 8%
У здоровых людей лейкограмма довольно постоянна, и её изменения служат признаком различных заболеваний. Например, при острых воспалительных процессах наблюдается увеличение количества нейтрофилов (нейтрофилия), при аллергических заболеваниях и глистной болезни – увеличение количества эозинофилов (эозинофилия), при вялотекущих хронических инфекциях (туберкулёз, ревматизм и др.) – количество лимфоцитов (лимфоцитоз).
По нейтрофилам можно определить пол человека. При наличии женского генотипа 7 из 500 нейтрофилов содержат особые, специфические для женского пола образования, называемые «барабанными палочками» (круглые выросты диаметром 1,5-2 мкм, соединённые с одним из сегментов ядра посредством тонких хроматиновых мостиков).
Лейкоциты выполняют множество функций:
1. Защитная – борьба с чужеродными агентами (они фагоцитируют (поглощают) чужеродные тела и уничтожают их).
2. Антитоксическая – выработка антитоксинов, обезвреживающих продукты жизнедеятельности микробов.
3. Выработка антител, обеспечивающих иммунитет, т.е. невосприимчивость к инфекциям и генетически чужеродным веществам.
4. Участвуют в развитии всех этапов воспаления, стимулируют восстановительные (регенеративные) процессы в организме и ускоряют заживление ран.
5. Обеспечивают реакцию отторжения трансплантата и уничтожение собственных мутантных клеток.
6. Образуют активные (эндогенные) пирогены и формируют лихорадочную реакцию.
Тромбоциты, или кровяные пластинки (греч. thrombos - сгусток крови, cytus – клетка) представляют собой округлые или овальные безъядерные образования диаметром 2–5 мкм (в 3 раза меньше эритроцитов). Тромбоциты образуются в красном костном мозге из гигантских клеток - мегакариоцитов. В 1 мкл крови у человека в норме содержится 180-300 тысяч тромбоцитов. Значительная часть их депонируется в селезёнке, печени, лёгких, в случае необходимости поступает в кровь. Увеличение количества тромбоцитов в периферической крови называется тромбоцитозом, уменьшение – тромбоцитопенией. Продолжительность жизни тромбоцитов составляет 2-10 дней.
Функции тромбоцитов:
1. Участвуют в процессе свёртывания крови и растворения кровяного сгустка (фибринолиза).
2. Участвуют в остановке кровотечения (гемостазе) за счёт присутствующих в них биологически активных соединений.
3. Выполняют защитную функцию за счёт склеивания (агглютинации) микробов и фагоцитоза.
4. Вырабатывают некоторые ферменты, необходимые для нормальной жизнедеятельности тромбоцитов и для процесса остановки кровотечения.
5. Осуществляют транспорт креаторных веществ, важных для сохранения структуры сосудистой стенки (без взаимодействия с тромбоцитами эндотелий сосудов подвергается дистрофии и начинает пропускать через себя эритроциты).
Свёртывающая система крови. Группы крови. Резус-фактор. Гемостаз и его механизмы.
Гемостаз (греч. haime – кровь, stasis - неподвижное состояние) – это остановка движения крови по кровеносному сосуду, т.е. остановка кровотечения. Различают 2 механизма остановки кровотечения:
1. Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз способен самостоятельно за несколько минут остановить кровотечение из наиболее часто травмируемых мелких сосудов с довольно низким кровяным давлением. Он слагается из двух процессов:
Сосудистого спазма, приводящего к временной остановке или уменьшению кровотечения;
Образования, уплотнения и сокращения тромбоцитарной пробки, приводящей к полной остановке кровотечения.
2. Коагуляционный гемостаз (свёртывание крови) обеспечивает прекращение кровопотери при повреждении крупных сосудов. Свёртывание крови является защитной реакцией организма. При ранении и вытекании крови из сосудов она из жидкого состояния переходит в желеобразное. Образующийся сгусток закупоривает повреждённые сосуды и предотвращает потерю значительного количества крови.
Понятие о резус-факторе.
Кроме АВО системы (системы Ландштейнера) существует система резус, так как кроме основных агглютиногенов А и В, в эритроцитах могут быть другие дополнительные, в частности, так называемый резус-агглютиноген (резус-фактор). Впервые он был обнаружен в 1940 году К. Ландштейнером и И. Винером в крови обезьяны макаки-резуса.
85% людей имеют в крови резус-фактор. Такая кровь называется резус-положительной. Кровь, в которой резус-фактор отсутствует, называется резус-отрицательной. Особенностью резус-фактора является то, что у людей отсутствуют антирезус-агглютинины.
Группы крови.
Группы крови – совокупность признаков, характеризующих антигенную структуру эритроцитов и специфичность антиэритроцитарных антител, которые учитываются при подборе крови для трансфузий (от лат. transfusio – переливание).
По наличию в крови тех или иных агглютиногенов и агглютининов кровь людей делят на 4 группы, согласно системе Ландштейнера АВО.
Иммунитет, его виды.
Иммунитет (от лат. immunitas – освобождение от чего-либо, избавление) – это невосприимчивость организма к возбудителям болезней или ядам, а также способность организма защищаться от генетически чужеродных тел и веществ.
По способу происхождения различают врождённый и приобретённый иммунитет .
Врождённый (видовой) иммунитет является наследственным признаком для данного вида животных (собаки и кролики не болеют полиомиелитом).
Приобретённый иммунитет приобретается в процессе жизни и делится на естественно приобретённый и искусственно приобретённый. Каждый из них по способу возникновения делится на активный и пассивный.
Естественно приобретённый активный иммунитет возникает после перенесения соответствующего инфекционного заболевания.
Естественно приобретённый пассивный иммунитет обусловлен переходом защитных антител из крови матери через плаценту в кровь плода. Таким путём получают иммунитет новорожденные дети по отношению к кори, скарлатине, дифтерии и другим инфекциям. Через 1-2 года, когда антитела, полученные от матери, разрушаются и частично выделяются из организма ребёнка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает. Пассивным путём иммунитет в меньшей степени может передаваться с молоком матери.
Искусственно приобретённый иммунитет воспроизводится человеком в целях предупреждения заразных болезней.
Активный искусственный иммунитет достигается путём прививки здоровым людям культур убитых или ослабленных патогенных микробов, ослабленных токсинов или вирусов. Впервые искусственная активная иммунизация была выполнена Дженнером путём прививок коровьей оспы детям. Эта процедура Пастером была названа вакцинацией, а прививочный материал – вакциной (от лат. vaccа – корова).
Пассивный искусственный иммунитет воспроизводится путём введения человеку сыворотки, содержащей готовые антитела против микробов и их токсинов. Особенно эффективны антитоксические сыворотки против дифтерии, столбняка, газовой гангрены, ботулизма, змеиных ядов (кобра, гадюка и др.). эти сыворотки получают главным образом от лошадей, которых иммунизируют соответствующим токсином.
В зависимости от направленности действия различают также антитоксический, антимикробный и противовирусный иммунитет.
Антитоксический иммунитетнаправлен на нейтрализацию микробных ядов, ведущая роль при нём принадлежит антитоксинам.
Антимикробный (антибактериальный) иммунитетнаправлен на уничтожение микробных тел. Большая роль при нём принадлежит антителам и фагоцитам.
