Общая физиология Лекция 11 04 2012 1 Кровь

Общая физиология Лекция 11. 04. 2012. 1. Кровь 2. Кровеносные сосуды

• Объем крови = 6 – 8% от массы тела: от 5 до 6 л у мужчин, у женщин – от 4 до 5 л. Каждый день этот объем крови проходит через сердце более 1000 раз. • Протяженность сосудов человека до 100 000 км, • Заполнение ССС - 200 000 литров, т. е. по 2 литра крови на один километр, тогда как наш организм располагает лишь 5 -7 литрами. Следовательно, кровеносная система человека заполнена на 1/40 000 ее потенциального объема. • Скорость движения крови по сосудам= 11 м/с (40 км/ч).

• Плотность крови =1, 06 г/см 3 (зависит от числа Эритроцитов); Плотность плазмы = 1. 025 -1. 034 (конц. Белков) • Вязкость крови = 5 уе, плазмы – 1, 7 -2, 2 уе (воды=1 уе). • Гематокритное число: 40 -45% клеток – 55 -60% плазмы Росм=7, 6 атм; в том числе Р онк= 0, 03 -0, 04 атм (альбумины).

• В ходе метаболизма кислых продуктов образуется больше, чем основных, поэтому !! Риск ацидоза. Подсчитано, что в организме человека в день образуется количество кислот (суммарная кислотность НCl, молочной, пировиноградной, угольной и др. кислот), которое эквивалентно 20 - 30 литрам 1, 0 н НСl. • Б. С. крови и тканей обеспечивают большую устойчивость к действию кислот. Так, для сдвига р. Н: • в щелочную сторону - надо прилить щелочи в 40 -70 раз больше, чем к такому же объему воды; • в кислую сторону - надо прилить кислот в 327 раз больше, чем к такому же объему воды. Щелочные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови, способствующий кислотно-щелочному равновесию крови. Возможны сдвиги активной реакции крови как в кислую (ацидоз), так и в щелочную (алкалоз) сторону.

Буферные системы крови • • • гомеостатируют р. Н крови: р. Н =7. 35 венозной; 7. 4 -артер-ной (7. 0 -7. 8) Бикарбонатная Б. С. (Н 2 СО 3 + Na. HCO 3) и (Н 2 СО 3 +KНСО 3). Механизм действия: Na. HCO 3 --- Na+ и НСО 3 -. . Н+ + НСО 3 - =Н 2 СО 3 ( карбоангидраза) -диссоциирует на Н 2 О и СО 2 , избыток которых удаляется органами выделения • . Поступающие в кровь щелочные компоненты взаимодействуют с Н 2 СО 3, в результате чего образуются соль и Н 2 О (удаляются органами выделения).

Белковая Б. С. • Белки плазмы крови благодаря наличию кислотно-основных групп в молекулах белков (белок—H+ — кислота, источник протонов и белок− — сопряжённое основание, акцептор протонов) образуют буферную систему, наиболее эффективную в диапазоне р. Н 7, 2 — 7, 4

Фосфатная Б. С. • Фосфатная (Nа. Н 2 РО 4 + Nа 2 НРО 4). • Nа. Н 2 РО 4 обладает свойством кисло-ты и реагирует со щелочными компонентами, а • Nа 2 НРО 4 - свойствами щелочи и реагирует с кислотными компонентами.

Гемоглобиновая буферная система • Механизм действия гемоглобинового буфера • 1. Hb- + H+ = HHb, HHb. O 2 + OH- = H 2 O + Hb. O 2 • 2. Гемоглобин как белок амфотерен: СОО- + Н+ = СООН; или СОО- +Na+=COONa, а NH 3+ +Cl-= NH 3 Cl; NH 3++ОН-; 3. БС: оксигемоглобин и калиевая соль Hb – участв в выделении углекислоты, понижая р. Н.

• Состав плазмы • Неорганические соли. Находятся растворенными в виде анионов (ионы хлора, бикарбонат, фосфат, сульфат) и катионов (натрий, кальций и магний). Действуют как щелочной резерв, поддерживающий постоянство р. Н и регулирующий содержание воды. • Транспортные вещества. Это вещества производные от пищеварения (глюкоза, аминокислоты) или дыхания (азот, кислород), продукты обмена (двуокись углерода, мочевина, мочевая кислота) или же вещества, всасываемые кожей, слизистой оболочкой, легкими

Белки: альбумины (4, 5%), глобулины (2 – 3, 5%) и фибриногены (0, 2 – 0, 4%). • Функции белков: • 1) коллоидно-осмотический и водный гомеостазис; • 2) обеспечение агрегатного состояния крови; • 3) кислотно-основной гомеостаз; 4) иммунный гомеостазис; 5) транспортная функция; 6) питательная функция; 7) факторы свертывания крови; 8)регуляторная (ФАВ)

