Физиология жидких сред оранизма (методичка). Учебнометодическое пособие Гомель Гом гму 2013
 Скачать 1.53 Mb.
|
|
Негазовый (метаболический) ацидоз — при накоплении в организме кислых продуктов. Такое состояние может возникать при избыточном образовании кислых продуктов при нарушенном обмене веществ (сахарный диабет, голодание. нарушении выведения кислых продуктов из организма (заболевания почек. потери организмом оснований (профузный понос, свищи кишечника. избыточном введении в организм минеральных веществ (отравление уксусной кислотой. Негазовый (метаболический) алкалоз — при накоплении в организме щелочных продуктов. Такое состояние может возникать при введении в организм большого количества щелочных продуктов злоупотребление приемом питьевой соды, щелочных вод. потере большого количества желудочного сока (неукротимая рвота, желудочный свищ. гиперпродукции глюкокортикоидов или лечении препаратами гормонов коры надпочечников. В этом случае ионы Кв клетках замещаются Н, что приводит к их нарастанию в клетках, но к снижению в крови. Исследование кислотно-основного состояния проводится при помощи специальных анализаторов и включает измерение следующих параметров pH крови pCO 2 , — парциальное давление CO 2 в крови [НСО 3 – ] — концентрация гидрокарбоната в крови ВВ (buffer base) — буферные основания сумма оснований (анионов) всех буферных систем крови ВЕ (base excess) — избыток (недостаток) оснований, является вторичным вычисленным параметром, характеризует отклонение концентрации буферных оснований от нормального уровня. ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ. ЭРИТРОЦИТЫ, ИХ СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ. Кровь содержит три разновидности клеток (рисунок 1): эритроциты безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутого диска, лейкоциты ядерные клетки шаровидной формы, содержащие различного типа гранулы) и тромбоциты (фрагменты цитоплазмы расположенных в костном мозге гигантских клеток—мегакариоцитов). Рисунок 1 – Клетки крови А — эритроцит Б — нейтрофил; В — эозинофил; Г — базофил; Д — лимфоциты Е — моноцит Ж — тромбоциты Эритроциты. Эритроциты — безъядерные клетки, основной функцией которых является обеспечение газообмена. Размеры эритроцитов диаметр — 7–8 мкм, толщина — 2,1–2,4 мкм, объем — 85–90 мкм. Вследствие отсутствия ядра эритроциты потребляют на собственные нужды кислорода враз меньше, чем ядерные представители (эритробласты, нормобласты). Одной из важных особенностей эритроцитов является их форма двояковогнутых дисков. Двояковогнутая форма эритроцитов Увеличивает на 20% общую поверхность по сравнению с формой шара. Общая поверхность всех эритроцитов достигает 3800 м , что враз превышает поверхность тела. Способствует выполнению их одной из основных функций — переносу О и СО, т.к. диффузионная поверхность увеличивается, а диффузионное расстояние уменьшается. Увеличивает способность к обратимой деформации (пластичность) при прохождении через узкие и изогнутые капилляры. Пластичность эритроцитов снижается по мере их старения и зависит от их формы. Так, эритроциты, имеющие патологически измененную их форму (сфероциты, серповидные, обладают меньшей пластичностью. При некоторых патологических состояниях встречаются эритроциты различной формы (серповидные, мишеневидные, сфероциты и др, что получило название пойкилоцитоза также различной величины (микроциты, макроциты, мегалоциты) — анизоцитоз. В структуре эритроцита различают остов клетки — строму и поверхностный слой — мембрану. Плазмолемма эритроцитов имеет определенный заряда также обладает избирательной проницаемостью свободно пропускает газы, воду, Си. хуже — глюкозу, мочевину, К и Na + ; практически не пропускает белки. На поверхности эритроцитов присутствуют рецепторы, способные адсорбировать различные биологически активные, в том числе токсичные, вещества. Гликопротеины мембраны содержат антигенные детерминанты (например, агглютиногены Аи В системы групп крови AB0). Химический состав эритроцита 60% — НО, 40% — сухой остаток (почти 90% его приходится на долю гемоглобина. В эритроцитах содержится ряд ферментов цитохромоксидаза, пептидаза, каталаза, карбоангидраза и др. Содержание Кв эритроцитах больше, чем Na + (в плазме, наоборот, больше натрия, чем калия. Основным источником энергии в эритроцитах является глюкоза, которая на 90 % окисляется входе анаэробного гликолиза. Энергия расходуется на восстановление текучести мембраны, работу ионных насосов, синтез глютатиона в