IV. Изложение нового материала. 1. Физико-химические свойства крови
План:
1. Физико-химические свойства крови
2. Функции крови
3. Плазма крови
4. Форменные элементы крови
5. Группы крови, резус-фактор, донорство
Кровь, лимфа и межтканевая жидкость являются внутренней средой организма. Омывая все клетки, внутренняя среда доставляет им вещества, необходимые для жизнедеятельности, и уносит конечные продукты обмена.
В отличие от непрерывно изменяющейся внешней среды внутренняя среда постоянна по своему составу и физико–химическим свойствам (t, осмотическое давление, реакция и др.).
Постоянство внутренней среды организма (гомеостаз), по выражению французского физиолога Клода Бернара, является необходимым условием свободной жизни. Например, высокоорганизованные теплокровные животные, могут жить в пределах температур от +50 до –72 оС. Постоянство температуры внутренней среды обеспечивает постоянство жизнедеятельности всех органов и систем организма.
Циркуляция крови является необходимым условием поддержания постоянства её состава. Остановка сердца и прекращение движения крови немедленно приводят организм к гибели. Протекая через легкие, кровь восстанавливает свой газовый состав, отдавая принесенный из тканей СО2 и насыщаясь кислородом. Недостаток питательных веществ (глюкоза, аминокислоты и др.) пополняется из запасов печени, жировой клетчатки, пищеварительного тракта. Избыток веществ в крови (например, глюкозы), а также конечные продукты жизнедеятельности, ненужные и вредные для организма, удаляются через органы выделения.
Постоянство состава и свойств крови регулируется центральной нервной системой (нервный механизм саморегуляции) и железами внутренней секреции (гуморальный механизм саморегуляции).
Основные функции крови:
1. Транспортная:
а) питательная функция разносит по организму питательные вещества
б) уносит от органов продукты распада и доставляет их к органам выделения – выделительная
в) участвует в газообмене, транспортируя О2 и СО2 – дыхательная
г) поддерживает постоянство t тела, нагреваясь в органах с высоким обменом веществ – мышцах, печени. Переносит тепло наружу из глубоколежащих органов к сосудам кожи, а также путем равномерного распределения тепла в организме в результате высокой теплоемкости и теплопроводности крови – терморегуляторная.
переносит поступающие в нее гормоны, метаболиты (продукты обмена веществ) и осуществляет химическое взаимодействие в организме – регуляторная.
2. Защитная функция – заключается в обезвреживании клетками крови микроорганизмов и их токсинов, формировании антител, удалении продуктов распада тканей, остановке кровотечения в результате образования тромба.
Количество и физико-химические свойства крови.
У человека с массой тела 70 кг содержится около 5 л. крови, что составляет 6–8% массы тела, в норме 4,5–5,0 л. крови. В состоянии покоя циркулирует всего 40–50% всей крови, остальная часть находится в депо–печень, селезенка, кожа. В малом круге кровообращения содержится 20–25% объема крови, в большом круге – 75–85% крови. В артериальной системе циркулирует 15–20% крови, в венозной 70–85%, в капиллярах – 5–7%.
Кровь состоит из желтоватой жидкой части – это плазма (55%) и взвешенных в ней кровяных телец (или форменных элементов) (45%). Форменные элементы тяжелее плазмы. Они могут отделяться от нее путем центрифугирования, либо отстаиванием в цилиндре. Если к крови, налитой в цилиндры, прибавить гепарин, препятствующий её свёртыванию, то клетки крови в силу тяжести осядут на дно, причем над темно-красным осадком эритроцитов будет видна светло-желтая пленочка из лейкоцитов.
Относительная плотность цельной крови – 1,050–1,060; эритроцитов – 1,090; плазмы – 1,025–1,034.
Вязкость крови около 5,0; вязкость плазмы крови 1,7-2,2.
Осмотическое давление крови – 7,3 атмосфер. – это сила движения растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Зависит от содержания ионов и солей, а также от количества растворенных в организме жидкостей. Концентрация солей в крови – 0,9%, от их содержания в основном и зависит осмотическое давление крови.
При помощи осмотического давления вода распределяется равномерно между клетками и тканями.
Растворы, у которых уровень осмотического давления выше, чем в содержимом клеток, вызывают сморщивание клеток в результате перехода воды из клетки в раствор – гипертонические растворы.
Растворы с более низким уровнем осмотического давления, чем в содержимом клеток, увеличивают объем клеток в результате перехода воды из раствора в клетку – гипотонические растворы.