Эритропоэтин и эритропоэз • Гипоксия, НА (симп. н. с. ), андрогены, ФР стимулируют синтез Эро и его рецептора в кроветворных тканях и др. Эстрогены и парасимп. н. с. - снижают; • Эро стимулирует выход ретикулоцитов (предшественников Э) и синтез гемоглобина; !Ангиогенез; • Защита гемато-тканевых барьеров (снижение проницаемости для ИКК); • Противовоспалительное действие (подавляет секрецию провосп ЦК; • Снижает ПОЛ через ! А/О энзимов

Эритропоэтин (гликопротеин, 160 АК) • Синтезируется аутои паракринно в органах гематопоэза, почках (клетки интерстиция, фибробласты) и клетках мозга. • Рецепторы на клетках эндотелия, нейроцитах

Рецептор Эро и i/c посредники в мозге

Функции эритропоэтина в мозге • Нейропротекция от гипоксии (улучшение когнитивных функций), • После гипоксии Эро активирует дифф-ку стволовых клеток и экспрессию BDNF. • Способствует регенерации ацх-х нейронов Septum после Х fornix; активирует холин ацетилтрансферазу в нейронах ядер Septum;

• Дифф-ка ДА-нейронов из предшественников и их ж/обеспечение(подавляет апоптоз и секрецию провоспалительных ЦК); • Ангиогенез и защита ГЭБ от повышения проницаемости под влиянием VEGF, • Снижает миграцию лц-в через ЕС, уменьшает секрецию IL-6, TNF, MSP-1.

Функции эритроцитов • 1) дыхательная – перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким; • 2) регуляция р. Н крови благодаря гемоглобиновой буферной системе крови; • 3) питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма; • 4) защитная – адсорбция на своей поверхности токсических веществ;

• 5) участие в системах коагуляции и фибринолиза крови; • 6) транспортная: транспорт энзимов (холинэстераза, угольная ангидраза, фосфатаза) и витаминов (В 1, В 2, В 6, аскорбиновая кислота); • 7) эритроциты несут в себе групповые признаки крови.

Гемолиз эритроцитов и образование их «теней» : 1 -дискоцит, 2 - эхиноцит, 3 – тень эритроцита

Группы крови: известно 46, описано 29 • Термин характеризует систему антигенов Эритроцита: • АВО • Резус-система • Келл • Кидд • Даффи • MNSs

АВО система • Основные аллельные гены: A¹, A², B и 0. • Генный локус для этих аллелей - на длинном плече хромосомы 9. • Основными продуктами генов A¹, A² и B, но не гена 0 — являются специфические гликозилтрансферазы (Гтфз). • Они переносят специфические сахара: • — N-ацетил-D-галактозамин в случае A¹ и A² типов Гтфз, • - D-галактозу в случае B-типа Гтфз. • A¹, A², B- типы Гтфз присоединяют переносимый углеводный радикал к альфа-связующему звену коротких олигосахаридных цепочек в составе гликолипидов и гликопротеидов мембран эритроцитов, и в значительно меньшей степени, — гликолипидов и гликопротеидов других тканей. •

• При специфическом гликозилировании одного из поверхностных антигенов Э агглютиногена гликозилтрансферазой A или B— соответственно N-ацетил-D-галактозамином или D-галактозой образуются агглютиногены A или B. • В плазме крови человека могут содержаться агглютинины α и β, • в эритроцитах — агглютиногены A и B, причём из белков A и α содержится один и только один, то же самое — для белков B и β. • Таким образом, существует четыре допустимых комбинации; из них характерная для данного человека определяет его группу крови: • α и β: первая (0); A и β: вторая (A); α и B: третья (B); A и B: четвёртая (AB)

• Групповая система Келл (Kell) состоит из 2 антигенов, образующих 3 группы крови (К—К, К— k, k—k). Антигены системы Келл по активности стоят на втором месте после системы резус. Они могут вызвать сенсибилизацию при беременности, переливании крови; • Кидд (Kidd) включает 2 антигена, образующих 3 группы крови: lk (a+b-), lk (A+b+) и lk (a-b+). Антигены системы Кидд также обладают изоиммунными свойствами. Келл- и Кидд- системы могут привести к гемолитической болезни новорожденных и гемотрансфузионным осложнениям.

• Даффи (Duffy) • включает 2 антигена, образующих 3 группы крови Fy (a+b-), Fy (a+b+) и Fy (a-b+). Антигены системы Даффи в редких случаях могут вызвать сенсибилизацию и гемотрансфузионные осложнения. • MNSs • состоит из 9 групп крови. Антигены этой системы активны, могут вызвать образование изоиммунных антител, то есть привести к несовместимости при переливании крови; известны случаи гемолитической болезни новорожденных, вызванные антителами, образованными к антигенам этой системы.

