Физиология, ее предмет, роль и задачи в формировании врачебной деятельности. Связь физиологии с другими науками. Понятие об организме, составных его элементах. Уровни морфофункциональной организации человеческого организма
 Скачать 1.77 Mb.
|
Раздел II. ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.КРОВЬ, ЛИМФА, ТКАНЕВАЯ ЖИДКОСТЬ.1. Понятие о системе крови, ее функции. Состав крови, ее основные физико-химические константы. Электролитный состав плазмы крови. Осмотическое давление. Функциональная система, обеспечивающая постоянство осмотического давления крови. Определение осмотической стойкости эритроцитов, гематокрита, СОЭ. Система крови имеет четыре компонента: органы кроветворения, циркулирующая кровь, органы кроверазрушения, аппарат нейрогуморальной регуляции, создающий устойчивые связи между элементами системы Основные функции крови : Транспортная -дыхательная, трофическая, экскреторная, терморегуляторная (конвекционный транспорт тепла от «ядра» к поверхности тела). Защитная: участие в реакциях иммунитета, гемостаз (остановка кровотечения), рeaкция буферов крови при ацидозе и алкалозе. Регуляторная: гуморальная регуляция, реализуемая транспортом биологически активных веществ . Количество и состав крови. Абсолютное и относительное количество крови: у здорового человека массой тела 70 кг ≈ 5,0 л; 70 мл/кг; ≈ 7% массы тела, что называется нормоволемией; понижение или повышение обьема циркулирующей крови называется соответственно гиповолемией или гиперволемией. Состав крови. Кровь состоит из форменных элементов и плазмы. форменные элементы (98% их объема занимают эритроциты) включают в себя: - клетки - лейкоциты - постклеточные структуры - эритроциты, тромбоциты Отношение объема эритроцитов к объему крови называется гематокритом: в норме у мужчин 40 - 48%, женщин 36 - 42%. Изменение величины гематокрита характеризует степень сгущения или разведения крови, что связано с изменением количества воды и эритроцитов в крови, влияет на вязкость крови и сопротивление току крови. Плазма крови (межклеточная жидкость крови: 4% массы тела, 40-45 мл/кг, около 3,0 л). Плазма состоит из воды (= 90%), минеральных веществ, белков, низкомолекулярных органических веществ. Минеральный состав плазмы (в ммоль/л). Основные катионы плазмы: Na+ ≈ 140, K+ ≈ 4,5, Са²+= 2,3; их функциональная роль: влияние на осмотическое давление, перераспределение воды между внеклеточным и клеточным отсеками, возбудимость и сократимость клеток, свертывание крови. Основные анионы плазмы: Cl- = 102, бикарбонаты = 22, фосфаты = 2; их функциональная роль: осмотическое давление, перераспределение воды, возбудимость клеток, буферы крови. Сумма катионов в плазме крови равна сумме анионов. Белки плазмы (65 - 85 г/л). Виды белков: альбумины (35-50 г/л) = 55%, глобулины (суммарно 25-35 г/л) = 41%, фибриноген (2-4 г/л) = 4%, а также белковые гормоны и ферменты. Основные места их образования: печень, лимфоциты. Плазма без фибриногена и ряда факторов свертывания (II, V, VIII) называется сывороткой. Абсолютная гиперпротеинемия обычно связана с увеличением концентрации глобулинов, гипопротеинемия - со снижением альбуминов, диспротеинемия отражает нарушение соотношения белковых фракций, парапротеинемия - появление белков, которые в крови здоровых людей практически отсутствуют (, -фетопротеина при раке печени). Функции белков; питательная, транспортная, создание онкотического давления, гормональная, ферментная, буферная и иммунная функции, участие в свертывании крови. агрегации эритроцитов. Низкомолекулярные органические вещества: промежуточные и конечные продукты обмена, витамины, олигопептиды и др. Основные физико-химические показатели крови и их регуляция. Осмотическое давление - это то давление осмотически активных веществ, при котором прекращается диффузия растворителя (в организме это вода), если растворитель и раствор отделены полунепроницаемой мембраной, пропускающей растворитель и не пропускающей осмотически активные вещества. К осмотически активным веществам от носятся: неорганические электролиты (катионы и анионы), низкомолекулярные органические вещества (глюкоза, мочевина и др.). Нормальная величина осмотического давления крови ( 285 мосм/кг, 7,3 атм. 5600 мм рт. ст.) и онкотического давления (= 28 мм рт. ст.) называется нормоосмией ;повышение и снижение его называется соответственно гиперосмией и гипоосмией. Осмотическое давление на 95% обусловлено электролитами крови (преимущественно, Na" и CI), онкотическое давление обусловлено белками плазмы крови (преимущественно, альбуминами). Функциональная роль осмотического давления. Осмотическое давление крови не отличается существенно от межклеточной жидкости, так как вода и электролиты легко проходят через стенку капилляров. Изменяя осмотическое давление сосудистой и межклеточной жидкости, можно эффективно воздействовать на клеточный отсек при его дегидратации или отёке. Регуляция постоянства осмотического давления. Осморегулирующий рe флекс формируется с периферических (сосудистых и тканевых) и центральных (гипотадамических) осморецепторов. Афферентная импульсация поступает в гипоталамус, который отвечает изменением образования антидиуретического гормона и возбудимости гипоталамического центра жажды. Кроме того, осмотическое давление крови будет непосредственно через ренин-ангиотензин-альдестероновую систему влиять на секрецию альдостерона в коре надпочечников и Na-уретического гормона в сердце. Главным эффекторным органом для этих гормонов являются почки, в которых будет изменяться реабсорбция воды и ионов Na. Реакция крови (кислотно-основное состояние крови). Величина рН артериальной крови равна 7,4 г +- 0,04., а в венозной крови равна 7,35 +- 0,04. Вязкость (внутреннее трение) крови, Показатели вязкости: кровь ≈ 5,5, плазма = 1,8 сп (сантиПуаз). Факторы, влияющие на вязкость. Клетки крови: вязкость прямо пропорциональна количеству клеток крови (гематокриту). Однако в сосудах микроциркуляции вязкость крови равна вязкости плазмы (эффект Линдквиста), что связано с образованием пристеночного слоя плазмы. Белки крови: вязкость крови прямо пропорциональна концентрации белков. Количество воды: сгущение крови повышает вязкость, гидремия - снижает. Артериальное давление: при повышении АД вязкость снижается (в результате нарушения вязкости, связанной со структурой крови), при снижении АД - повышается. Значение вязкости для циркуляции крови: гидродинамическое сопротивление прямо пропорционально вязкости. Методы исследования физико-химических свойств крови. Определение скорости оседания эритроцитов. При определении СОЭ используется свойство крови, смешанной с цитратом натрия, не свертываться при стоянии, а разделяться на два слоя: нижний - эритроциты, верхний - плазма. Оседание эритроцитов происходит с различной скоростью в зависимости от изменения физико-химических свойств крови. Норма: у мужчин 1 - 10 мм/ч, у женщин - 2 - 15 мм/ч. Важнейшим механизмом ускорения СОЭ является агрегация эритроцитов. Определение границ осмотической стойкости эритроцитов (унифицированная методика). Осмотическую стойкость эритроцитов можно количественно определить с помощью гипотонических растворов хлорида натрия различной концентрации. Для этого применяют растворы, различающиеся по концентрации на 0,05%, в последовательном ряду от 0,85% до 0,10%. Концентрация гипотонического раствора, при которой в норме начинается частичный гемолиз эритроцитов у человека, равна 0,50-0,45%, а полный гемолиз происходит при 0,40-0,35%. Молодые формы эритроцитов отличаются более высокой осмотической устойчивостью, старые эритроциты и некоторые патологические формы эритроцитов менее устойчивы к осмотическому повреждению. Определение гематокрита. Гематокрит показывает процентное отношение общего объема эритроцитов к объему крови. В промытые гепарином и высушенные гематокритные капилляры до метки «100»> набирают кровь, затем помещают в специальную насадку, центрифугируют 30 мин при 3000 об/мин и отмечают, какую часть градуированного капилляра занимают эритроциты. В норме величина гематокрита у мужчин равна 40-48 %, у женщии 36-42%, у новорожденных 50-55%. 2. Белки плазмы, их характеристика и функциональное значение. Онкотическое давление крови и его роль в обеспечении обмена воды между сосудистым и тканевым межклеточным отсеками. Изменение физико-химических свойств крови при старении организма. Белки плазмы (65 - 85 г/л). Виды белков: альбумины (35-50 г/л) = 55%, глобулины (суммарно 25-35 г/л) = 41%, фибриноген (2-4 г/л) = 4%, а также белковые гормоны и ферменты. Основные места их образования: печень, лимфоциты. Плазма без фибриногена и ряда факторов свертывания (II, V, VIII) называется сывороткой. Абсолютная гиперпротеинемия обычно связана с увеличением концентрации глобулинов, гипопротеинемия - со снижением альбуминов, диспротеинемия отражает нарушение соотношения белковых фракций, парапротеинемия - появление белков, которые в крови здоровых людей практически отсутствуют (, -фетопротеина при раке печени). Функции белков; питательная, транспортная, создание онкотического давления, гормональная, ферментная, буферная и иммунная функции, участие в свертывании крови. агрегации эритроцитов. Онкотическое давление(коллоидно-осмотическое давление — КОД) — давление, которое возникает за счёт удержания воды в сосудистом русле белками плазмы крови. При нормальном содержании белка в плазме (70 г/л) КОД плазмы — 25 мм рт.