Учебное пособие для студентов всех форм обучения Донецк 2018 ббк 28. 903 я 73 удк 612 (075) д 30
 Скачать 0.95 Mb.
|
|
ТЕМА 7. ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ 1. Состав и количество крови. Функции крови Кровь, лимфа, тканевая, спинномозговая, плевральная, суставная, внутриклеточная образуют внутреннюю среду организма. Внутренняя среда отличается относительным постоянством состава и физико-химических свойств, что создает оптимальные условия для нормальной жизнедеятельности клеток организма. Кровь состоит из жидкой части – плазмы (55 – 60 %) и взвешенных в ней форменных элементов (40 – 45%): эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Плазма крови человека представляет собой жидкость, содержащую 90-92 % воды и 8-10% твердых веществ, к которым относятся глюкоза, белки, жиры, соли, гормоны, ферменты, витамины, продукты обмена веществ и неорганические вещества, промежуточные продукты метаболизма (молочная и пировиноградная кислоты). Количество форменных элементов в норме: эритроциты - 4,0 - 5,0 млн. в 1 мкл или 4 – 5 × 10¹²/л; лейкоциты – 4 - 9 тыс. в 1 мкл или 4 – 9 × 109/л; тромбоциты -180 – 320 тыс. в 1 мкл или 180 – 320 × 109/л. У человека количество крови составляет около 6 – 8 % от массы его тела, что составляет – 4 - 6 л. Потеря организмом 50 % крови приводит к гибели. В обычных условиях не весь объем крови циркулирует по сосудам, часть ее находится в депо крови: в печени - до 20%, селезенке – до 16%, коже – около 10%. Из депо кровь выходит в сосудистое русло, когда в этом возникает необходимость: во время мышечной работы, при больших кровопотерях и т.д. Образование эритроцитов, или эритропоэз, происходит в красном костном мозге. Функции крови Главная функция крови – транспортная, т.е. перенос необходимых веществ клеткам и тканям и доставки от них, к органам выделения, продуктов обмена веществ (подлежащих удалению из организма). В зависимости от характера переносимых веществ и их природы кровь выполняет следующие функции: дыхательная, питательная, экскреторная, гомеостатическая, регуляторная, терморегуляция, защитная. Дыхательная функция заключается в доставке кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.. Питательнаяфункция заключается в переносе питательных веществ (глюкозу, фруктозу, аминокислоты, жиры, витамины, минеральные вещества и воду) от органов пищеварения к клеткам организма. Выделительная (экскреторная) функция заключается в транспорте конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты и др.), избытка воды, органических и минеральных веществ к органам выделения (почки, потовые железы, легкие, кишечник). Гомеостатическая функция. Кровь поддерживает постоянство внутренней среды организма (рН, водный баланс, уровень глюкозы и т.д.). Регуляторнаяфункция. Доставка гормонов, ионов и других физиологически активных веществ от мест их синтеза к клеткам организма, что позволяет осуществлять регуляцию многих физиологических функций. Терморегуляторная функция. перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым. Центр терморегуляции находится в гипоталамусе. Защитная функция. Данная функция заключается в обезвреживании микроорганизмов и их ядов, в разрушении чужеродных белков (при пересадке органов). Эта функция осуществляется лейкоцитами. К защитным функциям относят также свертывание крови при участии тромбоцитов. 2. Физико-химические свойства крови Кровь представляет собой коллоидно-полимерный раствор, растворителем в котором является вода, а растворенными веществами – соли, низкомолекулярные органические соединения и белки. Кровь обладает следующими свойствами:
