Скачать презентацию Физиология системы крови План лекции ► 1.
Кровь-Сентябрев.ppt
- Количество слайдов: 38
Скачать презентацию Физиология системы крови План лекции ► 1.
Скачать презентацию Физиология системы крови План лекции ► 1.
Физиология системы крови
План лекции ► 1. Понятие о системе крови, функции крови. ► 2. Состав и физико-химические свойства крови. ► 3. Эритроциты и гемоглобин. Группы крови. ► 4. Лейкоциты, миогенный лейкоцитоз. ► 5. Тромбоциты. Свертывание крови. ► 6. Регуляция системы крови.
Кровь, лимфа, тканевая, спинномозговая, плевральная, суставная и другие жидкости образуют внутреннюю среду организма. Внутренняя среда отличается относительным постоянством своего состава и физикохимических свойств, что создает оптимальные условия для нормальной жизнедеятельности клеток организма. Ø Впервые положение о постоянстве внутренней среды организма сформулировал более 100 лет тому назад физиолог Клод Бернар. Он пришел к заключению, что “постоянство внутренней среды организма есть условие независимого существования”, т. е. жизни, свободной от резких колебаний внешней среды. В 1929 г. Уолтер Кэннон ввел термин гомеостаз. Ø В настоящее время под гомеостазом понимают как динамическое постоянство внутренней среды организма, так и регулирующие механизмы, которые обеспечивают это состояние. Главная роль в поддержании гомеостаза принадлежит крови. Ø
Кровь относится к тканям внутренней среды организма человека и животных. С 30 -х годов XX века кровь по предложению профессора Г. Ф. Ланга рассматривают как систему, в которую входят образование компонентов крови, их разрушение, нормальное функционирование в кровеносных сосудах и регуляция этих процессов.
Органы кроветворения
Функции крови. n n n n Транспортная – перенос различных веществ: кислорода, углекислого газа, питательных веществ, гормонов, медиаторов, электролитов, ферментов и др. Дыхательная (разновидность транспортной функции) – перенос кислорода от легких к тканям организма, углекислого газа – от клеток к легким. Трофическая (разновидность транспортной функции) – перенос основных питательных веществ от органов пищеварения к тканям организма. Экскреторная (разновидность транспортной функции) - транспорт конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты и др. ), избытка воды, органических и минеральных веществ к органам их выделения (почки, потовые железы, легкие, кишечник). Терморегуляторная – перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым. Защитная – осуществление неспецифического иммунитета; свертывание крови предохраняет от кровопотери при травмах. Регуляторная (гуморальная) – доставка гормонов, пептидов, ионов и других физиологически активных веществ от мест их синтеза к клеткам организма, что позволяет осуществлять регуляцию многих физиологических функций. Гомеостатическая – поддержание постоянства внутренней среды организма (кислотно-основного равновесия, водно-электролитного баланса и др. ).
Защитная функция Обеспечивается наличием механизмов свертывания крови с образованием тромба (гемостаз) и его растворением (фибринолиз), наличием групповой специфики крови и различных форм активности лейкоцитов. Гемостаз заключается в максимально быстрой коагуляции, свертывании крови при кровотечениях. В конечном счете образуется тромб - сеть из нитей фибрина (продукта ферментативного превращения фибриногена), заполненная уцелевшими клетками крови. После образования тромба начинается его ретракция (сжатие с выделением сыворотки), а затем фибринолиз (расщепление сгустка).
