Физиология системы крови Кровь Внутренняя среда организма

Физиология системы крови

Кровь Внутренняя среда организма Термин внутренняя среда организма был предложен французским физиологом Клодом Бернаром более 100 лет назад. В это понятие включается совокупность биологических жидкостей организма – кровь, лимфа, тканевая жидкость, спинномозговая, суставная, плевральная и другие жидкости. Эти жидкости непосредственно омывают клетки и обеспечивают их жизнедеятельность и обменные процессы в организме.

Гомеостаз ГОМЕОСТАЗ (от греч. homoios – подобный, stasis – стояние) – ОТНОСИТЕЛЬНО ПОСТОЯННОЕ СОСТОЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОРГАНИЗМА.

Основой внутренней среды является кровь. Кровь дает начало тканевой жидкости, а из нее происходит лимфа, лимфа возвращается в кровь. Количество тканевой жидкости в организме взрослого человека в среднем составляет 29 – 30 %, крови – 7 – 8 % от массы тела. Постоянство внутренней среды тщательно регулируется различными механизмами, поэтому изменяется в очень узких пределах.

Определяя состав крови, лимфы, тканевой жидкости можно судить о процессах, происходящих в организме и выявлять патологические состояния.

Система крови Под системой крови понимают совокупность органов, тканей и некоторых физиологических процессов, которые обеспечивают образование крови и ее функционирование. В эту систему входят: • органы, где происходит образование и разрушение клеток крови: красный костный мозг, лимфатические узлы, вилочковая железа (тимус), селезенка, печень, почки; • механизмы поддержания постоянства состава и свойств крови за счет нервной и гуморальной регуляции. Главным кроветворным органом у человека является красный костный мозг. В нем находятся стволовые клетки, которые делятся, давая начало всем видам клеток крови. Процесс образования клеток крови носит название гемопоэз.

ГЕМОПОЭЗ (образование кровяных клеток)

Основные функции крови Кровь – основная транспортная система организма. В зависимости от характера и свойств переносимых веществ кровь выполняет следующие функции: • дыхательная : транспортирует кислород к тканям от легких и углекислый газ от тканей к легким • трофическая : переносит питательные вещества от стенки пищеварительного тракта к тканям • обменная : участвует в вводно-солевом обмене • экскреторная : переносит конечные продукты обмена от тканей к почкам • гомеостатическая : участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма • регуляторная : переносит гормоны и другие биологически активные вещества, обеспечивая гуморальную регуляцию • терморегуляционная : кровь согревается в печени и мышцах и распределяет и перераспределяет тепло в организме • защитная : в крови имеются антитела; лейкоциты выполняют функцию фагоцитоза генетически чужеродных частиц; кровь способна свертываться, предотвращая кровопотерю.

Клетки крови. 1. эритроциты 2. нейтрофилы 3. эозинофил 4. базофил 5. лимфоциты 6. лимфоциты 7. лимфоциты 8. моноцит

Форменные элементы крови. ЭРИТРОЦИТЫ ЛЕЙКОЦИТЫ ТРОМБОЦИТЫ

Эритроциты ( от греч. «эритрос» - «красный» и «китос» - «клетка» ). Лейкоциты ( от греч. «лейкос» - «белый» и «китос» - «клетка» ). Тромбоциты ( от греч. «тромбос» - сгусток, «комок» и «китос» - «клетка» ) иначе называют кровяными пластинками.

Строение, состав и объем крови Кровь – это жидкая соединительная ткань. Межклеточное вещество крови – кровяная плазма. В плазме крови содержится около 90 % воды, 7 - 8 % белков, 0, 9 % солей, 0, 1 % глюкозы, а также витамины, аминокислоты, гормоны и др. вещества. В плазме во взвешенном состоянии находятся клетки крови (форменные элементы крови) – эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Плазма составляет около 55– 60 % объема крови, форменные элементы – 40 - 45 %. Количество крови у взрослого человека около 5 – 6 литров, что составляет примерно 7 – 8 % от массы тела. Количество и состав крови в организме величина довольно постоянная и тщательно регулируется. Имеющаяся в организме кровь в обычных условиях циркулирует по сосудам не вся. Часть ее находится в депо крови: в печени – около 20 %, в селезенке – около 16 %, в коже примерно 10 % от общего количества крови.

