Древние говорили, что тайна скрыта в воде. Так ли это? Давайте подумаем. Две важнейшие жидкости в организме человека - кровь и лимфа. Состав и функции первой мы сегодня подробно рассмотрим. Люди всегда помнят о заболеваниях, их симптомах, важности ведения здорового образа жизни, но забывают о том, что огромное влияние на здоровье оказывает кровь. Поговорим подробно о составе, свойствах и функциях крови.
Знакомство с темой
Для начала стоит определиться с тем, что же такое кровь. Говоря в целом, это особый вид соединительной ткани, которая в своей сути представляет жидкое межклеточное вещество, которое циркулирует по кровеносным сосудам, принося каждой клетке организма полезные вещества. Без крови человек умирает. Есть ряд заболеваний, о которых мы поговорим ниже, которые портят свойства крови, что приводит к негативным или даже смертельным последствиям.
В теле взрослого человека содержится примерно четыре-пять литров крови. Также считается, что красная жидкость составляет треть веса человека. 60% приходится на плазму и 40% на форменные элементы.
Состав
Состав крови и функции крови многочисленны. Начнем рассмотрение состава. Плазма и форменные элементы являются основными компонентами.
Форменные элементы, которые будут подробно рассмотрены ниже, состоят из эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Как выглядит плазма? Она напоминает почти прозрачную жидкость с желтоватым оттенком. Почти на 90% плазма состоит из воды, но также в ней есть минеральные и органические вещества, белки, жиры, глюкоза, гормоны, аминокислоты, витамины и разнообразные продукты процесса метаболизма.
Плазма крови, состав и функции которой рассматриваем, является той необходимой средой в которой существуют форменные элементы. Плазма состоит из трех основных белков - глобулинов, альбуминов и фибриногена. Занимательно, что в ней в небольшом количестве содержатся даже газы.
Эритроциты
Состав крови и функции крови невозможно рассмотреть без детального изучения эритроцитов - красных клеток. Под микроскопом было обнаружено, что по виду они напоминают вогнутые диски. Ядер не имеют. В цитоплазме содержится важный для здоровья человека белок гемоглобина. Если его недостаточно, человек заболевает анемией. Поскольку гемоглобин - сложное вещество, состоит он из пигмента гема и белка глобина. Важным структурным элементом является железо.
Эритроциты выполняют важнейшую функцию - переносят кислород и углекислый газ по сосудам. Именно они питают организм, помогают ему жить и развиваться, ведь без воздуха человек гибнет за несколько минут, а мозг при недостаточной работе эритроцитов может испытывать кислородное голодание. Хотя сами красные тельца не имеют ядра, они всё же развиваются из ядерных клеток. Последние созревают в красном костном мозге. По мере созревания красные клетки теряют ядро и становятся форменными элементами. Занимательно, что жизненный цикл эритроцитов составляет около 130 дней. После этого они разрушаются в селезенке или печени. Из белка гемоглобина образуется желчный пигмент.
Тромбоциты
Тромбоциты не имеют ни цвета, ни ядра. Это клетки закругленной формы, которые внешне напоминают пластинки. Главная их задача - обеспечить достаточную свертываемость крови. В одном литре человеческой крови может находится от 200 до 400 тысяч этих клеток. Место образования тромбоцитов - красный костный мозг. Разрушаются клетки в случае даже малейшего повреждения кровеносных сосудов.
Лейкоциты
Лейкоциты тоже выполняют важные функции, о которых будет сказано ниже. Сначала поговорим об их внешнем виде. Лейкоциты - это белые тельца, не имеющие фиксированной формы. Образование клеток происходит в селезенке, лимфатических узлах и костном мозге. Кстати, лейкоциты имеют ядра. Их жизненный цикл куда короче, чем у эритроцитов. Они существуют в среднем три дня, после чего разрушаются в селезенке.
Лейкоциты выполняют очень важную функцию - защищают человека от разнообразных бактерий, инородных белков и т.д. Лейкоциты могут проникать через тонкие капиллярные стенки, анализируя среду в межклеточном пространстве. Дело в том, что эти маленькие тельца обладают огромной чувствительностью к различным химическим выделениям, которые образуются при распаде бактерий.
Если говорить образно и понятно, то можно представить себе работу лейкоцитов следующим образом: попадая в межклеточное пространство они анализируют среду и ищут бактерии или продукты распада. Найдя негативный фактор, лейкоциты приближаются к нему и всасывают в себя, то есть поглощают, затем внутри тельца происходит расщепление вредного вещества при помощи выделяемых ферментов.
Будет полезно знать, что эти белые тельца крови обладают внутриклеточным пищеварением. При этом, защищая организм от вредных бактерий, большое количество лейкоцитов гибнет. Таким образом, бактерия не уничтожается и вокруг нее накапливаются продукты распада и гной. Со временем новые лейкоциты поглощают это всё и переваривают. Занимательно, что этим явлением очень увлекся И. Мечников, который назвал белые форменные элементы фагоцитами, а самому процессу поглощения вредных бактерий дал название фагоцитоз. В более обширном смысле это слово употребятся в значении общей защитной реакции организма.
Свойства крови
Кровь имеет определенные свойства. Выделяют три самых главных:
- Коллоидные, которые напрямую зависят от количества белка в плазме. Известно, что молекулы белка могут удерживать воду, поэтому благодаря этому свойству жидкий состав крови стабилен.
- Суспензионные: тоже связанные с наличием белка и соотношением альбуминов и глобулинов.
- Электролитные: влияют на осмотическое давление. Зависят от соотношения анионов и катионов.
Функции
Работа кровеносной системы человека не прерывается ни на минуту. В каждую секунду времени кровь выполняет ряд важнейших для организма функций. Каких именно? Специалисты выделяют четыре самых главных функций:
- Защитная. Понятно, что одна из главных функций - защищать организм. Происходит это на уровне клеток, которые отталкивают или уничтожают чужеродные, или вредные бактерии.
- Гомеостатическая. Организм правильно работает только в стабильной среде, поэтому постоянство играет огромную роль. Поддержание гомеостаза (равновесия) означает контроль за водно-электролитным балансом, кислотно-основным и т. д.
- Механическая - важная функция, обеспечивающая здоровье органам. Заключается в тургорном напряжении, которое испытывают органы во время прилива крови.
- Транспортная - ещё одна функция, которая заключается в том, что через кровь организм получает всё необходимое. Все полезные вещества, которые поступают с пищей, водой, витаминами, уколами и т. д. не напрямую расходится к органам, а посредством крови, которая питает одинаково все системы организма.
Последняя функция имеет несколько подфункций, которые стоит рассмотреть отдельно.
Дыхательная заключается в том, что кислород переносится от легких к тканям, а углекислый газ - от тканей к легким.
Питательная подфункция означает доставку питательных веществ к тканям.
Выделительная подфункция заключается в транспортировке отработанных продуктов к печени и легким для их дальнейшего выведения из организма.
Не менее важна терморегуляция, от которой зависит температура тела. Регуляторная подфункция заключается в транспортировке гормонов - сигнальных веществ, которые необходимы всем системам организма.
Состав крови и функции форменных элементов крови определяют здоровье человека и его самочувствие. Недостаток или избыток определённых веществ может вести к легким недомоганиям вроде головокружения или к серьезным заболеваниям. Кровь выполняет свои функции четко, главное, чтобы продукты транспортировки были полезными для организма.
Группы крови
Состав, свойства и функции крови мы подробно рассмотрели выше. Теперь стоит поговорить о группах крови. Принадлежность к той или иной группе определяется набором конкретных антигенных свойств красных кровяных телец. Каждый человек имеет определённую группу крови, которая не меняется в течении жизни и носит врожденный характер. Наиболее важная группировка - деление на четыре группы по системе «AB0» и на две группы по резус-фактору.
