Основными являются следующие функции крови.

Внутренняя среда организма. Кровь

Для внутренней среды организма характерно относительное постоянство состава и физико-химических свойств. При изменении какого-либо параметра внутренней среды в организме включаются мощные системы саморегуляции. Они обеспечивают изменение функций многих органов и систем так, чтобы их работа восстановила исходный баланс. Совокупность механизмов, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма, называется гомеостазом.

Первый компонент внутренней среды организма – кровь – имеет жидкую консистенцию и красный цвет. Красный цвет крови придает гемоглобин, содержащийся в эритроцитах.

Основными являются следующие функции крови.

1. Транспортная:

– перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;

– доставка питательных веществ, витаминов, минеральных веществ и воды от органов пищеварения к тканям;

– удаление из тканей конечных продуктов метаболизма, лишней воды и минеральных солей;

– перенос гормонов, медиаторов.

2. Защитная:

– участие в клеточных и гуморальных механизмах иммунитета, в свертывании крови и остановке кровотечения.

3. Регуляторная:

– регуляция температуры, водно-солевого обмена между кровью и тканями.

4. Гомеостатическая:

– поддержание стабильности показателей гомеостаза (рН, осмотического давления и др.).

Давайте рассмотрим, какие показатели гомеостаза определяют наше здоровье.

Общее количество крови в организме взрослого человека в норме составляет 6–8% от массы тела и равно примерно 4,5–6 л. В кровеносной системе находится 60–70% крови – это так называемая циркулирующая кровь. Другая часть крови (30–40%) содержится в специальных кровяных депо – это депонированная, или резервная, кровь.

Кровь состоит из жидкой части – плазмы и взвешенных в ней форменных элементов. На долю форменных элементов в циркулирующей крови приходится 40–45% объема, на долю плазмы – 55–60%.

Относительная плотность крови равна 1,05–1,06, а ее вязкость по отношению к воде составляет 5.

Плазма содержит 90–92% воды и 8–10% сухого остатка, главным образом белков (7–8%) и минеральных солей (1%). Белки плазмы (их более 30) разделяют на три основные группы. Альбумины (около 4,5%) связывают и транспортируют лекарственные вещества, витамины, гормоны, пигменты. Глобулины (2–3%) обеспечивают транспорт жиров, глюкозы, меди, железа, выработку антител. Фибриноген (0,2–0,4%) участвует в свертывании крови.

В плазме также находятся аминокислоты, глюкоза (0,11%), нейтральные жиры, липиды. В плазму поступают и конечные продукты обмена веществ: мочевина, мочевая кислота и др. В плазме содержатся также различные гормоны, ферменты и другие биологически активные вещества.

Минеральные вещества плазмы составляют около 1% (катионы Na+, K+, Са2+, анионы Сl–, НСО₃–, НРО₄). Содержащиеся в плазме минеральные вещества определяют осмотическое давление крови, которое составляет около 7,6 атм. Растворы, осмотическое давление которых такое же, как у плазмы крови, называются изотоническими. Растворы с бoльшим осмотическим давлением называются гипертоническими, а с меньшим – гипотоническими. Изотонический (0,85–0,9%) раствор NaCI называется физиологическим.

Кислотно-щелочная реакция крови (рН) является одной из важнейших констант гомеостаза, так как только при рН 7,36–7,42 создаются оптимальные условия для протекания ферментативных реакций, необходимых для обмена веществ.

К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты (кровяные пластинки).

Эритроциты – безъядерные, не содержащие большинства органелл, клетки, неспособные к делению. Количество эритроцитов в 1 л крови составляет у взрослых мужчин 3,9–5,5. 1012, у женщин – 3,7–4,9. 1012 клеток. Большинство эритроцитов имеет форму двояковогнутого диска, что обеспечивает наибольшую площадь контакта с плазмой. Общая площадь поверхности всех эритроцитов взрослого человека составляет 3000–3800 м2, что в 1500–1900 раз превышает площадь поверхности тела. Плазмалемма эритроцитов имеет толщину около 20 нм и обеспечивает активный перенос молекул О2, СО2, ионов натрия, калия и других веществ. Основная масса сухого вещества эритроцита (96%) приходится на долю гемоглобина. Гемоглобин обусловливает дыхательную функцию крови за счет переноса молекул кислорода от легких к тканям и углекислого газа от клеток к легким. По химической структуре гемоглобин является сложным белком, состоящим из белка глобина и четырех молекул небелковой группы – гема. Гем имеет в своем составе атом железа, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода. В каждом эритроците содержится около 400 млн молекул гемоглобина, каждая из которых может связать 4 молекулы О2, т.е. по одной на каждую субъединицу.

У мужчин в норме содержится 130–160 г/л гемоглобина, у женщин – 120–140 г/л. Общее количество гемоглобина в 5 л крови у человека составляет 700–800 г. Один грамм гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. Разница в содержании эритроцитов и гемоглобина у мужчин и женщин объясняется стимулирующим действием на кроветворение мужских половых гормонов.