Противовирусный иммунитетпроявляется образованием в клетках лимфоидного ряда особого белка – интерферона, подавляющего размножение вирусов
Кровь, беспрерывно циркулирующая в замкнутой системе кровеносных сосудов, выполняет в организме важнейшие функции: транспортную, дыхательную, регуляторную и защитную. Она обеспечивает относительное постоянство внутренней среды организма.
Кровь - это разновидность соединительной ткани, состоящей из жидкого межклеточного вещества сложного состава - плазмы н взвешенных в ней клеток - форменных элементов крови: эритроцитов (красных кровяных клеток), лейкоцитов (белых кровяных клеток) и тромбоцитов (кровяных пластинок). В 1 мм 3 крови содержится 4,5–5 млн. эритроцитов, 5–8 тыс. лейкоцитов, 200–400 тыс. тромбоцитов.
В организме человека количество крови составляет в среднем 4,5–5 л или 1/13 массы его тела. Плазма крови по объему составляет 55–60%, а форменные элементы 40–45%. Плазма крови представляет собой желтоватую полупрозрачную жидкость. В ее состав входит вода (90–92%), минеральные и органические вещества (8–10%), 7% белков. 0,7% жиров, 0.1% - глюкозы, остальная часть плотного остатка плазмы - гормоны, витамины, аминокислоты, продукты обмена веществ.
Форменные элементы крови
Эритроциты - безъядерные красные кровяные клетки, имеющие форму двояковогнутых дисков. Такая форма увеличивает поверхность клетки в 1.5 раза. Цитоплазма эритроцитов содержит белок гемоглобин - сложное органическое соединение, состоящее из белка глобина и пигмента крови гема, в состав которого входит железо.
Основная функция эритроцитов - транспортировка кислорода и углекислого газа. Эритроциты развиваются из ядерных клеток в красном костном мозге губчатого вещества кости. В процессе созревания они теряют ядро и поступают в кровь. В 1 мм 3 крови содержится от 4 до 5 млн. эритроцитов.
Продолжительность жизни эритроцитов 120–130 дней, затем в печени и селезенке они разрушаются, и из гемоглобина образуется пигмент желчи.
Лейкоциты - белые кровяные тельца, содержащие ядра и не имеющие постоянной формы. В 1 мм 3 крови человека их содержится 6–8 тысяч.
Лейкоциты образуются в красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах; продолжительность их жизни 2–4 дня. Разрушаются они также в селезенке.
Основная функция лейкоцитов - защита организмов от бактерий, чужеродных белков, инородных тел. Совершая амебоидные движения, лейкоциты проникают через стенки капилляров в межклеточное пространство. Они чувствительны к химическому составу веществ, выделяемых микробами или распавшимися клетками организма, и передвигаются по направлению к этим веществам или распавшимся клеткам. Вступив с ними в контакт, лейкоциты своими ложноножками обволакивают их и втягивают внутрь клетки, где при участии ферментов они расщепляются.
Лейкоциты способны к внутриклеточному пищеварению. В процессе взаимодействия с инородными телами многие клетки гибнут. При этом вокруг чужеродного тела накапливаются продукты распада, и образуется гной. Лейкоциты, захватывающие различные микроорганизмы и переваривающие их, И. И. Мечников назвал фагоцитами, а само явление поглощения и переваривания - фагоцитозом (поглощающим). Фагоцитоз - защитная реакция организма.
Тромбоциты (кровяные пластинки) - бесцветные, безъядерные клетки округлой формы, играющие важную роль в свертывании крови. В 1 л крови находится от 180 до 400 тыс. тромбоцитов. Они легко разрушаются при повреждении кровеносных сосудов. Тромбоциты образуются в красном костном мозге.
Форменные элементы крови, помимо вышеуказанного, выполняют очень важную роль в организме человека: при переливании крови, свертывании, а также в выработке антител и фагоцитозе.
Переливание крови
при некоторых заболеваниях или кровопотерях человеку делают переливание крови. Большая потеря крови нарушает постоянство внутренней среды организма, кровяное давление падает, уменьшается количество гемоглобина. В таких случаях в организм вводят кровь, взятую у здорового человека.
Переливанием крови пользовались с давних времен, но часто это заканчивалось смертельным исходом. Объясняется это тем, что донорские эритроциты (то есть эритроциты, взятые у человека, отдающего кровь), могут склеиваться в комочки, которые закрывают мелкие сосуды и нарушают кровообращение.
Склеивание эритроцитов - агглютинация - происходит в том случае, если в эритроцитах донора имеется склеиваемое вещество - агглютиноген, а в плазме крови реципиента (человека, которому переливают кровь) находится склеивающее вещество агглютинин. У различных людей в крови есть те или иные агглютинины и агглютиногены, и в связи с этим кровь всех людей разделена на 4 основные группы по их совместимости
Изучение групп крови позволило разработать правила ее переливания. Лица, дающие кровь, называются донорами, а лица, получающие ее, - реципиентами. При переливании крови строго соблюдают совместимость групп крови.
Любому реципиенту можно вводить кровь I группы, так как ее эритроциты не содержат агглютиногены и не склеиваются, поэтому лиц с I группой крови называют универсальными донорами, но им самим можно вводить кровь только I группы.
Кровь людей II группы можно переливать лицам, имеющим II и IV группы крови, кровь III группы - лицам III и IV. Кровь от донора IV группы можно переливать только лицам данной группы, но им самим можно переливать кровь всех четырех групп. Людей с IV группой крови называют универсальными реципиентами.
Переливанием крови лечат малокровие. Оно может быть вызвано влиянием различных отрицательных факторов, в результате чего в крови уменьшается количество эритроцитов, или понижается содержание в них гемоглобина. Малокровие возникает и при больших потерях крови, при недостаточном питании, нарушениях функций красного костного мозга и др. Малокровие излечимо: усиленное питание, свежий воздух помогают восстановить норму гемоглобина в крови.
Процесс свертывания крови осуществляется при участии белка протромбина, который переводит растворимый белок фибриноген в нерастворимый фибрин, образующий сгусток. В обычных условиях в кровеносных сосудах отсутствует активный фермент тромбин, поэтому кровь остается жидкой и не свертывается, но есть неактивный фермент протромбин, который образуется при участии витамина К в печени и костном мозге. Неактивный фермент активируется в присутствии солей кальция и переводится в тромбин при действии на него фермента тромбопластина, выделяемого красными кровяными тельцами - тромбоцитами.
При порезе или уколе оболочки тромбоцитов нарушаются, тромбопластин переходит в плазму и кровь свертывается. Образование тромба в местах повреждения сосудов - защитная реакция организма, предохраняющая его от кровопотери. Люди, у которых кровь не способна свертываться, страдают тяжелым заболеванием - гемофилией.
Иммунитет
Иммунитет - это невосприимчивость организма к инфекционным и неинфекционным агентам и веществам, обладающим антигенными свойствами. В иммунной реакции невосприимчивости, кроме клеток-фагоцитов, принимают участие и химические соединения - антитела (особые белки, обезвреживающие антигены - чужеродные клетки, белки и яды). В плазме крови антитела склеивают чужеродные белки или расщепляют их.
Антитела, обезвреживающие микробные яды (токсины), называют антитоксинами. Все антитела специфичны: они активны только по отношению к определенным микробам или их токсинам. Если в организме человека есть специфические антитела, он становится невосприимчивым к данным Инфекционным заболеваниям.
