Система крови
1. Понятие системы крови.
2. Функции системы крови.
3. Основные физиологические показатели крови.
4. Белки плазмы крови
5. Клеточный состав крови
6. Гемостаз
7. Кроветворение и его регуляция
Понятие системы крови.
Система крови — совокупность образований, участвующих в поддержании гомеостаза тканей и органов. Включает:
• собственно кровь как жидкая разновидность соединительной ткани. Она представляет собой ткань, состоящую из жидкой части – плазмы – и взвешенных в ней клеток (форменных элементов).
• органы кроветворения и кроворазрушения: костный мозг, вилочковая железа, лимфатические узлы, селезенка, печень;
• нейрогуморальный аппарат регуляции.
Кровь циркулирует в сердечно-сосудистой системе, чтобы обеспечить распределение дыхательных газов, питательных веществ, воды, электролитов, гормонов, антител, лекарственных препаратов, метаболических отходов, а также тепла по всему телу.
Кровь состоит из клеточных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов), которые взвешены в плазме крови. Человек, который весит 70 кг имеет около 5 л крови, из которых около 2 л занимают клеточные элементы и 3 л плазма.
Функции системы крови.
Кроветворение происходит непрерывно в красном костном мозге, который с периода новорожденности и до 3-4 лет располагается во всех полостях костей; по мере роста костей ККМ занимает в них все меньше места, вытесняясь жировой тканью - желтым костным мозгом. У взрослых ККМ сохраняется только в позвонках, грудине, ключице, лопатке, ребрах, костях черепа и таза, эпифизах (концах) трубчатых костей. Масса миелоидной ткани взрослого человека 15 – 2 кг, она содержит стволовые клетки и зреющие форменные элементы крови. В среднем у человека в течение жизни образуется около 450 кг эритроцитов, 5400 кг гранулоцитов, 275 кг лимфоцитов и 40 кг тромбоцитов.
Кроворазрушение также протекает непрерывно в самом сосудистом русле, в селезенке и печени в количествах, эквивалентных вновь образующимся форменным элементам.
Дыхательная функция крови заключается в переносе кислорода из органов дыхания к тканям и углекислого газа в обратном направлении. Обмен газов основан на разности парциальных давлений, в результате чего происходит их диффузия. Кислород и углекислый газ содержатся в основном в связанном состоянии. Азот (около 1, 2 % по объему) находится в крови только в растворенном состоянии.
Трофическая функция крови по отношению к клеткам заключается в переносе к ним от кишечника питательных веществ — аминокислот, липидов, моно- и дисахаридов, витаминов, микроэлементов и др.
Экскреторная функция крови способствует выведению через почки, легкие, потовые железы и пищеварительный тракт токсичных продуктов метаболизма (мочевина, аммиак, билирубин, уробилин, двуокись углерода и др.), а также избытка воды и солей.
Секреторная – синтез БАВ(белков плазмы, регуляторных веществ) клетками печени, костного мозга, селезенки форменными элементами крови.
Защитная функция — одна из важнейших функций крови — реализуетсяв двух формах — иммунных реакциях (гуморальный и клеточный иммунитет) и свертывании (тромбоцитарный и коагуляционный гемостаз). Частным случаем защитной функции являются противосвертывающие механизмы системы крови.
Регуляторная функция. Косвенным образом кровь участвует во всех формах гуморальной регуляции, доставляя «адресату» гормоны, биологически активные вещества пептидной природы, электролиты, витамины, ферменты и многое другое.
Терморегуляторная функция способствует поддержанию температуры тела, особенно в условиях повышенной или пониженной температуры окружающей среды. Вследствие большой теплоемкости кровь переносит тепло от более нагретых к менее нагретым участкам тела и органам, регулируя таким образом физическую теплоотдачу. Например, во время интенсивной мышечной деятельности в мышцах возрастает образование тепла, но тепло в них не задерживается. Оно поглощается кровью и разносится по всему телу, вызывая возбуждение гипоталамических центров терморегуляции. Это приводит к соответствующему изменению продукции и отдачи тепла. В результате температура тела поддерживается на постоянном уровне.
Все перечисленные функции крови являются частным случаем ее гомеостатической функции, направленной на сохранение относительного постоянства важнейших показателей внутренней среды — активной реакции (рН), газового и электролитного состояния, клеточного состава и др. Глобальной функцией системы крови можно назвать обеспечение целостности организма.