В современном мире очень часто требуется переливание крови, о котором мы еще скажем ниже. Так вот, для успешности этого процесса кровь донора и реципиента должна совпадать. Однако не всё решает совместимость, есть интересные исключения. Люди, у которых I группа крови, могут быть универсальными донорами для людей с любой группой крови. Те, у кого IV группа крови - универсальные реципиенты.
Спрогнозировать группу крови будущего малыша вполне реально. Для этого необходимо знать группу крови родителей. Подробный анализ позволит с большой вероятностью угадать будущую группу крови.
Переливание крови
Переливание крови может потребоваться при ряде заболеваний или же при большой потере крови в случае сильной травмы. Кровь, строение, состав и функции которой мы рассмотрели, это не универсальная жидкость, поэтому важно своевременное переливание именной той группы, в которой нуждается больной. При большой кровопотере падает внутренние кровяное давление и снижается количество гемоглобина, а внутренняя среда перестает быть стабильной, то есть организм не может нормально функционировать.
Приблизительный состав крови и функции элементов крови были известны ещё в древности. Тогда лекари тоже занимались переливанием, которое нередко спасало жизнь больному, однако смертность от такого метода лечения была невероятно высока из-за того, что понятия о совместимости групп крови тогда еще не было. Однако смерть могла наступить не только в результате этого. Иногда смертельный исход наступал из-за того, что донорские клетки склеивались и образовывали комочки, которые закупоривали сосуды и нарушали кровообращение. Такой эффект от переливания называется агглютинацией.
Заболевания крови
Состав крови, основные функции её влияют на общее самочувствие и здоровье. Если есть какие-то нарушения, могут возникнуть разные заболевания. Изучением клинической картины заболеваний, их диагностикой, лечением, патогенезом, прогнозированием и профилактикой занимается гематология. Однако болезни крови могут быть и злокачественными. Их изучением занимается онкогематология.
Одно из самых распространенных заболеваний - анемия, в этом случае следует железосодержащими продуктами насыщать кровь. Состав, количество и функции её страдают от этого заболевания. Кстати, если болезнь запустить, можно оказаться в больнице. В понятие «анемия» входит ряд клинических синдромов, которые связаны единым симптомом - снижением количество гемоглобина в крови. Очень часто это происходит на фоне уменьшения количества эритроцитов, но не всегда. Не стоит понимать анемию, как одно заболевание. Нередко она является лишь симптомом другой болезни.
Гемолитическая анемия - болезнь крови, при которой в организме происходит массовое разрушение красных кровяных телец. Гемолитическая болезнь у новорождённых наступает в том случае, когда наблюдается несовместимость матери и ребенка по группе крови или резус-фактору. В таком случае организм матери воспринимает как чужеродных агентов форменные элементы крови ребенка. По этой причине дети чаще всего и болеют желтухой.
Гемофилия - болезнь, которая проявляется плохой свертываемостью крови, что при небольших повреждениях тканей без немедленного вмешательства может привести к смертельному исходу. Состав крови и функции крови могут и не являться причиной болезни, иногда она кроется в кровеносных сосудах. Например, при геморрагическом васкулите повреждаются стенки микрососудов, что вызывает образование микротромбов. Такой процесс поражает более всего почки и кишечник.
Кровь животных
Состав крови и функции крови у животных имеет свои отличия. У беспозвоночных животных доля крови от общей массы тела равна примерно 20-30%. Занимательно, что у позвоночных тот же показатель достигает всего 2-8%. В мире зверей кровь более разнообразна, чем у людей. Отдельно стоит поговорить о составе крови. Функции крови схожи, но вот состав может быть совершенно разным. Есть кровь железосодержащая, которая течет в жилах позвоночных животных. Она красная по цвету, подобна человеческой крови. Железосодержащая кровь на основе гемэритрина характерна для червей. Пауки и разные головоногие природой награждены кровью на основе гемоцианина, то есть их кровь содержит не железо, а медь.
Кровь животных используют по-разному. Из нее готовят национальные блюда, создают альбумин, лекарства. Однако во многих религиях запрещено употреблять в пищу кровь любого животного. Из-за этого есть определённые техники забоя и приготовления животной пищи.
Как мы уже поняли, самая важная роль в организме отводится системе крови. Состав и функции её определяют здоровье каждого органа, мозга и всех других систем организма. Что надо делать, чтобы быть здоровым? Всё очень просто: подумайте о том, какие вещества ежедневно ваша кровь разносит по организму. Это правильная полезная еда, в которой соблюдены правила приготовления, пропорции и т. д. или же это фабрикаты, еда из магазинов быстрого питания, вкусная, но вредная пища? Обратите особое внимание на качество воды, которую вы употребляете. Состав крови и функции крови во многом зависят от ее состава. Чего стоит тот факт, что сама плазма на 90% состоит из воды. Кровь (состав, функции, обмен - в статье выше) представляет собой важнейшую жидкость для организма, помните об этом.
При поддержании регулярного процесса обмена веществ кровь выполняет многочисленные и разнообразные функции. Она участвует собственно во всех естественных, а также нарушенных жизненных процессах.
Например, закупорка желчных путей не является болезнью крови, но из-за увеличения поступления желчи в кровь и увеличения содержания желчного пигмента в крови плазма приобретает выраженную желтизну, кровь «заболевает», ее обычный состав нарушается. Даже гнойная рана на мизинце может вызвать нарушение общего состава крови, увеличение количества белых клеток и белков крови.
Необходимо различать следующие важнейшие функции крови:
— транспортную (для питательных веществ, кислорода, продуктов обмена веществ, медикаментов, промежуточных продуктов и т.д.);
— информации (перенос гормонов и ферментов к месту воздействия, транспортировка активизирующих и тормозящих веществ);
— защитную (при помощи лейкоцитов от возбудителей болезней, инородных белков и других инородных тел);
— поддержания постоянной температуры тела (за счет изменения при необходимости кровоснабжения кожного покрова и варьирования теплоотдачи);
— самозащиты при помощи системы свертывания (для предотвращения при повреждениях большой потери крови и длительных кровотечений);
— сохранения постоянной внутренней среды и «внутреннего порядка» в организме за счет регулирования водного и электролитного хозяйства.
Кроме того, для врача кровь имеет косвенную вспомогательную функцию: позволяющую по составу определить наличие заболеваний. Следовательно, это имеет дополнительное значение для диагностики.
Транспортировка кислорода
Транспортировка кислорода вдыхаемого воздуха во все части организма, ко всем его клеткам — одна из важнейших задач крови. Хотя основную нагрузку в этом плане выполняет красное красящее вещество, гемоглобин, задачи транспортировки решают собственно и все остальные составные части крови. От постоянного состава солей в крови зависит, будет ли кислород в полном объеме связываться гемоглобином, или кровь будет заряжаться кислородом не полностью, что осложнит поступление этого важного горючего к клеткам.
При вдохе воздух, содержащий кислород, попадает в мельчайшие легочные альвеолы, тесно связанные с кровеносными сосудами. Определенное количество кислорода вдыхаемого воздуха под давлением газа вытесняется в плазму крови. Этот кислород немедленно поглощается гемоглобином эритроцитов, связываясь в молекулах гемоглобина атомами железа, что позволяет остальному кислороду благодаря более высокому парциальному давлению в легких поступать в плазму. Связывая кислород, красящее вещество крови изменяет свой цвет, становясь светло-красным. Обогащенный кислородом гемоглобин обладает более высокой кислотностью по сравнению с обедненным, что имеет большое значение для удаления из тканей также углекислого газа, связываемого гемоглобином.