Растворы, осмотическое давление которых равно осмотическому давлению содержимого клеток и которые не вызывают изменения клеток – изотонические. Регуляция осмотического давления осуществляется нейрогуморальным путём.
В крови поддерживается постоянство рН реакции.– определяется концентрацией водородных ионов. Кровь человек имеет слабощелочную реакцию.
рН венозной крови–7,36
рН артериальной крови–7,4
Жизнь возможна в узких пределах сдвига рН от 7,0 до 7,8. Это объясняется тем, что катализаторами всех биохимических реакций являются ферменты, а они могут работать только при определенной реакции среды, поэтому так важно сохранение её постоянства. Это постоянство поддерживается физико–химическими, биохимическими и физиологическими механизмами. Это достигается за счет буферных систем крови (бикарбонатный, белковый, фосфатный и гемоглобиновый буферы) – они связывают гидроксильные (ОН)– и водородные (Н+)ионы –т.е. удерживают реакцию крови на постоянном уровне. Избыток образованных кислых и щелочных продуктов обмена выделяются почками с мочой, а легкими выделяется СО2.
Плазма крови – представляет собой сложную смесь белков, аминокислот, углеводов, жиров, солей, гормонов, ферментов, антител, растворенных газов и продуктов распада белка (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак), подлежащих выведению из организма.
Основными компонентами плазмы являются вода (90%), белки (7–8%), глюкоза (0,1%), соли (0,9%), 1,1% других органических веществ.
Функции плазмы: 1. Обеспечивает постоянство объема внутрисосудистой жидкости и кислотно–щелочное равновесие (КЩР)
2. транспорт активных веществ и продуктов метаболизма. Белки плазмы делятся на 2 основные группы:
1. Альбумины (около 60% белков плазмы)
2. Глобулины – α, β, γ глобулины. Важную роль играет глобулин–фибриоген–участвует в процессе свертывания крови.
Значение белков плазмы:
1. Фибриоген участвует в процессе свертывания крови
2. γ – глобилины содержат антитела, обеспечивающие иммунитет к определенным инфекционным болезням.
3. Повышает вязкость крови, что имеет значение в поддержании давления крови в сосудах.
4. Принимает участие в распределении воды между кровью и тканевой жидкостью.
5. Является буферами – участвует в поддержании постоянства реакции крови.
Содержание глюкозы в крови 4,44 – 6,66ммоль/л. – это источник энергии для клеток организма. Если количество глюкозы энергии до 2,22 моль/л – появляются судороги.
При дальнейшем содержании глюкозы, человек впадает в коматозное состояние (нарушается сознание, кровообращение, дыхание) и умирает.
Соли плазмы: NaCL, CaCL2, KCL, NaHCO3, NaH2PO4 и др.
В медицине для частичного пополнения потерь крови или поддержания деятельности изолированных органов готовят физиологические растворы – 0,9% NaCL, раствор Рингера, Рингера–Локка и т.д.
Из плазмы крови готовят сыворотку крови путем удаления из нее фибрина, сыворотка крови отличается от плазмы отсутствием в ней фибриногена, поэтому она не способна свертываться.
Форменные элементы крови
Относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Эритроциты – красные кровяные тельца двояковогнутой формы. У них нет ядра. Их диаметр 7–8 мкм, а толщина 1–2 мкм. Форма эритроцита возможность газообмена, способствует диффузии газов с поверхности на весь объем клетки.
Общая поверхность площади всех эритроцитов взрослого человека – 3800 м2, т.е. в 1500 раз превышает поверхность тела.
В крови мужчины – 5*10 12/л эритроцитов
В крови женщин – 4,5 * 10 12/л.
Во время работы количество эритроцитов может увеличиваться до 6*10 12/л. – связано с поступлением в круг кровообращения депонированной крови.
Эритроцитя образуются в красном костном мозге. У человека их ежесекундно образуется около 107 . Такое пополнение крови эритроцитами необходимо, т.к. продолжительность их жизни не превышает 120 дней (3–4 месяца)
Разрушение старых эритроцитов, происходит в клетках ретикулоэндотелиальной системы (селезенка, печень). ! Гемолиз может быть под действием ядов гемолитических бактерий, глистов, при переливаниях несовместимой группы крови. Процесс разрушения эритроцитов, при котором гемоглобин выходит из них в плазму, называется гемолизом. Гемолизированная кровь становится лаковой, т.е. прозрачной. В состав эритроцитов входит элемент крови – гемоглобин. Гемоглобин участвует в переносе кислорода и углекислого газа. Он связывает кислород → превращается в оксигемоглобин → и отдает его периферическим тканям. Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным или редуцированным, он имеет цвет венозной крови. Отдав кислород, кровь постепенно вбирает в себя конечный продукт обмена веществ – СО2.