Важной частью защитной функцией крови является иммунитет. Различают два основных вида иммунитета: неспецифический или врожденный (к нему относится фагоцитоз) и специфический или приобретаемый в ходе жизни организма (к нему относятся гуморальный и клеточный иммунитет). Представление о неспецифическом (неадаптивном) иммунитете - фагоцитозе появилось в научном обиходе с 1883 года благодаря трудам Нобелевского лауреата профессора И. И. Мечникова. Способность к фагоцитозу проявляют все лейкоциты, но в наибольшей степени нейтрофилы и моноциты
Транспорт тепла Около 50% энергии, образующейся в организме в процессе нормальной жизнедеятельности, выделяется в виде тепла. Из глубоко расположенных органов и тканей кровь уносит излишнее тепло к тканям, находящимся ближе к поверхности тела. Охлаждение или перегревание поверхности тела влияют на организм не только через температурные рецепторы, но и за счет крови, протекающей через сосуды кожи, подкожной клетчатки и легочных путей. Роль крови как теплообменника особенно заметна при перегревании тела, когда возрастают частота сердцебиений и скорость кровотока. Кровь, нагревшаяся в глубине тела до 38? С, притекая к коже и последовательно переходя в сосуды меньшего калибра, замедляет скорость потока и постепенно приобретает температуру окружающих участков кожи. Охлажденная кровь возвращается в венозное русло. Чем быстрее кровоток, тем медленнее отдается тепло и кровь переходит из артерий в вены, все еще сохраняя температуру, близкую к начальной. Расчеты показывают также, что для отведения тепла от мозга при нормальной его теплопродукции (около 12 ккал/ч) достаточен градиент температур между мозгом и притекающей к нему кровью всего в 0, 270 С.
Транспортная функция крови Заключается в переносе продуктов метаболизма и веществ из одних участков тела в другие. Обмен воды между кровью и окружающими тканями достигает, по некоторым расчетам, 400 л в сутки. Из организма взрослого человека выделяется за сутки около 0, 2 г аминокислот, до 30 г мочевины, 1, 5 -2 л воды, в которой растворены соли, гормоны, витамины, ферменты. На смену им в кровь поступают новые вещества путем всасывания из пищеварительного тракта и новообразования в тканях. Клетки желудочков мозга и спинномозгового канала образуют ликвор (спинномозговую жидкость), используя поступающие из крови аминокислоты и электролиты. Из крови в лимфу переходит за сутки до 200 г белков
Транспорт газов кровью представляет одну из важнейших функций крови. Газы проникают в кровь путем диффузии за счет разности парциальных давлений и переносятся кровью, как и другие вещества, в растворенном и химически связанном состоянии. Транспорт газов, участвующих в процессах нормального дыхания, - кислорода (О 2) и диоксида углерода (СО 2) представляет дыхательную функцию крови. Важнейшая роль в этом процессе принадлежит гемоглобину, оксигенация которого (насыщение его О 2) обеспечивает содержание до 20 мл О 2 в 100 мл крови. Находясь в клетках, гемоглобин не влияет заметным образом на онкотическое и коллоидноосмотическое давление крови и в то же время проявляет большую способность присоединять кислород (1 г гемоглобина способен присоединить 1, 34 -1, 36 мл О 2) и играть роль буферной системы. Общая поверхность эритроцитов около 300 м 2, что в 200 раз превышает поверхность тела.
Масса крови у взрослых млекопитающих и человека составляет 6, 5 -7, 0% массы тела, у новорожденных - до 10%. Количество крови увеличивается от 200 -350 мл при рождении до 3500 -5000 мл в зрелом возрасте. Оно может значительно увеличиться при напряженной физической работе и уменьшиться при длительном ограничении подвижности (гиподинамии). Примерно 80% всей крови быстро циркулирует по кровеносным сосудам, совершая полный оборот в теле взрослого человека за 50 с. Меньшая часть (около 20%) движется медленно, задерживаясь в сосудах кожи, печени, селезенки, называемых депо крови. В капиллярах, где происходят основные процессы обмена между кровью и окружающими тканями, скорость движения крови не превышает 3 мм/с. В каждый момент времени примерно 75% крови находится в венах и венулах, а около 20% - в артериях и артериолах.
Только в 1658 году голландский натуралист Ян Сваммердам с помощью примитивных микроскопов того времени увидел в крови крошечные тельца, названные почти столетие спустя эритроцитами за их красноватый цвет. Еще через 100 лет в крови были обнаружены бесцветные клетки - лейкоциты, которые удалось увидеть под микроскопом благодаря тому, что мазки крови научились окрашивать. Существенный вклад в эти исследования внес немецкий ученый, Нобелевский лауреат Пауль Эрлих, предложивший не только способы окрашивания клеток, но и названия для различных форм лейкоцитов. Примерно в то же время (1864) немецкий биохимик Эрнст Хоппе. Зейлер описал состав красящего вещества эритроцитов и предложил для него название "гемоглобин".