Обогащенные кислородом эритроциты поступают во все ткани и органы человека. В капиллярах с диаметром, едва пропускающим клетки крови, эритроциты тесно соприкасаются с тканью, имеющей более низкое кислородное давление, обусловленное расходом кислорода в процессе клеточного обмена веществ. В соответствии с физическими (а точнее сказать и с химическими) законами кислород из области с повышенной степенью концентрации перемещается в область с пониженным кислородным давлением, при этом химические процессы способствуют освобождению связанного гемоглобином кислорода. В этих тканях концентрация углекислоты, являющейся продуктом обмена веществ выше, чем во вдыхаемом воздухе и в крови, поэтому, как бы в обмен на кислород, углекислота и ионы ее солей накапливаются в гемоглобине.
Насыщенные углекислотой эритроциты венозным кровотоком переносятся в легкие, где вновь происходит газообмен, в процессе которого легкими выдыхается углекислый газ и происходит «зарядка» новым кислородом — весьма рационально организованная транспортная система, исключающая порожние рейсы.
Разумеется, в крови в соответствии с их парциальным давлением растворены и другие газы воздуха (например, азот). Однако они не связываются гемоглобином, их доля в растворенном состоянии постоянно остается небольшой. При наличии в воздухе угарного газа (как составной части газовой среды городского воздуха или дыма от процесса горения) картина меняется. Угарный газ хорошо растворяется в крови. Он во много раз лучше кислорода связывается гемоглобином. Для полного насыщения гемоглобина угарного газа требуется значительно меньше, чем кислорода. Это означает, что при отравлении газом (городской среды или угарным) организм в достаточной мере не снабжается кислородом, ибо все валентности занимает угарный газ. Происходит как бы внутреннее удушение организма.
Этим объясняется опасность угарного газа, что сравнительно небольшой его концентрации достаточно для вытеснения кислорода. Представление об этих основополагающих процессах позволяет понять суть мер по оказанию помощи при отравлении газом. Например, бессмысленно делать искусственное дыхание в среде, наполненной угарным газом или в целях дегазации употреблять молоко. Пострадавшего необходимо немедленно вынести на свежий воздух, или доставить в больницу под кислородной маской, так как при более высоком кислородном давлении и отсутствии во вдыхаемом воздухе угарного газа гемоглобин как бы очищается, позволяя вновь осуществляться регулярной функции крови по транспортировке кислорода.
Полной насыщенности крови кислородом может не происходить, если в легких площадь газообмена слишком мала, например, при воспалении легких или резком уменьшении количества эритроцитов. Гемоглобин обладает удивительно высокой способностью вступать в соединения. Один грамм гемоглобина связывает максимум 1,4 миллилитра кислорода. Это означает, что 1 л крови, содержащий 150 г красного красящего вещества крови, вступает в соединение с 210 мл кислорода. В обогащенной кислородом крови содержится такое же количество О 2 , как и во вдыхаемом воздухе. Как известно, в воздухе содержится 21 % кислорода, т.е. также 210 мл на 1 л воздуха. «Плохой», т.е. имеющий низкое содержание кислорода воздух, препятствует насыщению кислородом крови, а значит и снабжению им систем организма. Следует обратить внимание и на тот факт, что воздух, содержащий угарный газ, вдыхается и в процессе курения. Курильщик втягивает в себя не только никотин и вещества, способствующие возникновению рака, но и вдыхает низкосортный воздух, в значительной степени содержащий угарный газ. Определенный процент гемоглобина курильщика постоянно связан угарным газом и не участвует в транспортировке кислорода. Для организма эта нагрузка сравнима с постоянным проживанием курильщика в окружении «тонкого» слоя воздуха на высоте около 2000 метров.
Транспортировка других питательных веществ
Кровь осуществляет транспортировку всасываемых кишечником из пищи в процессе пищеварения питательных веществ. При помощи кровотока это горючее, необходимое для клеточного обмена веществ, поступает в печень и большей частью преобразуется в ней. Иногда оно длительное время находится в крови, что относится как к жирам, присутствующим в крови в виде мельчайших капелек, так и к аминокислотам — стройматериалу для белков, а также к глюкозе — сахару крови. Обычно определенная концентрация сахара в крови не изменяется. При больших затратах энергии (например, в результате физической нагрузки) из мест накопления (мышцы, печень) косвенным путем высвобождается и поступает в кровь новый сахар. При повышении уровня сахара в крови после приема пищи (у здорового человека) это увеличенное количество преобразуется в формы накопления (гликогены) и жиры, чтобы использоваться в случае необходимости.
Любая проба на состав крови напоминает небольшую инвентаризацию, проверку состояния и возможностей транспортировки на данный момент, а не фактически имеющихся резервов. Так у очень худого человека после принятия пищи в крови может быть обнаружено увеличенное содержание жиров, в то же время кровь человека, страдающего избыточным весом в момент физической нагрузки может показать наличие исключительно малого количества жиров. В большинстве случаев повторные пробы берутся с целью подтверждения результатов разового анализа.
Описанное выше относится и к транспортировке других веществ, обнаруживаемых в крови. Например, после приема лекарственных препаратов, может отмечаться очень высокий уровень медикаментов в крови. Однако, после того как произойдет их накапливание в органах и тканях, степень концентрации в крови понижается, хотя медикаменты и остаются в организме. Подобная картина наблюдается и с ядами. Они могут полностью исчезнуть из крови, накопившись, однако, в значительном количестве в органах. Ибо глядя на товарный поезд, нельзя сказать каков выбор товаров в магазине.
Часто приходится слышать, что холестерол (холестерин) и другие жиры крови — это шлаки обмена веществ, которые подобно мусору на свалке откладываются на стенках сосудов организма, вызывая тем самым атеросклероз и артериальное обызвествление. Это мнение не соответствует действительности. Как правило, жиры крови — это склад энергосодержащих питательных веществ. При оценке анализов крови необходимо постоянно принимать во внимание ее транспортную функцию. Вышеназванные факты наглядно подтверждаются при проведении исследований с использованием радиоактивных веществ. В ходе таких исследований с точностью можно определить, с какой быстротой определенное вещество растворяется и распределяется в крови, где и как откладывается и исчезает из нее.
Транспортировка конечных продуктов обмена веществ
Иногда все еще встречаются люди, пропагандирующие перед наступлением весны так называемый курс лечения «по очищению крови» для «удаления» из нее «шлаков». Они исходят из представления о том, что организм можно периодически освобождать от шлаков, наподобие вывоза мусора, очищения от «накипи» или «кучи пепла». Разумеется - это псевдонаучный подход. Образующиеся в процессе обмена веществ шлаки немедленно и постоянно выводятся из организма. Если в результате нарушения процесса вывода происходит их застой, в организме сразу же возникают опасные осложнения. В качестве примера можно привести отравление вредными продуктами мочи (уремия), возникающее в результате нарушения выводящий функции почек. Многие подобные шлаки с кровью поступают к выводящим органам. Отмирающие эритроциты освобождают гемоглобин, который, преобразуясь в желчные пигменты, поступает в печень, желчные пути и кишечник. Причем этот желчный сок — продукт экономии человеческого организма — осуществляет функцию переваривания пищи. В крови постоянно содержится определенная часть этого распадающегося гемоглобина (билирубин), перерабатываемого печенью.
При нарушении функции печени его уровень в крови повышается, что может привести к пожелтению склер и кожных покровов. Следовательно, доказательством наличия чрезмерного количества конечных продуктов обмена веществ, может являться расстройство функций органов. Поэтому один раз в год производить чистку крови для выведения шлаков невозможно. Всем сторонникам этого метода может быть дан отпор на основе знания основополагающих физиологических процессов переноса веществ кровью. Кто понимает, что продукты обмена веществ постоянно образуются в организме и последовательно выводятся из него, тот вряд ли попадает под влияние сомнительных советов в отношении весенних чисток крови или других, не имеющих научной основы, курсов чудо-лечения.