Гемоглобин, связывающий СО2, называется карбогемоглобином. Под влиянием карбоангидразы (фермент в эритроцитах) угольная кислота расщепляется на СО2 и H2O. СО2 выделяется легкими и изменение реакции крови не происходит.
Гемоглобин состоит из белка глобина и содержащего железо гемма – придает крови красный цвет.
В норме в крови содержится около 140 г/л.(14г %) гемоглобина: в крови мужчин 135–155 г/л; у женщин – 120–140 г/л.
Анемия – это уменьшение количества гемоглобина эритроцитов в крови (интоксикация, кровотечение, дефицит фомивой кислоты и витамина В12)
В нормальных условиях эритроциты взвешены в плазме. Этому способствует непрерывная циркуляция крови. Если выпущенную из кровеносного сосуда кровь стабилизировать и оставить стоять в цилиндре, то можно наблюдать оседание эритроцитов.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) – это способность кровяных телец оседать за единицу времени (за 1 час). В норме СОЭ у мужчин – 5–7 мм/ч, у женщин – 8–12 мм/ч.
СОЭ увеличена при инфекционных заболеваниях, воспалительных процессах, при злокачественных образованиях (до 50мм/ч), у беременных женщин (до 30мм/ч).
Лейкоциты – белые кровяные тельца. Образуются в красном костном мозге, лимфатических узлах и селезенки. Продолжительность их жизни не превышает 8–12 суток. Лейкоциты отличаются от эритроцитов наличием ядра и способностью к активному амебоидному движению. Лейкоциты могут через межклеточные пространства выходить к ткани – это диапедез. В крови лейкоцитов меньше чем эритроцитов: на 500 эритроцитов приходится всего 1 лейкоцит, т.е. в норме 4–9 *10 9/л, колеблется в течении суток, меньше всего их утром натощак, и больше всего после полудня, после еды и мышечной работы.
Лейкоцитоз – увеличение числа лейкоцитов в крови. Различают физиологический и реактивный лейкоцитоз. Физиологический – после приема пищи, во время беременности, при мышечных нагрузках, эмоциональных стрессах, боли и др.
Реактивный – при воспалительных и инфекционных заболеваний.
Лейкопения – уменьшение числа лейкоцитов. Лейкопения является постоянным и ранним симптомом лучевой болезни, так же может быть при приеме лекарственных препаратов, при инфекционных заболеваниях и др. Содержание в 1 мм3 менее 500 лейкоцитов смертельно опасно.
В крови находятся 5 видов лейкоцитов: эозинофилы, базофилы, нейтрофилы, лимфоциты и моноциты. Они неодинаковы по величине, форме ядер и свойствам протоплазмы. Диаметр их колеблется от 6 до 25 мкм. По свойствам протоплазмы их делят на 2 группы: 1 зернистые (гранулоциты) 2 незернистые (агранулациты).
К незернистым формам относятся лимфоциты и моноциты. К зернистым – нейтрофилы, эозинофилы, базофилы – их гранулы окрашиваются кислыми красками в разный цвет. Эозинофилы – эозином в розовый цвет; базофилы – метиленовым синим в синий цвет; нейтрофилы – нейтральными красками в розово–фиолетовый цвет. Этим и объясняется их различный цвет в мазке крови.
Гранулоциты – 72% общего количества лейкоцитов, из них 70% нейтрофилов; 1,5% эозинофилов; 0,5% базофилов. Различают нейтрофилы по степени зрелости: Юные нейтрофилы – это молодые формы зернистых лейкоцитов, с ядрами в виде овала.
Палочкоядерные – //-//-//- с ядрами в виде палочки.
Сегментоядерные – //-//-//- их ядря разделены на 2–5 частей, которые соединены между собой нитями.
Нейтрофилы способны проникать в межклеточное пространство к инфицированным участкам тела, поглощать и переваривать болезнетворные бактерии. Количество эозинофилов при аллергических реакциях, бронхиальной астме, сенной лихорадке, они обладают антигистаминным действием. Базофилы вырабатывают гепарин и гистамин.
