Главное меню

Реклама

Глава 13 ВНУТРЕННИЕ СРЕДЫ ОРГАНИЗМА. КРОВЬ - 13.2. Функции и состав крови

Содержание материала

 

13.2. Функции и состав крови

Кровь как внутренняя среда организма выполняет ряд важных функций. Основные из них следующие:

1) дыхательная — перенос кислорода от легких к тканям и угле­кислого газа в обратном направлении;

2) питательная — транспорт питательных веществ к клеткам орга­низма;

3) выделительная — участие в выведении продуктов жизнедея­тельности клеток (мочевины, мочевой и молочной кислот) из орга­низма;

4) терморегуляционная функция осуществляется благодаря боль­шой теплоемкости крови; ее перераспределение по организму спо­собствует сохранению тепла во внутренних органах;

5) регуляторная — перенос гормонов от эндокринных желез к клеткам организма;

6) защитная — обеспечение иммунных реакций против инфекци­онных агентов и токсинов;

7) гомеостатическая — поддержание постоянства внутренней сре­ды организма.

Кровь состоит из плазмы крови и форменных элементов. Плаз­ма — жидкая часть крови. Она составляет примерно 55 % всего ее объема. Главным компонентом плазмы является вода (около 90 %). Сухой остаток составляют органические и неорганические вещества.

Основные органические вещества плазмы крови — белки. В пер­вую очередь это альбумины, глобулины и липопротеиды. Всего в 1 л крови содержится 65 — 85 г белка. Альбуминовая фракция составляет 35 — 50 г/л; глобулиновая — 20 — 30 г/л. Прак­тически все белки крови синтезируются в печени. Поэтому тяжелые заболевания печени, как правило, сопровождаются нарушением ряда функций крови. Белки плазмы выполняют следующие функции:

1) свертывающую — некоторые белки плазмы являются фактора­ми свертывания крови;

2) защитную — особые белки (иммуноглобулины), отвечают за гу­моральный иммунитет;

3) транспортную — многие вещества в крови переносятся только при условии их соединения со специальными белками (например, альбуминами);

4) поддержание онкотического давления — белки обладают спо­собностью удерживать воду, препятствуя ее чрезмерному попаданию в ткани.

Помимо белков в крови содержатся глюкоза (4,2—6,4 ммоль/л) и липиды, которые большей частью транзитом доставляются до орга­нов и тканей, нуждающихся в этих питательных веществах.

Неорганические вещества плазмы крови представлены в основ­ном ионами натрия и хлора. Помимо них в плазме содержатся ионы калия, кальция, HCO3- и др. Растворенные в плазме минеральные соли поддерживают необходимый уровень осмотического давления. При увеличении концентрации солей по градиенту давления проис­ходит отток воды из клеток крови в плазму, а при уменьшении, на­оборот, ток воды идет из плазмы в клетки. Для восполнения объема плазмы крови в медицине используется изотонический (физиологи­ческий) 0,9 % раствор хлорида натрия.

Также строго постоянным является и уровень кислотности плаз­мы. В норме pH крови составляет 7,40+0,04. Отклонения от этого значения вызывают тяжелые системные нарушения в жизнедея­тельности организма. Закисление внутренней среды организма назы­вают ацидозом, а ощелачивание — алкалозом.

Плазма крови, лишенная фибриногена, называется сывороткой крови. Сыворотка крови широко используется в медицине с диаг­ностическими и лечебными целями.

Форменными элементами крови являются эритроциты, лейкоци­ты и тромбоциты. На их долю приходится около 45 % всего объема этой ткани. Процесс образования клеток крови называется гемопоэзом. Все форменные элементы образуются в красном костном моз­ге. У эмбриона в кроветворении участвует также печень. Все формен­ные элементы имеют одного общего предшественника — стволовую кроветворную клетку. При ее делении образуются клетки, которые в дальнейшем превращаются либо в эритроциты, либо в лейкоциты, либо в тромбоциты.

Гематокрит. Отношение объема, приходящегося на форменные элементы, к общему объему крови носит название гематокрит. Этот показатель выражается в процентах и составляет в норме 40—45 %. Он является довольно стабильной константой. Однако на его изме­нение может влиять ряд факторов. После избыточного приема воды гематокрит уменьшается — кровь как бы разбавляется водой. Такое состояние называется гиперволемией. Тяжелая физическая нагрузка, высокая температура внешней среды вызывают потерю организмом воды. Гематокрит при этом возрастает. Объем крови в таких ситуа­циях, как правило, уменьшается, что носит название — гиповолемия.

 

Эритроциты

Эритроциты, или красные кровяные клетки, составляют самую значительную часть форменных элементов. Их количество в нор­ме в 1 литре крови у женщин составляет 4 — 4,5 * 1012 (4 — 4,5 млн в 1 мм3), у мужчин 4,5 — 5 * 1012 (4,5 — 5 млн в 1 мм3).