• В результате слияния несовместимых групп крови происходит агглютинация эритроцитов - один из типов реактивных изменений системы крови. При повреждении сосудов возникает локальная коагуляция крови с участием тромбоцитов и белков плазмы крови в I-IIIэтапа

№ этапа, ФГ тромбоцитарный гемостаз I этап: спазм сосуда, • адгезия тромбоцитов к коллагену суб/ЕС при участии ФГ v. Willibranda Плазматический гемостаз I этап: контакт крови с суб/ЕС; попадание в кровь тк. Тромбопластина (III ФГ) II этап: активация и IIэтап: дегрануляция тромбоцитов Активация свертывания с выделением ФАВ крови III этап: аггрегация тромбоцитов, ангиогенез III этап: образования Фибринового сгустка

Тромбоциты, прилипшие к стенке аорты в зоне повреждения эндотелиального слоя, обр. псевдоподии

Адгезия тромбоцитов осуществляется путем связывания гликопротеинов Iа/IIа (фибриноген/тромбин) мембран тромбоцитов с коллагеном суб/ЕС при посредстве фактора свертывания VIII (v. WF). Он связывает суб/ЕС волокна коллагена и другой гликопротеин Ib/IX (фактор Кристмаса) мембраны тромбоцитов.

После адгезии тромбоциты активируются и секретируют дегрануляция) ряд активных веществ : АDP, 5 НТ, Тх. А 2, Pg. Е 2, Pg. D 2, PDGF ГПI 1 b/IIIa (Трмбплн) АDP+R Rфибриногена Через Rfb тромбоциты агрегируют

Везикулы в тромбоцитах с про - и анти-ангиогенами (Italiano et al. , 2008) Figure 1. Pro- and antiangiogenic regulators organize into separate, distinct -granules in resting platelets. Double immunofluorescence microscopy of resting platelets using antibodies against VEGF (A) and endostatin (B) and an overlay (C). Double immunofluorescence microscopy of resting platelets using antibodies against b. FGF (D) and TSP-1 (E) and an overlay (F). Double immunofluorescence microscopy of resting platelets using antibodies against fibrinogen (G) and von Willebrand factor (H) and an overlay (I). Double immunofluorescence microscopy of resting platelets using antibodies against von Willebrand factor (J) and endostatin (K) and an overlay (L). Double immunofluorescence microscopy of resting platelets using antibodies against VEGF (M) and fibrinogen (N) and an overlay (O).

При активации рецепторов специфических протеаз(плазминоген активатора- PAR 1, PAR 4)на тромбоцитах они выделяют или эндостатин –проанг. (by. PAR 1) или VEGF-антианг. (by. PAR 4)

Система свертывания крови (плазматический гемостаз) • В свертывающую систему входят около 15 факторов свертывания, содержащихся в плазме • Это белки — протеазы и неферментные белки. Неотъемлемым фактором свертывания плазмы (образования фибрина) являются Са+2 (IV фактор) и • III тромбоцитарный фактор(тромбопластин).

• • • • I. Фибриноген II. Протромбин III. Тромбопластин IV. Ионы Са+2 V. АС-глобулин VII. Проконвертин VIII. Антигемофильный глобулин (v WF) IX. Кристмас-фактор X. ф Стюарта-Прауэра XI. Про-тромбопластина XII. фактор Хагеманна XIII. Фибриназа Фибрин-стабилизирующий фактор. Прекалликреин. XII, X, IX, X, VII, II Факторы-сериновые протеазы, Плазмин

• Системе коагуляции крови противостоят: • 1. система фибринолиза и • 2. антикоагулянтная система • Их взаимодействие гомеостатирует жидкостные свойства крови, ее текучесть и обеспечивает сохранение объема крови, регенерацию сосудов при их повреждении

Cистема фибринолиза • Система фибринолиза активируется через фактор XIIa после образования фибрина • Плазминоген превращается в протеазу плазмин под влиянием РА, секретируемого ЕС, клетками крови и окружающими сосуды тканями, паращитовидными железами. • Плазмин осущ. протеолиз нитей фибрина или молекул фибриногена на продукты деградации Д и Е

Фактор XII(прокалликреин, фактор Хагемана) как механизм передачи от системы свертывания к ККК системе, системам комплемента и фибринолиза

Cистема антикоагуляции • Антикоагулянты : • Антитромбопластины • Антитромбины • Антифибрины Они м. б. первичными: секретируются постоянно, но действуют только на активированные ФГ. Вторичные антикоагулянты образуются из продуктов коагуляции крови или их метаболитов