Открытия и идеи И. И. Мечникова о фагоцитозе и значительной роли в этом процессе лейкоцитов (в 1863 г. он произнес свою знаменитую речь о целебных силах организма, в которой впервые излагалась фагоцитарная теория иммунитета) легли в основу современного учения об иммунитете (от лат. «иммунис» - освобожденный). Эти открытия позволили достигнуть больших успехов в борьбе с инфекционными заболеваниями, которые на протяжении веков были подлинным бичом человечества.
Велика роль в предупреждении заразных болезней предохранительных и лечебных прививок - иммунизации с помощью вакцин и сывороток, создающих в организме искусственный активный или пассивный иммунитет.
Различают врожденный (видовой) и приобретенный (индивидуальный) виды иммунитета.
Врожденный иммунитет является наследственным признаком и обеспечивает невосприимчивость к тому или иному инфекционному заболеванию с момента рождения и наследуется от родителей. Причем иммунные тела могут проникать через плаценту из сосудов материнского организма в сосуды эмбриона или же новорожденные получают их с материнским молоком.
Приобретенный иммунитет делят на естественный и искусственный, а каждый из них разделяют на активный и пассивный.
Естественный активный иммунитет вырабатывается у человека в процессе перенесения инфекционного заболевания. Так, люди, перенесшие в детстве корь или коклюш, уже не заболевают ими повторно, так как у них в крови образовались защитные вещества - антитела.
Естественный пассивный иммунитет обусловлен переходом защитных антител из крови матери, в организме которой они образуются, через плаценту в кровь плода. Пассивным путем и через материнское молоко дети получают иммунитет по отношению к кори, скарлатине, дифтерии и др. Через 1–2 года, когда антитела, полученные от матери, разрушаются или частично удаляются из организма ребенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает.
Искусственный активный иммунитет возникает после прививки здоровым людям и животным убитых или ослабленных болезнетворных ядов - токсинов. Введение в организм этих препаратов - вакцин - вызывает заболевание в легкой форме и активизирует защитные силы организма, вызывая в нем образование соответствующих антител.
С этой целью в стране проводится планомерная вакцинация детей против кори, коклюша, дифтерии, полиомиелита, туберкулеза, столбняка и других, благодаря чему достигнуто значительное снижение числа заболеваний этими тяжелыми болезнями.
Искусственный пассивный иммунитет создается путем введения человеку сыворотки (плазма крови без белка фибрина), содержащей антитела и антитоксины против микробов и их ядов-токсинов. Сыворотки получают главным образом от лошадей, которых иммунизируют соответствующим токсином. Пассивно приобретенный иммунитет сохраняется обычно не больше месяца, но зато проявляется сразу же после введения лечебной сыворотки. Своевременно введенная лечебная сыворотка, содержащая уже готовые антитела, часто обеспечивает успешную борьбу с тяжелой инфекцией (например, дифтерией), которая развивается так быстро, что организм не успевает вырабатывать достаточное количество антител и больной может умереть.
Иммунитет фагоцитозом и выработкой антител защищает организм от инфекционных заболеваний, освобождает его от погибших, переродившихся и ставших чужеродными клеток, вызывает отторжение пересаженных чужеродных органов и тканей.
После некоторых инфекционных заболеваний иммунитет не вырабатывается, например, против ангины, которой можно болеть много раз.
Кровь и лимфу принято называть внутренней средой организма, так как они окружают все клетки и ткани, обеспечивая их жизнедеятельность.В отношении своего происхождения кровь, как и другие жидкости организма, может рассматриваться как морская вода, окружавшая простейшие организмы, замкнутая внутрь и претерпевшая в дальнейшем определенные изменения и усложнения.
Кровь состоит из плазмы и находящихся в ней во взвешенном состоянии форменных элементов (клеток крови). У человека форменные элементы составляют 42,5+-5% для женщин и 47,5+-7% для мужчин. Эта величина называется гематокритный показатель . Циркулирующая в сосудах кровь, органы, в которых происходит образование и разрушение ее клеток, также системы их регуляции объединяются понятием "система крови ".
Все форменные элементы крови являются продуктами жизнедеятельности не самой крови, а кроветворных тканей (органов) - красного костного мозг, лимфатических узлов, селезенки. Кинетика составных частей крови включает следующие этапы: образование, размножение, дифференциация, созревание, циркуляция, старение, разрушение. Таким образом, существует неразрывная связь форменных элементов крови с вырабатывающими и разрушающими их органами, а клеточный состав периферической крови отражает в первую очередь состояние органов кроветворения и кроверазрушения.
Кровь, как ткань внутренней среды, обладает следующими особенности: составные ее части образуются вне ее, межуточное вещество ткани является жидким, основная масса крови находится в постоянном движении, осуществляя гуморальные связи в организме.
При общей тенденции к сохранению постоянства своего морфологического и химического состава, кровь является в то же время одним из наиболее чувствительных индикаторов изменений, происходящих в организме под влиянием как различных физиологических состояний, так и патологических процессов. "Кровь - зеркало организма!"
Основные физиологические функции крови .
Значение крови как важнейшей части внутренней среды организма многообразно. Можно выделить следующие основные группы функций крови:
1.Транспортные функции . Эти функции состоят в переносе необходимых для жизнедеятельности веществ (газов, питательных веществ, метаболитов, гормонов, ферментов и т.п.) Транспортируемые вещества могут оставаться в крови неизмененными, или вступать в те или иные, большей частью, нестойкие, соединения с белками, гемоглобином, другими компонентами и транспортироваться в таком состоянии. В число транспортных входят такие функции, как:
а) дыхательная , заключающаяся в транспорте кислорода из легких к тканям и углекислоты от тканей к легким;
б) питательная , заключающаяся в переносе питательных веществ от органов пищеварения к тканям, а также в переносе их из депо и в депо в зависимости от потребности в данный момент;
в) выделительная (экскреторная ), которая заключается в переносе ненужных продуктов обмена веществ (метаболитов), а также излишних солей, кислых радикалов и воды к местам их выделения из организма;
г) регуляторная , связанная с тем, что кровь является средой, с помощью которой осуществляется химическое взаимодействие отдельных частей организма между собой посредством вырабатываемых тканями или органами гормонов и других биологически активных веществ.
2. Защитные функции крови связаны с тем, что клетки крови осуществляют защиту организма от инфекционно-токсической агрессии. Можно выделить следующие защитные функции:
а) фагоцитарная - лейкоциты крови способны пожирать (фагоцитировать) чужие клетки и инородные тела, попавшие в организм;
б) иммунная - кровь является местом, где находятся различного рода антитела, образующиеся в лимфоцитами в ответ на поступление микроорганизмов, вирусов, токсинов и обеспечивающие приобретенный и врожденный иммунитет.
в) гемостатическая (гемостаз - остановка кровотечения), заключающаяся в способности крови свертываться в месте ранения кровеносного сосуда и тем самым предотвращать смертельное кровотечение.
3. Гомеостатические функции . Заключаются в участии крови и находящихся в ее составе веществ и клеток в поддержании относительного постоянства ряда констант организма. Сюда относятся:
а) поддержание рН ;
б) поддержание осмотического давления ;
в) поддержание температуры внутренней среды.
Правда, последняя функция может быть отнесена и к транспортным, так как тепло разносится циркулирующей кровью по телу от места его образования к периферии и наоборот.
Количество крови в организме. Объем циркулирующей крови (ОЦК) .