В норме гемоглобин содержится в крови в виде трех физиологических соединений:

оксигемоглобин (НbО₂) – гемоглобин в соединении с кислородом – находится в артериальной крови, придает ей ярко-алый цвет;

восстановленный, или дезоксигемоглобин (Hb), не содержащий кислорода, – находится в венозной крови, которая имеет более темный цвет, чем артериальная;

карбгемоглобин (НbСО₂) – соединение гемоглобина с углекислым газом – содержится в венозной крови. (В этом случае СО₂ присоединяется не к гему, а к NH₂-группам белка глобина. СО₂ могут связывать как оксигемоглобин, так и дезоксигемоглобин, но последний – в большей степени.)

Гемоглобин способен также образовывать соединение и с угарным газом карбоксигемоглобин (НbСО). Сродство гемоглобина к угарному газу почти в 300 раз больше его сродства к кислороду, поэтому содержание в воздухе даже 0,1% угарного газа ведет к превращению 80% гемоглобина в карбоксигемоглобин, который уже неспособен присоединять и переносить кислород, что является опасным для жизни.

Итак, основное значение эритроцитов – транспорт газов.

Лейкоциты. У взрослого человека в 1 л крови насчитывается 3,8–9х10⁹ лейкоцитов. Все лейкоциты являются ядерными клетками, способными к активному перемещению. По наличию зернистости в цитоплазме лейкоциты подразделяются на зернистые – гранулоциты и незернистые – агранулоциты.

Гранулоциты характеризуются наличием сегментированного ядра, псевдоподий и зернистости в цитоплазме. По окрашиванию этой зернистости гранулоциты подразделяют на эозинофильные (ацидофильные), базофильные и нейтрофильные. Все зернистые лейкоциты, особенно нейтрофильные, способны к фагоцитозу. Незернистые лейкоциты, агранулоциты, отличаются несегментированным ядром, отсутствием видимой при световой микроскопии зернистости в цитоплазме.

Нейтрофилы составляют 65–75% от общего числа лейкоцитов. По форме клеточного ядра различают сегментоядерные, палочкоядерные и юные нейтрофилы. Подавляющую часть лейкоцитов составляют сегментоядерные нейтрофилы – 60–65%. Их диаметр равен 9–12 мкм. Ядра имеют от двух до пяти сегментов, связанных перемычкой. В цитоплазме имеется зернистость двух типов: мелкие красно-фиолетовые гранулы, видимые в световой микроскоп, – это лизосомы с гидролитическими ферментами и гранулы, видимые только при электронной микроскопии, заполнены бактерицидными веществами.

Палочкоядерные нейтрофилы составляют 3–5% от общего числа лейкоцитов. Ядра этих клеток имеют вид изогнутой палочки или буквы S. Юные нейтрофилы содержат бобовидное ядро, в крови встречаются редко (0–0,5%). Увеличение числа молодых форм нейтрофильных лейкоцитов наблюдается в начале развития в организме воспалительного процесса.

Эозинофильные гранулоциты – эозинофилы – составляют 1–5% от общего числа лейкоцитов. Клеточное ядро диаметром 12–14 мкм, как правило, имеет два сегмента, редко больше. В цитоплазме содержатся крупные, окрашенные в красно-розовый цвет гранулы. В крови эозинофилы функционируют 3–8 ч, в соединительной ткани – несколько дней. Эозинофилы обладают фагоцитарной способностью, но из-за малого количества в крови их роль в этом процессе невелика. Основная функция эозинофилов – обезвреживание и разрушение токсинов белкового происхождения, чужеродных белков, комплексов антиген–антитело (в том числе при аллергических реакциях). В них содержится профибринолизин – фермент, участвующий в процессе «растворения» тромба.

Эозинофилия – увеличение количества эозинофилов в крови - показатель наличия аллергического состояния или глистной инвазии.

Базофильные гранулоциты – базофилы составляют в крови человека 0–1% от общего числа лейкоцитов. Диаметр базофила 11–12 мкм. Ядра слабодольчатые, окрашиваются слабее, чем ядра эозинофилов и нейтрофилов. В цитоплазме имеется большое количество крупных сине-фиолетовых гранул. Базофилы имеют аппарат синтеза белка, синтезируют и выделяют биологически активные вещества (так называемые медиаторы аллергических реакций – гепарин, гистамин, серотонин и др.), участвуют в защитных реакциях организма, стимулируют функции нейтрофилов и макрофагов. Базофилы часто называют основными клетками гомеостаза, хотя их функции до конца не изучены.

К агранулоцитам относят лимфоциты и моноциты.