Перенос информации
При перечислении заслуг транспортной функции порой забывают весьма существенную «курьерскую службу», также выполняемую кровью. Речь идет о большом объеме информации по саморегуляции жизненных процессов, связанных с концентрацией веществ в крови. Так из-за незначительной концентрации питательных веществ в крови вероятно происходит стимуляция работы центра голода, разумеется, что на этот процесс оказывают влияние и многие другие механизмы. Освобождение сахара из форм накопления, а также многие другие процессы регуляции, зависят от информации, поступающей в кровь. Дыхательный центр также реагирует на концентрацию кислорода и углекислоты в крови, регулируя глубину и частоту дыхания. Кроме решения подобных информационных задач кровь должна передавать еще и другую информацию.
При помощи крови гормоны желез внутренней секреции доставляются адресату, т.е. к месту их воздействия. Тем самым кровь представляет собой как бы вторую нервную систему. Миллионной доли грамма гормона достаточно для того, чтобы активизировать обмен веществ, ускорить или замедлить работу половых желез, вызвать рост волос, увеличение размеров тела и многое другое. Все эти гормоны разносит по организму кровь. Без циркуляции крови эффективное воздействие гормонов невозможно. Различные железы внутренней секреции связываются между собой кровотоком, что позволяет им оказывать друг на друга взаимное воздействие.
Например, железа гипофиза выделяет гормон, активизирующий деятельность коры надпочечника (адренокортикотропный гормон
) и вызывающий в свою очередь производство ее гормонов (кортикоидов
). Накапливаясь в крови, они оказывают обратное влияние на железу гипофиза. В этом случае она перестает выделять или выделяет небольшое количество гормонов, воздействующих на активность коры надпочечника. Осуществление подобной регуляции и обратных связей возможно лишь при помощи крови. Это очень важная информационная и регулирующая деятельность.
Такое свойство крови также используется врачом при лечении различных заболеваний. Ведь поступая в кровоток (например в вену руки), медикаменты способны вызвать эффект в органах, находящихся совершенно в иной части тела, даже в самой отдаленной.
Защитная функция крови
В популярном сравнении белые клетки крови иногда называют «полицией» организма. Это сравнение полностью соответствует действительности, если учитывать, что полиция не только обезвреживает и изолирует нарушителей порядка, но и решает задачи предупреждения нарушений и регулирования движения.
Защитная функция крови по отношению к таким нарушителям как микробы, инородные вещества, измененные белки и др. осуществляется, с одной стороны, воздействием растворенных в крови специфических защитных веществ (антител ), не специфических факторов крови (например, интерферон) и лейкоцитов (нейтрофильных гранулоцитов). Окружая «пожирающими клетками» (фагоцитами ) проникнувшие бактерии или инородные клетки (например, инородные эритроциты) и втягивая их внутрь они таким образом усваивают их. При этом белые клетки крови погибают. Подвергаясь жировому перерождению, они в миллионном количестве образуют гнойные клетки, совместно с другими клетками и выделениями из раны, поэтому нагноение всегда означает конфликт между лейкоцитами и инородными нарушителями. При победе лейкоцитов они уничтожают и выводят болезнетворные микробы. Если же белые клетки крови и другие защитные механизмы не одерживают верх над проникшими бактериями, возникает сепсис , («заражение крови») и распространение возбудителей по всему организму. Химические вещества (лейкотаксины ) действуют на лейкоциты как приманка или сигнал тревоги. Появляясь в очаге воспаления, эти лейкотаксины привлекают из капилляров окружения гранулоциты, которые, скапливаясь у очага воспаления (образование гнойника), начинают свое защитное «сражение» (созревание гнойника). Уничтоженные нарушители и отмершие клетки крови затем выводятся из организма с гноем («прорыв» гнойника).
Вмешиваясь в подобную защитную борьбу, выдавливая еще «несозревший» нарыв, вскрывая его кончиком иглы или другим подсобным инструментом, можно рассеять в окружении раны ещё не уничтоженные возбудители гноя, которые, попадая по лимфатическим путям в другие области ткани, вызовут расширение района воспаления. Этим объясняются постоянные предостережения врача — не предпринимать самостоятельно никаких манипуляций с гнойником!
Тепловое воздействие способствует улучшению кровоснабжения и обмена веществ. Локальное прогревание вызывает увеличение количества лейкоцитов в районе очага и повышает их «аппетит». Под воздействием тепла гнойник созревает быстрее, однако при этом могут возникнуть значительные разрушения тканей. Нельзя рекомендовать использовать лишь тепло или только холод. Воздействие холода позволяет замедлить воспалительный процесс, ограничить или совсем прекратить образование гноя, однако, в зависимости от обстоятельств может продолжаться распространение и размножение проникших возбудителей. Наряду с названными белыми клетками крови (гранулоцитами) в ней имеются вещества, не целенаправленно препятствующие размножению бактерий. Они еще не до конца изучены.
Лишь недавно открыт интерферон
— вещество, препятствующее, например, размножению вирусов. Его выделяют клетки, поражаемые вирусами. Оно поступает к другим клеткам с кровотоком или лимфой, защищая их от поражения вирусами. В крови есть и другие защитные вещества, однако каждого из них недостаточно, чтобы воспрепятствовать размножению микробов. Особую роль в защитной функции крови играют лимфоциты
— вторая по величине группа белых клеток крови. Они не действуют как фагоциты, окружая и обезвреживая, проникшие возбудители. В последние годы они стали предметом особенно интенсивных исследований, т.к. в общем комплексе иммунной защиты занимают ключевую позицию.
Лимфоциты различным образом принимают участие в создании определенных специфических антител, имеющих целевую направленность против отдельных белковых веществ.
Функция производства антител лимфоцитами была известна уже несколько десятков лет назад. Предметом же иммунологических исследований за последнее время стал вопрос о том, как же все-таки эти клетки распознают свой «антиген», как различают они чуждые и родственные для организма вещества, как «вспоминают» об определенных инородных телах, как могут за короткое время производить большое количество специфических защитных веществ. В особой мере эти исследования стимулировались еще и связью с проблемой трансплантации органов, ибо производящие антитела лимфоциты играют не только «позитивную» роль, уничтожая микробы и тем самым предупреждая или устраняя инфекционные болезни. У них есть и «негативная» роль, проявляющаяся в уничтожении инородных белков, т.е. чуждых донорских органов. Кроме того, они могут ошибаться и неожиданно принимать вещества своего организма за инородные.
Теплообмен
«Ты — само здоровье!» — охотно говорят, льстя розовощекому и как бы пышащему здоровьем собеседнику. Бледный же цвет лица, напротив, вызывает опасения за состояние здоровья. Для опытного врача при постановке диагноза внешний вид кожного покрова имеет определенное значение. Бледность действительно может означать недостаток крови, слабость кровообращения, болезнь почек и т.д.
Но кровоснабжение кожных покровов зависит и от многих других факторов — оно не только обеспечивает снабжение кровью кожи, но и за счет отражения тепла всей поверхностью тела регулирует температуру в организме. Если бы тепло не доставлялось кровотоком к поверхности тела, то возникая постоянно в процессе сгорания при обмене веществ всех клеток могло бы вызвать «подогрев» внутри организма на 1-10 °С в час. Данный фактор играет роль при тепловом ударе, т.е. нарушении терморегуляции и кровообращения на жаре. В таких условиях — перегретый организм перестает выделять тепло. Если не предпринять своевременного вмешательства с целью понижения температуры тела и восстановления кровообращения (обливание холодной водой, холодовые клизмы) может возникнуть серьезная угроза для жизни.