В настоящее время имеются точные методы для определения общего количества крови в организме. Принцип этих методов заключается в том, что в кровь вводят известное количество вещества, а затем через определенные интервалы времени берутся пробы крови и в них определяется содержание введенного продукта. По степени полученного разбавления высчитывается объем плазмы. После этого кровь центрифугируют в капиллярной градуированной пипетке (гематокрите) для определения гематокритного показателя, т.е. соотношения форменных элементов и плазмы. Зная гематокритный показатель, легко определить и объем крови. В качестве индикаторов применяют нетоксичные медленно выводящиеся соединения, не проникающие через сосудистую стенку в ткани (красители, поливинилпиролидон, железодекстрановый комплекс и др.) В последнее время для этой цели широко используются радиоактивные изотопы.
Определения показывают, что в сосудах человека весом 70 кг. содержится примерно 5 литров крови, что составляет 7% массы тела (у мужчин 61,5+-8,6 мл/кг, у женщин - 58,9+-4,9 мл/кг массы тела).
Введение в кровь жидкости увеличивает на короткое время ее объем. Потери жидкости - уменьшают объем крови. Однако изменения общего количества циркулирующей крови, как правило, невелики, вследствие наличия процессов, регулирующих общий объем жидкости в кровеносном русле. Регуляция объема крови основана на поддержании равновесия между жидкостью в сосудах и тканях. Потери жидкости из сосудов быстро восполняются за счет поступления ее из тканей и наоборот. Более подробно о механизмах регуляции количества крови в организме мы будем говорить позднее.
1. Состав плазмы крови .
Плазма представляет собою желтоватого цвета слегка опалесцирующую жидкость, и является весьма сложной биологической средой, в состав которой входят белки, различные соли, углеводы, липиды, промежуточные продукты обмена веществ, гормоны, витамины и растворенные газы. В нее входят как органические, так и неорганические вещества (до 9%) и вода (91-92%). Плазма крови находится в тесной связи с тканевыми жидкостями организма. Из тканей в кровь поступает большое количество продуктов обмена, но, благодаря сложной деятельности различных физиологических систем организма, в составе плазмы в норме не происходит существенных изменений.
Количеств белков, глюкозы, всех катионов и бикарбоната удерживается на постоянном уровне и самые незначительные колебания в их составе приводят к тяжелым нарушениям в нормальной деятельности организма. В то же время содержание таких веществ, как липиды, фосфор, мочевина, может меняться в значительных пределах, не вызывая заметных расстройств в организме. Весьма точно регулируется в крови концентрация солей и водородных ионов.
Состав плазмы крови имеет некоторые колебания в зависимости от возраста, пола, питания, географических особенностей места проживания, времени и сезона года.
Белки плазмы крови и их функции . Общее содержание белков крови составляет 6,5-8,5%, в среднем -7,5%. Они различны по составу и количеству входящих в них аминокислот, растворимости, устойчивости в растворе при изменениях рН, температуры, солености, по электрофоретической плотности. Роль белков плазмы весьма многообразна: они принимают участие в регуляции водного обмена, в защите организма от иммуннотоксических воздействий, в транспорте продуктов обмена, гормонов, витаминов, в свертывании крови, питании организма. Обмен их происходит быстро, постоянство концентрации осуществляется путем непрерывного синтеза и распада.
Наиболее полное разделение белков плазмы крови осуществляется с помощью электрофореза. На электрофореграмме можно выделить 6 фракций белков плазмы:
Альбумины . Их содержится в крови 4,5-6,7%, т.е. 60-65% всех плазменных белков приходится на долю альбуминов. Они выполняют в основном питательно-пластическую функцию. Не менее важна транспортная роль альбуминов, так как они могут связывать и транспортировать не только метаболиты, но лекарства. При большом накоплении жира в крови часть его тоже связывается альбуминами. Поскольку альбуминам принадлежит очень высокая осмотическая активность, на их долю приходится до 80% всего коллоидно-осмотического (онкотического) давления крови. Поэтому уменьшение количества альбуминов ведет к нарушению водного обмена между тканями и кровью и появлению отеков. Синтез альбуминов происходит в печени. Молекулярный вес их 70-100 тыс., поэтому часть их может походить через почечный барьер и обратно всасываться в кровь.
Глобулины обычно всюду сопутствуют альбуминам и являются наиболее распространенными из всех известных белков. Общее количество глобулинов в плазме составляет 2,0-3,5%, т.е. 35-40% от всех белков плазмы. По фракциям их содержание следующее:
альфа1-глобулины - 0,22-0,55 г% (4-5%)
альфа2-глобулины - 0,41-0,71г% (7-8%)
бета-глобулины - 0,51-0,90 г% (9-10%)
гамма-глобулины - 0,81-1,75 г% (14-15%)
Молекулярный вес глобулинов 150-190 тыс. Место образования может быть различным. Большая часть синтезируется в лимфоидных и плазматических клетках ретикулоэндотелиальной системы. Часть - в печени. Физиологическая роль глобулинов многообразна. Так, гамма-глобулины являются носителями иммунных тел. Альфа- и бета- глобулины тоже имеют антигенные свойства, но специфической их функцией является участие в процессах свертывания (это плазменные факторы свертывания крови). Сюда же относятся большая часть ферментов крови, а так же трансферин, церуллоплазмин, гаптоглобины и др. белки.
Фибриноген . Этот белок составляет 0,2-0,4 г%, около 4% от всех белков плазмы крови. Имеет непосредственное отношение к свертыванию, во время которого выпадает в осадок после полимеризации. Плазма, лишенная фибриногена (фибрина), носит название кровяной сыворотки .
При различных заболеваниях, особенно приводящих к нарушениям белкового обмена, наблюдаются резкие изменения в содержании и фракционном составе белков плазмы. Поэтому анализ белков плазмы крови имеет диагностическое и прогностическое значение и помогает врачу судить о степени повреждения органов.
Небелковые азотистые вещества плазмы представлены аминокислотами (4-10 мг%), мочевиной (20-40 мг%), мочевой кислотой, креатином, креатинином, индиканом и др. Все эти продукты белкового обмена в сумме называются остаточным , или небелковым азотом. Содержание остаточного азота плазмы в норме колеблется от 30 до 40 мг. Среди аминокислот одна треть приходится на долю глютамина, который переносит в крови свободный аммиак. Увеличение количества остаточного азота наблюдается главным образом при почечной патологии. Количество небелкового азота в плазме крови мужчин выше, чем в плазме крови женщин.
Безазотистые органические вещества плазмы крови представлены такими продуктами, как молочная кислота, глюкоза (80-120 мг%), липиды, органические вещества пищи и многие другие. Общее их количество не превышает 300-500 мг%.
Минеральные вещества плазмы - это в основном катионы Na+, К+, Са+, Mg++ и анионами Cl-, HCO3, HPO4, H2PO4. Общее количество минеральных веществ (электролитов) в плазме достигает 1%. Количество катионов превышает количество анионов. Наибольшее значение имеют следующие минеральные вещества:
Натрий и калий . Количество натрия в плазме составляет 300-350 мг%, калия - 15-25 мг%. Натрий находится в плазме в виде хлористого натрия, бикарбонатов, а также в связанном с белками виде. Калий тоже. Ионы эти играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия и осмотического давления крови.
