Функция крови. Реферат Состав и функции крови Тюмень 2015
 Скачать 3.09 Mb.
|
 Эритроциты В капиллярах легочных альвеол, где концентрация кислорода высока, гемоглобин соединяется с кислородом, а в метаболически активных тканях, где низкая концентрация кислорода, кислород освобождается и диффундирует из эритроцита в окружающие клетки. Процент насыщения крови кислородом зависит от парциального давления кислорода в атмосфере. Сродство двухвалентного железа, входящего в состав гемоглобина, к окиси углерода (СО) в несколько сотен раз больше его сродства к кислороду, поэтому в присутствии даже очень малого количества окиси углерода гемоглобин в первую очередь связывается именно с CO. После вдыхания окиси углерода у человека быстро наступает коллапс и он может погибнуть от удушья. С помощью гемоглобина осуществляется и перенос углекислоты. В ее транспорте участвует и содержащийся в эритроцитах фермент карбоангидраза. Гемоглобин  Эритроциты человека, как и всех млекопитающих, имеют форму двояковогнутого диска и содержат гемоглобин. Гемоглобин является основной составной частью эритроцитов и обеспечивает дыхательную функцию крови, являясь дыхательным пигментом. Он находится внутри эритроцитов, а не в плазме крови, что обеспечивает уменьшение вязкости крови и предупреждает потерю организмом гемоглобина вследствие его фильтрации в почках и выделения с мочой. По химической структуре гемоглобин состоит из 1 молекулы белка глобина и 4 молекул железосодержащего соединения гема. Атом железа гема способен присоединять и отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа не изменяется, т. е. оно остается двухвалентным. В крови здоровых мужчин содержится в среднем 14,5 г% гемоглобина (145 г/л). Эта величина может колебаться в пределах от 13 до 16 (130-160 г/л). В крови здоровых женщин содержится в среднем 13 г гемоглобина (130 г/л). Эта величина может колебаться в пределах от 12 до 14. Гемоглобин синтезируется клетками костного мозга. При разрушении эритроцитов после отщепления гема гемоглобин превращается в желчный пигмент биллирубин, который с желчью поступает в кишечник и после превращений выводится с калом. В норме гемоглобин содержится в виде 2-х физиологических соединений. Гемоглобин, присоединивший кислород, превращается в оксигемо-глобин — НbО2. Это соединение по цвету отличается от гемоглобина, поэтому артериальная кровь имеет ярко алый цвет. Оксигемоглобин, отдавший кислород, называют восстановленным — Нb. Он находится в венозной крови, которая имеет более темный цвет, чем артериальная. Гемоглобин появляется уже у некоторых кольчатых червей. С его помощью осуществляется газообмен у рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих и человека. В крови некоторых моллюсков, ракообразных и др. кислород переносится белковой молекулой — гемоцианином, содержащим не железо, а медь. У некоторых кольчатых червей перенос кислорода осуществляется с помощью гемэритрина или хлорокруорина. Образование, разрушение и патология эритроцитов Процесс образования эритроцитов (эритропоэз) происходит в красном костном мозге. Незрелые эритроциты (ретикулоциты), поступающие в кровоток из костного мозга, содержат клеточные органеллы — рибосомы, митохондрии и аппарат Гольджи. Ретикулоциты составляют около 1% всех циркулирующих эритроцитов. Их окончательная дифференцировка происходит в течение 24-48 часов после выхода в кровоток. Скорость распада эритроцитов и замещение их новыми зависит от многих условий, в частности, от содержания кислорода в атмосфере. Низкое содержание кислорода в крови стимулирует костный мозг к образованию большего числа эритроцитов, чем разрушается в печени. При высоком содержании кислорода наблюдается противоположная картина. В крови у мужчин содержится в среднем 5х1012/л эритроцитов (6 000 000 в 1 мкл), у женщин — около 4,5х1012/л (4500000 в 1 мкл). Такое количество эритроцитов, уложенное цепочкой, 5 раз обовьют земной шар по экватору. Более высокое содержание эритроцитов у мужчин связано с влиянием мужских половых гормонов — андрогенов, стимулирующих образование эритроцитов. Количество