В связи с этим необходимо напомнить о воздействии алкоголя. Наряду со многими эффектами алкоголь даже в небольших дозах вызывает потерю сосудами способности реагировать на изменения, происходящие в организме. Кровеносные сосуды кожных покровов остаются расширенными за счет улучшения кровоснабжения, этим и объясняется тепловой удар при принятии на жаре спиртного, которое многие еще считают профилактическим средством от простудных заболеваний.
Значение анализа крови для диагностики
Часто врачи прибегают к исследованию крови. Многочисленные пробы крови вызывают у некоторых пациентов даже опасения за её количественный состав. Такая озабоченность необоснованна, ибо забираемое для исследований количество крови в каждом отдельном случае всегда очень мало, чтобы повлиять на процесс кроветворения. Такое количество быстро восстанавливается организмом.
Исходя из степени концентрации различных веществ в крови, можно сделать вывод о наличии и протекании болезни в организме, но при этом необходимо учитывать, что показатели отражают их уровень в крови на данный момент взятия пробы. Для уточнения диагноза необходимо проведение динамических исследований. Во всех существующих методах исследования крови невозможно рассказать даже кратко. Однако ниже мы останавливаемся на некоторых наиболее важных из них.
Реакция оседания эритроцитов (РОЭ)
К этому методу исследования врачи прибегают довольно часто. Он представляет собой простую проверку возможных нарушений нормального состава крови, в особенности количества ее белков. Из вены руки берутся 2 мл крови, теряющей свертываемость в результате воздействия цитратного раствора. Эту пробу крови помещают в градуированную пробирку, где находящиеся во взвешенном состоянии клетки крови начинают постепенно оседать. Показатели скорости оседания фиксируют через один и два часа. Как правило, клеточная взвесь оседает на несколько мм в час. Белки и электрический заряд составных частей крови, имеющих форму, поддерживают клетки во взвешенном состоянии. При уменьшении количества или изменении состава белков за счет белковых фракций антител процесс оседания клеток крови происходит значительно быстрее. Идентичный эффект происходит и при наличии слишком малого количества красных кровяных клеток. Эти изменения могут наступать в крови при всевозможных воспалениях, повышенной температуре, заболеваниях почек, опухолях, болезни печени и др. органов.
На основании лишь одного ускоренного оседания клеток нельзя еще ставить диагноз — это всего лишь неспецифическая проверка. При сильном отличии ее показателей от нормы следует искать причину отклонений, но даже при нормальных показателях возможность наличия определенных болезней исключать нельзя. Если не вмешиваться в процесс оседания клеток в пробирке до тех пор, пока они все не осядут на дно, можно сделать вывод о соотношении клеток крови и плазмы. Как правило, на долю клеток приходится 45% общего объема крови. Если эритроцитов слишком мало (анемия), граница клеток в пробирке будет проходить ниже обычного. Результаты можно получить гораздо быстрее, если обрабатывать маленькие пробирки с кровью на центрифуге (гематокрит) или измерять содержание гемоглобина в крови (показатель гемоглобина).
Картина крови
Небольшую каплю крови, помещают на предметное стекло, размазывая и затем обрабатывая различными растворами красителя. Под микроскопом определяется количество и внешний вид различных белых клеток крови, а также аномалии красных клеток, сосчитываются виды клеток и определяется их процент.
При острых воспалительных процессах увеличивается число нейтрофильных гранулоцитов;
при хронических воспалениях количество лимфоцитов;
аллергические заболевания могут быть связаны с увеличением эозинофильных клеток.
Для диагностики важное значение имеют показатели нетипичных, незрелых клеток крови, так, например, сильное увеличение количества белых клеток крови может свидетельствовать о белокровии, т.е. лейкемии или лейкозе. Разумеется, однако, что при постановке диагноза врач руководствуется не только показателями картины крови.
Количество клеток
Иногда для решения ряда вопросов необходимо определить общее количество клеток крови (разумеется, при этом не производится подсчет биллионов отдельных эритроцитов), для чего небольшую счетную камеру известного объема заполняют кровью. Камера имеет штрихи, позволяющие сосчитать количество клеток в определенном объеме. Затем данные измерений переводятся на 1 мм 3 .
Группы крови
Иногда на средневековых гравюрах и рисунках храбрые воители изображены с ягненком за спиной, который должен был выполнять роль донора в случае ранения. То была излишняя обуза, ибо кровь любого животного не может заменить кровь человека. Весьма разными были также результаты первых опытов передачи крови от человека человеку. Очевидные успехи чередовались с неудачами, имевшими смертельный исход. На рубеже ХХ века удалось доказать, что кровь человека имеет различные группы, смешивать которые нельзя.
Вначале австрийцем Ландштайнером были описаны четыре группы крови человека А, В, АВ и 0.
У людей с группой крови А в плазме содержатся антитела со свойствами Анти-В. Если пациенту с группой крови А влить донорскую кровь группы В, то свойства Анти-В его крови вызовут немедленное свертывание донорских клеток, а содержащиеся в донорской крови свойства Анти-А разрушат клетки крови реципиента.
В плазме группы крови 0 содержатся как свойства Анти-А, так и свойства Анти-В.
Открытие Ландштайнера означало огромный шаг вперед в развитии медицины. Собственно оно и позволило начать осуществление переливания крови. Однако случаи неудачного исхода продолжали встречаться. Лишь в 1940 году удалось получить доказательство наличия других свойств в группах крови, названных системой резусов (резус-положительный или резус-отрицательный), что позволило более эффективно решать вопрос совместимости донорской крови и крови реципиента.
Далее был открыт еще ряд закономерно наследуемых групп крови, что имело большое значение для судебной медицины. Для переливания крови эти группы имеют второстепенное значение. Удалось доказать, что не только красные кровяные клетки проявляют «свои» свойства совместимости, но и белые в отношении совместимости тканей также имеют определенные свойства (система HL-A). Изучение этих свойств создаст благоприятные предпосылки для трансплантации органов. При переливании же крови они учитываются лишь в особых случаях.
Поэтому для переливания крови основное значение имеет определение группы крови. Его в обязательном порядке производят в больнице, что при необходимости позволяет быстро заказать нужную консервированную кровь. Оказанию помощи, например, при несчастном случае способствует наличие в паспорте отметки о группе крови. Во избежание возможных ошибок перед каждым переливанием крови, несмотря на имеющееся определение группы крови, еще раз берется проба на совместимость.
Благодаря наличию тестов-сывороток определение групп крови производится довольно просто. Мелкие капли крови наносят на пластинки с известными антисыворотками. При отсутствии совместимости происходит свертывание клеток крови. Кровь группы А (наиболее часто встречающаяся), свернется при вступлении в реакцию с тестами-сыворотками Анти-А и Анти-АВ. Интересен тот факт, что носители определенных групп крови чаще могут быть подвержены некоторым заболеваниям, например, желудочно-кишечным.
Отчасти это объясняется иммунологическими процессами.
Кровь - основная транспортная система организма. Она представляет собой ткань, состоящую из жидкой части - плазмы - и взвешенных в ней клеток (форменных элементов) (рис. 7.2). Ее главной функцией является перенос различных веществ, посредством которых осуществляется защита от воздействий внешней среды или регуляция деятельности отдельных органов и систем. В зависимости от характера переносимых веществ и их природы кровь выполняет следующие функции: 1) дыхательную, 2) питательную, 3) экскреторную, 4) гомеостатическую, 5) регуляторную, 6) креаторных связей, 7) терморегуляционную, 8) защитную.