Кальций . Общее его количество в плазме составляет 8-11 мг%. Он находится там или в связанном с белками виде, или в виде ионов. Ионы Са+ выполняют важную функцию в процессах свертывания крови, сократимости и возбудимости. Поддержание нормального уровня кальция в крови происходит при участии гормона паращитовидных желез, натрия - при участии гормонов надпочечников.
Кроме перечисленных выше минеральных веществ в плазме содержатся магний, хлориды, йод, бром, железо, и ряд микроэлементов, таких как медь, кобальт, марганец, цинк, и др., имеющие большое значение для эритропоэза, ферментативных процессов и т.п.
Физико-химические свойства крови
1.Реакция крови . Активная реакция крови определяется концентрацией в ней водородных и гидроксильных ионов. В норме кровь имеет слабощелочную реакцию (рН 7,36-7,45, в среднем 7,4+-0,05). Реакция крови является величиной постоянной. Это - обязательное условие нормального течения жизненных процессов. Изменение рН на 0,3-0,4 единицы приводит к тяжелым для организма последствиям. Границы жизни находятся в пределах рН крови 7,0-7,8. Организм удерживает величину рН крови на постоянном уровне благодаря деятельности специальной функциональной системы, в которой главное место уделяется имеющимся в самой крови химическим веществам, которые, нейтрализуя значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей, препятствуют сдвигам рН в кислую или щелочную сторону. Сдвиг рН в кислую сторону называется ацидоз , в щелочную - алкалоз.
К веществам, постоянно поступающим в кровь и могущим изменить величину рН, относятся молочная кислота, угольная кислота и другие продукты обмена, вещества, поступающие с пищей и др.
В крови имеются четыре буферные системы - бикарбонатная (углекислота/бикарбонаты), гемоглобиновая (гемоглобин / оксигемоглобин), белковая (кислые белки / щелочные белки) и фосфатная (первичный фосфат / вторичный фосфат).Подробно их работа изучается в курсе физической и коллоидной химии.
Все буферные системы крови, взятые вместе, создают в крови так называемый щелочной резерв , способный связывать кислые продукты, поступающие в кровь. Щелочной резерв плазмы крови в здоровом организме более или менее постоянен. Он может быть снижен при избыточном поступлении или образовании кислот в организме (например, при интенсивной мышечной работе, когда образуется много молочной и угольной кислот). Если это снижение щелочного резерва не привело еще к реальным изменениям рН крови, то такое состояние называют компенсированным ацидозом . При некомпенсированном ацидозе щелочной резерв расходуется полностью, что ведет к снижению рН (например, так бывает при диабетической коме).
Когда ацидоз связан с поступлением в кровь кислых метаболитов или других продуктов, он носит название метаболического или не газового. Когда же ацидоз возникает при накоплении в организме преимущественно углекислоты - он называется газовым . При избыточном поступлении в кровь продуктов обмена щелочного характера (чаще с пищей, так как продукты обмена в основном кислые) то щелочной резерв плазмы увеличивается (компенсированный алкалоз ). Он может увеличиваться, например, при усиленной гипервентиляции легких, когда имеет место избыточное удаление углекислоты из организма (газовый алкалоз). Некомпенсированный алкалоз бывает чрезвычайно редко.
Функциональная система поддержания рН крови (ФСрН) включает в себя целый ряд анатомически неоднородных органов, в комплексе позволяющих достигнуть очень важного для организма полезного результата - обеспечения постоянства рН крови и тканей. Появление кислых метаболитов или щелочных веществ крови сразу же нейтрализуется соответствующими буферными системами и одновременно от специфических хеморецепторов, заложенных как в стенках кровеносных сосудов, так и в тканях, в ЦНС поступают сигналы о возникновении сдвига в реакциях крови (если таковой действительно произошел). В промежуточном и продолговатом отделах мозга находятся центры, регулирующие постоянство реакции крови. Оттуда по афферентным нервам и по гуморальным каналам команды поступают к исполнительным органам, способным исправить нарушение гомеостаза. К числу таких органов относятся все органы выделения (почки, кожа, легкие), которые выбрасывают из организма как сами кислые продукты, так и продукты их реакций с буферными системами. Кроме того, в деятельности ФСрН принимают участие органы ЖКТ, которые могут быть как местом выделения кислых продуктов, так и местом, откуда всасываются необходимые для их нейтрализации вещества. Наконец, к числу исполнительных органов ФСрН относится и печень, где происходит дезинтоксикация потенциально вредных продуктов, как кислых так и щелочных. Надо отметить, что кроме этих внутренних органов, в ФСрН есть и внешнее звено - поведенческое, когда человек целенаправленно ищет во внешней среде вещества, которых ему не хватает для поддержания гомеостаза ("Кисленького хочется!"). Схема этой ФС представлена на схеме.
2. Удельный вес крови (УВ). УВ крови зависит в основном от числа эритроцитов, содержащегося в них гемоглобина и белкового состава плазмы. У мужчин он равен 1,057, у женщин - 1,053, что объясняется различным содержанием эритроцитов. Суточные колебания не превышают 0.003. Увеличение УВ закономерно наблюдается после физического напряжения и в условиях воздействия высоких температур, что свидетельствует о некотором сгущении крови. Понижение УВ после кровепотери связано с большим притоком жидкости из тканей. Наиболее распространенный метод определения - медно-сульфатный, принцип которого заключается в помещении капли крови в ряд пробирок с растворами сульфата меди известного удельного веса. В зависимости от УВ крови капля тонет, всплывает или плавает в том месте пробирки, где ее поместили.
3. Осмотические свойства крови . Осмосом называется проникновение молекул растворителя в раствор через разделяющую их полупроницаемую перепонку, через которую не проходят растворенные вещества. Осмос совершается и в том случае, если такая перегородка разделяет растворы с разной концентрацией. При этом растворитель перемещается через мембрану в сторону раствора с большей концентрацией до тех пор, пока эти концентрации не сравняются. Мерой осмотических сил является осмотическое давление (ОД). Оно равно такому гидростатическому давлению, который над приложить к раствору чтобы прекратить в него проникновение молекул растворителя. Величина эта определяется не химической природой вещества, а числом растворенных частиц. Она прямо пропорциональна молярной концентрации вещества. Одно- молярный раствор имеет ОД 22,4 атм., так как осмотическое давление определяется давлением, которое может оказывать в равном объеме растворенное вещество в виде газа (1гМ газа занимает объем 22,4 л. Если это количество газа поместить в сосуд объемом 1л, он будет давить на стенки с силой 22,4 атм.).
Осмотическое давление следует рассматривать не как свойство растворенного вещества, растворителя или раствора, а как свойство системы, состоящей из раствора, растворенного вещества и разделяющей их полупроницаемой перепонки.
Кровь как раз является такой системой. Роль полупроницаемой перегородки в этой системе играют оболочки клеток крови и стенки кровеносных сосудов, растворителем служит вода, в которой находятся минеральные и органические вещества в растворенном виде. Эти вещества создают в крови среднюю молярную концентрацию около 0,3 гМ, и поэтому развивают осмотическое давление, равное для крови человека 7,7 - 8,1 атм. Почти 60% этого давления приходится на долю поваренной соли (NaCl).
Величина осмотического давления крови имеет важнейшее физиологическое значение, так как в гипертонической среде вода выходит из клеток (плазмолиз ), а в гипотонической - наоборот, входит в клетки, раздувает их и даже может разрушить (гемолиз ).