Основные физиологические показатели крови.
Общее количество крови у взрослого человека 4—6 л, что составляет 6— 8 % массы тела (у мужчин в среднем около 5,4 л, у женщин — 4,5 л). Около 84 % крови находится в сосудах большого круга кровообращения, 9 % — малого и 7 % — в сердце. Примерно 64 % общего количества крови находится в венах, 6 % — в капиллярных и 18 % — в артериях.
Объем циркулирующей крови (ОЦК) — 2—3 л, т.е. около половины ее общего объема. Другая половина крови распределена в системах депо: 20 % — в печени, 16 % — в селезенке, 10 % — в сосудах кожи. ОЦК изменяется в соответствии с потребностями организма: при мышечной работе, при кровотечении, например, он увеличивается за счет выхода из депо; в состоянии сна, физического покоя, при резком повышении системного давления крови ОЦК, напротив, может уменьшаться. Эти реакции имеют приспособительный характер, их смысл в поддержании адекватного потребностям организма органного кровотока и оксигенации тканей.
Гематокрит — показатель соотношения объема форменных элементов и объема крови. У здоровых мужчин гематокрит находится в пределах 44-48%, у женщин 41-45% (у мужчин больше эритроцитов, т.к. они более приспособлены к физическим нагрузкам). Увеличение гематокрита отражает повышение кислородной емкости крови, но одновременно увеличение ее вязкости.
Вязкость крови связана с наличием в ней эритроцитов и белков плазмы. Если принять вязкость воды за единицу, то для цельной крови она составляет 5,0, а для плазмы 1,7—2,0 условных единиц. Повышение вязкости (например, при обильном потении) влечет за собой нежелательное возрастание сопротивления току крови, особенно в мелких сосудах. Как следствие снижается линейная скорость кровотока, повышается давление, возрастает опасность тромбообразования.
Плотность крови — обобщенный показатель содержания всех видов форменных элементов, белков и липидов крови. Плотность цельной крови 1,050-1,060; плазмы - 1,025-1,034.
Осмотическое давление
Осмотическое давление (осмоляльность) — характеризуется силой, с которой молекулы и ионы растворенного вещества (гидраты) удерживают воду в своей гидратной оболочке или притягивают ее через полупроницаемую мембрану вследствие разности концентраций растворенного вещества. Основную часть осмоляльности составляют растворенные в плазме соли, белки плазмы и другие органические вещества. Даже незначительные отклонения осмоляльности могут привести к гибельным последствиям.
Онкотическое давление – осмоляльность, создаваемая белками плазмы крови (в основном, альбуминами). Доля его по сравнению с ее общим осмотическим давлением мала, но значение огромно. Это связано с тем, что эндотелий капилляров для белков непроницаем, а межклеточная жидкость содержит ничтожные его количества. Поэтому онкотическое давление является фактором, способствующим переходу воды из тканей в кровяное русло. Онкотическому давлению противодействует давление, под которым находится кровь в капиллярах, т.е. гидростатическое давление. В артериальной части капилляров оно превышает величину онкотического давления, поэтому здесь жидкость переходит из крови в окружающую капилляр ткань. Наоборот, у венозного конца капилляра гидростатическое давление крови уже меньше онкотического и вода из тканей переходит обратно в кровь. Благодаря такому механизму, кровь находится в непрерывном обмене с тканевой жидкостью.
Реакция крови – оценивается водородным показателем рН. Эта величина имеет исключительное значение, поскольку абсолютное большинство обменных реакций может нормально протекать только при определенных величинах рН. Кровь млекопитающих и человека имеет слабощелочную реакцию: рН артериальной крови 7,35 – 7,47, венозной на 0,02 единицы ниже. Несмотря на непрерывное поступление в кровь кислых и щелочных продуктов обмена, рН сохраняется на относительно постоянном уровне благодаря специальным механизмам. Если все же возникает сдвиг активной реакции в кислую сторону, то это состояние называют ацидозом, в щелочную – алколозом.
Белки плазмы крови.
Нормальные плазменные концентрации отдельных ионов и небольших молекул почти такие же, как и в тканевой жидкости из-за свободного обмена воды и растворенных веществ через большинство кровеносных капилляров. Напротив, большинство капилляров непроницаемы для белков плазмы. В результате разница в концентрации белка между плазмой и интерстициальной жидкости создает градиент осмотического (онкотического) давления, который выступает против фильтрации плазмы из капилляров.