Показатель гематокрита, то есть отношение массы клеток к общей массе крови, равен у взрослого человека примерно 42 -45%, у детей - 55%. В 3 л плазмы или сыворотки (3 л - это количество плазмы, содержащееся в крови взрослого человека) содержится 2, 7 л воды, около 200 г белков и примерно 60 г низкомолекулярных веществ. В состав крови входят как электролиты, так и неэлектролиты. Электролиты (в мг/дл): катионы (натрий - 328, калий - 18, кальций - 10, магний - 2), анионы (хлор - 365, бикарбонат - 60, фосфат 4, белки - до 8000); неэлектролиты (в мг/дл): глюкоза - до 100, мочевина - около 40, небелковый азот - 25, жиры - до 900, стероиды - около 400, фосфолипиды - до 250
• В состав плазмы крови входят вода (90 – 92%) и сухой • остаток (8 – 10%). Сухой остаток состоит из органических и неорганических веществ. К органическим веществам плазмы крови относятся белки, которые составляют 7 – 8%. Белки представлены альбуминами (4, 5%), глобулинами (2 – 3, 5%) и фибриногеном (0, 2 – 0, 4%). В плазме крови содержатся также безазотистые органические вещества: глюкоза 4, 4 – 6, 6 ммоль/л (80 – 120 мг%), нейтральные жиры, липиды, ферменты, расщепляющие гликоген, жиры и белки, проферменты и ферменты, участвующие в процессах свертывания крови и фибринолиза. Неорганические вещества плазмы крови составляют 0, 9 – 1%. К этим веществам относятся в основном катионы Nа+, Са 2+, К+, Mg 2+ и анионы Сl-, НРО 42 -, НСО 3 -. Содержание катионов является более жесткой величиной, чем содержание анионов. Ионы обеспечивают нормальную функцию всех клеток организма, в том числе клеток возбудимых тканей, обусловливают осмотическое давление, регулируют р. Н. В плазме постоянно присутствуют все витамины, микроэлементы, промежуточные продукты метаболизма (молочная и пировиноградная кислоты).
Форменные элементы крови человека в мазке. 1 – эритроцит, 2 – сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит, 3 – палочкоядерный нейтрофильный гранулоцит, 4 – юный нейтрофильный гранулоцит, 5 – эозинофильный гранулоцит, 6 – базофильный гранулоцит, 7 – большой лимфоцит, 8 – средний лимфоцит, 9 – малый лимфоцит, 10 – моноцит, 11 – тромбоциты (кровяные пластинки).
Физико-химические свойства крови u u u Относительная плотность крови – 1, 050 – 1. 060 зависит в основном от количества эритроцитов. Относительная плотность плазмы крови – 1. 025 – 1. 034, определяется концентрацией белков. Вязкость крови – 5 усл. ед. , плазмы – 1, 7 – 2, 2 усл. ед. , если вязкость воды принять за 1. Обусловлена наличием в крови эритроцитов и в меньшей степени белков плазмы. Осмотическое давление крови – сила, с которой растворитель переходит через полунепроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. . Осмотическое давление крови в среднем составляет 7, 6 атм. Оно обусловлено растворенными в ней осмотически активными веществами, главным образом неорганическими электролитами, в значительно меньшей степени – белками. Около 60% осмотического давления создается солями натрия (Nа. Сl). Осмотическое давление определяет распределение воды между тканями и клетками.
Онкотическое давление крови – часть осмотического давления, создаваемого белками плазмы. Оно равно 0, 03 – 0, 04 атм, или 25 – 30 мм рт. ст. Онкотическое давление в основном обусловлено альбуминами. При снижении онкотического давления крови происходит выход воды из сосудов в интерстициальное пространство, что приводит к отеку тканей. Кислотно-основное состояние крови (КОС). Активная реакция крови обусловлена соотношением водородных и гидроксильных ионов р. Н – концентрацию водородных ионов В норме р. Н – 7, 36 (реакция слабоосновная); артериальной крови – 7, 4; венозной – 7, 35. При различных физиологических состояниях р. Н крови может изменяться от 7, 3 до 7, 5. Активная реакция крови является жесткой константой, обеспечивающей ферментативную деятельность. Крайние пределы р. Н крови, совместимые с жизнью, равны 7, 0 – 7, 8. Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом, который обусловливается увеличением в крови водородных ионов. Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом. Это связано с увеличением концентрации гидроксильных ионов ОН и уменьшением концентрации водородных ионов.