Лимфоциты встречаются не только в крови, особенно их много в лимфе. В крови взрослых людей лимфоциты составляют 20–35% от общего числа лейкоцитов. Размеры лимфоцитов колеблются от 4,5 до 10 мкм. Лимфоциты имеют круглое, иногда бобовидное ядро. Цитоплазма окружает ядро узким ободком, при электронной микроскопии в ней обнаруживается мощно развитая гранулярная эндоплазматическая сеть.

Какие белки синтезируют лимфоциты? Функционально и по происхождению различают Т-лимфоциты и В-лимфоциты.

Т-лимфоциты образуются в тимусе и определяют генетическую чужеродность попавшего в организм вещества. Т-лимфоциты подразделяются на Т-хелперы, стимулирующие выработку антител; Т-супрессоры, тормозящие синтез антител; Т-киллеры, уничтожающие чужеродные и измененные собственные клетки; и долгоживущие Т-клетки памяти.

В-лимфоциты (так они называются потому, что впервые место их образования было обнаружено у птиц в особой железе – бурсе, или сумке Фабрициуса) у человека образуются в лимфоидной ткани желудочно-кишечного тракта. Под контролем Т-лимфоцитов В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, синтезирующие антитела. Таким образом, белки, синтезируемые лимфоцитами, определяют создание гуморального (жидкостного) иммунитета.

Моноциты в крови человека составляют 6–8% от общего числа лейкоцитов. Это самые крупные в мазках крови лейкоциты, их размер составляет 18–22 мкм. Ядра моноцитов разнообразны по форме: бобовидные, подковообразные, иногда дольчатые. В ядре имеется одно или несколько ядрышек. Цитоплазма занимает большую часть клетки и окрашена в голубовато-серый цвет. В цитоплазме видны мелкие гранулы – лизосомы. Моноциты выходят из крови и превращаются в макрофаги (в костной ткани – остеокласты, в печени – клетки Купфера, в соединительной ткани – гистиоциты и др.).

Таким образом, гранулярные лейкоциты и моноциты определяют развитие воспалительных реакций при попадании в организм микробов, т.е. формируют фагоцитарный иммунитет.

Тромбоциты – кровяные пластинки. Их количество в литре крови составляет 180–320х10⁹. Они образуются в красном костном мозге путем отщепления безъядерных фрагментов цитоплазмы от гигантских клеток – мегакариоцитов; из каждой такой клетки может возникнуть до 1000 тромбоцитов. Размеры тромбоцита в мазке крови – 2–3 мкм. Две трети тромбоцитов циркулирует в крови, остальные депонируются в селезенке. Тромбоциты активно участвуют в процессе свертывания крови и растворения кровяного сгустка за счет присутствующих в них биологически активных соединений.

Остановка кровотечения и свертывание крови. У здорового человека кровотечение из мелких сосудов при их ранении останавливается за 1–3 мин. Это обеспечивается в основном за счет сужения сосудов и механической закупоркой агрегатами тромбоцитов. Тромбоциты как бы прилипают к волокнам соединительной ткани по краям раны, меняя при этом свою форму – они становятся округлыми клетками с шиповидными отростками. Из гранул тромбоцитов выделяется и начинает действовать сосудосуживающий агент серотонин. Под действием освобождающегося из поврежденной ткани тромбопластина в небольших количествах начинает образовываться тромбин, который инициирует необратимую агрегацию и разрушение тромбоцитов в сгустке.

Основные этапы свертывания крови были известны давно. Еще в 1905 г. Моравиц описал в основном последовательность этих этапов, и его схема верна и поныне. Вне организма кровь свертывается за несколько минут. Под действием «активатора протромбина» (тромбокиназы), выделяющегося при разрушении тромбоцитов, белок плазмы протромбин превращается в тромбин. Последний вызывает расщепление растворенного в плазме фибриногена с образованием фибрина, волокна которого образуют основу тромба. В результате кровь из жидкости превращается в студенистую массу.

Через несколько часов волокна фибрина сжимаются, и из него как бы выдавливается светлая жидкость – сыворотка, т.е. лишенная фибриногена плазма. На месте сгустка остается плотный красный тромб, состоящий из сети волокон фибрина с захваченными ею клетками крови. В этом процессе участвуют и тромбоциты. Содержащийся в них белок тромбостенин (сходный с актомиозином) тоже способен сокращаться, за счет чего сгусток становится еще более плотным и стягивает края раны, что облегчает ее зарастание клетками соединительной ткани.

Спустя некоторое время после свертывания крови может наступить фибринолиз, т.е. растворение сгустка, и сосуд снова становится проходимым для крови.

В механизме свертывания крови принимает участие 15 плазменных факторов: фибриноген, протромбин, тканевой тромбопластин, антигемофильные глобулины и др. Многие из этих факторов образуются в печени при участии витамина К. Для осуществления всех фаз процесса свертывания необходимы ионы кальция.

Дата добавления: 2015-07-26