Рис. 7.2 Состав крови. |
Дыхательная функция. Эта функция крови представляет собой процесс переноса кислорода из органов дыхания к тканям и углекислого газа в обратном направлении. В легких и тканях обмен газов основан на разности парциальных давлений (или напряжений), в результате чего происходит их диффузия. Кислород и углекислый газ содержатся в основном в связанном состоянии и лишь в небольших количествах - в виде растворенного газа. Кислород обратимо связывается с дыхательным пигментом - гемоглобином, углекислый газ - с основаниями, водой и белками крови. Азот находится в крови только в растворенном виде. Его содержание невелико и составляет около 1,2% по объему,
Транспорт O 2 обеспечивается гемоглобином, который легко вступает с ним в соединение. Соединение это непрочно, и гемоглобин легко отдает кислород. У человека при парциальном давлений в легких около 100 мм рт. ст. (13,3 кПа) гемоглобин на 96-97% превращается в оксигемоглобин (НЬО 2). При значительно более низких парциальных давлениях О 2 в тканях оксигемоглобин отдает кислород и превращается в восстановленный гемоглобин, или дезоксигемоглобин (НЬ).
Способность гемоглобина связывать и отдавать 0 2 принято выражать кислородно-диссоциационной кривой. Чем больше изогнута кривая, тем больше разница между содержанием О 2 в артериальной и венозной крови, а следовательно больше О 2 отдано тканям. Возможность крови как переносчика О 2 характеризуется величиной ее кислородной емкости. Кислородной емкостью обозначают количество O 2 , которое может быть связано кровью до полного насыщения гемоглобина. Она составляет около 20 мл О 2 , на 100 мл крови. Способность гемоглобина связывать О 2 понижает постоянно образующийся в организме СО 2 , в результате чего его накопление в тканях способствует отдаче гемоглобином кислорода.
Реагируя с водой, CO 2 образует слабую и неустойчивую двуосновную угольную кислоту. Она необходима для поддержания кислотно-щелочного равновесия, участвует в синтезе жиров, неогликогенезе. Вступая в соединения с основаниями, угольная кислота образует гидрокарбонаты. .
Углекислый газ вместе с гидрокарбонатом натрия образует важную буферную систему. В транспорте кровью СО 2 существенную роль играет гемоглобин. Содержание СО 2 в крови значительно выше, чем O 2 , перепады его концентраций между артериальной и венозной кровью соответственно меньше. В венозной крови СО 2 диффундирует в эритроциты, в артериальной, напротив, выходит из них. При этом свойства гемоглобина как кислоты изменяются. В капиллярах ткани оксигемоглобин отдает O 2 , в результате чего ослабевают его кислотные свойства. В этот момент угольная кислота отнимает у гемоглобина связанные с ним основания и образует гидрокарбонат. В капиллярах легких гемоглобин снова превращается в оксигемоглобин и вытесняет углекислоту из бикарбоната. Хорошая растворимость бикарбоната в воде и большая способность углекислоты к диффузии облегчают ее поступление из тканей в кровь и из крови в альвеолярный воздух.
Питательная функция. Питательная функция крови заключается в том, что кровь переносит питательные вещества от пищеварительного тракта к клеткам организма. Глюкоза, фруктоза, низкомолекулярные пептиды, аминокислоты, соли, витамины, вода всасываются в кровь непосредственно в капиллярах ворсинок кишки. Жир и продукты его расщепления всасываются в кровь и лимфу. Все попавшие в кровь вещества по воротной вене поступают в печень и лишь затем разносятся по всему организму. В печени избыток глюкозы задерживается и превращается в гликоген, остальная ее часть доставляется к тканям. Разносимые по всему организму аминокислоты используются как пластический материал для белков тканей и энергетических потребностей. Жиры, всосавшиеся частично в лимфу, попадают из нее в кровяное русло и, переработанные в печени до липопротеинов низкой плотности, вновь попадают в кровь. Избыток жира откладывается в подкожной клетчатке, сальнике и других местах. Отсюда он может вновь поступать в кровь и переноситься ею к месту использования.
Экскреторная функция. Экскреторная функция крови проявляется в удалении ненужных и даже вредных для организма конечных продуктов метаболизма, избытка воды, минеральных и органических веществ, поступивших с пищей. К их числу относится один из продуктов дезаминирования аминокислот - аммиак. Он токсичен для организма, и в крови его содержится немного.
Большая часть аммиака обезвреживается, превращаясь в конечный продукт азотистого обмена - мочевину. Образующаяся при распаде пуриновых оснований мочевая кислота также переносится кровью к почкам, а появляющиеся в результате распада гемоглобина желчные пигменты - к печени. Они выделяются с желчью. В крови имеются и ядовитые для организма ^вещества (производные фенола, индол и др.). Некоторые из них являются продуктами жизнедеятельности гнилостных микробов толстой кишки.
Гомеостатическая функция. Кровь участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма (например, постоянства рН, водного баланса, уровня глюкозы в крови и др. - см. разд. 7.2).
Регуляторная функция крови. Некоторые ткани в процессе жизнедеятельности выделяют в кровь химические вещества, обладающие большой биологической активностью. Находясь постоянно в состоянии движения в системе замкнутых сосудов, кровь тем самым осуществляет связь между различными органами. В результате организм функционирует как единая система, обеспечивающая приспособление к постоянно меняющимся условиям среды. Таким образом, кровь объединяет организм, обусловливая его гуморальное единство и адаптивные реакции.
Функция креаторных связей. Она состоит в переносе плазмой и форменными элементами макромолекул, осуществляющих в организме информационные связи. Благодаря этому регулируются внутриклеточные процессы синтеза белка, клеточные дифференцировки, поддержание постоянства структуры тканей.
Терморегуляционная функция крови. В результате непрерывного движения и большой теплоемкости кровь способствует перераспределению тепла по организму и поддержанию температуры тела. Циркулирующая кровь объединяет органы, в которых вырабатывается тепло, с органами, отдающими тепло. Например, во время интенсивной мышечной деятельности в мышцах возрастает образование тепла, но тепло в них не задерживается. Оно поглощается кровью и разносится по всему телу, вызывая возбуждение гипоталамических центров терморегуляции. Это приводит к соответствующему изменению продукции и отдачи тепла. В результате температура тела поддерживается на постоянном уровне.
Защитная функция. Ее выполняют различные составные части крови, обеспечивающие гуморальный иммунитет (выработку антител) и клеточный иммунитет (фагоцитоз). К защитным функциям относится также свертывание крови. При любом, даже незначительном, ранении возникает тромб, закупоривающий сосуд и прекращающий кровотечение. Тромб образуется из белков плазмы крови под влиянием веществ, содержащихся в тромбоцитах.
Помимо названных, в эволюционном ряду выделяют еще и такую функцию, как передача силы. Ее примером может служить участие крови в локомоции дождевых червей, разрыве кутикулы при линьке у ракообразных, движениях таких органов, как сифон двустворчатых моллюсков, в разгибании ног у пауков, капиллярной ультрафильтрации почек.
Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна только при условии постоянства его внутренней среды. Истинной внутренней средой организма является межклеточная (интерстициальная) жидкость, которая непосредственно контактирует с клетками. Однако постоянство межклеточной жидкости во многом определяется составом крови и лимфы, поэтому в широком понимании внутренней среды в ее состав включают: межклеточную жидкость, кровь и лимфу, спиномозговую, суставную и плевральную жидкость . Между , межклеточной жидкостью и лимфой осуществляется постоянный обмен, направленный на обеспечение непрерывного поступления к клеткам необходимых веществ и удаление оттуда продуктов их жизнедеятельности.
Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом.
Гомеостаз — это динамическое постоянство внутренней среды, который характеризуется множеством относительно постоянных количественных показателей, получивших название физиологических, или биологических, констант. Эти константы обеспечивают оптимальные (наилучшие) условия жизнедеятельности клеток организма, а с другой — отражают его нормальное состояние.