ст. (3,3 кПа), тогда как КОД межклеточной жидкости значительно ниже Функциональная роль онкотического давления. Онкотическое давление крови в первую очередь влияет на обмен жидкости между сосудистым и интерстициальным отсеками и, следовательно, на регуляцию объема циркулирующей крови. Введение в кровь белковых или коллоидных растворов, увеличивающих онкотическое давление крови, вызовет приток воды из межклеточного отсека в сосудистый отсек, что может быть использовано при коррекции гиповолемии. Напротив, при снижении онкотического давления в крови вода перемещается из крови в интерстициальную жидкости и развивается межклеточный отек (голодные отёки). Изменение физико-химических свойств крови при старении организма. Объем красного костного мозга снижается (после 60 лет примерно в два раза) в результате замены гемопоэтических клеток на жировые клетки, уменьшается также пролиферация клеток гемопоэза и объема циркулирующей крови (ОЦК) до 67 мл/кт. Поэтому при различных функциональных нагрузках (кровопотеря, стрессовые состояния) адаптационные возможности системы кроветворения у старых людей резко снижаются. Снижаются буферные основания крови, концентрация белков крови и коэффициент альбумины/глобулины за счет уменьшения альбуминов и увеличения глобулинов. Увеличивается уровень фибриногена, остаточного азота, холестерина, возрастает СОЭ: У мужчин старше 80 лет - до 30 мм/ч, у женщин ещё выше. 3. Функциональная система, обеспечивающая постоянство кислотно-основного состояния крови (КОС). Роль клеточных, гемических (буферные системы крови) и висцеральных систем (легкие, почки, желудочно-кишечный тракт) в поддержании КОС. Кислотно-основное состояние (КОС) соотношение кислых и основных веществ в организме. Кислотами считаются вещества, освобождающие в процессе диссоциации Н +,а основаниями вещества, связывающие эти ионы. В организме это соотношение зависит и может быть нарушено в результате образования кислот и оснований в процессах обмена веществ, поступления их из внешней среды и потере из организма. Функциональное значение КОС. Метаболический аспект: от КОС зависит нормальное функционирование ферментов и структурных белков, активность витаминов, микроэлементов, липидов. Физиологический аспект: КОС влияет на скорость транспорта веществ через мембрану клеток, возбудимость клеточной мембраны, функции физиологических систем (тонус сосудов, стимуляцию дыхательного центра, диссоциацию оксигемоглобина, эффекты гормонов и др.). Основные сдвиги КОС Ацидоз - нарушение КОС, характеризующееся появлением в крови абсолютного или относительного избытка кислот. Может быть без существенного изменения рН крови (компенсированный ацидоз), а также со снижением рН крови (суб- и декомпенсирован ный ацидозы) Алкалоз нарушение КОС е абсолютным или относительным увеличением количе ства оснований в крови. Может быть без существенного изменения рН крови (компенси рованный алкалоз), а также с повышением рН крови (суб-и декомпенсированный алкалоз). Физико-химические механизмы регуляцию КОС Эффект разведения образующихся кислот и оснований в водных пространствах организма: во внутриклеточной жидкости (- 43% массы тела, = 33 л), межклеточной жидкости (- 12%. = 10 д), плазме крови (-5%, - 3 л). Это первая линия защиты, но её мощность минимальная. Буферные механизмы. В организме для регуляции КОС используются буферы, образованные слабой кислотой и сопряженным сильным основанием. Клеточные буферы составляют около 88% буферной ёмкости организма: Буферы крови. В крови имеются четыре буфера - бикарбонатный (гидрокарбонатный), гемоглобиновый, белковый и фосфатный. Гидрокарбонатный буфер (мощность в крови = 53%, в эритроцитах = 30%). Смесь слабой угольной кислоты (1,2 ммоль/л) и сопряженного сильного основания бикарбоната (24 ммоль/л)соотношении 1/20. Этот буфер способен нейтрализовать карбоновые кислоты , но не способен нейтрализовать угольную кислоту и бикарбонат. В связи с тем, что гемоглобиновый, белковый и фосфатный буферы опосредуют свое влияние через бикарбонатный буфер, именно он в итоге определяет рН крови. Гемоглобиновый буфер (мощность в крови - 35%, в эритроцитах = 55%; его действие тесно связано с осуществлением транспорта О2 и CO2). Гемоглобиновая буферная система состоит из нескольких подсистем, главной из которых является присоединение О2 к молекуле ННb настолько изменяет еè конфигурацию, что оксигемоглобин в 80 раз больше по сравнению с ННЬ отщепляет Н+ (т.