Физико – химические свойства крови Кровь представляет собой сложный комплекс различных минеральных и органических соединений, которые находятся в виде водных коллоидных растворов. Плотность крови колеблется в очень узких пределах и зависит в основном от содержания в ней форменных элементов. Плотность крови равна 1, 060 – 1, 064 г/мл. Плотность эритроцитов выше, чем лейкоцитов и тромбоцитов, поэтому при отстаивании крови в пробирке несвернувшейся крови сверху располагается плазма, ниже слой лейкоцитов и тромбоцитов, внизу – слой эритроцитов. Осмотическое давление крови определяется концентрацией минеральных веществ (солей). В крови человека она равна 0, 9 %. Даже незначительное изменение осмотического давления может оказаться губительным для клеток крови. Величина осмотического давления составляет около 7, 3 атм. (5600 мм рт. ст. ). В медицинской практике используется физиологический раствор , представляющий собой водный раствор определенных солей, концентрация которых равна 0, 9%. Самым простым физиологическим раствором является 0, 9 % раствор поваренной соли. Используются физиологические растворы и более сложного состава, но с такой же общей концентрацией.

Онкотическое давление – это осмотическое давление, создаваемое низкомолекулярными белками плазмы. Благодаря этому давлению осуществляется поступление воды через стенку капилляров из крови в ткани и обратно. Онкотическое давление равно 30 мм рт. ст. Реакция крови (р. Н) поддерживается на очень постоянном уровне и равно 7, 35 – 7, 47 для артериальной крови. В венозной крови р. Н на 0, 1 – 0, 2 единицы кислее. Кислая р. Н 7, 35 -7, 47 Щелочная р. Н норма

Белки плазмы – это несколько десятков видов белков. Они различаются по строению, свойствам и функциям: • белки альбумины – низкомолекулярные белки, основная функция которых – транспорт различных веществ. Количество альбуминов в плазме – 60 % от общего содержания белков. • белки глобулины – это высокомолекулярные белки, они подразделяются на три группы: α-глобулины, βглобулины , γ-глобулины. Первые две группы выполняют транспортную функцию, а γ-глобулины являются антителами (иммуноглобулины). Количество глобулинов около 40 % всех белков плазмы. • белки фибриноген и протромбин являются компонентом свертывающей системы крови, его количество около 0, 3 % всех белков. Плазма крови, лишенная фибриногена, называется кровяная сыворотка. Сыворотка крови не может свертываться.

Клетки крови Эритроциты составляют основную массу форменных элементов крови. Они определяют красный цвет крови. Количество эритроцитов в норме у здорового взрослого человека 4 – 5 млн. в 1 мм 3 крови. Эритроциты – это высокоспециализированные клетки, строение которых подчинено выполнению их главной функции - транспорту кислорода.

Функции эритроцитов: • транспортная: транспорт газов (кислорода и углекислого газа); эритроциты также переносят на своей поверхности в адсорбированномсостоянииряд других веществ; • антигенная: в наружную мембрану эритроцитов встроены разнообразные белки и полисахаридно-аминокислотные комплексы, которые определяют специфические антигенные свойства этих клеток крови. Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, средний диаметр которых около 7 – 7, 5 мкм, не имеют ядра. Благодаря особой форме эритроциты имеет большую относительную площадь поверхности. Общая площадь поверхности эритроцитов взрослого человека составляет около 3800 кв. м, т. е. в 1500 раз превышает площадь поверхности тела. Образуются эритроциты в красном костном мозгу из ядерных клеток - предшественниц, которые теряют ядро перед выходом в кровеносное русло. Продолжительность жизни эритроцитов примерно 120 суток. Отжившие эритроциты разрушаются в селезенке и печени.

Эритроциты практически не содержат клеточных органоидов, все внутреннее содержимое заполнено гемоглобином. Каждый эритроцит содержит около 400 млн. молекул гемоглобина. Гемоглобин – это дыхательный пигмент красного цвета, с химической точки зрения является сложным белком. Молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц. Каждая субъединица включает белковую часть – глобин и небелковую часть - гем. В составе гема имеется один атом двухвалентного железа, поэтому вся молекула содержит четыре атома железа. Благодаря атому железа происходит соединение гемоглобина с различными веществами, и прежде всего с кислородом.