Важнейшим компонентом внутренней среды организма является кровь. В понятии системы крови по Лангу входят кровь, регулирующий ней рогу моральный аппарат, а также органы, в которых происходит образование и разрушение клеток крови (костный мозг, лимфатические узлы, вилочковая железа, селезенка и печень).
Функции крови
Кровь выполняет следующие функции.
Транспортная функция — заключается в транспорте кровью различных веществ (энергии и информации, в них заключенных) и тепла в пределах организма.
Дыхательная функция — кровь переносит дыхательные газы — кислород (0 2) и углекислый газ (СО?) — как в физически растворенном, так и химически связанном виде. Кислород доставляется от легких к потребляющим его клеткам органов и тканей, а углекислый газ — наоборот от клеток к легким.
Питательная функция — кровь переносит также мигательные вещества от органов, где они всасываются или депонируются, к месту их потребления.
Выделительная (экскреторная) функция — при биологическом окислении питательных веществ, в клетках образуются, кроме СО 2 , другие конечные продукты обмена (мочевина, мочевая кислота), которые транспортируются кровью к выделительным органам: почкам, легким, потовым железам, кишечнику. Кровью осуществляются также транспорт гормонов, других сигнальных молекул и биологически активных веществ.
Терморегулирующая функция — благодаря своей высокой теплоемкости кровь обеспечивает перенос тепла и его перераспределение в организме. Кровью переносится около 70% тепла, образующегося во внутренних органах в кожу и легкие, что обеспечивает рассеяние ими тепла в окружающую среду.
Гомеостатическая функция — кровь участвует в водно- солевом обмене в организме и обеспечивает поддержание постоянства его внутренней среды — гомеостаза.
Защитная функция заключается прежде всего в обеспечении иммунных реакций, а также создании кровяных и тканевых барьеров против чужеродных веществ, микроорганизмов, дефектных клеток собственного организма. Вторым проявлением защитной функции крови являетcя ее участие в поддержании своего жидкого агрегатного состояния (текучести), а также остановке кровотечения при повреждении стенок сосудов и восстановлении их проходимости после репарации дефектов.
Система крови и её функции
Представление о крови как системе создал наш соотечественник Г.Ф. Ланг в 1939 г. В эту систему он включил четыре части:
- периферическая кровь, циркулирующая по сосудам;
- органы кроветворения (красный костный мозг, лимфатические узлы и селезенка);
- органы кроверазрушения;
- регулирующий нейрогуморальный аппарат.
Система крови представляет собой одну из систем жизнеобеспечения организма и выполняет множество функций:
- транспортная - циркулируя по сосудам, кровь осуществляет транспортную функцию, которая определяет ряд других;
- дыхательная — связывание и перенос кислорода и углекислого газа;
- трофическая (питательная) - кровь обеспечивает все клетки организма питательными веществами: глюкозой, аминокислотами, жирами, минеральными веществами, водой;
- экскреторная (выделительная) - кровь уносит из тканей «шлаки» — конечные продукты метаболизма: мочевину, мочевую кислоту и другие вещества, удаляемые из организма органами выделения;
- терморегуляторная — кровь охлаждает энергоемкие органы и согревает органы, теряющие тепло. В организме имеются механизмы, которые обеспечивают быстрое сужение сосудов кожи при понижении температуры окружающего воздуха и расширение сосудов при повышении. Это приводит к уменьшению или увеличению потери тепла, так как плазма состоит на 90-92% из воды и обладает вследствие этого высокой теплопроводностью и удельной теплоемкостью;
- гомеостатическая - кровь поддерживает стабильность ряда констант гомеостаза — , осмотического давления и др.;
- обеспечение водно-солевого обмена между кровью и тканями — в артериальной части капилляров жидкость и соли поступают в ткани, а в венозной части капилляров возвращаются в кровь;
- защитная - кровь является важнейшим фактором иммунитета, т.е. защиты организма от живых тел и генетически чужеродных веществ. Это определяется фагоцитарной активностью лейкоцитов (клеточный иммунитет) и наличием в крови антител, обезвреживающих микробы и их яды (гуморальный иммунитет);
- гуморальная регуляция - благодаря своей транспортной функции кровь обеспечивает химическое взаимодействие между всеми частями организма, т.е. гуморальную регуляцию. Кровь переносит гормоны и другие биологически активные вещества от клеток, где они образуются, к другим клеткам;
- осуществление креаторных связей. Макромолекулы, переносимые плазмой и форменными элементами крови, осуществляют межклеточную передачу информации, обеспечивающую регуляцию внутриклеточных процессов синтеза белков, сохранение степени дифференцированности клеток, восстановление и поддержание структуры тканей.
ЛЕКЦИЯ 10. ФУНКЦИИ КРОВИ
1. Внутренняя среда организма.
2. Состав и функции крови.
3. Физико-химические свойства крови.
4. Плазма крови.
5. Форменные элементы крови.
6. Свертывание крови.
7. Группы крови.
8. Иммунитет
Внутренняя среда организма. Кровь, лимфа и тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма, которая окружает все клетки. Благодаря относительному постоянству химического состава и физико-химических свойств внутренней среды клетки организма существуют в относительно неизменяющихся условиях и менее подвержены влияниям внешней среды. Постоянство внутренней среды - гомеостаз организма поддерживается работой многих систем органов, которые обеспечивают саморегуляцию жизненно важных процессов, взаимосвязь с окружающей средой, поступление необходимых организму веществ и выводят из него продукты распада.
Состав и функции крови. Кровь - жидкая ткань, состоящая из жид? кой части - плазмы (55%) и взвешенных в ней клеточных элементов (45%) - эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.
В организме взрослого человека содержится около пяти литров крови,
что составляет 6-8% от массы тела.
Находясь в непрерывной циркуляции, кровь выполняет следующие функции: 1) разносит по организму питательные вещества, воду, минеральные соли, витамины; 2) уносит от органов продукты распада и доставляет их к органам выделения; 3) участвует в газообмене, транспортирует кислород и углекислый газ; 4) поддерживает постоянную температуру тела: нагреваясь в органах с высоким обменом веществ (мышцы* печень), кровь переносит тепло к другим органам и коже, через котор590 происходит теплоотдача; 5) переносит гормоны, метаболиты (продукты обмена веществ), осуществляя гуморальную регуляцию функций.
Кровь выполняет защитную функцию, обеспечивая жидкостный (вьй
работку антител) и клеточный иммунитет (фагоцитоз). К защитной
функции относится также свертывание крови.
Физико-химические свойства крови. Относительная плотность цельной крови 1,050-1,060 г/см 3 , эритроцитов 1,090 г/см 3 , плазмы 1,025-1,035 г/см 3 . Вязкость крови около 5,0; вязкость плазмы 1,7-2,2 (по отношению к вязкости воды, которая принимается за 1). Осмотическое давление крови равно 7,6 атм. В основном, оно создается солями, 60% его приходится на долю NaCl. На долю белков приходится всего 0,03-0,04 атм., или 25-30 мм рт. ст. Белки создают, главным образом, онкотическое давление. Это давление составляет 25-30 мм рт. ст. Осмотическое давление обеспечивает распределение воды между тканями и клетками. Онкотическое давление является фактором, способствующим переходу воды из тканей в кровяное русло.
В крови поддерживается постоянство реакции. Кровь имеет слабощелочную среду (рН 7,36-7,42). Это достигается за счет буферных систем крови (бикарбонатный, фосфатный, белковый и гемоглобиновый буферы), которые могут связывать гидроксильные и водородные ионы и тем самым поддерживать реакцию крови постоянной.
