Кровь и ее функции в организме, химический состав и физико-химические свойства крови.
Кровь – жидкая ткань, осуществляющая в организме транспорт химическихвеществ (в том числе кислорода), благодаря чему происходит интеграция биохимических процессов в различныхклетках и межклеточных пространствах в единую систему. Кроме того, кровь выполняет защитную, регулятор-ную, терморегуляторную и другие функции.
Функции крови
Кровь осуществляет в организме различные функции. Она является транспортным средством, поддерживает постоянство «внутренней среды» организма (гомеостаз) и играет главную роль в защите от чужеродных веществ.
Транспорт. Кровь переносит газы — кислород и диоксид углерода, а также питательные вещества к печени и другим органам после всасывания в кишечнике. Такой транспорт обеспечивает снабжение органов и обмен веществ втканях, а также последующий перенос конечных продуктов метаболизма для их выведения из организма легкими,печенью и почками. Кровь осуществляет также перенос гормонов в организме (см. рис. 359).
Гомеостаз. Кровь поддерживает водный баланс между кровеносной системой, клетками (внутриклеточным пространством) и внеклеточной средой. Кислотно-основное равновесие в крови регулируется легкими, печенью и почками (см. рис. 281). Поддержание температуры тела также зависит от контролируемого кровью транспорта тепла.
Защита. Против чужеродных молекул и клеток, проникающих в организм, кровь обладает неспецифическими и специфическими механизмами защиты. К специфической защитной системе относятся клетки иммунной системы иантитела (см. с. 286 и сл.).
Гемостаз. Для предотвращения кровопотери при повреждении кровеносных сосудов в крови существует эффективная система коагуляции — физиологическое свертывание (гемостаз, см. рис. 283). Растворение кровяных сгустков (фибринолиз) также обеспечивается кровью (см. рис. 285).
Клетки крови
Нерастворимыми элементами крови являются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Ввиду особой важностиэритроцитов их биохимические характеристики рассмотрены более подробно на сс. 274-279.
К лейкоцитам принадлежат различные формы гранулоцитов, моноцитов и лимфоцитов (см. рис. 287). Эти клеткиразличаются между собой размерами, функцией и местом образования.
Тромбоциты являются клеточными фрагментами больших клеток-предшественников мегакариоцитов костного мозга. Главная функция тромбоцитов — участие в коагуляции крови. Состав плазмы крови
Плазма крови является водным раствором электролитов, питательных веществ, метаболитов, белков, витаминов, следовых элементов и сигнальных веществ.
Определение электролитного состава плазмы крови проводится в клинико-химических лабораториях. По сравнению с составом цитоплазмы в плазме крови обращают внимание относительно высокие концентрации ионовNa+, Са2+ и Cl-. Напротив, концентрации ионов К+, Mg2+ и фосфата ниже, чем в клетках. Концентрация белков также ниже, чем в клетках. Электролитный состав плазмы напоминает морскую воду, что указывает на эволюцию форм жизни из моря.
Жидкая фаза, остающаяся после свертывания крови, называется сывороткой. Она отличается от плазмы тем, что не содержит фибриногена и других белков, которые отделяются при коагуляции крови.
Белки крови и их роль.
Из 9–10% сухого остатка плазмы крови на долю белков приходится 6,5–8,5%. Используя метод высаливания нейтральными солями, белки плазмы крови можно разделить на три группы:альбумины, глобулины и фибриноген. Нормальное содержание альбуминов в плазме крови составляет 40–50 г/л,глобулинов – 20–30 г/л, фибриногена – 2,4 г/л. Плазма крови, лишенная фибриногена, называется сывороткой.
Синтез белков плазмы крови осуществляется преимущественно в клетках печени и ретикулоэндотелиальной системы. Физиологическая роль белков плазмы крови многогранна.
1. Белки поддерживают коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление и тем самым постоянный объем крови.
2. Белки плазмы принимают активное участие в свертывании крови..
3. Белки плазмы в известной мере определяют вязкость крови, 4. Белки плазмы принимают участие в поддержании постоянного рН крови, так как составляют одну из важнейшихбуферных систем крови.
5. Важна также транспортная функция белков плазмы крови: соединяясь с рядом веществ (холестерин, билирубин и др.),.
6. Белки плазмы играют важную роль в процессах иммунитета (особенно это касается иммуноглобулинов).
7. В результате образования с белками плазмы недиализируемых комплексов поддерживается уровень катионов вкрови. 8. Наконец, белки плазмы крови могут служить резервом аминокислот.
Альбумины. На долю альбуминов приходится более половины (55–60%)белков плазмы крови человека. Мол. масса альбумина около 70000. Сывороточные альбумины сравнительно быстро обновляются (период полураспада альбуминов человека 7 дней).
Благодаря высокой гидрофильности, особенно в связи с относительно небольшим размером молекул и значительнойконцентрацией в сыворотке, альбумины играют важную роль в поддержании онкотического давления крови. Известно, что концентрация альбуминов в сыворотке ниже 30 г/л вызывает значительные изменения онкотического давлениякрови, что приводит к возникновению отеков. Альбумины выполняют важную функцию транспорта многих биологически активных веществ (в частности, гормонов). Они способны связываться с холестерином, желчными пигментами. Значительная часть кальция в сыворотке крови также связана с альбуминами.
Глобулины. Сывороточные глобулины при высаливании нейтральными солями можно разделить на 2 фракции – эуглобулины и псевдоглобулины. Фракция эуглобулинов в основном состоит из γ-глобулинов, а фракция псевдоглобулинов включает α-, β- и γ-глобулины, которые при электрофорезе, особенно в крахмальном или полиакриламидном геле, способны разделяться на ряд подфракций. α- и β-Глобулиновые фракции содержатлипопротеины, а также белки, связанные с металлами. Большая часть антител, содержащихся в сыворотке, находится во фракции γ-глобулинов. При снижении уровня белков этой фракции резко понижаются защитные силыорганизма.
Гиперпротеинемия – увеличение общего содержания белков плазмы. Диарея у детей, рвота при непроходимости верхнего отдела тонкой кишки, обширные ожоги могут способствовать повышению концентрации белков в плазме крови. Иными словами, потеря воды организмом, а следовательно, и плазмой приводит к повышению концентрациибелка в крови (относительная гиперпротеинемия).
Гипопротеинемия, или уменьшение общего количества белка в плазме крови, наблюдается главным образом при снижении уровня альбуминов. Выраженная гипопротеинемия – постоянный и патогенетически важный симптом нефротического синдрома. Содержание общего белка снижается до 30–40 г/л. Гипопротеинемия наблюдается также при поражении печеночных клеток (острая атрофия печени, токсический гепатит и др.). Кроме того, гипопротеинемия может возникнуть при резко увеличенной проницаемости стенок капилляров, при белковой недостаточности (поражение пищеварительного тракта, карцинома и др.). Следовательно, можно считать, что гиперпротеинемия, как правило, связана с гиперглобулинемией, а гипопро-теинемия – с гипоальбуминемией.