Плотность крови зависит от содержания форменных элементов крови, в основном, эритроцитов, белков и липидов. Плотность крови у человека составляет 1,060-1,064 г/мл. Вязкость крови зависит от содержания в крови эритроцитов и белков плазмы. Она возрастает при потере кровью воды (при обильном потении), наступает сгущение крови. Осмотическое давление крови - сила, с которой растворитель переходит через полунепроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. Осмотическое давление определяет распределение воды между тканями и клетками. Влияние солей на перемещение воды и на состояние форменных элементов проявляется следующим образом. Если в плазме количество солей будет больше, чем в форменных элементах крови, то осмотическое давление плазмы будет больше, чем в крови. А сама плазма является гипертоническим раствором (раствор с высокой концентрацией солей). В такой плазме вода покидает клетки крови и переходит в раствор более концентрированный, т.е. в плазму. Выход воды из клетки вызывает сморщивание клеток. Если в плазме количество солей будет меньше, чем в форменных элементах крови, то осмотическое давление плазмы будет ниже, чем в крови. А сама плазма будет являться гипотоническим раствором (раствор с низкой концентрацией солей). В такой плазме вода переходит в клетку, потому что в ней большая концентрация солей. Поступление в клетку воды вызывает увеличение ее размеров, что может привести к разрушению клетки - гемолизу. Если количество солей в плазме и в клетке будет одинаково, то и величина осмотического давления будет одинаковой. Такие растворы называются изотоническими. В изотоническом растворе движения воды не происходит. Онкотическое давление. В плазме крови содержатся белки, около 7- 8%. Молекулы белков крупные, они не проходят через стенку капилляров и не покидают кровь. Оставаясь внутри кровеносного русла, они удерживают воду и создают онкотическое давление. Такое давление способствует сохранению постоянства воды в крови и тканях. При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, так как вода перестает задерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани. Белки плазмы крови выполняют разнообразные функции: участвуют в транспорте липидов, полисахаридов, железа, процессах свертывания крови, поддержке иммунного гомеостаза. Кислотно-щелочное равновесие. Данное равновесие определяется количественным соотношением Н+ и ОН¯ ионов в крови. Если число ионов Н+ превышает число ионов ОН¯ - кровь имеет кислую среду. Если число ионов ОН¯ превышает число ионов Н+ - кровь будет иметь щелочную среду. При одинаковом количестве ионов Н+ и ОН¯ - среда становится нейтральной. Для оценки среды крови, или говоря иначе, реакции крови применяют водородный показатель рН. Величина водородного показателя указывает на соотношение в крови ионов Н+ и ОН-. Физиологические процессы могут нормально протекать только при определенных показателях рН. В норме рН крови = 7,36. Пределы изменений рН совместимые с жизнью - 7,0 – 7,7. При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться. Если величина рН составляет от 7,3 и ниже – среда крови становится кислой, возникает ацидоз. Если величина рН увеличивается – 7,5 и выше, среда крови становится щелочной, возникает алкалоз. 3. Эритроциты Эритроциты составляют основную массу крови и определяют ее красный цвет. Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, что увеличивает его поверхность и способствует более быстрому перемещению газов через клеточную мембрану. Они отличаются большой эластичностью и легко проходят по капиллярам, имеющим вдвое больший диаметр, чем сама клетка. Внутри эритроцитов содержится белковое соединение - гемоглобин (Нb) (120 – 160 г/л). Нb состоит из соединения белковой структуры с двухвалентным железом. Он очень легко вступает в нестойкое соединение с О2 и СО2 и также легко отдает их. Эта особенность гемоглобина лежит в основе дыхательной функции крови. Средняя продолжительность жизни – 120 дней. Насыщение Нb кислородом называется оксигенацией. При переносе кислорода гемоглобин превращается в оксигемоглобин – HbO2: Hb + O2 ⇆ HbO2 - реакция оксигенации Процесс отдачи гемоглобином кислорода называется дезоксигенацией. Гемоглобин, отдавший в тканях кислород, называется восстановленным гемоглобином: HbO2 ⇆ Hb + O2 – реакция дезоксигенации В силу различных причин эритроциты могут разрушаться. Процесс разрушения эритроцитов называется гемолизом. При этом гемоглобин выходит из эритроцита в плазму. Увеличение числа эритроцитов называется эритроцитоз. Увеличение количества эритроцитов в результате их усиленного образования называется истинный эритроцитоз. Если число эритроцитов увеличивается за счет поступления крови из депо – перераспределительный эритроцитоз. Уменьшение числа эритроцитов после кровопотери, разрушения или пониженного образования в них гемоглобина называется анемия. Эритроциты образуются в красном костном мозге, а разрушаются в печени и селезенке. Общее количество эритроцитов, циркулирующих в организме, составляет 25 – 30 триллионов. Эту совокупность эритроцитов всей крови называют эритроном. 