Основная функция эритроцитов — перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Для выполнения этой функции они имеют специфическое строение и состав. 95 % их массы занимает железосодержащий белок — гемоглобин. Следует отметить, что собственные потребности эритроцитов в кислороде чрезвычайно малы. Энергию для основных жизненных процессов эти клетки получают путем анаэробного окисления глюкозы.

Зрелые эритроциты лишены ядра. Однако их предшественники, находящиеся в красном костном мозге, первоначально имеют ядро, но теряют его по мере созревания. Для нормального образования и созревания эритроцитов в красном костном мозге необходимо до­статочное поступление железа, витаминов В6, В9, B12.

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, способного к деформации. Благодаря этому свойству они, имея размер 7 — 8 мкм, могут проникать в кровеносные капилляры диаметром менее 6 мкм. На поверхности красных кровяных клеток имеются специальные белки-маркеры, которые являются антигенами групп крови.

Продолжительность жизни эритроцитов достигает 120 дней. По истечении этого срока они попадают в селезенку, где и разрушают­ся. Поэтому селезенку образно называют «кладбищем эритроцитов».

В случае недостаточного количества эритроцитов из красного костного мозга в кровь в большом количестве поступают еще не со­зревшие предшественники эритроцитов — ретикулоциты. Эти клет­ки содержат гемоглобин в меньшем количестве, чем зрелые формы. В течение короткого времени они окончательно созревают, превра­щаясь в эритроциты. Количество ретикулоцитов характеризует функ­циональную активность красного костного мозга. В норме они состав­ляют 0,5—1,2 % от всех клеток крови.

Гемоглобин. Основная функция красных кровяных клеток осу­ществляется благодаря наличию в них гемоглобина. Именно он и придает крови характерный красный цвет. Молекула гемоглобина состоит из железосодержащей части — гема, и белковой части — гло­бина.

Одна молекула гемоглобина способна переносить четыре молеку­лы кислорода. В капиллярах легких кислород диффундирует (пере­мещается) через альвеолярно-капиллярный барьер и соединяется с этим белком. Образуется так называемый оксигемоглобин. Кровь, содержащая большое количество кислорода, называется артериаль­ной.

Углекислый газ из межклеточной жидкости попадает в плазму крови. При соединении С02 с гемоглобином образуется карбгемоглобин. Следует отметить, что углекислый газ может транспортиро­ваться к легким и без связи с гемоглобином. Бедная кислородом кровь имеет более темную окраску и называется венозной.

Помимо кислорода и углекислого газа с гемоглобином могут свя­зываться и другие вещества. Одним из наиболее опасных является соединение этого белка с угарным газом, которое называется карбоксигемоглобином. Сродство угарного газа к гемоглобину в 300 раз больше, чем у кислорода. Карбоксигемоглобин не может переносить 02.

В результате этого возникает гипоксия — кислородное голодание. Многие вещества, соединяясь с гемоглобином, изменяют степень окисления железа с +2 (в норме) до +3. В результате образуется метгемоглобин, который также не может принимать участия в транспор­те кислорода.

Количество гемоглобина определяют с помощью гемометра Сали. В 1 л крови у мужчин содержится 130— 160 г гемоглобина, у женщин — 120—140 г. Относительное содержание гемоглобина в эритроцитах отражает цветовой показатель, нормальные значения которого находятся в пределах 0,86—1,05. Повышение цветового показателя более 1,05 свидетельствует об увеличении размеров эрит­роцитов. Понижение значений менее 0,86 говорит либо о небольших размерах красных кровяных клеток, либо об уменьшении содержа­ния в них гемоглобина.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ). B обычных условиях эритроциты взвешены в плазме крови. Относительная плотность плазмы составляет 1,020—1,030, что меньше удельного веса эритро­цитов (1,090—1,100), т.е. эритроциты тяжелее плазмы. В сосудистом русле, несмотря на разницу в плотности эритроцитов и плазмы, они равномерно распределены по всему объему плазмы. Это обусловле­но непрерывным движением крови по сосудам.

При заборе крови в пробирку (предварительно добавляют про- тивосвертывающее вещество) эритроциты под действием силы тяжести перемещаются на дно пробирки, а плазма крови остается в верхней ее части. Скорость оседания эритроцитов определяют как скорость смещения книзу границы раздела двух сред: плазмы крови и эритроцитов. Нормальные значения СОЭ для мужчин составляют 1 —10 мм/ч, а для женщин 2—15 мм/ч. Скорость оседания эритро­цитов зависит больше от состава плазмы крови, чем от свойств са­мих эритроцитов. При повышении в крови концентрации глобулинов или фибриногена, СОЭ возрастает. Показатель увеличивается и при различных инфекционных, воспалительных заболеваниях, бере­менности, травмах и др.