Правда, гемолиз может наступать не только при нарушении осмотического равновесия, но и под действием химических веществ - гемолизинов. К ним относятся сапонины, желчные кислоты, кислоты и щелочи, аммиак, спирты, змеиный яд, бактериальные токсины и др.
Величина осмотического давления крови определяется криоскопическим методом, т.е. по точке замерзания крови. У человека температура замерзания плазмы равна -0,56-0,58оС. Осмотическое давление крови человека соответствует давлению 94% NaCl, такой раствор носит название физиологического .
В клинике, когда возникает необходимость введения в кровь жидкости, например, при обезвоживании организма, или при внутривенном введении лекарств обычно применяют этот раствор, который изотоничен плазме крови. Однако, хотя его и называют физиологическим, он таковым в строгом смысле не является, так как в нем отсутствуют остальные минеральные и органические вещества. Более физиологическими растворами являются такие, как раствор Рингера, Рингер-Локка, Тироде, Крепс-Рингера и т.п. Они приближаются к плазме крови по ионному составу (изоионичны). В ряде случаев, особенно для замены плазмы при кровепотере, применяются жидкости кровезаменители, приближающиеся к плазме не только по минеральному, но и по белковому, крупномолекулярному составу.
Дело в том, что белки крови играют большую роль в правильном водном обмене между тканями и плазмой. Осмотическое давление белков крови называется онкотическим давлением . Оно равно примерно 28 мм.рт.ст. т.е. составляет менее 1/200 общего осмотического давления плазмы. Но так как капиллярная стенка очень мало проницаема для белков и легко проходима для воды и кристаллоидов, то именно онкотическое давление белков является наиболее эффективным фактором, удерживающим воду в кровеносных сосудах. Поэтому уменьшение количества белков в плазме приводит к появлению отеков, к выходу воды из сосудов в ткани. Из белков крови наибольшее онкотическое давление развивают альбумины.
Функциональная система регуляции осмотического давления . Осмотическое давление крови млекопитающих и человека в норме держится на относительно постоянном уровне (опыт Гамбургера с введением в кровь лошади 7 л 5% раствора сернокислого натрия). Все это происходит за счет деятельности функциональной системы регуляции осмотического давления, которая тесно увязана с функциональной системой регуляции водно-солевого гомеостаза, так как использует те же исполнительные органы.
В стенках кровеносных сосудов имеются нервные окончания, реагирующие на изменения осмотического давления (осморецепторы ). Раздражение их вызывает возбуждение центральных регуляторных образований в продолговатом и промежуточном мозге. Оттуда идут команды, включающие те или иные органы, например, почки, которые удаляют избыток воды или солей. Из других исполнительных органов ФСОД надо назвать органы пищеварительного тракта, в которых происходит как выведение избытка солей и воды, так и всасывание необходимых для восстановления ОД продуктов; кожу, соединительная ткань которой вбирает в себя при понижении осмотического давления избыток воды или отдает ее последней при повышении осмотического давления. В кишечнике растворы минеральных веществ всасываются только в таких концентрациях, которые способствуют установлению нормального осмотического давления и ионного состава крови. Поэтому при приеме гипертонических растворов (английская соль, морская вода) происходит обезвоживание организма за счет выведения воды в просвет кишечника. На этом основано слабительное действие солей.
Фактором, способным изменять осмотическое давление тканей, а также крови, является обмен веществ, ибо клетки тела потребляют крупномолекулярные питательные вещества, и выделяют взамен значительно большее число молекул низкомолекулярных продуктов своего обмена. Отсюда понятно, почему венозная кровь, оттекающая от печени, почек, мышц имеет большее осмотическое давление, чем артериальная. Не случайно, что в этих органах находится наибольшее количество осморецепторов.
Особенно значительные сдвиги осмотического давления в целом организме вызывает мышечная работа. При очень интенсивной работе деятельность выделительных органов может оказаться недостаточной для сохранения осмотического давления крови на постоянном уровне и в итоге может наступить его увеличение. Сдвиг осмотического давления крови до 1,155% NaCl делает невозможным дальнейшее выполнение работы (один из компонентов утомления).
4. Суспензионные свойства крови . Кровь является устойчивой суспензией мелких клеток в жидкости (плазме), Свойство крови как устойчивой суспензии нарушается при переходе крови к статическому состоянию, что сопровождается оседанием клеток и наиболее отчетливо проявляется со стороны эритроцитов. Отмеченный феномен используется для оценки суспензионной стабильности крови при определении скорости оседания эритроцитов (СОЭ).
Если предохранить кровь от свертывания, то форменные элементы можно отделить от плазмы простым отстаиванием. Это имеет практическое клиническое значение, так как СОЭ заметно меняется при некоторых состояниях и болезнях. Так, СОЭ сильно ускоряется у женщин при беременности, у больных туберкулезом, при воспалительных заболеваниях. При стоянии крови эритроциты склеиваются друг с другом (агглютинируют), образуя так называемые монетные столбики, а затем и конгломераты монетных столбиков (агрегация), которые оседают тем быстрее, чем больше их величина.
Агрегация эритроцитов, их склеивание зависит от изменения физических свойств поверхности эритроцитов (возможно, с изменением знака суммарного заряда клетки с отрицательного на положительный), а также от характера взаимодействия эритроцитов с белками плазмы. Суспензионные свойства крови зависят преимущественно от белкового состава плазмы: увеличение содержания грубодисперсных белков при воспалении сопровождается снижением суспензионной устойчивости и ускорением СОЭ. Величина СОЭ зависит и от количественного соотношения плазмы и эритроцитов. У новорожденных СОЭ равна 1-2 мм/час, у мужчин 4-8 мм/час, у женщин 6-10 мм/час. Определяют СОЭ по методу Панченкова (см. практикум).
Ускоренной СОЭ, обусловленной изменением белков плазмы особенно при воспалении, соответствует и повышенная агрегация эритроцитов в капиллярах. Преимущественная агрегация эритроцитов в капиллярах связана с физиологическим замедлением тока крови в них. Доказано, что в условиях замедленного кровотока увеличение содержания в крови грубодисперсных белков приводит к более выраженной агрегации клеток. Агрегация эритроцитов, отражая динамичность суспензионных свойств крови, является одним из древнейших защитных механизмов. У беспозвоночных агрегация эритроцитов играет ведущую роль в процессах гемостаза; при воспалительной реакции это приводит к развитию стаза (остановки кровотока в пограничных областях), способствуя отграничению очага воспаления.
В последнее время доказано, что в СОЭ имеет значение не столько заряд эритроцитов, сколько характер его взаимодействия с гидрофобными комплексами белковой молекулы. Теория нейтрализации заряда эритроцитов белками не доказана.
5. Вязкость крови (реологические свойства крови). Вязкость крови, определяемая вне организма, превышает вязкость воды в 3-5 раз и зависит преимущественно от содержания эритроцитов и белков. Влияние белков определяется особенностями структуры их молекул: фибриллярные белки повышают вязкость в значительно большей степени, чем глобулярные. Выраженный эффект фибриногена связан не только с высокой внутренней вязкостью, но обусловлен и вызываемой им агрегацией эритроцитов. В физиологических условиях вязкость крови in vitro нарастает (до 70%) после напряженной физической работы и является следствием изменения коллоидных свойств крови.