4. Группы крови и резус-фактор. Правила переливания крови Помимо выполнения дыхательной функции, эритроциты имеют отношение к группам крови человека. Определение групп крови основано на сравнении антигенов, находящихся в эритроцитах (агглютиногенов), и антител, имеющихся в плазме (агглютининов). В эритроцитах содержатся агглютиногены А и В, а соответствующие агглютинины ά и β в плазме. Агглютиноген А и агглютинин ά, а также В и β называются одноименными. В крови человека не могут содержаться одноименные вещества. При встрече их возникает реакция агглютинации, т. е. склеивания эритроцитов, а в дальнейшем и разрушение (гемолиз). Процесс агглютинации может наступить при неправильном переливании крови, и опасен тем, что в крови образуются сгустки склеенных эритроцитов. Такие сгустки крови могут вызвать остановку сердца и смерть человека. Возможны 4 комбинации, при которых не встречаются одноименные антитела и антигены. Эти 4 комбинации определяют 4 группы крови. I группа (0) — в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины ά и β; II группа (А) — в эритроцитах содержится агглютиноген А, в плазме — агглютинин β; III группа (В) — в эритроцитах находится агглютиноген В, в плазме — агглютинин ά; IV группа (АВ) — в эритроцитах обнаруживаются агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет. У жителей Центральной Европы I группа крови встречается в 33,5%, II группа — 37,5%, III группа — 21%, IV группа — 8%. У 90% коренных жителей Америки встречается I группа крови. Более 20% населения Центральной Азии имеют III группу крови. Группа крови передаются по наследству, и на протяжении жизни не меняется. У 85 % людей белой расы, в эритроцитах имеется особое вещество резус –фактор (Rh). Кровь, содержащую такой резус называют резус – положительной (Rh+), а не содержащую резус-фактор – резус отрицательной (Rh‾). Резус-фактор передается по наследству. Правила переливания крови. Человека, у которого берут кровь для переливания, называют донором, а того, которому переливают кровь – реципиентом. По последним данным человеку нужно переливать кровь только его группы. При переливании крови необходимо учитывать не только группу крови, но и резус-фактор. При нарушении правил переливания в крови возникает склеивание эритроцитов (гемотрансфузионный шок). Склеивание эритроцитов приводит к образованию сгустков крови, которые при проникновении в сердце, способны вызвать его остановку. 5. Тромбоциты и механизмы свертывания крови Тромбоциты – это безъядерные плоские клетки неправильной округлой формы. Они образуются в красном костном мозге и живут 5 – 11 дней. Количество тромбоцитов у человека 180 – 320 тыс. в 1 мкл крови. Имеют место суточные колебания: днем тромбоцитов больше, чем ночью. Увеличение тромбоцитов называется тромбоцитоз, уменьшение числа тромбоцитов – тромбоцитопения. Это патология, которая наблюдается при лучевой болезни и заболеваниях крови. Основная функция тромбоцитов - участие в механизме свертывания крови – гемостазе. Тромбоциты способны прилипать к чужеродной поверхности (адгезия), а также склеиваться между собой (агрегация) под влиянием разных причин. Тромбоциты продуцируют биологически активные вещества (серотонин, адреналин, норадреналин), а также вещества, получившие название пластинчатых факторов свертывания крови. Существует два механизма свертывания крови. Первый механизм –сосудисто-тромбоцитарный.Он характерен для мелких сосудов с низким кровяным давлением (в артериолах, капиллярах и венулах). Данный механизм включает в себя три этапа:
Второй механизм называется коагуляционный и характерен для крупных сосудов с высоким кровяным давлением.