Анемия (малокровие). Это недостаточное для поддержания нор­мальной жизнедеятельности организма содержание эритроцитов или гемоглобина в них. Различают следующие типы анемий: геморраги­ческую, дефицитную (железодефицитную, витаминодефицитную), гемолитическую и апластическую.

При массивной кровопотере, когда организм не способен в корот­кие сроки воспроизвести то количество эритроцитов, которое было потеряно через рану, развивается геморрагическая анемия.

При разрушении (гемолизе) эритроцитов развивается гемолити­ческая анемия. При этом гемоглобин выходит из этих клеток. Не­защищенный мембраной эритроцита он не способен выполнять функцию транспорта кислорода и подвергается разрушению в со­ответствующих органах. Такое состояние наблюдается, например, при малярии, под действием определенных химических веществ, ядов, при резус-конфликте, несоблюдении правил переливания крови.

При недостаточном поступлении в организм железа развивается железодефицитная анемия. Возможно возникновение малокровия вследствие недостаточного поступления в организм некоторых вита­минов (В6, В9, В12).

Кроме того, анемия может развиваться из-за уменьшения выра­ботки форменных элементов крови в красном костном мозге — ап- ластическая анемия. Такое состояние возникает при лейкозах, лу­чевой болезни.

Анемии сопровождаются различными изменениями в анализах крови: гематокрит, количество эритроцитов, ретикулоцитов, гемо­глобина, цветового показателя, СОЭ. Данные этих показателей по­могают правильно и точно поставить диагноз больному.

 

Лейкоциты

Лейкоциты, или белые кровяные клетки, отвечают в организме за иммунитет. Их общее количество в 1 л в норме составляет 4 — 9 * 109. Они крупнее эритроцитов и имеют ядро. Лейкоциты могут изменять свою форму, многие из них способны переходить из просвета кро­веносных сосудов в ткани.

Лейкоциты делят на две группы: зернистые (гранулоциты) и не­зернистые (агранулоциты). К гранулоцитам относят: нейтрофилы (нейтрофильные лейкоциты), эозинофилы (эозинофильные лейко­циты), базофилы (базофильные лейкоциты). Все они характеризуют­ся наличием зернистости в цитоплазме. В зернах содержатся фермен­ты, которые способны уничтожать чужеродные агенты и различные биологически активные вещества: гистамин, гепарин и др. К незер­нистым лейкоцитам относят моноциты и лимфоциты (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Форменные элементы крови: а — базофил; б — эозинофил; в — сегментоядерный нейтрофил; г — моноцит; д — палочкоядерный нейтрофил; е — эритроцит; ж — лимфоцит; з — тромбоциты

Нейтрофилы выполняют функцию фагоцитоза микроорганизмов и инородных веществ за счет специальных ферментов, которые раз­рушают оболочку микроорганизмов. Нейтрофилы составляют 55 — 70 % всех лейкоцитов. Большую часть их общего количества состав­ляют зрелые формы, имеющие сегментированное ядро (сегменто­ядерные). Примерно 2 —5 % лейкоцитов составляют молодые фор­мы, называемые палочкоядерными нейтрофилами.

Базофилы (до 1 % всех лейкоцитов) принимают участие в разви­тии аллергических реакций, обеспечивают миграцию других лейко­цитов в ткани. Эти функции они обеспечивают за счет наличия в их гранулах биологически активных веществ, в первую очередь гепарина и гистамина, которые освобождаются по мере необходимости.

Эозинофилы (2 —5 %) ограничивают выраженность аллергических реакций. Их действие противоположно функциям базофилов: они фагоцитируют биологически активные вещества и аллергены.

Моноциты — самые крупные из лейкоцитов. Моноциты фагоци­тируют не только чужеродные агенты, но и собственные клетки орга­низма в случае их повреждения и гибели. Их называют макрофага­ми. Количество моноцитов составляет 6—8 % от всех лейкоцитов.

Лимфоциты, помимо крови, содержатся также и в лимфе. Они подразделяются на Т- и В-лимфоциты. Общее их количество 25 — 30 % всех лейкоцитов. Эти клетки имеют крупное ядро и окружа­ющий его узкий ободок цитоплазмы.

Лимфоциты образуются в красном костном мозге. В дальнейшем они с током крови и лимфы разносятся в центральные органы им­мунной системы: тимус и аналог сумки Фабрициуса. В этих органах происходит их превращение соответственно в Т- и В-лимфоциты. Из тимуса и аналога сумки Фабрициуса лимфоциты попадают в пери­ферические органы иммунной системы: лимфатические узлы, селе­зенку, лимфоидные образования желудочно-кишечного тракта. Здесь они непосредственно контактируют с микроорганизмами и проис­ходит их специализация: они приобретают способность распознавать и уничтожать определенные виды микроорганизмов. Тем самым формируется специфический иммунный ответ.