эритроцитов варьирует в зависимости от возраста и состояния здоровья. Повышение числа эритроцитов чаще всего связано с кислородным голоданием тканей или с легочными заболеваниями, врожденными пороками сердца, может возникать при курении, нарушении эритропоэза из-за опухоли или кисты. Понижение количества эритроцитов является непосредственным указанием на анемию (малокровие). В запущенных случаях при ряде анемий отмечается неоднородность эритроцитов по величине и форме, в частности, при железодефицитной анемии у беременных. Иногда в гем включается атом трехвалентного железа вместо двухвалентного, и образуется метгемоглобин, который так прочно связывает кислород, что не способен отдавать его тканям, в результате чего возникает кислородное голодание. Образование метгемоглобина в эритроцитах может быть наследственным или приобретенным — в результате воздействия на эритроциты сильных окислителей, таких как нитраты, некоторые лекарственные препараты — сульфаниламиды, местные анестетики (лидокаин). Продолжительность жизни эритроцитов у взрослых людей составляет около 3 месяцев, после чего они разрушаются в печени или селезенке. Каждую секунду в организме человека разрушается от 2 до 10 млн. эритроцитов. Старение эритроцитов сопровождается изменением их формы. В периферической крови здоровых людей количество эритроцитов правильной формы (дискоцитов) составляет 85% от общего их числа. Гемолиз Гемолизом называют разрушение оболочки эритроцитов, сопровождающееся выходом из них гемоглобина в плазму крови, которая окрашивается при этом в красный цвет и становится прозрачной. Гемолиз может происходить как вследствие внутренних дефектов клеток (например, при наследственном сфероцитозе), так и под влиянием неблагоприятных факторов микроокружения (например, токсинов неорганической или органической природы). При гемолизе содержимое эритроцита выходит в плазму крови. Обширный гемолиз приводит к снижению общего количества циркулирующих в крови эритроцитов (гемолитическая анемия). В естественных условиях в ряде случаев может наблюдаться так называемый биологический гемолиз, развивающийся при переливании несовместимой крови, при укусах некоторых змей, под влиянием иммунных гемолизинов и т. п. При старении эритроцита его белковые компоненты расщепляются на составляющие их аминокислоты, а железо, входившее в состав гема, удерживается печенью и может в дальнейшем использоваться повторно при образовании новых эритроцитов. Остальная часть гема расщепляется с образованием желчных пигментов билирубина и биливердина. Оба пигмента в конце концов выводятся с желчью в кишечник. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) Если в пробирку с кровью добавить антисвертывающие вещества, то можно изучить важнейший ее показатель — скорость оседания эритроцитов. Для исследования СОЭ кровь смешивают с раствором лимоннокислого натрия и набирают в стеклянную трубочку с миллиметровыми делениями. Через час отсчитывают высоту верхнего прозрачного слоя. Оседание эритроцитов в норме у мужчин равна 1-10 мм в час, у женщин — 2-5 мм в час. Увеличение скорости оседания больше указанных величин является признаком патологии. Величина СОЭ зависит от свойств плазмы, в первую очередь, от содержания в ней крупномолекулярных белков — глобулинов и особенно фибриногена. Концентрация последних возрастает при всех воспалительных процессах, поэтому у таких больных СОЭ обычно превышает норму. В клинике по скорости оседания эритроцитов (СОЭ) судят о состоянии организма человека. В норме СОЭ у мужчин 1-10 мм/час, у женщин 2-15 мм/час. Повышение СОЭ — высокочувствительный, но неспецифический тест на активно протекающий воспалительный процесс. При пониженном количестве эритроцитов в крови СОЭ возрастает. Снижение СОЭ наблюдается при различных эритроцитозах. Лейкоциты (белые кровяные клетки — бесцветные клетки крови человека и животных. Все типы лейкоцитов (лимфоциты, моноциты, базофилы, эозинофилы и нейтрофилы) шаровидной формы, имеют ядро и способны к активному амебоидному движению. Лейкоциты играют важную роль в защите организма