Гепарин синтезируется в тучных клетках, в печени и легких. С фибриногеном, плазмином и адр-ном образует комплексы, обладающие противосвертывающим и фибринолитическим действием. В малых концентрациях ингибирует реакции между факторами IХа, VIII и 3, активацию тромбина и действие фактора Ха. В высоких – ингибирует коагуляцию во всех фазах, в т. Ч. в тромбин-фибриновой. Антитромбин III (AT -III) синтезируется в ЕС и гепатоцитах. Основной плазменный кофактора гепарина, под влиянием которого трансформируется из прогрессивного антикоагулянта в ингибитор немедленного действия

Структуры сосуда как источник факторов гемостаза, системы фибринолиза и антикоагулянт ной системы

• Кровеносные сосуды

Типы кровеносных сосудов • Амортизирующие: аорта, легочная артерия, прилежащие магистральные сосуды; • Резистивные: артерии, артериолы; • Сосуды-сфинктеры: прекапиллярные; • Обменные: капилляры; • Емкостные: вены, венулы (макс- вены печени, брюшной полости, кожи; Шунтирующие: а/в анастомозы

Свойства сосудов • • Эластичность Растяжимость Реактивность Способность сглаживать пульсирующее давление

Основные законы гемодинамики • Гемодинамика определяется: • г/д давлением (Р) –систола, сокр ГМК; сопротивлением(R)- трение при ламинарном течении, г/д вихри– турбулентное движение); • Формула Пуазейля: • R = 8 l η/πr 4, где r –радиус, l-длина сосуда, • η - вязкость крови • В организме ССС: R = Р/Q(min. Vкрови)

• Гемодинамику характеризуют: • Объемная скорость: Vкрови через поперечное сечение сосуда в ед. времени (P 1/P 2, R), мл/мин; • Линейная скорость v ламинарного движения см/сек: • V= Q/πr 2 • Скорость кругооборота крови (сек): краб 37 -65 с, собака 16 с, человек 20 -23 с • (в малом круге ¼ часть времени) • Давление в разных участках сосудистого русла (мм рт ст)

Артериальное давление • • • Систолическое Диастолическое Пульсовое (разница между Рс и Рд) Например, 120/70 мм рт ст: 120 – Рс; 70 –Рд; 50 –пульсовое Р

Типы капилляров • Соматического типа: ЕС- и базальная мембраны непрерывны, пропускают воду, ионы (Г. мозг, кожа, ГМ и Ск. мышцы); • Висцерального типа: фенестрированы, быстро и много всего пропускают (почки, ПЩТ, Энд. Ж); • Синусоидного типа: ЕС –прерывиста, БМ частично отсутствует- костный мозг, печень, селезенка

Система церебрального кровотока и функции мозга

Свойства системы церебрального кровотока • СЦК обр-ет сложную анатомическую сеть в мозге и обр микроструктуры во всех обл. ЦНС. • СЦК имеет региональную анатомическую специализацию, отражающую процессинг информации, напр, в разных слоях и областях неокортекса • Ключевые медиаторы в сетях инф. процессинга регулируют и кровоток (ацх, НА, 5 -НТ). • Тонкая регуляция активности СЦК не всегда совпадает с нуждами метаболизма, но точно сопряжена с нейрон-м инф процессингом. • Пространственная и временная активность ЦСК изм с изм-ем внимания, познания, сенс входа и моторного выхода.

• Пространственное разрешение дифференциальной активности в СЦК соотв-ет одиночной колонке в коре или одной гломеруле ОД. • Начало активности лок-го СЦК – в пределах сотен мск от начала инф. процессинга. Длительность сходна с таковой для синаптической депрессии или облегчения, -важных для инф процессинга. • Локальные повреждения СЦК приводят к специф-м нарушениям процессинга информации.

Нейро-гормональная регуляция сосудистого кровотока • А. Нервные центры • Б. Нейромедиаторы и их рецепторы • В. Гормоны с сосудодвигательной функцией

Нейротрансмиттеры и гормоны • • • Гистамин Серотонин Норадреналин Допамин Вазопрессин (АДН) Окситоцин, NO, ANP, Renin-Ang. II System Kallikrein-Kinin- System Endothelin-1, -2, -3, VDGF, Pg. I 2, Pg. E 2 a

Гистаминергическая система мозга (Haas et al. , 2008)

N. tuberomammillaris

Влияние глицина и ГАМК на МП гистамин-ергического нейрона

Выделение гистамина и его рецепторы

H 1 R связывание в коре здорового(А), стареющего (В), больного мозга

Возврат крови к сердцу • Факторы, усиливающие движение артериальной крови; • Факторы возврата венозной крови: • - роль венозных капилляров; • - скелетные мышцы как в. помпы; • - диафрагма –насосная функция; • - присасывающая сила сердца в Д.

Спасибо за внимание!

Коронарный кровоток при мышечной работе

Механизмы пейсм активности сердца