p. H крови Электролиты образуют определенное соотношение водородных (Н+) и гидроксильных (ОН-) ионов, так что активная реакция крови (р. Н) равна примерно 7, 35 (слабощелочная). Такое кислотно-основное состояние крови (КОС) является оптимальным для всех процессов обмена веществ, прежде всего для активности ферментов. КОС крови поддерживается благодаря наличию в крови специальных буферных систем
• В организме человека всегда имеются условия для сдвига активной реакции крови в сторону ацидоза или алкалоза, которые могут привести к изменению р. Н крови. Поддержание постоянства р. Н крови является важной физиологической задачей и обеспечивается буферными системами крови. К буферным системам крови относятся гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная и белковая. • Буферные системы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей, тем самым препятствуя сдвигу активной реакции крови. В организме в процессе метаболизма в большей степени образуется кислых продуктов. Поэтому запасы щелочных веществ в крови во много раз превышают запасы кислых, Их рассматривают как щелочной резерв крови. • Буферная система гемоглобинана 75% обеспечивает буферную емкость крови. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем восстановленный гемоглобин. В тканевых капиллярах при диссоциации оксигемоглобина происходит отдача кислорода и появление большого количества щелочно реагирующих солей гемоглобина, Последние взаимодействуют с кислыми продуктами распада, например угольной кислотой. В результате образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин, В легочных капиллярах гемоглобин, отдавая ионы водорода, присоединяет кислород и становится сильной кислотой, которая связывает ионы калия. Ионы водорода используются для образования угольной кислоты, в дальнейшем выделяющейся из легких в виде Н 2 О и СО 2.
Карбонатная буферная система по своей мощности занимает второе место. Она представлена угольной кислотой (Н 2 СО 3) и бикарбонатом натрия или калия (Na. НСО 3, КНСО 3) в пропорции 1/20. Если в кровь поступает кислота, более сильная, чем угольная, то в реакцию вступает, например, бикарбонат натрия. Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота. Угольная кислота под действием карбоангидразы эритроцитов распадается на Н 2 О и СО 2, последний выделяется легкими в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота, образуя гидрокарбонат натрия и воду. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используется для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма. Фосфатная буферная система состоит из натрия дигидрофосфата (Nа. Н 2 РО 4) и натрия гидрофосфата (Nа 2 НРО 4). Первое соединение обладает свойствами слабой кислоты и взаимодействует с поступившими в кровь щелочными продуктами. Второе соединение имеет свойства слабой щелочи и вступает в реакцию с более сильными кислотами. Белковая буферная система осуществляет роль нейтрализации кислот и щелочей благодаря амфотерным свойствам: в кислой среде белки плазмы ведут себя как основания, в основной – как кислоты. Буферные системы имеются и в тканях, что способствует поддержанию р. Н тканей на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты.
Белки плазмы в силу их способности присоединять воду создают онкотическое, а электролиты и другие молекулы коллоидно-осмотическое давление крови, притягивающее воду из тканей. Благодаря значительной молекулярной массе (от 70 до 1300 к. Д) белки придают крови определенную вязкость, замедляющую скорость движения крови по сосудам, а ионизация аминокислотных остатков в полипептидных цепях придает белкам определенные буферные свойства, необходимые для поддержания кислотно-основного состояния крови на оптимальном уровне. -----------------------------------Кроме этого, каждый белок выполняет важную специальную функцию: альбумин (53% всех белков) обеспечивает транспорт веществ; глобулины (40%) транспорт липидов, железа, меди, оксидазную и иммунную активность; фибриноген (5%) - свертывание крови; ферритин - транспорт железа, необходимого для синтеза гемоглобина и цитохромов; церулоплазмин - транспорт меди; эритропоэтин - активацию кроветворения; альфаамилаза - расщепление углеводов; 12 белков системы комплемента - иммунную активность.