 
При попадании в организм чужеродных агентов В-лимфоциты под действием некоторых классов Т-лимфоцитов превращаются в плазма­тические клетки. Последние вырабатывают особые белки — антите­ла (иммуноглобулины). Иммуноглобулины способны присоединять­ся к проникшим микроорганизмам, делая их менее устойчивыми к клеткам-фагоцитам.

Процентное содержание различных типов лейкоцитов от их об­щего числа называется лейкоцитарной формулой (табл. 13.1). Увели­чение содержания лейкоцитов называется лейкоцитозом; снижение количества лейкоцитов — лейкопенией. Последнее развивается вследствие воздействия на человека ионизирующего излучения, раз­личных химических веществ, при некоторых вирусных и бактериаль­ных инфекциях, поражении костного мозга. Характерные изменения в лейкоцитарной формуле помогают врачу правильно поставить ди­агноз. Например, при острых воспалительных заболеваниях в крови повышается содержание лейкоцитов, прежде всего нейтрофилов. При гельминтозах, бронхиальной астме возрастает количество эози- нофилов.

 

Тромбоциты. Свертывающая и противосвертывающая системы крови

Как известно, при нарушении целостности какой-либо ткани организма из раны определенное время истекает кровь. Количество ее зависит от локализации ранения и объема повреждения. Вскоре на поверхности раны образуется тромб, предотвращающий дальней­шее кровотечение. Суть процесса свертывания крови заключается в образовании из определенных элементов крови сгустка плотной кон­систенции. Этот кровяной сгусток называется тромбом.

В свертывании крови большое значение имеют тромбоциты, или кровяные пластинки. Их количество в 1 л крови составляет 180 — 360 * 109. Тромбоциты по сути своей не являются полноценными клетками. Они образуются в красном костном мозге в результате отщепления фрагментов цитоплазмы от гигантской клетки — ме- гакариоцита. Ядра они не содержат, имеют размеры 2 — 5 мкм. Продолжительность жизни кровяных пластинок 5 —8 дней. Сниже­ние тромбоцитов в крови характерно для некоторых наследствен­ных заболеваний (наследственные тромбоцитопении).

При повреждении сосуда тромбоциты фиксируются на повреж­денной поверхности. Они склеиваются между собой и формируют так называемый тромбоцитарный тромб.

В плазме крови постоянно содержатся 13 факторов свертывания. Основными из них являются ионы кальция, протромбин, фибрино­ген, тромбопластин. Ряд факторов свертывания крови синтезирует­ся в печени. Процесс окончательного образования тромба представ­ляет собой цепь реакций с участием всех факторов свертывания. Сущностью его является превращение растворимого белка фибрино­гена в нерастворимый фибрин. Этот процесс осуществляется под действием фермента тромбина. Последний образуется из протром­бина под влиянием ряда факторов свертывания, в том числе ионов кальция (рис. 13.2). Фибрин оседает в виде сети нитей, между кото­рыми находятся застрявшие в них клетки крови. В результате этих процессов образуется прочный фибриновый тромб.

Некоторые люди страдают тяжелым наследственным заболевани­ем — гемофилией. Из-за генетических аномалий у них не синтези­руются в достаточном количестве VIII (антигемофильный глобулин А) и IX (антигемофильный глобулин В) факторы свертывания кро­ви. При этом даже при небольших повреждениях возникают обиль­ные, трудно поддающиеся остановке кровотечения.

Помимо свертывающей системы в организме существует также противосвертывающая система. Без нее вся кровь в считанные минуты свернулась бы прямо в сосудистом русле. К веществам, препят­ствующим образованию тромба (антикоагулянтам), относится гепа­рин. Он способен нейтрализовать тромбин, и в результате этого фиб­риноген не превращается в фибрин. Образовавшийся тромб может быть разрушен ферментом фибринолизином (плазмином). Он спо­собен растворять фибрин.

Рис. 13.2. Образование фибринового тромба
 
В организме существует постоянный баланс между свертывающей и противосвертывающей системами. При его нарушении могут воз­никать тяжелые заболевания, сопровождающиеся либо массивными кровотечениями, либо образованием внутрисосудистых тромбов.

Определение количества форменных элементов осуществляют в счетной камере Бюркера с нанесенной сеткой Горяева. Исследова­ние проводят с помощью микроскопа по специальной методике. Сейчас для подсчета форменных элементов также применяют совре­менные счетчики и анализаторы клеток.