от болезней — вырабатывают антитела и поглощают бактерий. В 1 мкл крови в норме содержится 4-9 тыс. лейкоцитов. Количество лейкоцитов в крови здорового человека подвержено колебаниям: оно повышается к концу дня, при физической нагрузке, эмоциональном напряжении, приеме белковой пищи, резкой смене температуры окружающей среды. Существуют две основные группы лейкоцитов — гранулоциты (зернистые лейкоциты) и агранулоциты (незернистые лейкоциты). Гранулоциты подразделяются на нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Все гранулоциты имеют разделенное на лопасти ядро и зернистую цитоплазму. Агранулоциты разделяются на два основных типа: моноциты и лимфоциты. Нейтрофилы Нейтрофилы составляют 40-75% всех лейкоцитов. Диаметр нейтрофила 12 мкм, ядро содержит от двух до пяти долек, соединенных между собой тонкими нитями. В зависимости от степени дифференцировки различают палочкоядерные (незрелые формы с подковообразными ядрами) и сегментоядерные (зрелые) нейтрофилы. У женщин один из сегментов ядра содержит вырост в форме барабанной палочки — так называемое тельце Барра. Цитоплазма заполнена множеством мелких гранул. Нейтрофилы содержат митохондрии и большое количество гликогена. Продолжительность жизни нейтрофилов — около 8 суток. Основная функция нейтрофилов — обнаружение, захват (фагоцитоз) и переваривание с помощью гидролитических ферментов болезнетворных бактерий, обломков тканей и другого подлежащего удалению материала, специфическое распознавание которого осуществляется при помощи рецепторов. После осуществления фагоцитоза нейтрофилы погибают, и их остатки составляют основной компонент гноя. Фагоцитарная активность, наиболее выраженная в возрасте 18-20 лет, с возрастом уменьшается. Активность нейтрофилов стимулируется многими биологически активными соединениями — тромбоцитарными факторами, метаболитами арахидоновой кислоты и др. Многие из этих веществ являются хемоаттрактантами, по градиенту концентрации которых нейтрофилы мигрируют в очаг инфекции (см. Таксисы). Изменяя свою форму, они могут протискиваться между клетками эндотелия и покидать пределы кровеносного сосуда. Освобождение токсичного для тканей содержимого гранул нейтрофилов в местах их массивной гибели может приводить к образованию обширных локальных повреждений (см. Воспаление). Эозинофилы Эозинофилы составляют 1-5% общего числа лейкоцитов, но при различных заболеваниях (например, астме, сенной лихорадке и др.) их число возрастает. Палочкоядерные эозинофилы — незрелые формы с подковообразным ядром, сегментоядерные эозинофилы — зрелые клетки с ядром, состоящим из двух крупных сегментов, соединенных тонкой перемычкой. Цитоплазма содержит хорошо развитую гранулярную эндоплазматическую сеть, небольшое количество цистерн гладкой эндоплазматической сети, скопления рибосом, отдельные митохондрии и много гликогена. Цитоплазматические гранулы, окрашиваемые эозином в красный цвет, определили название этих клеток. Они содержат комплекс ферментов, таких как пероксидаза, фосфолипаза, кислая фосфатаза, коллагеназа и т. д. Активирующими факторами для эозинофилов являются бактериальные продукты, гистамин и др. Достигнув места внедрения чужеродных бактерий, эозинофилы выделяют содержимое гранул и липидные медиаторы, губительно действующие на паразитов. Секретируемые эозинофилами вещества могут повреждать и нормальные ткани (например, бронхиальный эпителий), и вызывать в них некроз и фиброзное перерождение. Эозинофилы способны мигрировать из кровотока в ткани, контактирующие с внешней средой — слизистые оболочки дыхательных и мочеполовых путей, кишечника. Размер эозинофила в крови около 12 мкм, а после выхода в соединительную ткань увеличивается до 20 мкм. Полагают, что эозинофилы обладают антигистаминным действием. Содержание эозинофилов в крови контролируется гормонами коры надпочечников. Продолжительность жизни — предположительно 8-14 дней. Базофилы Базофилы составляют 0-1% популяции лейкоцитов. Размер 10-12 мкм. Чаще имеют трехдольное S-образное ядро, содержат все виды органелл, свободные рибосомы и гликоген. Цитоплазматические