In vivo вязкость крови характеризуется значительной динамичностью и меняется в зависимости от длины и диаметра сосуда и скорости кровотока. В отличие от однородных жидкостей, вязкость которых нарастает с уменьшением диаметра капилляра, со стороны крови отмечается обратное: в капиллярах вязкость уменьшается. Это связано с неоднородностью структуры крови, как жидкости, и изменением характера протекания клеток по сосудам разного диаметра. Так, эффективная вязкость, измеренная особыми динамическими вискозиметрами, такова: аорта - 4,3; малая артерия - 3,4; артериолы - 1,8; капилляры - 1; венулы - 10; малые вены - 8; вены 6,4. Показано, что если бы вязкость крови была бы постоянной величиной, то сердцу пришлось бы развивать в 30-40 раз большую мощность, чтобы протолкнуть кровь через сосудистую систему, так как вязкость участвует в формировании периферического сопротивления.
Снижение свертываемости крови в условиях введения гепарина сопровождается понижением вязкости и одновременно ускорением скорости кровотока. Показано, что вязкость крови всегда снижается при анемиях, повышается при полицитемиях, лейкемии, некоторых отравлениях. Кислород понижает вязкость крови, поэтому венозная кровь более вязкая, чем артериальная. При повышении температуры вязкость крови понижается.
Кровь – это жидкая соединительная ткань красного цвета, которая все время находится в движении и выполняет много сложных и важных для организма функций. Она постоянно циркулирует в системе кровообращения и переносит необходимые для обменных процессов газы и растворенные в ней вещества.
Строение крови
Что такое кровь? Это ткань, которая состоит из плазмы и находящихся в ней в виде взвеси особых кровяных клеток. Плазма – это прозрачная жидкость желтоватого цвета, составляющая более половины всего объема крови. . В ней находится три основных вида форменных элементов:
- эритроциты – красные клетки, которые придают крови красный цвет за счет находящегося в них гемоглобина;
- лейкоциты – белые клетки;
- тромбоциты – кровяные пластинки.
Артериальная кровь, которая поступает из легких в сердце и затем разносится ко всем органам, обогащена кислородом и имеет ярко-алый цвет. После того как кровь отдаст кислород тканям, она по венам возвращается к сердцу. Лишенная кислорода, она становится более темной.
В кровеносной системе взрослого человека циркулирует примерно от 4 до 5 литров крови. Примерно 55% объема занимает плазма, остальное приходится на форменные элементы, при этом большую часть составляют эритроциты – более 90%.
Кровь – это вязкая субстанция. Вязкость зависит от количества находящихся в ней белков и эритроцитов. Это качество влияет на кровяное давление и скорость движения. Плотностью крови и характером движения форменных элементов обусловлена ее текучесть. Клетки крови двигаются по-разному. Они могут перемещаться группами или поодиночке. Эритроциты могут двигаться как по отдельности, так и целыми «стопками», как сложенные монеты, как правило, создают поток в центре сосуда. Белые клетки перемещаются поодиночке и обычно держатся около стенок.
Плазма – жидкая составляющая светло-желтого цвета, который обусловлен незначительным количеством желчного пигмента и других окрашенных частиц. Примерно на 90 % она состоит из воды и приблизительно на 10% из органических веществ и минералов, растворенных в ней. Ее состав не отличается постоянством и меняется в зависимости от принятой пищи, количества воды и солей. Состав растворенных в плазме веществ следующий:
- органические – около 0,1% глюкозы, примерно 7% белков и около 2% жиров, аминокислот, молочной и мочевой кислоты и других;
- минералы составляют 1% (анионы хлора, фосфора, серы, йода и катионы натрия, кальция, железа, магния, калия.
Белки плазмы принимают участие в обмене воды, распределяют ее между тканевой жидкостью и кровью, придают крови вязкость. Некоторые из белков являются антителами и обезвреживают чужеродных агентов. Важная роль отводится растворимому белку фибриногену. Он принимает участие в процессе свертывания крови , превращаясь под действием свертывающих факторов в нерастворимый фибрин.
Кроме этого, в плазме есть гормоны, которые вырабатываются железами внутренней секреции, и другие необходимые для деятельности систем организма биоактивные элементы.
Плазма, лишенная фибриногена, называется сывороткой крови. Более подробно о плазме крови можно почитать здесь.
Эритроциты
Самые многочисленные клетки крови, составляющие порядка 44-48 % от ее объема. Они имеют вид дисков, двояковогнутых в центре, диаметром около 7,5 мкм. Форма клеток обеспечивает эффективность физиологических процессов. За счет вогнутости увеличивается площадь поверхности сторон эритроцита, что важно для обмена газами. Зрелые клетки не содержат ядер. Главная функция эритроцитов – доставка кислорода из легких в ткани организма.
Название их переводится с греческого как «красный». Своим цветом эритроциты обязаны очень сложному по строению белку гемоглобину, который способен связываться с кислородом. В составе гемоглобина – белковая часть, которая называется глобином, и небелковая (гем), содержащая железо. Именно благодаря железу гемоглобин может присоединять молекулы кислорода.
Эритроциты образуются в костном мозге. Срок их полного созревания составляет примерно пять дней. Продолжительность жизни красных клеток – около 120 дней. Разрушение эритроцитов происходит в селезенке и печени. Гемоглобин распадается на глобин и гем. Что происходит с глобином, неизвестно, а из гема высвобождаются ионы железа, возвращаются в костный мозг и идут на производство новых эритроцитов. Гем без железа преобразуется в желчный пигмент билирубин, который с желчью поступает в пищеварительный тракт.
Снижение уровня эритроцитов в крови приводит к такому состоянию, как анемия, или малокровие.
Лейкоциты
Бесцветные клетки периферической крови, защищающие организм от внешних инфекций и патологически измененных собственных клеток. Белые тельца делятся на зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты). К первым относятся нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, которые отличают по реакции на разные красители. Ко вторым – моноциты и лимфоциты. Зернистые лейкоциты имеют гранулы в цитоплазме и ядро, состоящее из сегментов. Агранулоциты лишены зернистости, их ядро имеет обычно правильную округлую форму.
Гранулоциты образуются в костном мозге. После созревания, когда образуется зернистость и сегментоядерность, поступают в кровь, где передвигаются вдоль стенок, совершая амебоидные движения. Защищают организм преимущественно от бактерий, способны покидать сосуды и скапливаться в очагах инфекций.
Моноциты – крупные клетки, которые образуются в костном мозге, лимфоузлах, селезенке. Их главная функция – фагоцитоз. Лимфоциты – небольшие клетки, которые делятся на три вида (В-, Т, 0-лимфоциты), каждый из которых выполняет свою функцию. Эти клетки вырабатывают антитела, интерфероны, факторы активации макрофагов, убивают раковые клетки.
Тромбоциты
Небольшие безъядерные бесцветные пластинки, которые представляют собой фрагменты клеток мегакариоцитов, находящихся в костном мозге. Они могут иметь овальную, сферическую, палочкообразную форму. Продолжительность жизни – около десяти дней. Главная функция – участие в процессе свертывания крови. Тромбоциты выделяют вещества, принимающие участие в цепи реакций, которые запускаются при повреждении кровяного сосуда. В результате белок фибриноген превращается в нерастворимые нити фибрина, в которых запутываются элементы крови и образуется тромб.