Количество гемоглобина в 1 литре крови взрослого человека в норме у женщин 127 – 147 граммов, а у мужчин 135 – 160 граммов. В крови взрослого человека с массой тела 65 кг общее количество гемоглобина около 600 граммов. Это его количество может связать при полном насыщении около 800 мл кислорода. Снижение количества эритроцитов и гемоглобина ведет к развитию малокровия, или анемии.

Лейкоциты – это группа белых (бесцветных) кровяных клеток. Все лейкоциты имеют крупное ядро. Общее количество лейкоцитов в 1 мм 3 крови человека в норме около 4000 – 8000. Количество лейкоцитов колеблется в течение суток и во многом зависит от функционального состояния человека. Увеличение количества лейкоцитов сверх нормы называется лейкоцитоз, а уменьшение - лейкопения. Лейкоцитоз обычно наблюдается при инфекционных заболеваниях, лейкопения - при некоторых воспалительных процессах. Все лейкоциты способны к амебоидному движению за счет образования ложноножек, благодаря которым могут передвигаться против направления движения крови и выходить за пределы сосудов. Основной функцией лейкоцитов является осуществление иммунных реакций организма: они разрушают различные генетически чужеродные агенты, попадающие в организм, а также разрушают собственные отмершие или измененные клетки. Защитная функция лейкоцитов осуществляется путем фагоцитоза и выработкой антител.

Лейкоциты – это сборная группа бесцветных клеток крови, которые отличаются друг от друга строением и формой ядра, размерами клеток, характером цитоплазмы и конкретными функциями. По особенностям цитоплазмы все лейкоциты подразделяются: • Зернистые (гранулоциты) базофилы (0 – 1%) нейтрофилы (50 – 75 %) эозинофилы (1 – 5 %) • Незернистые (агранулоциты) моноциты (2 – 10 %) лимфоциты (20 – 24 %) Процентное соотношение лейкоцитов каждой группы называется лейкоцитарной формулой. Самыми многочисленными являются нейтрофилы, самыми крупными - моноциты. Лимфоциты – особая группа лейкоцитов, которые вырабатывают иммуноглобулины - антитела. Лейкоциты вырабатываются в красном костном мозгу из стволовых лимфоидных клеток. Продолжительность жизни лейкоцитов в среднем от нескольких суток до нескольких десятков суток. Более 50 % всех лейкоцитов находятся за пределами сосудистого русла – в различных тканях.

Лейкоциты КЛЕТКИ КРОВИ С ХОРОШО РАЗВИТЫМИ ЯДРАМИ. ГРАНУЛОЦИТЫ ЛИМФОЦИТЫ МОНОЦИТЫ

Тромбоциты, или кровяные пластинки это плоские мелкие клетки неправильной округлой формы диаметром 1 – 4 мкм, не имеют ядра. Образуются в красном костном мозгу. Продолжительность жизни тромбоцитов от 5 до 11 суток. Количество этих клеток в 1 мм 3 составляет 200 000 – 400 000. Функции тромбоцитов: • способность к фагоцитозу инородных тел, в том числе вирусов • выработка биологически активных веществ – серотонина и гистамина • выработка веществ, участвующих в свертывании крови. Снижение количества тромбоцитов ведет к снижению свертываемости крови.

Тромбоциты КРОВЯНЫЕ ПЛАСТИНКИ, УЧАСТВУЮЩИЕ В СВЕРТЫВАНИИ КРОВИ ОБРАЗОВАНИЕ ТРОМБА

Свертывание крови – это защитный механизм, предотвращающий потерю крови при ранениях кровеносных сосудов. Процесс свертывания заключается в последовательной цепи биохимических превращений белков плазмы. По современным представлениям существует не менее 12 веществ-факторов свертывания. Основная последовательность процессов свертывания следующая: 1. тромбоциты разрушаются при контакте с неровными краями раны сосуда, и при этом из разрушившихся клеток выделяется активный фермент тромбопластин 2. тромбопластин взаимодействует с неактивным белком плазмы протромбином, и последний переходит в активное состояние - фермент тромбин 3. тромбин действует на растворимый белок плазмы фибриноген и переводит его в нерастворимый белок фибрин 4. фибрин выпадает в виде белых тонких нитей, которые натягиваются в области раны в виде сеточки 5. в нитях фибрина оседают эритроциты, лейкоциты, формируется полужидкий кровяной сгусток 6. нити фибрина сокращаются, отжимают жидкую часть из сгустка, и формируется тромб.