гранулы окрашиваются в синий цвет основными красителями (метиленовым синим и др.), с чем связано название данных лейкоцитов. В состав цитоплазматических гранул входят пероксидаза, гистамин, медиаторы воспаления и др. вещества, выброс которых в месте активации вызывает развитие аллергических реакций немедленного типа: аллергический ринит, некоторых формы астмы, анафилактический шок. Как и другие лейкоциты, базофилы могут покидать кровоток, но их способность к амебоидному движению ограничена. Продолжительность жизни неизвестна. Моноциты Моноциты составляют 2-9% от общего числа лейкоцитов. Это самые крупные лейкоциты (диаметр около 15 мкм). Моноциты имеют крупное бобовидное ядро, расположенное эксцентрично, в цитоплазме присутствуют типичные органеллы, фагоцитарные вакуоли, многочисленные лизосомы. Различные вещества, образующиеся в очагах воспаления и разрушения тканей, являются агентами хемотаксиса и активации моноцитов. Активированные моноциты выделяют ряд биологически активных веществ — интерлейкин-1, эндогенные пирогены, простагландины и др. Покидая кровоток, моноциты превращаются в макрофагов, активно поглощают бактерий и др. крупные частицы. Лимфоциты Лимфоциты составляют 20-45% общего числа лейкоцитов. Они округлой формы, содержат крупное ядро и небольшое количество цитоплазмы. В цитоплазме немного лизосом, митохондрий, минимум эндоплазматической сети, достаточно много свободных рибосом. Выделяют 2 морфологически сходные, но функционально различающиеся группы лимфоцитов: Т-лимфоциты (80% ), образующиеся в тимусе (вилочковой железе), и В-лимфоциты (10%), образующиеся в лимфоидной ткани. Клетки лимфоцитов образуют короткие отростки (микроворсинки), более многочисленные у В-лимфоцитов. Лимфоциты играют центральную роль во всех иммунных реакциях организма (образование антител, уничтожение опухолевых клеток и т. д.). Большинство лимфоцитов крови находится в функционально и метаболически неактивном состоянии. В ответ на специфические сигналы, лимфоциты выходят из сосудов в соединительную ткань. Главная функция лимфоцитов состоит в узнавании и уничтожении клеток-мишеней (чаще всего вирусов при вирусной инфекции). Продолжительность жизни лимфоцитов варьирует от нескольких дней до десяти и более лет. Анемия — это уменьшение эритроцитарной массы. Поскольку объем крови обычно поддерживается на постоянном уровне, степень анемии можно определить либо на основании объема эритроцитов, выраженного в процентах по отношению к общему объему крови (гематокрит [ГК]), либо на основании содержания гемоглобина в крови. В норме эти показатели различны у мужчин и женщин, поскольку андрогены повышают как секрецию эритропоэтина, так и количество костномозговых клеток-предшественников. При диагностике анемии необходимо также учитывать, что на большой высоте над уровнем моря, где напряжение кислорода ниже обычного, величины показателей красной крови возрастают. У женщин об анемии свидетельствует содержание гемоглобина в крови (НЬ) меньшее, чем 120 г/л и гематокрит (Ht) ниже 36 %. У мужчин возникновение анемии констатируют при НЬ < 140 г/л и Ht < 42 %. НЬ не всегда отражает число циркулирующих эритроцитов. После острой кровопотери НЬ может оставаться в нормальных пределах при дефиците циркулирующих эритроцитов, обусловленном снижением объема циркулирующей крови (ОЦК). При беременности НЬ снижен вследствие увеличения объема плазмы крови при нормальном числе эритроцитов, циркулирующих с кровью. Клинические признаки гемической гипоксии, связанной с падением кислородной емкости крови вследствие снижения числа циркулирующих эритроцитов, возникают при НЬ меньшем, чем 70 г/л. О тяжелой анемии говорят бледность кожных покровов и тахикардия как механизм поддержания через рост минутного объема кровообращения адекватного транспорта кислорода с кровью, несмотря на ее низкую кислородную емкость. Содержание ретикулоцитов в крови отражает интенсивность образования эритроцитов, то есть является критерием реакции костного мозга на анемию. Содержание ретикулоцитов обычно измеряют в процентах от общего числа