Кровь сворачивается только при повреждении сосудов и не сворачивается в неповрежденных сосудах. Свертывание крови является защитной реакцией, имеющей жизненно важное значение. Если бы кровь не обладала этим свойством, то любое самое незначительное повреждение привело бы к полной потере крови и к смерти. Факторы, ускоряющие процесс свертывания крови: 1. тепло, так как свертывание крови ферментативный процесс; 2. ионы кальция, так как они участвуют во всех фазах гемокоагуляции; 3. соприкосновение крови с шероховатой поверхностью (поражение сосудов атеросклерозом, сосудистые швы в хирургии); 4. механические воздействия (давление, раздробление тканей, так как это приводит к разрушению форменных элементов крови и выходу факторов, участвующих в свертывании крови). Факторы, замедляющие гемокоагуляцию: 1. понижение температуры; 2. соли натрия (связывают ионы кальция); 3. гепарин (подавляет все фазы гемокоагуляции); 4. гладкая поверхность (гладкие швы при сшивании сосудов в хирургии и др.). Сниженная способность крови свертываться - заболевание гемофилия. Она передается по наследству. При гемофилии кровь очень трудно остановить (при травме) и люди гибнут от кровопотери. 6. Лейкоциты. Иммунитет Лейкоциты представляют собой образования различной формы и величины. Это единственные форменные элементы, способные самостоятельно перемещаться в кровеносном русле и выходить за его пределы. Главная функция лейкоцитов – защитная. При попадании в организм микробов и прочих вредных веществ лейкоциты выходят через стенки капилляров в ткани, окружают эти вещества своей цитоплазмой, поглощают и переваривают. Этот процесс называется - фагоцитозом. В зависимости от того, однородна или зерниста их протоплазма, лейкоциты делят на 2 группы: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. К гранулоцитам относятся:
К агранулоцитам относятся:
Значение имеет не только общее количество лейкоцитов, но и соотношение всех видов лейкоцитов (лейкоцитарная формула). Основная функция нейтрофилов — фагоцитоз бактерий и продуктов распада тканей с последующим перевариванием при помощи ферментов. Нейтрофилы первыми приходят в очаг повреждения. Увеличение количества юных и палочкоядерных нейтрофилов наблюдается при острых инфекционных и воспалительных заболеваниях, а также при лейкозах. Основная функция эозинофилов - обезвреживание и разрушение токсинов белкового происхождения, чужеродных белков, осуществляют противоглистный иммунитет. Базофилы продуцируют и содержат биологически активные вещества: гепарин - препятствует свертыванию крови в очаге воспаления; гистамин - расширяет капилляры, что способствует рассасыванию и заживлению. Моноциты обладают выраженной фагоцитарной функцией. Они способны фагоцитировать микробы в кислой среде, когда нейтрофилы не активны и очищают место воспаления для регенерации. Лимфоциты являются центральным звеном иммунной системы организма и осуществляют формирование специфического иммунитета, синтез защитных антител, лизис чужеродных клеток, обеспечивают иммунную память. Зернистые лейкоциты образуются в красном костном мозге, лимфоциты в лимфатических узлах и селезенке, моноциты в печени и селезенке. Увеличение количества лейкоцитов называется лейкоцитозом. Лейкоцитозы могут быть физиологические и патологические. Различают следующие виды физиологических лейкоцитозов, вызванные выходом лейкоцитов из депо:
Патологический лейкоцитоз возникает во время воспалительных процессов и инфекционных заболеваний. Количество лейкоцитов увеличиваются за счет образования новых клеток. Уменьшение лейкоцитов называется лейкопенией, которая возникает при уменьшении образования лейкоцитов. Иммунитет Иммунитет – это невосприимчивость организма к заболеваниям. Различают следующие виды иммунитета: - неспецифический или врожденный иммунитет, который связан со способностью зернистых лейкоцитов фагоцитировать микробы; - специфический или приобретенный иммунитет, который бывает активным(возникает после перенесенного заболевания) и пассивным (возникает после введения в организм готовых антител или же антитела образуются после вакцинации убитыми или ослабленными микробами и вирусами). 7. Регуляция системы крови Регуляция системы крови заключается в поддержании постоянного объема циркулирующей по сосудам крови, ее состава и физико-химических свойств плазмы. В организме существуют два механизма регуляции системы крови - нервный и гуморальный. Высшим подкорковым центром, осуществляющим нервную регуляцию системы крови, является гипоталамус. Кора головного мозга оказывает влияние на систему крови, также, через гипоталамус. Гипоталамус контролирует механизмы образования крови, циркуляцию крови по сосудам, объем крови и разрушение крови. Гипоталамус влияет на величину осмотического давления крови, на поддержание постоянного количества сахара в крови и т.д. Кроме того, гипоталамус через симпатическую нервную систему усиливает процесс образования форменных элементов - гемопоэз А, через парасимпатическую нервную систему замедляет процессе гемопоэза. Гуморальная регуляция осуществляется особыми веществами - гемопоэтинами, которые образуются в почках, печени и селезенке. Эти вещества усиливают кроветворение в красном костном мозге, селезенке и в печени. Стимулирующее влияние на процесс образования крови оказывают соматотропный и адренокортикотропный гормоны гипофиза, глюкокортикоиды надпочечников, мужские половые гормоны - андрогены. Женские половые гормоны - снижают гемопоэз. |