Эритроциты - наиболее многочисленная фракция клеток, их количество в 1 мкл крови около 5 млн, общее число в крови взрослого человека до 25 • 1012. У млекопитающих во время созревания эритроциты теряют внутриклеточные органоиды и ядро, при этом они приобретают двояковогнутую форму и утрачивают способность к делению. Средний диаметр эритроцитов взрослого человека около 7 мкм, новорожденного до 10 мкм. Форма эритроцитов изменяется благодаря эластичности их мембраны, что позволяет им проходить через капилляры, большинство которых имеют диаметр 5
В каждом эритроците содержится 200 -300 млн молекул гемоглобина, различающихся по аминокислотному составу полипептидных цепей. Во время созревания клеток в органах кроветворения вначале ядро диктует рибосомам синтез полипептидных цепей гемоглобина типа F, а позже начинается биосинтез гемоглобина типа А, имеющего полипептидные цепи с несколько иным составом и чередованием аминокислотных остатков. Содержание гемоглобина в 1 л крови взрослых людей равно в среднем 145 г, отклонения зависят от пола, состояния здоровья, условий питания. Содержание гемоглобина F в крови взрослого человека составляет около 1%.
Продолжительность жизни эритроцитов до 120 сут. Это значит, что ежесуточно разрушается 1/120 их общего количества, ежеминутно около 108 клеток и столько же образуется им на смену. Обновление ускоряется в условиях недостатка кислорода (гипоксии), после кровопотерь, при разного рода анемиях. Эритроциты по мере старения фагоцитируются лейкоцитами и макрофагами (рис. 4) селезенки, которую называют кладбищем эритроцитов
Лейкоциты, число которых в 1 мкл крови колеблется от 4 до 9 тыс. , представлены несколькими формами, различающимися по наличию или отсутствию зернистости в цитоплазме (гранулоциты и агранулоциты), по сродству к основным или кислым красителям (базофилы, окси- или эозинофилы, нейтрофилы), по форме ядра (сегменто- или палочкоядерные), по величине (малые, средние, большие). . Исследуя мазок крови, составляют лейкоцитарную формулу - соотношение разных форм лейкоцитов в капле крови. Если в 1 мкл крови содержится 7000 лейкоцитов, то соотношение между разными их формами может быть таким: гранулоциты (нейтрофилы - 4150, эозинофилы - 165, базофилы - 44), агранулоциты (лимфоциты - 2185, моноциты - 456).
Количество лейкоцитов в крови в значительной степени колеблется из-за их способности мигрировать из крови в ткани и обратно (последнее характерно для лимфоцитов), а также за счет выхода депонированных клеток из кроветворных органов, селезенки, легких. Известны явления "физиологического" увеличения количества лейкоцитов (лейкоцитоза): пищеварительного (после еды), миогенного (после тяжелой физической работы), эмоционального и болевого. Известны явления снижения числа лейкоцитов ниже нормы (лейкопении) по причинам генетическим или в результате повреждения стромы кроветворных органов, например вследствие облучения
Тромбоциты, или кровяные пластинки - самые мелкие форменные элементы крови, их диаметр не превышает 4 мкм. В 1 мкл крови содержится до 400 000 тромбоцитов. Они содержат массу биологически активных веществ: 11 факторов свертывания крови, ферменты гликолиза, запас АТФ и др. Тромбоциты проявляют удивительную способность к адгезии - прилипанию к клеткам эндотелия в местах повреждения стенки сосуда, а также к агрегации. Продолжительность жизни тромбоцитов 5 -11 сут.
Известно, что при переливании крови от одного человека (донора) к другому (реципиенту) может возникнуть так называемая несовместимость. Она обусловлена взаимодействием антигенов (гликофоринов, моносахаров и остатков сиаловых кислот, находящихся у реципиента на поверхности эритроцитов, см. рис. 3) с одноименными антителами, содержащимися в плазме крови донора. Это стало известно еще в начале XX века благодаря работам Нобелевского лауреата К. Ландштейнера из Вены и Я. Янского из Праги. Результатом взаимодействия одноименных антигенов и антител является агглютинация - склеивание эритроцитов, образование агрегатов, закупоривающих кровеносные сосуды. Этот конгломерат принципиально отличается от тромба.
Все известные антигены и антитела крови человека объединяются в группы, число которых в настоящее время достигает 50. Распространенные в наибольшем количестве, то есть присутствующие в крови каждого человека, - это варианты системы АВО (I-IV группы), MN и резус. Конфликты, вызываемые встречами несовместимых групп крови, возможны между организмами матери и развивающегося в ее теле плода.
Определение групп крови
Скачать презентацию Физиология системы крови План лекции ► 1.
Кровь-Сентябрев.ppt