эритроцитов, которое содержит единица объема крови. Ретикулоцитарный индекс (РИ) - показатель соответствия реакции усиления образования новых эритроцитов костным мозгом тяжести анемии: РИ = 0,5 х (содержание ретикулоцитов х Ht больного/нормальный Ht). РИ, превышающий уровень в 2-3 %, свидетельствует об адекватной реакции интенсификации эритропоэза в ответ на анемию. Меньшая величина говорит об угнетении образования эритроцитов костным мозгом как о причине анемии. Определение величины среднего эритроцитарного объема используется для того, чтобы отнести анемию у больного к одной из трех совокупностей: а) микроцитарные; б) нормоцитарные; в) макроцитарные. Нормоцитарную анемию характеризует нормальный объем эритроцитов, при микроцитарной анемии он снижен, а при макроцитарной повышен. Нормальный диапазон колебаний среднего эритроцитарного объема составляет 80-98 мкм3. Анемия при определенном и индивидуальном для каждого пациента уровне концентрации гемоглобина в крови через снижение ее кислородной емкости вызывает гемическую гипоксию. Гемическая гипоксия служит стимулом ряда защитных реакций, направленных на оптимизацию и рост системного транспорта кислорода (схема 1). Если компенсаторные реакции в ответ на анемию оказываются несостоятельными, то посредством нейрогуморальной адренергической стимуляции сосудов сопротивления и прекапиллярных сфинктеров происходит перераспределение минутного объема кровообращения (МОК), направленное на поддержание нормального уровня доставки кислорода в мозг, к сердцу и легким. При этом в частности падает объемная скорость кровотока в почках.  Сахарный диабет в первую очередь характеризуют гипергликемия, то есть патологически высокое содержание глюкозы в крови, и другие нарушения обмена веществ, связанные с патологически низкими секрецией инсулина, концентрацией нормального гормона в циркулирующей крови или представляющие собой следствие недостаточности или отсутствия нормальной реакции клеток-мишеней на действие гормона-инсулина. Как патологическое состояние всего организма сахарный диабет в основном составляют расстройства обмена веществ, в том числе и вторичные относительно гипергликемии, патологические изменения микрососудов (причины ретино- и нефропатии), ускоренный атеросклероз артерий, а также нейропатия на уровне периферических соматических нервов, симпатических и парасимпатических нервных проводников и ганглиев. Выделяют два типа сахарного диабета. От сахарного диабета I типа страдают 10 % больных сахарным диабетом как первого, так и второго типа. Сахарный диабет первого типа называют инсулинзависимым не только потому, что больным для устранения гипергликемии необходимо парентеральное введение экзогенного инсулина. Такая необходимость может возникнуть и при лечении больных с неинсулинзависимым сахарным диабетом. Дело в том, что без периодического введения инсулина больным сахарным диабетом I типа у них развивается диабетический кетоацидоз. Если инсулинзависимый сахарный диабет возникает в результате почти полного отсутствия секреции инсулина, то причина неинсулинзависимого сахарного диабета - это частично сниженная секреция инсулина и (или) резистентность по отношению к инсулину, то есть отсутствие нормальной системной реакции на высвобождение гормона инсулинпродуцирующими клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Длительное и экстремальное по силе действие неотвратимых раздражителей в качестве стимулов стресса (послеоперационный период в условиях неэффективной анальгезии, состояние вследствие тяжелых ранений и травм, персистирующий отрицательный психоэмоциональный стресс, вызванный безработицей и нищетой, и др.) обуславливает длительную и патогенную активацию симпатического отдела автономной нервной системы и нейроэндокринной катаболической системы. Эти сдвиги регуляции через нейрогенное снижение секреции инсулина и устойчивое преобладание на системном уровне эффектов катаболических гормонов антагонистов инсулина может трансформировать сахарный диабет II типа в инсулинзависимый, что служит показанием к парентеральному введению инсулина. |