Белковую фракцию плазмы составляет несколько десятков различных белков. Их делят на две основные группы: альбумины и глобулины. В глобулиновую фракцию входит фибриноген.
Альбумины составляют около 60 % белков плазмы. Они участвуют в транспорте кровью различных веществ, таких как тироксин, билирубин, соли тяжелых металлов, жирные кислоты, фармакологические препараты.
Глобулины по показателям электрофоретической подвижности разделяют на α1-, α2-, β- и γ-глобулины. Эти фракции подразделяют на субфракции. Так, в α1-глобулинах имеются белки с углеводной группой – гликопротеины, в них циркулирует около 60 % всей глюкозы плазмы. Субфракция α2-глобулинов церулоплазмин обладает способностью связывать медь.
β-глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, металлических катионов. Они удерживают около 75 % всех липидов плазмы. Металлосодержащий белок трансферрин осуществляет перенос железа кровью.
Во фракцию γ-глобулинов входят различные антитела, защищающие организм от вторжения вирусов и бактерий. Их подразделяют на группы IgA, IgG, IgE и т.д. Сюда же относят агглютинины крови.
Фибриноген обладает свойством становиться нерастворимым в определенных условиях (под воздействием тромбина), принимать при этом волокнистую структуру, переходя в фибрин.
Альбумины и фибриноген образуются в печени, глобулины – в печени, красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах.
| Белки | Конц. в плазме, г/л | Место образования | Основные функции |
| Альбумины | |||
| α1-глобулины | |||
| α2-глобулины | |||
| β-глобулины | |||
| γ-глобулины | |||
| Фибриноген | |||
| Протромбин |
Таким образом, белки плазмы вместе с электролитами являются ее функциональными элементами. С их помощью в значительной степени осуществляется транспорт веществ из крови к тканям. К числу транспортируемых компонентов относятся питательные вещества, витамины, микроэлементы, гормоны, ферменты, а также конечные продукты обмена веществ. Кроме того, в силу способности связывать большое число циркулирующих в плазме низкомолекулярных соединений, белки участвуют в поддержании осмотического давления.
Клеточный состав крови
Клеточный состав крови представлен эритроцитами, лейкоцитами и тромбоцитами.
Эритроциты — безъядерные форменные элементы, 98% объема гомогенной цитоплазмы которых составляет гемоглобин. Их количество в среднем составляет 3,9-5*1012/л.
Время жизни эритроцитов составляет в среднем 120 дней. Следовательно, в организме постоянно должно происходить обновление пула эритроцитов со скоростью примерно 2,3 млн клеток за одну секунду. Активная часть жизненного цикла эритроцитов протекает в периферической крови, куда они поступают в стадии ретикулоцитов. Ретикулоциты активно поглощают ферритин; через 24-36 ч превращаются в зрелые эритроциты. Эритроциты составляют основную массу крови, они же определяют ее цвет.
Зрелые эритроциты млекопитающих имеют форму двояковогнутых дисков диаметром 7-10 мкм, соотношение диаметров толстой и тонкой частей 1/4. Особая форма не только увеличивает площадь поверхности (до 3800 м2), но и способствует более быстрой и равномерной диффузии газов через клеточную мембрану. Вследствие большой эластичности эритроциты легко проходят по капиллярам, имеющим вдвое меньший, чем они диаметр (3-4 мкм). Плазмолемма эритроцитов имеет отрицательный заряд, аналогично заряжены внутренние стенки кровеносных сосудов. Одноименные заряды препятствуют слипанию.
Функции эритроцитов:
• транспорт О2 от легких к тканям и участие в переносе СО2 от тканей к легким
• транспорт адсорбированных на поверхности питательных веществ и БАВ, обмен липидами с плазмой крови
• участвуют в регуляции кислотно-щелочного и ионного равновесия
• принимают участие в механизмах иммунитета, адсорбируя различные яды, которые затем разрушаются
• содержат ряд ферментов (фосфатазу) и витаминов (В1, В2, В6, аскорбиновую кислоту)
• участвуют в свертывании крови
• мембранные белки А и В, определяют групповую принадлежность крови в системе АВ0; D-белок – в системе резус-фактора (Rh)