реакциях восстановления, защищающих эритроциты от окислительной денатурации. Синтезируемый в эритроцитах 2,3- дифосфоглицерат регулирует (уменьшает) сродство гемоглобина к кислороду, что ускоряет процесс отдачи кислорода. Эритроцитам присущи три основные функции транспортная, защитная, и регуляторная. Транспортная функция включает перенос О (участие гемоглобина перенос СО (участие гемоглобина, карбоангидразы и ионообменника CI - /НСО 3 - ); транспорт аминокислот, полипептидов, углеводов, жиров, ферментов, гормонов, различных биологически активных соединений (простагландины, лейкотриены и др, микроэлементов. Защитная функция участие в специфическом и неспецифическом иммунитете (адсорбция вредных веществ, перенос на поверхности иммуноглобулинов, компонентов системы комплемента, иммунных комплексов, участие в свертывании крови (содержат фосфолипидный фактор, аналогичный 3 фактору тромбоцитов, появление в крови разрушенных эритроцитов способствуют гиперкоагуляции и тромбообразованию. Регуляторная функция участие в регуляции кислотно-основного состояния (гемоглобиновый буфер участие в регуляции ионного состава плазмы и водного обмена участие в регуляции эритропоэза, при разрушении эритроцитов освобождаются содержащиеся в них эритропоэтические факторы, оказывающие стимулирующее влияние на образование эритроцитов в костном мозге. Количество эритроцитов в крови составляет у мужчин — (4,5–5,1) × 10 л у женщин — (3,7–4,7) × 10 л. Более высокое содержание эритроцитов у мужчин обусловлено стимулирующим влиянием андрогенов на эритропоэз. Общее количество эритроцитов, циркулирующих в крови, находящихся в кровяном депо и костном мозге взрослого человека в обычных условиях, составляет (25–30) × 10 л. Эта совокупность эритроцитов называется эритроном. Увеличение количества эритроцитов в крови выше верхней границы физиологической нормы называется эритроцитозом. Он бывает перераспределительным и истинным. Перераспределительный эритроцитоз отмечается при потере жидкости организмом (дегидратации физических нагрузках эмоциональных, стрессовых состояниях понижении барометрического давления (компенсаторная реакция при подъеме на высоту. При пребывании на больших высотах впервые часы эритроцитоз обусловлен поступлением в циркулирующую кровь эритроцитов из депо, а в дальнейшем — повышением продукции эритроцитов в костном мозге. Абсолютные (истинные) эритроцитозы возникают вследствие усиления эритропоэза. Они бывают первичные и вторичные. К первичным относят истинную полицитемию (эритремию) — злокачественное перерождение клетки-предшественницы миелопоэза, которое ведет к повышенной продукции эритоцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Вторичные эритроцитозы являются симптомами какого-либо заболевания вследствие гипоксии при заболеваниях легких, повышенной продукции эритропоэтинов при патологии почек, печени, при избытке глюкокортикоидов). Физиологический эритроцитоз наблюдается у новорожденных впервые дня после рождения (дол. Уменьшение количества эритроцитов в крови ниже нижней границы физиологической нормы — эритропения — отмечается в результате кровопотери снижения эритропоэза; разрушения эритроцитов (гемолиз. Эритропения отмечается при анемии (сочетание с низким содержанием Hb). Образование эритроцитов происходит в красном костном мозге (в мин образуется 160 × 10 6 клеток. Из красного костного мозга в кровь поступают преимущественно незрелые эритроциты — ретикулоциты. Они (в отличие от зрелых эритроцитов) содержат рибосомы, митохондрии и комплекс Гольджи. Окончательная дифференцировка в эритроциты происходит в течение 24–48 часов после выхода ретикулоцитов в кровоток. Количество ретикулоцитов в периферической крови составляет около 1% всех циркулирующих красных клеток крови и отражает интенсивность продукции эритроцитов (возрастает при острой кровопотере, гемолизе эритроцитов, лечении некоторых анемий). Продолжительность жизни эритроцитов (время циркуляции в крови) — 90–120 дней. Основная масса эритроцитов (90%) разрушается путем фагоцитоза макрофагами селезенки, печении красного костного мозга. Остальная часть эритроцитов (10%) распадается непосредственно в кровотоке. Освобожденный гемоглобин при этом связывается с белком плазмы — гаптоглобином, а затем этот комплекс разрушается макрофагами печении селезенки. ГЕМОГЛОБИН, ЕГО СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, ФУНКЦИИ. Основные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе красного кровяного пигмента — гемоглобина. Гемоглобин — хромопротеид, который состоит из белка глобина (4 полипептидные цепи — 2 цепи α и 2 цепи β) и 4 пигментных групп (гем. Гем представляет собой протопорфирин, в центре которого расположен ион Fe 2+ , способный обратимо присоединять молекулу кислорода. Функции гемоглобина Транспорт О от легких к тканям в виде оксигемоглобина (HbO 2 ). Одна молекула Н присоединяет 4 молекулы кислорода. г Н связывает 1,34 мл О 2 Транспорт СОВ тканях карбаминовой связью присоединяет СО ив виде карбогемоглобина (СО) переносит его к легким. Участие в регуляции кислотно-основного состояния крови (гемоглобиновая буферная система. Соединения гемоглобина 1. Оксигемоглобин (О) — гемоглобин, присоединивший 4 молекулы О. В артериальной крови его содержится около 98%, а в венозной — около 60%. Гемоглобин, отдавший О, называется восстановленный, или дезоксигемоглобин (Hb). Гемоглобин обладает высоким сродством к кислороду. Показателем сродства является Р — напряжение О в мм рт.ст., при котором содержание оксигемоглобина равно 50% (в норме Р составляет 27 мм рт. ст. Снижение данного показателя свидетельствует об уменьшении сродства гемоглобина к кислороду, а увеличение его — о повышении сродства. 2. Карбогемоглобин (СО) — соединение гемоглобина с СО. Карбоксигемоглобин (О) — соединение гемоглобина с угарным газом (СО. Соединение враз прочнее О гемоглобин, присоединивший СО, неспособен связываться с О. При содержании во вдыхаемом воздухе 0,1% СО 80% гемоглобина превращается в карбоксигемоглобин. При содержании 1% — гибель через несколько минут. В норме в крови содержится примерно 1% HbCO. У курильщиков — до 3%, после глубокой затяжки — до 10%. При вдыхании чистого О резко возрастает скорость распада карбоксигемоглобина, что пользуется на практике для лечения отравлений СО. 4. Метгемоглобин (MetHb). Образуется под влиянием сильных окислителей нитраты, неорганические нитриты, сульфаниламиды, перманганат калия и др. При этом Fe 2+ превращается в Fe 3+ , в результате чего возникает прочное соединение гемоглобина с О, нарушается транспорт О, При 66% насыщения крови MetHb наступает острая гипоксия Физиологическими соединениями Hb являются оксигемоглобин и карбогемоглобин. При взаимодействии с соляной кислотой образуется солянокислый гематин (гемин). При высушивании образуются кристаллы специфической формы, свойственной только данному соединению. Используется в криминалистике для обнаружения пятен крови (проба Тейхмана) и при определении количества гемоглобина в крови по способу Сали в качестве стандартного раствора. Солянокислый гематин, образующийся при взаимодействии гемоглобина и соляной кислоты желудочного сока, окрашивает дно эрозий и язв в коричневый цвет и придаѐт рвотным массам при желудочном кровотечении вид кофейной гущи. В скелетных мышцах, миокарде содержится дыхательный пигмент миоглобин (мышечный гемоглобин. Обладает большим сродством к кислороду по сравнению с гемоглобином. Связывает до 14% О в организме. Его роль заключается в обеспечении кислородом мышцу в период ее сокращения, когда происходит пережатие капилляров и кровоток через ткань прекращается. В этот период главным источником кислорода является миоглобин, который затем в фазу расслабления мышц и восстановления кровотока опять запасается кислородом. При кровоизлияниях из Hb образуется белковый комплекс коллоидной формы окиси железа — гемосидерин. Это железосодержащий пигмент ржаво- коричневого цвета. Гемосидерин содержится в макрофагах селезенки, печении костного мозга и может быть обнаружен при микроскопическом исследовании в окрашенных соответствующим образом образцах ткани. Гликозилированный гемоглобин (HbA 1C ) — это Hb, модифицированный ковалентным присоединением к нему глюкозы (норма HbA 1C 5,8–6,2%). Увеличение количества HbA 1C в 2–3 раза относят к одному из первых признаков сахарного диабета. Этот Hb имеет худшее сродство к кислороду, чем обычный Hb. Метаболизм гемоглобина. Синтез Н происходит в эритробластах и нормобластах в костном мозге. Распад гемоглобина После разрушения эритроцитов гемоглобин распадается на гем и глобины. Глобины, как и другие белки, расщепляются до аминокислота при разрушении гема освобождаются ионы железа и протопорфирин, из которого образуется свободный (непрямой) билирубин. Он транспортируется в печень, где превращается в связанный (прямой) билирубин, который выделяется в составе желчи в желчные пути и далее транспортируется по кишечному тракту. При этом он частично вновь всасывается в кровь и выводится