ЛЕКЦИЯ № 25
Гомеостаз. Кровь.
Основные понятия. Организм человека примерно на две трети состоит из воды. Это основной компонент практически всех тканей, находится как внутри, так и вне клеток. Больше всего воды содержат жидкие ткани — кровь и лимфа. Помимо воды в состав тканевой жидкости входят различные органические вещества, синтезируемые клетками.
Кровь, лимфа и тканевая жидкость составляют внутреннюю среду организма.
Кровь — жидкая ткань, количество которой у взрослого человека составляет 5 — 6л (7 — 8% массы тела). Кровь циркулирует по кровеносным сосудам. В сети капилляров она обменивается веществами с межклеточной жидкостью. Через стенку капилляров питательные вещества и кислород переходят к клеткам, а продукты обмена поступают обратно в кровь.
Лимфа — жидкая ткань, образующаяся из тканевой жидкости в слепо начинающихся лимфатических капиллярах: избыток межклеточной жидкости поступает в них через крупные поры между эндотелиоцитами. Благодаря этому в просвет микрососудов могут проникать белковые и жировые молекулы.
В течение суток в организме образуется 2—4 л лимфы. При этом одновременно в лимфатических сосудах ее количество составляет около 0,5 —1,0 л. Лимфа содержит клеточные элементы. В основном это клетки иммунной системы — лимфоциты, которые играют важную роль и в защите организма от инфекционных заболеваний.
Гомеостаз. Внутренняя среда организма отличается своим постоянством. В организме поддерживаются на определенном уровне температура, pH крови и лимфы, химический состав жидких сред.
Несмотря на меняющиеся внешние условия, основные биохимические показатели внутренней среды остаются практически одними и теми же. При изменении какого-либо фактора внутренней среды в организме включаются мощные системы саморегуляции. Они обеспечивают работу органов и систем, направленную на восстановление постоянных для индивида физиологических и биохимических показателей. Такая совокупность механизмов, обеспечивающих поддержание постоянства внутренних сред организма, называется гомеостазом.
Так, при выполнении тяжелой физической работы ткани активно потребляют кислород. Его количество в крови, межклеточной жидкости уменьшается, а концентрация углекислого газа, наоборот, увеличивается. Возрастание концентрации СО2 улавливается специальными рецепторами, которые передают эту информацию в дыхательный центр. В ответ увеличивается частота дыхания и за единицу времени значительно большее количество кислорода поступает в кровь и более активно из организма выводится углекислый газ. Одновременно усиливается кровоток в тканях. При этом ускоряется отток крови с растворенным в ней углекислым газом к легким и приток крови с высоким содержанием кислорода от легких к тканям, что обеспечивает поддержание гомеостаза газового состава.
Функции 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 кклеткам организма;
6) защитная — обеспечение иммунных реакций против инфекционных агентов и токсинов;
7) гомеостатическая — поддержание постоянства внутренней среды организма.
ОЦК. Объем циркулирующей крови (ОЦК) является одной из констант организма. Однако ОЦК не постоянна величина. Он зависит от возраста, пола, функционального состояния органов конкретного человека:
- У молодых ОЦК составляет около 7% массы тела,
- У новорожденных - более 10%,
- У женщин 6%,
У людей, ведущих малоподвижный образ жизни, ОЦК ниже, а у физически тренированных, наоборот, выше среднего уровня. Так, у спортсменов, способных выдерживать большую физическую нагрузку, ОЦК достигает 10% массы тела.
Состав крови. 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
1. Белки плазмы крови. Белки плазмы крови в основном делятся на две группы: альбумины и глобулины.
Альбумины составляют основную группу белков плазмы крови (≈ 60% от общего количества белков). Они осуществляют транспорт различных веществ (билирубин, соли тяжелых металлов, антибиотики, гормоны).
Глобулины делят на α1-, α2-, β- и γ- глобулины. γ - глобулины делятся на иммуноглобулины (IgG, IgA, IgM, IgE). Функции глобулинов: α1-, α2-, β- транспортная, γ - защитная.
Фибриноген участвует в свертывании крови и остановке кровотечения, благодаря способности при определенных условиях переходить в нерастворимую форму - фибрин.
Альбумины и фибриноген образуются в печени.
Глобулины - в печени, костном мозге, селезенке, лимфатических узлах.
Функции белков плазмы крови:
- Создают онкотическое давление,
- Обеспечивают вязкость крови (для поддержания артериального давления),
- Препятствуют оседанию эритроцитов,
- Участвуют в свертывании крови,
- Участвуют в иммунологических реакциях (глобулины),
- Переносят гормоны, липиды, углеводы, биологически активные вещества,
- Являются резервом для построения тканевых белков.
2. Липиды. Являются основным питательным элементом для клеток, транспортируется кровью.
3. Углеводы. В крови содержится глюкоза (4,2—6,4 ммоль/л), которая также доставляется к клеткам посредством крови. Гипергликемия – повышение уровня глюкозы крови, гипогликемия – понижение уровня глюкозы крови.
