Тема 1.1 КРОВЬ КАК ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА
Вопросы к занятию
1. Понятие о внешней и внутренней среде организма. Гомеостаз, параметры гомеостаза и механизмы их регуляции (Клод Бернар).
2. Количество и состав крови. Минеральный состав плазмы, концентрации важнейших ионов, физиологическое значение их постоянства.
3. Осмотическое и коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление крови, физиологическое значение. Единицы и методы измерения. Осмотическая концентрация и осмотическое давление.
4. Постоянство рН крови, физиологическое значение. Буферные системы. Бикарбонатная буферная система - основная буферная система крови. Причины нарушения кислотно-щелочного равновесия. Щелочной резерв крови.
Дополнительно для студентов педиатрического факультета
1. Особенности внутренней среды новорожденных.
2. Условия, сохраняющие постоянство внутренней среды новорожденных.
Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии с внешней средой, получая из нее кислород и питательные вещества, и удаляя продукты жизнедеятельности. В процессе эволюции и увеличения размеров тела, клетки живых организмов потеряли связь с внешней средой и контактируют только с внеклеточной жидкостью. Клетки организма человека и животных, выполняющие разнообразные функции, могут оставаться целыми и работоспособными только в том случае, если будут получать из окружающей их жидкости кислород, глюкозу, аминокислоты и другие необходимые вещества, а в эту жидкую среду выводить продукты метаболизма. Таким образом, клетки существуют как бы во «внутреннем море» — во внеклеточной жидкости. Из этой жидкости клетки получают кислород и питательные вещества и отдают в неё отработанные продукты. Так как все клетки и их производные (например, макромолекулы, образующие различные внеклеточные структуры) живут исключительно в одной и той же среде — во внеклеточной жидкости — её с полным основанием называют внутренней средой организма. Термин «внутренняя среда организма» предложен французским физиологом Клодом Бернаром (1813–1878). В это понятие включена совокупность жидкостей – кровь, лимфа, тканевая, спинномозговая жидкость.
Клетки способны жить, расти, развиваться и выполнять свои специализированные функции столь долго, сколь долго будут поддерживаться во внутренней среде организма подходящие концентрации кислорода, глюкозы, различных ионов, аминокислот, жировых веществ, кислотно-щелочное равновесие и так далее. Важнейшее свойство внутренней среды – ее постоянство (гомеостаз), то есть постоянство отдельных параметров внутренней среды (напряжение кислорода и углекислого газа в крови, суммарная осмотическая концентрация, температура концентрация глюкозы, ионов, аминокислот, белков и др.), в противоположность меняющимся параметрам внешней среды. Гомеостаз (греч. homois - подобный, stasis – стоящий) – относительно динамическое постоянство внутренней среды и устойчивость физиологических функций организма. «Постоянство внутренней среды – условие свободной жизни», - так сформулировал это положение Клод Бернар. Постоянство каждого из параметров внутренней среды обеспечивается специализированной регуляторной системой.
Кровь относится к жидкостям внутренней среды организма, точнее — к внеклеточной жидкости, циркулирующей в сосудистой системе.
Основной составной частью жидкости является вода. В организме взрослого человека вода составляет 75%, новорожденного – 90%. Для человека массой тела 70 кг - это около 50 литров.
Все водное пространство организма принято делить на два основных сектора (рис. 1)
· внеклеточный, на долю которого приходится 20% от массы тела;
· внутриклеточный — 40% от массы тела.
Внеклеточный сектор неоднороден, поэтому дополнительно в нем выделяется:
· внутрисосудистая вода, составляющая 7% от массы тела (кровь, лимфа);
· межклеточная вода — 20%.
Рис. 1. Вода в организме человека
• Между кровью и тканевой жидкостью происходит постоянный обмен веществ и транспорт воды, несущей растворенные в ней продукты обмена, гормоны, газы, биологически активные вещества. Следовательно, внутренняя среда организма представляет собой единую систему гуморального транспорта, включающую кровообращение и движение жидкости в последовательной цепи: кровь → тканевая жидкость → ткань (клетка) → тканевая жидкость → лимфа → кровь.
• При избытке в организме воды наблюдается общая гипергидратация (водное отравление). Потеря 10 % воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживание), при потере 20 % воды наступает смерть. При недостатке воды в организме возникает перемещение жидкости из клеток в межклеточное пространство, а затем в сосудистое русло. При патологии вода аккумулируется в полостях тела: асцит, плеврит, перикардит и.т.д.
• Человек в течение суток принимает около 2 - 2,5 л воды (включая и воду, содержащуюся в пищевых продуктах).
• Из организма человека и животных выделяется всегда несколько больше воды, чем поступает в него (на 200-300 мл/сут). Это связано с образованием в нем эндогенной воды как продукта окисления органических веществ.
• Эндогенные механизмы образования воды: 1 г. белка – 0,4 мл воды, 1 г. углеводов - 0,6 мл воды, 1 г. жира – 1 мл воды.
Система крови
Понятие о системе крови введено в 1939 году отечественным клиницистом Г. Ф. Лангом (1875-1948). Согласно Лангу, в систему крови входят:
· периферическая кровь, циркулирующая по сосудам;
· органы кроветворения — красный костный мозг, лимфатические узлы, селезенка;
· органы кроверазрушения — селезенка, печень, красный костный мозг;
· регулирующий нейрогуморальный аппарат.
Деятельность всех компонентов системы обеспечивает выполнение основных функций крови.
Основными функциями крови являются: транспортная, защитная, гуморальная регуляция.
Транспортная функция.Кровь осуществляет перенос кислорода и углекислого газа (дыхательная функция), доставку к тканям питательных веществ и удаляемых из организма веществ к органам выделения.
Защитная функция обеспечивается наличием в крови иммунокомпетентных клеток.
Регуляторная функция. Участие в осуществлении гуморальной регуляции, благодаря транспорту гуморальных регуляторов – гормонов, биологически активных веществ, транспортируемых кровью к клеткам организма.
Основные параметры крови
Кровь представляет собой непрозрачную красную жидкость, которая постоянно движется по кровеносным сосудам. Она состоит из жидкой части – плазмы и форменных элементов – эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. У взрослого человека форменные элементы крови составляют 40 – 48 %, а плазма – 52 – 60 %. Соотношение форменных элементов и плазмы крови называется гематокритным числом, или гематокритом (Ht). В современных анализах крови он обозначается как PCV (packed cell volume). Для характеристики гематокрита указывается лишь объём плотной части крови. В норме гематокрит мужчины равен 0,41—0,53, а женщины — 0,36—0,46. У новорождённых гематокрит примерно на 20% выше, а у маленьких детей — примерно на 10% ниже, чем у взрослого. Определение гематокрита проводится с помощью метода, предложенного M. A. Wintrobe в 1929 году. Согласно ему, специальную стеклянную градуированную трубочку заполняют кровью и центрифугируют с заданным числом оборотов центрифуги за заданное время.
При некоторых заболеваниях гематокрит может изменяться.