е. ННbО2 при этом является кислотой, а ННb- основанием). Буферные свойства гемоглобина, в основном, определены аминокислотой гистидином, имидазольное кольцо которого обладает свойством обратимого связывания Н+ Белковый буфер (мощность в крови = 7%). Буферные свойства белков плазмы (как и гемоглобина) обусловлены преимущественно имидазольным кольцом гистидина . Глобулины играют большую роль в нейтрализации оснований, а альбумины - кислот. Фосфатный буфер (мощность в крови = 5%, в эритроцитах - 10%). Смесь слабой кислоты - однозамещённого (кислого) фосфата и сильного основания - двузамещённого (основного) фосфата в соотношении 1/4. Буфер имеет максимальную буферную мощность при реально имеющихся величинах рН в организме. Пoдерживает концентрацию бикарбонатов в плазме крови при реакциях буфера с избытком Н2СО3. Роль легких в регуляции КОС Изменение вентиляции легких является наиболее срочным и мощным из физиологических механизмов регуляции КОС. Гипервентиляция является механизмом компенсации ацидоза (например, объём вентиляции увеличивается в 2 раза при снижении рн на 0,1). Гиповентиляция является механизмом компенсации алкалоза (например, объём пен тиляции уменьшается в 2 раза при повышении рН на 0,1). Роль почек в регуляции КОС. Почки обеспечивают выведение Н+в количестве, равном их образованию в организме из нелетучих кислот (серной, фосфорной и др.): 60 - 100 ммоль/сут (или 1 ммоль/кг массы тела в сутки). В клетках канальцев почек происходит реакция гидратации СО2 и диссоциации угольной кислоты на Н и бикарбонат (СО2 + H2O →H2CO3HCO3+H"). Имеются 3 фазы секреции Н в мочу. В проксимальных и дистальных канальцах секреция происходит преимущественно в результате ионообмена с Na², в собирательных трубках с помощью Н-насоса . Фаза «реабсорбции» бикарбонатов осуществляется преимущественно в проксимальных канальцах. Секретированные Н в первичной моче взаимодействуют с профильтрованными из плазмы крови НСО3. В результате образуется угольная кислота , которая карбангидразой разлагается на СО2 и Н2О (они могут остаться в моче или реабсорбироваться). Фаза титруемых кислот осуществляется в результате секреции в мочу 20 - 30 ммоль Н/сут в проксимальных и дистальных канальцах. Н+ в канальциевой моче вступают в реакцию с профильтрованным фосфатным буфером (конкретно - с щелочным фосфатом HPO 2) с образованием кислого фосфата Н2РО4 и закислением мочи (максимально до рН = 4,5). Кроме выделения кислого фосфата почки могут выделять профильтрованные органические кислоты (например, лактат и ацетоацетат). В клетках проксимальных, дистальных канальцев и собирательных трубок образуется аммиак преимущественно в результате дезамидирования глутамина и дезаминирования глутамата. Аммиак секретируется в просвет канальцев, присоединяет секретированный Н, и образустся ион аммония. Для оценки способности почек регулировать КОС определяют в моче рН (норма 4,5 7,5), секрецию аммиака - 30-50 ммоль/сутки, титруемые кислоты - 10-30 ммоль/сутки, экскрецию гидрокарбоната-1-2 ммоль/сутки. Роль желудочно-кишечного тракта в регуляции КОС. Желудок. Секреция Н+ в желудочный сок сопряжена с поступлением эквивалентного количества бикарбонатов в плазму крови и формированием гидрокарбонатного буфера крови .Секреция желудочного сока компенсаторно увеличивается при ацидозах и тормозится при алкалозах. Потеря желудочного сока, (например, при многократной рвоте) нызымает алкалоз. Поджелудочная железа и кишечник. Секреция бикарбоната в панкреатический и кишечный соки сопряжена с поступлением H+ в плазму крови. Выработка панкреатического и кишечного соков компенсаторно усиливается при алкалозах и тормозится при ацидозах. Потеря панкреатического и кишечного соков (например, при диарее) вызывает ацидоз. Печень. В метаболизме печени происходит как утилизация кислот (молочной кислоты с образованием гликогена, разрушение кетоновых тел, связывание жирных кислот при образовании триглицеридов и др.), так и продукция Н+ (например, при синтезе мочеви HE: 2NH4+ CO₂ → мочевина + H₂O + 2H¹). Характер питания человека. Потребление растительной пищи (окисление органических кислот) способствует защелачиванию внутренней среды организма . Потребление белковой животной пищи (увеличение синтеза мочевины) способствует закислению внутренней среды организма. |