Функции крови
В том, что кровь необходима организму, вряд ли кто сомневается, а вот зачем она нужна, ответить, возможно, смогут не все. Эта жидкая ткань выполняет несколько функций, среди которых:
- Защитная . Главную роль в защите организма от инфекций и повреждений играют лейкоциты, а именно нейтрофилы и моноциты. Они устремляются и скапливаются в месте повреждения. Главная их назначение фагоцитоз, то есть поглощение микроорганизмов. Нейтрофилы относятся к микрофагам, а моноциты – к макрофагам. Другие виды лейкоцитов – лимфоциты – вырабатывают против вредных агентов антитела. Кроме этого, лейкоциты участвуют в удалении из организма поврежденных и мертвых тканей.
- Транспортная. Кровоснабжение оказывает влияние практически на все процессы, происходящие в организме, в том числе наиболее важные – дыхание и пищеварение. С помощью крови осуществляется перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким, органических веществ от кишечника к клеткам, конечных продуктов, которые затем выводятся почками, транспортировка гормонов и других биоактивных веществ.
- Регуляция температуры . Кровь нужна человеку для поддержания постоянной температуры тела, норма которой находится в очень узком диапазоне – около 37°C.
Заключение
Кровь – это одна из тканей организма, имеющая определенный состав и выполняющая целый ряд важнейших функций. Для нормальной жизнедеятельности необходимо, чтобы все компоненты находились в крови в оптимальном соотношении. Изменения в составе крови, обнаруженные во время анализа, дают возможность выявить патологию на раннем этапе.
Кровь - внутренняя среда организма, обеспечивающая гомеостаз, наиболее рано и чутко реагирует на повреждение тканей. Кровь - зеркало гомеостаза и исследование крови обязательно для любого больного, показатели сдвигов крови обладают наибольшей информативностью и играют большую роль в диагностике и прогнозе течения заболеваний.
Распределение крови :
50 % в органах брюшной полости и таза;
25 % в органах грудной полости;
25 % на периферии.
2/3 в венозных сосудах, 1/3 - в артериальных.
Функции крови
1. Транспортная – перенос кислорода и питательных веществ к органам и тканям и продуктов обмена к органам выделения.
2. Регуляторная – обеспечение гуморальной и гормональной регуляции функций различных систем и тканей.
3. Гомеостатическая – поддержание температуры тела, кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена, тканевого гомеостаза, регенерации тканей.
4. Секреторная – образование клетками крови БАВ.
5. Защитная - обеспечение иммунных реакций, кровяного и тканевого барьеров против инфекции.
Свойства крови .
1. Относительное постоянство объема циркулирующей крови .
Общее количество крови зависит от массы тела и в организме взрослого человека в норме составляет 6–8%, т.е. примерно 1/130 массы тела, что при массе тела 60–70 кг составляет 5–6 л . У новорожденного – 155% от массы.
При заболеваниях объем крови может увеличиваться – гиперволемия или уменьшаться – гиповолемия. При этом соотношение форменных элементов и плазмы может сохраняться или изменяться.
Потеря 25–30% крови опасна для жизни. Смертельна – 50%.
2. Вязкость крови .
Вязкость крови обусловлена наличием белков и форменных элементов,особенно эритроцитов, которые при движении преодолевают силы внешнего и внутреннего трения. Данный показатель увеличивается при сгущении крови, т.е. потере воды и возрастании количества эритроцитов. Вязкость плазмы крови равна 1,7–2,2, а цельной крови – около 5 усл. ед. по отношению к воде. Относительная плотность (удельный вес) цельной крови колеблется в пределах 1,050-1,060.
3. Суспензионное свойство .
Кровь является суспензией, в которой форменные элементы находятся во взвешенном состоянии.
Факторы, обеспечивающие это свойство:
Количество форменных элементов, чем их больше, тем больше выражены суспензионные свойства крови;
Вязкость крови - чем больше вязкость, тем больше суспензионные свойства.
Показатель суспензионного свойства - скорость оседания эритроцитов (СОЭ). Средняя скорость оседания эритроцитов (СОЭ ) у мужчин 4–9 мм/час, у женщин – 8–10 мм/час.
4. Электролитные свойства.
Это свойство обеспечивает определенную величину осмотического давления крови за счет содержания ионов. Осмотическое давление – довольно постоянный показатель, несмотря на небольшие его колебания вследствие перехода из плазмы в ткани крупномолекулярных веществ (аминокислот, жиров, углеводов) и поступление из тканей в кровь низкомолекулярных продуктов клеточного метаболизма.
5. Относительное постоянство кислотно-щелочного состава крови (рН) (кислотно-основное равновесие).
Постоянство реакции крови, определяется концентрацией ионов водорода. Постоянство рН внутренней среды организма обусловлено совместным действием буферных систем и ряда физиологических механизмов. К последним относятся дыхательная деятельность легких и выделительная функция почек.
Важнейшими буферными системами крови являются бикарбонатная, фосфатная, белковая и наиболее мощная гемоглобиновая . Буферная система представляет собой сопряженную кислотно-основную пару, состоящую из акцептора и донора водородных ионов (протонов).
Кровь имеет слабощелочную реакцию. Установлено, что состоянию нормы соответствует определенный диапазон колебаний рН крови – от 7,37 до 7,44 со средней величиной 7,40, рН артериальной крови равен 7,4; а венозной, вследствие большого содержания в ней углекислоты, – 7,35.
Алкало́з - увеличение рН крови (и других тканях организма) за счёт накопления щелочных веществ.
Ацидоз - уменьшение рН крови в результате недостаточного выведения и окисления органических кислот (их накопления в организме).
6. Коллоидные свойства.
Заключаются в способности белков удерживать воду в сосудистом русле – этим свойством обладают гидрофильные мелкодисперсные белки.
Состав крови .
1. Плазма (жидкое межклеточное вещество) 55-60 %;
2. Форменные элементы (находящиеся в ней клетки) – 40-45 %.
Плазма крови представляет собой жидкость, остающуюся после удаления из нее форменных элементов.
Плазма крови содержит 90–92% воды и 8–10% сухого вещества. В ней находятся отличающиеся по своим свойствам и функциональному значению белковые вещества: альбумины (4,5%), глобулины (2–3%) и фибриноген (0,2–0,4%), а также 0,9 % солей, 0,1 % глюкозы. Общее количество белков в плазме крови человека составляет 7–8%. Плазма крови содержит также ферменты, гормоны, витамины и другие необходимые организму вещества.
Рисунок – Клетки крови:
1 - базофильный гранулоцит; 2 - ацидофильный гранулоцит; 3 - сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит; 4 - эритроцит; 5 - моноцит; 6 - тромбоциты; 7 - лимфоцит
Резкое уменьшение количества глюкозы в крови (до 2,22 ммоль/л) приводит к повышению возбудимости клеток мозга, появлению судорог. Дальнейшее снижение содержания глюкозы в крови ведет к нарушению дыхания, кровообращения, потере сознания и даже к смерти человека.
Минеральными веществами плазмы крови являются NaCl, KCI,CaCl NaHCO 2 , NaH 2 PO 4 и другие соли, а также ионы Nа + , Ca 2+ , К + и др. Постоянство ионного состава крови обеспечивает устойчивость осмотического давления и сохранение объема жидкости в крови и клетках организма. Кровотечения и потеря солей опасны для организма, для клеток.
К форменным элементам (клеткам) крови относятся: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты.
Гематокрит – часть объема крови, приходящаяся на долю форменных элементов.