почками с мочой в виде уробилиногена, а также превращается в кишечнике в стеркобилин, который выводится с калом, придавая ему темное окрашивание (рисунок 2). Увеличение уровня билирубина в крови может происходить как за счет связанного (из-за нарушенного оттока из желчных капилляров прямой билирубин поступает в кровь, таки свободного (основной признак интенсивного разрушения эритроцитов) или того и другого одновременно (при повреждении клеток печени при гепатите. Рисунок 2 – Обмен гемоглобина и билирубина Виды гемоглобина Существует несколько видов Hb, образующихся на разных сроках развития организма, различающихся строением глобиновых цепей и сродством к кислороду. HbP — эмбриональный (примитивный) гемоглобин, синтезируется в раннем эмбриогенезе и содержится в эритроцитах с 4 по 12 неделю внутриутробного развития. HbF — фетальный гемоглобин, появляется на й неделе, составляет основную массу гемоглобина с й до й недели жизни плода. А — гемоглобин взрослых. Количество гемоглобина А возрастает после й недели жизни плода. В течение первого года жизни ребенка HbF заменяется на А. Большая часть гемоглобина взрослого человека (96—98%) состоит из фракции А от 1,5 до 3% всего гемоглобина приходится на фракцию А (состоит из 2 α и 2 δ полипептидных цепей. HbP и HbF гемоглобины обладают более высоким сродством к кислороду. Н насыщается на 60% при таком рО 2 , когда HbA матери только на 30%. Благодаря данному свойству HbF обеспечивает кислородом ткани плода в условиях сравнительно низкого рО 2 в артериальной крови плода. Известно более 1000 мутаций разных глобинов, значительно изменяющих свойства Hb, в первую очередь — способность транспортировать O 2 . При талассемии (вид анемии) нарушен синтез полипептидных цепей, входящих в входящих в структуру HbA, но увеличено содержание HbA 2 и HbF. Эритроциты имеют вид мишени, сильно прокрашиваются по периферии ив центре. При серповидноклеточной анемии основную массу гемоглобина составляет гемоглобин S (HbS) отличающийся от гемоглобина А наличием в бета-цепи вместо остатка глютаминовой кислоты остатка валина. В норме содержание гемоглобина в крови составляет — у мужчин 130–160 гл, — у женщин — 120–140 гл. Состояние, характеризующееся снижением количества гемоглобина и или) эритроцитов в единице объема крови, называется анемией В зависимости от причины развития анемий выделяют • постгеморрагические (после кровопотери вследствие нарушения эритропоэза (в результате дефицита веществ, необходимых для осуществления нормального кроветворения — железодефицитная анемия, витамин В- и фолиеводефицитная анемии, а также гипо- или апластические анемии вследствие преимущественного повреждения стволовых клеток либо клеток-предшественниц миелопоэза). гемолитические (при укорочении срока жизни эритроцитов и преобладании процесса разрушения эритроцитов над их продукцией, при таких анемиях имеет место усиленный внутрисосудистый либо внутриклеточный гемолиз. Классификация анемий по степени тяжести легкой степени (Hb гл средней степени (Hb гл тяжелой степени (Hb < 70 гл. При анемии нарушается дыхательная функция крови — доставка кислорода к тканям (гемическая гипоксия. Потребность организма в кислороде в определенной степени компенсируется мобилизацией защитно- приспособительных реакций усилением дыхания, тахикардией, ускорением кровотока, спазмом периферических сосудов, выходом крови из депо, усилением эритропоэза и др. В случаях прогрессирующей анемии наступает тяжелая кислородная недостаточность, которая может закончиться гибелью. Для оценки степени насыщенности эритроцитов гемоглобином вычисляют цветовой показатель (ЦП): в эритроцито количества цифры первые Три л г Нb ЦП ) 3 / ( В норме ЦП = 0,85–1,05 — нормохромные эритроциты. Пр ЦП < 0,85 эритроциты называются гипохромными, при ЦП > 1,05 — гиперхромными. Определение цветового показателя позволяет провести дифференциальный диагноз при анемиях различной этиологии. Современные автоматические гематологические анализаторы, помимо подсчета количества эритроцитов, определяют расчетные индексы эритроцитов, которые используются для характеристики состояния эритрона. Средний объем эритроцита (mean corpuscular volume — MCV). В норме этот показатель составляет 80–100 фл (фемтолитров). RBC Hct MCV 10 ; где Hct — гематокритный показатель в %, RBC — число эритроцитов в млн. в 1 мм крови. MCV < 80 фл свидетельствует о микроцитозе, а MCV > 100 фл — о макроцитозе. Среднее содержание гемоглобина в эритроците (mean corpuscular hemoglobin — |