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.
Концентрация такого раствора солей составляет 0,9%, такой раствор называют изотоническим или физиологическим. Он используется в медицине для восполнения объема плазмы крови. К концентрации солей в плазме крови необычайно чувствительны эритроциты:
- При повышении концентрации солей в плазме крови эритроциты теряют жидкость и сморщиваются;
- При снижении концентрации солей в плазме крови эритроциты накапливают воду, раздуваются и лопаются, возникает гемолиз – выход гемоглобина в русло крови, она становится «лаковой» и перестает переносить кислород.
Основные физико-химические показатели крови.
РН крови. Строго постоянным является и уровень кислотности плазмы. В норме pH крови составляет 7,40 (+0,04) – слабощелочная реакция. Отклонения от этого значения вызывают тяжелые системные нарушения в жизнедеятельности организма, так при рН равном 6,8 возникают тяжелые нарушения работы организма, кома и смерть. Если же рН становится равным 7,7, то наступают тяжелые судороги (тетания), что может привести к смерти. 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.
Гематокрит. Как сказано выше, кровь состоит из форменных элементов (клеток крови) и плазмы крови. Форменными элементами крови являются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. На их долю приходится около 45 % всего объема этой ткани.
Гематокрит это соотношение форменных элементов к общему объему крови. 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 г иперволемией. 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.
Цвет крови. Определяется наличием в эритроцитах особого белка - гемоглобина. Артериальная кровь характеризуется ярко-красной окраской, зависит от содержания в ней гемоглобина, насыщенного кислородом (оксигемоглобин). Венозная кровь имеет темно-красную с синеватым оттенком окраску, что объясняется наличием в ней не только окисленного, но и восстановленного гемоглобина. Чем активнее орган и чем больше отдал кислорода тканям гемоглобин, тем более темной выглядит венозная кровь.
Относительная плотность крови. Колеблется от 1,058 до 1,062 и зависит в основном от содержания эритроцитов. Относительная плотность плазмы крови в основном определяется концентрацией белков и составляет 1,029-1,032.
Вязкость крови. Определяется по отношению к вязкости воды и составляет 4,5-5,0. Вязкость крови зависит главным образом от содержания эритроцитов и в меньшей степени от белков плазмы. Вязкость венозной крови несколько больше, чем артериальной, что обусловлено поступлением в эритроциты СО2, благодаря чему незначительно увеличивается их размер. Вязкость крови возрастает при опорожнении депо крови, содержащей большее число эритроцитов. Вязкость плазмы не превышает 1,8-2,2. При обильном белковом питании вязкость плазмы, а, следовательно, и крови может повышаться.
Температура крови. Во многом зависит от интенсивности обмена веществ того органа, от которого оттекает кровь, и колеблется в пределах 37-40 ° С При движении крови не только происходит некоторое выравнивание температуры в разных сосудах, но и создаются условия для отдачи или сохранения тепла в организме.
СОЭ. Суспензионная устойчивость крови (скорость оседания эритроцитов - СОЭ). Кровь представляет собой суспензию, так как форменные элементы ее находятся в плазме в подвешенном состоянии. Взвесь эритроцитов в плазме поддерживается гидрофильной природой их поверхности, а также тем, что эритроциты (как и другие форменные элементы) несут отрицательный заряд, благодаря чему отталкиваются друг от друга. Если отрицательный заряд форменных элементов уменьшается, то эритроциты, склеиваются друг с другом, образуют так называемые монетные столбики. Такие «монетные столбики», застревают в капиллярах, препятствуют нормальному кровоснабжению тканей и органов.
Если кровь поместить в пробирку, предварительно добавив в нее вещества, препятствующие свертыванию, то через некоторое время можно увидеть, что кровь разделилась на два слоя: верхний состоит из плазмы, а нижний представляет собой форменные элементы, главным образом эритроциты. Исходя из этих свойств, Фарреус предложил изучать суспензионную устойчивость эритроцитов, определяя скорость их оседания в крови, свертываемость которой устранялась предварительным добавлением цитрата натрия. Этот показатель получил наименование «скорость оседания эритроцитов (СОЭ)».
Величина СОЭ зависит от возраста и пола.
- У новорожденных СОЭ равна 1-2 мм / ч,
- У детей старше 1 года и у мужчин - 6-12 мм / ч,
- У женщин - 8-15 мм / ч,
- У пожилых людей обоих полов - 15-20 мм / ч.
Наибольшее влияние на величину СОЭ делает содержание фибриногена: при увеличении его концентрации более 4г/л СОЭ повышается. СОЭ резко увеличивается во время беременности, когда содержание фибриногена в плазме значительно возрастает. Повышение СОЭ наблюдается при воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваниях, а также при значительном уменьшении числа эритроцитов (анемия). Уменьшение СОЭ у взрослых людей и детей старше 1 года является неблагоприятным признаком.