Агранулоциты – состоят из ядра овальной формы и незернистой цитоплазмы.
Моноциты – ядро бобовидной формы, протоплазма окрашивается в светло–синий цвет. Это самые крупные клетки. Образуются в красном костном мозге. Они проникают в очаг воспаления и фагоцитируют бактерии.
Лимфоциты – самые маленькие клетки, имеют большие круглые ядра, окруженные узеньким ободком протоплазмы, не содержащей гранул.
Они образуются в вилочковой железе, из стволовых лимфоидных клеток костного мозга и селезенки. Лимфоциты вырабатывают антитела и принимают участие в клеточных иммунных реакциях.
Существуют Т- и В-лимфоциты.
Т-лимфоциты – самостоятельно разрушают микроорганизмы при помощи ферментов. Вирусы клетки трансплантируемой ткани. Они получили название клеток–убийц – Т-киллеры.
В-лимфоциты – при встрече с инородным веществом, при помощи специфических антител нейтрализуют и связывают эти вещества, подготавливая их к фагоцитозу.
Лимфоцитоз – увеличение количества лимфоцитов (при коклюше, брюшном тифе).
Лимфоциты – это главное звено иммунной системы, они участвуют в процессах клеточного роста, регенерации тканей, управления генетическим аппаратом других клеток.
Лейкоцитарная формула – это соотношение различных видов лейкоцитов в крови
| Лейкоциты 10 9/л 4,0–9,0 | Эозинофилы,% 1,0–4,0 | Базофилы,% 0,0–0,5 | Нейтрофилы,% | Лимфоциты,% 25–30 | Моноциты, % 6–8 | ||
| Юные 0–1 | Палочко-ядерные 2–5 | Сегменто- ядерные 55-68 | |||||
Количество отдельных видов лейкоцитов при ряде заболеваний увеличивается. Характерные изменения лейкоцитарной формулы дают возможность поставить точный диагноз. Основная функция лейкоцитов состоит в защите организма от возбудителей болезни.
Тромбоциты или кровяные пластинки, представляют собой бесцветные сферические, лишенные ядер тельца. Их диаметр в три раза меньше, чем эритроцитов – 2–5 мкм. Продолжительность жизни тромбоцитов 5–11 дней. Они образуются в красном костном мозге – в мегакариоцитах.
В норме содержания тромбоцитов около 250 * 10 9/л. Значительная часть их депонирована в селезенке, печени, легких и в случае необходимости поступает в кровь. Прием пищи, мышечная работа, при беременности – содержание тромбоцитов в крови повышается.
Характерной особенностью тромбоцитов является их свойство прилипать к чужеродной поверхности и склеиваться между собой. При этом они разрушаются, выделяя вещества способствующие свертыванию крови. В результате свертывания крови в месте поражения кровеносного сосуда из тромбоцитов, нитей фибрина, эритроцитов образуется сгусток – тромб, закупоривающий сосуд и останавливающий кровотечение.
Из тромбоцитов выделяется вещество – ретрактозим, уплотняющее кровяной сгусток, что способствует его укреплению и стягиванию краев раны. Кроме того из тромбоцитов выделяется серотонин – вещество, вызывающее сужение сосудов. И, на конец, при разрушении тромбоцитов выделяется предшественник тромбопластина, который при взаимодействии с плазмой крови превращается в активный тромбопластин, вызывающий свертывание крови. Т.о. тромбоцитам принадлежит ведущая роль свертывания крови и прекращение кровотечения.
Свертывание крови является защитной реакцией организма. При ранении и вытекании крови из сосудов, она из жидкого состояния переходит в желеобразное. Образующийся сгусток закупоривает поврежденный сосуд и предотвращает потерю значительного количества крови.
Свертывание крови – это сложный ферментативный многостадийный процесс. В нем принимает участие 12 факторов, которые находятся в плазме крови, а также вещества, высвобождающиеся из поврежденных тканей и тромбоцитов. Взаимодействие этих веществ, приводящее к свертыванию крови, принято подразделять на 3 стадии.
В I стадии – связанной с разрушением тромбоцитов и тканевых клеток, освобождается предшественник тромбопластина, который, взаимодействую с факторами плазмы крови, превращается в активный тромбопластин.
Для его образования необходимо наличие ионов Са2+ , многих факторов плазмы – глобулина и антигемофилического фактора. При недостатке или отсутствии антигемофилического фактора и свертываемость крови понижена. Такое заболевание называется гемофилией, при котором даже удаление зуба может вызвать смертельное кровотечение.