На всех этапах свертывания крови обязательно должны присутствовать ионы кальция и витамин К. Время свертывания крови у человека составляет 5 -12 минут. Недостаток какого-либо фактора свертывания приводит к снижению свертывания. В крови человека кроме свертывающей системы имеется комплекс веществ противосвертывающей системы (например, гепарин), благодаря которой в норме в нераненном сосуде кровь не свертывается.

Переливание крови и группы крови Переливание крови - это введение определенного количества донорской крови в кровь реципиента. Эта процедура является необходимой при различных тяжелых состояниях человека: при больших кровопотерях, некоторых инфекционных заболеваниях и т. д. Человек, дающий кровь для переливания, называется донором, человек, принимающий донорскую кровь, называется реципиентом. Попытки переливания крови от здоровых людей к больным предпринимались с XVII века. Далеко не все попытки были успешными. Первое в истории медицины внутривенное переливание крови было осуществлено во Франции врачом Ж. Дени. Больному обескровленному юноше перелили кровь ягненка. Юноша тяжело перенес операцию, но выздоровел. В 1819 году в Англии было проведено переливание крови от человека к человеку. В России первое переливание было произведено петербургским врачом Вольфом, и оно было блистательным: умиравшая женщина была спасена. Однако успехи чередовались со случаями тяжелых исходов вплоть до смерти. В настоящее время абсолютно очевидно, что неуспех переливания связан с несовместимостью групп крови.

Понятие о группах крови возникло в 1901 году благодаря работам австрийского иммунолога Карла Ландштайнера. Он установил наличие специфических белков в плазме и в мембране эритроцитов. В результате этих исследований были выявлены три группы крови, а в 1907 году чешский ученый Ян Янский открыл четвертую группу. Эти группы составили систему крови, названную АВ 0. В мембране эритроцитов могут находиться два специфических белка – агглютиногены А и В, а в плазме крови – специфические белки - агглютинины α и β. Для каждой из групп по системе АВ 0 имеется определенное сочетание этих белков по два из четырех: Группа крови Агглютиногены (в мембранах эритроцитов) Агглютинины (в плазме крови) I ( 0 ) (первая, или нулевая) - α, β II (A) (вторая) A β III (B) (третья) B α IV (AB) (четвертая) AB -

При переливании донорской крови реципиенту может наблюдаться несовместимость групп в результате реакции агглютинации, т. е. склеивания эритроцитов донора агглютининами плазмы реципиента. При этом агглютиноген А взаимодействует с агглютинином α, а агглютиноген В взаимодействует с агглютинином β. Так выглядит тромб - сгусток из слипшихся эритроцитов.

Переливание крови 0(I) А(II) В(III) АВ(IV)

Кроме системы АВО в настоящее время выделяют еще несколько групп крови в зависимости от наличия или отсутствия определенных белков в плазме и мембранах эритроцитов. Одной из них является система резус. Выделение этой системы состоялось в начале 40 -х годов ХХ века в результате работ Ландштайнера и Винера. Был установлен особый белок в мембране эритроцитов вначале у макак резус, затем этот белок был обнаружен и у человека. В отношении этой системы групп крови выделяют две группы: Rh+ и Rh-. Rh+ людей среди населения Земли около 85% и 15 % Rh-. В отдельных случаях при попадании донорской крови Rh+ к человеку с Rh- кровью наблюдается резус-конфликт: в крови Rh- человека накапливаются антитела к резус-белку донорской крови, и развивается реакция агглютинации. Эта реакция усугубляется с повторным переливанием донорской Rh + крови и может привести к гибели реципиента. Этот конфликт может быть особенно обостренным при вынашивании Rh+ плода Rh- матерью: в крови матери в течение беременности накапливаются антитела против белка резус, которые через плаценту проникают в кровь плода и вызывают склеивание и разрушение его эритроцитов. Это может привести к развитию гемолитической желтухи у плода, нарушению развития нервной системы и даже гибели плода.