Плазма крови. Плазма крови представляет собой сложную смесь белков, аминокислот, углеводов, жиров, солей, гормонов, ферментов, антител, растворенных газов, продуктов распада белка (мочевина, мочевая кислота, креатинин). Основными компонентами плазмы являются вода (90-92%), белки (7-8%), глюкоза (0,1%), соли (0,9%). Белки плазмы крови делятся на альбумины, глобулины (альфа, бета, гамма) и фибриноген. Он участвует в процессе свертывания крови.
В состав минеральных веществ плазмы входят соли NaCl, KC1, СаС1 2 ,
NaHCO 3 , NaH 2 PO 4 и др.
Форменные элементы крови. Эритроциты. Основная функция эритроцитов - перенос кислорода и углекислого газа. Эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков и лишены ядра. Их диаметр 7-8 мкм, а толщина 1-2 мкм. В крови мужчины эритроцитов 4-510 |2 / л (4-5 млн. в 1 мкл), в крови женщины - 3,9-4,7-10 |2 / л (3,9-4,7 млн. в 1 мкл). Эритроциты образуются в костном мозге. Время циркуляции в крови составляет около 120 суток, после чего они разрушаются в селезенке и в печени. В эритроцитах содержится белок гемоглобин, состоящий из белковой и небелковой частей. Белковая часть (глобин) сострит из четырех субъединиц - двух альфа-цепей и двух бета-цепей. Небелковая часть (гем) содержит двухвалентное железо. В норме содержание гемоглобина у мужчин 130-150 г/л, у женщин 120-140 г/л. Гемоглобин образует в капиллярах легких непрочное соединение с кислородом – оксигемоглобин. Оксигемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным или дезоксигемоглобином. Кроме того, в венозной крови содержится нестойкое соединение гемоглобина с углекислым газом – карбгемоглобин. Гемоглобин может входить в соединения с другими газами, например, угарным, образуя карбоксигемоглобин. Гемоглобин, приведенный в соприкосновение с окислителями (перманганат калия, анилин и др.), образует метгемоглобин. При этом происходит окисление железа и переход его в трехвалентную форму. При уменьшении количества гемоглобина и эритроцитов в крови возникает анемия.
Лейкоциты. Ядерные клетки размером 8-10 мкм способны к самостоятельным движениям. В крови здорового человека содержится лейкоцитов 4,0-9,0-10 9 /„ (4000-9000 в 1 мкл). Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом, а уменьшение - лейкопенией. Различают пять видов лейкоцитов: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты. Процентное соотношение различных видов
лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой. У здорового человека содержится 1-6% палочкоядерных нейтрофилов, 47-72% сегментоядерных нейтрофилов, 0,5-5% эозинофилов, 0-1% базофилов, 19-37% лимфоцитов, 3-11% моноцитов. При ряде заболеваний изменяется процентное содержание отдельных видов лейкоцитов. Образуются лейкоциты в красном костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, тимусе. Продолжительность жизни лейкоцитов - от нескольких часов до двадцати суток, а лимфоцитов - 20 лет и более. Основная функция лимфоцитов - защитная. Они способны поглощать токсины, чужеродные тела, бактерии. И.И. Мечников назвал явление поглощения и разрушения лейкоцитами микроорганизмов и чужеродных тел фагоцитозом, а сами лейкоциты - фагоцитами. Помимо функций фагоцитоза лейкоциты вырабатывают белки - антитела.
Тромбоциты. Это безъядерные клетки диаметром 2-5 мкм. Количество тромбоцитов в крови составляет 180-320-10 9 / л (180-320 тыс. в 1 мкл). Они образуются в красном костном мозге. Продолжительность жизни -5-11 дней. Основная функция тромбоцитов - участие в процессах свертывания крови.
Свертывание крови . Это важнейший защитный механизм, предохраняющий организм от кровопотерь. Он представляет собой цепь реакций, в результате которых растворенный в плазме фибриноген превращается в нерастворимый фибрин. На этот процесс влияют 13 факторов свертывания крови, но наиболее важны четыре: фибриноген, протромбин, тромбопластин и ионы Са 2+ . При повреждении сосудов разрушаются тромбоциты и тканевые клетки, в результате чего, высвобождается неактивный тромбопластин; Под влиянием факторов свертывания крови и Са 2+ образуется активный тромбопластин, при участии которого белок плазмы крови протромбин переходит в тромбин. Тромбин катализирует переход фибриногена в фибрин. Образующийся при этом сгусток, состоящий из нитей фибрина и клеток крови, закупоривает сосуды, что препятствует дальнейшей кровопотере. Кровь начинает свертываться через 3-4 минуты после повреждения тканей.
Наряду со свертывающейся системой существует и противосвертывающаяся. К ней относят белок фибринолизин, растворяющий в сосудах сгустки фибрина.
Группы крови. При переливании небольших доз крови от донора реципиенту необходимо учитывать группы крови. Известна система AB0, включающая четыре группы крови. В крови имеются особые белковые вещества: в эритроцитах агглютиногены (А, В), в плазме - агглютинины (альфа и бета).
В I группе присутствуют альфа- и бета-агглютинины, во II группе - агглютиноген А и агглютинин бета, в III группе - агглютиноген В и агглютинин альфа, в IV группе – А и В -агглютиногены.
Агглютинация (склеивание эритроцитов) и гемолиз (разрушение
эритроцитов) происходят в том случае, если встречаются одноименные
агглютиногены и агглютинины - альфа и А, бета и В. На основании это
го правила кровь I группы, не содержащая агглютиногенов, может быть
перелита людям с любой группой крови, поэтому людей с кровью
I группы называют универсальными донорами. Кровь II группы может
быть перелита людям с кровью II и IV групп, кровь III группы - людям
с кровью III и IV групп, а кровь IV группы - только людям с кровью
IV группы. Людей с IV группой крови называют универсальными реципиентами.
В настоящее время предпочитают переливать одногрупповую
кровь и в небольших дозах.
В эритроцитах большинства людей (85%) имеется еще резус-фактор (Rh-фактор). Такая кровь называется резус-положительной (Rh+). Кровь, в которой отсутствует резус-фактор, называется резус-отрицательной (Rh-). Резус-фактор учитывают в клинической практике при переливании крови.
Иммунитет. Основоположником учения об иммунитете является Э. Дженнер, который в восемнадцатом веке опытным путем нашел способ предупреждения заболевания натуральной оспой. И.И. Мечников сформулировал клеточную теорию иммунитета и открыл защитную роль фагоцитоза.
Иммунитет - биологическая защита организма от генетически чужеродных клеток ч веществ, поступающих в организм извне или образующихся в нем, т.е. антигенов. Антигенами могут быть микробы, вирусы, раковые клетки. К органам иммунитета относятся: вилочковая железа (тимус), красный костный мозг, селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань органов пищеварения. Различают естественный иммунитет, вырабатываемый самим организмом, и искусственный, возникающий при введении в организм специальных веществ.
Естественный иммунитет может быть врожденным и приобретенным. В первом случае организм получает иммунные тела от матери через плаценту или с материнским молоком. Во втором случае эти антитела в организме образуются после перенесенного заболевания.
Искусственный иммунитет может быть активным и пассивным. Активный иммунитет вырабатывается при введении в организм вакцины, содержащей ослабленные или убитые возбудители заболеваний или их токсины. Такой иммунитет сохраняется долго. Пассивный иммунитет возникает при введении в организм лечебной сыворотки с уже готовыми антителами. Такой иммунитет сохраняется недолго - 4-6 недель.
В процессе эволюции у позвоночных, в том числе и у человека, сформировались две системы иммунитета - клеточная и гуморальная. Разделение функций иммунитета на клеточный и гуморальный связано с существованием Т- и В-лимфоцитов. Благодаря Т-лимфоцитам происходит клеточная иммунная защита организма. Гуморальный иммунитет создается В-лимфоцитами. В основе гуморального иммунитета лежит реакция антиген - антитело.