Во II стадии – при участии томбопластина, фокторов плазмы и ионов Са2+ происходит превращение протромбина в активный фермент тромбин. Протромбин является белком плазмы, образуется он в печени. Для его синтеза необходимо наличие витамина К, который всасывается из кишечника.
В III стадии – под влиянием образовавшегося тромбина растворимый белок плазмы фибриноген превращается в нерастворимый фибрин, который выпадает в виде густого сплетения тончайших нитей. Кровь после удаления фибрина теряет способность свертываться. Её называют дефибринированной кровью. Для переливания она не пригодна. Свертывающая система крови служит для предотвращения потерь крови. Вместе с тем свертывание крови внутри сосудистой системы может привести к тяжелым последствиям (тромбофлейбит, инфаркт), для предотвращения которых в крови имеется II система – противосвертывающая, которая препятствует процессам внутрисосудистого свертывания крови. В печени и легких образуется антисвертывающее вещество – гепарин, способное приводит тромбин в неактивное состояние. Выделение гепарина регулируется ЦНС – нервный центр в продолговатом мозге. В крови имеется III система, способная растворять образовавшийся фибрин. После того, как тромб сыграл свою роль, закупорил сосуд и остановил кровотечение, он должен быть удален, т.к. теперь он мешает заживлению раны.
Фибринолизин, появляющийся в плазме крови в этих условиях, способен растворить образовавшийся тромб. В медицине широко применяется переливание крови и её препаратов. Для обеспечение крови широко распространено донорство. Доноры – это люди которые сдают кровь – разовая доза сдачи крови 250–450 мл. Реципиент – люди, которым перелита кровь.
Группы крови – иммуногенетические и индивидуальные признаки крови, которые объединяют людей по сходству определенных антигенов – агглютиногенов – в эритроцитах и находящимся в плазме крови антител – агглютининов.
В эритроцитах находятся 2 вида агглютиногенов – А и В, а в плазме крови 2 вида агглютининов – α и β.
Агглютинация (т.е. склеивание эритроцитов) и гемолиз происходят только в том случае, когда встречаются одноименные агглютинины и агглютиногены – т.е А и α ; В и β. Этим положением необходимо пользоваться при переливании крови. В результате агглютинации эритроцитов и последующего их гемолиза возникает тяжелое состояние – гемотрансфузионный шок (гомо – кровь; трансфузия – переливание). По наличию в крови тех или иных агглютиногенов и агглютининов кровь людей делят на 4 группы.
| Гр.крови | Агглютиногены в эритроцитах | Агглютиногены в сыворотке |
| О (I) | Нет | α и β |
| A (II) | A | β |
| B (III) | B | α |
| AB (IV) | A и В | нет |
Люди с I группой крови считаются универсальными донорами. Но были выявлены иммунные анти–А- и анти–В- агглютинины. Переливание такой группы крови может привести к тяжелым осложнениям и к летальному исходу. Также были открыты новые агглютиногены – М, N, S, P и др. – эти факторы могут явиться причиной осложнений при повторных переливаниях крови. Эти данные послужили основаниям к переливанию только одногруппной крови.
Кровь II группы может быть перелита людям с кровью II и IVгруппы.
Кровь III группы – людям c кровью III и IV групп крови.
Кровь IV группы – людям с IV группой крови только людям, имеющим кровь IV группы, не содержащую агглютининов, может быть перелита кровь любой группы, по этому их называют универсальными реципиентами. Кроме основных агглютиногенов А и В, в эритроцитах могут быть дополнительные, в частности так называемые резус–фактор (Rh–фактор). Он был впервые обнаружен в крови обезьяны макаки резуса. Примерно у 85 % людей в крови имеется резус–фактор. Такая кровь называется резус–положительной. Кровь в которой отсутствует резус–фактор, называется резус–отрицательной. Особенностью резус–фактора, является то, что у людей отсутствует антирезус–агглютинины. Однако, если резус отрицательному человеку повторно переливают резус–положительную кровь, то под влиянием перелитого резус–агглютиногена в крови вырабатываются специфические антирезус–агглютинины и гемолизины, и тогда переливание резус–положительной крови этому человеку может вызвать агглютинацию и гемолиз эритроцитов. Возникает гемотрансфузионный шок. Резус–фактор имеет особое значение для течения беременности.