Кровь
Понятие о внутренней среде организма. Кровь, лимфа и межтканевая жидкость являются внутренней средой организма. Они доставляют клеткам вещества необходимые для жизнедеятельности, и уносят конечные продукты обмена.
В отличие от непрерывно изменяющейся внешней среды внутренняя среда постоянна по своему составу и физико-химическим свойствам (температура, осмотическое давление, реакция и др.). Постоянство внутренней среды организма (гомеостаз), по выражению великого французского физиолога Клода Бернара, является необходимым условием свободной жизни. Например, высокоорганизованные теплокровные животные могут жить при температуре от + 50° С до - 72° С. Постоянство температуры внутренней среды обеспечивает постоянство жизнедеятельности всех органов и систем организма.
Кровь - это жидкая ткань, состоящая из плазмы и взвешенных в ней кровяных телец. Циркуляция крови по замкнутой сердечно-сосудистой системе является необходимым условием поддержания постоянства ее состава. Остановка сердца и прекращение движения крови немедленно приводят организм к гибели.
Постоянство состава и свойств крови регулируется центральной нервной системой и железами внутренней секреции.
Основные функции крови
Находясь в непрерывной циркуляции, кровь выполняет транспортные функции:
1) разносит по организму питательные вещества;
2) уносит от органов продукты распада и доставляет их к органам выделения;
3) участвует в газообмене, транспортирует кислород (О2) и углекислый газ (СО2);
4) поддерживает постоянство температуры тела: нагреваясь в органах с высоким обменом веществ (мышцы, печень), кровь переносит тепло к другим органам и коже, через которую происходит теплоотдача;
5) переносит гормоны, метаболиты (продукты обмена веществ) и осуществляет химическое взаимодействие в организме, или гуморальную регуляцию функций.
Кровь выполняет защитную функцию. Она играет главную роль в иммунитете - невосприимчивости к инфекционным болезням и защите от вредных агентов. К защитным функциям крови относится также ее способность к свертыванию, прекращающему кровотечение.
Количество и физико-химические свойства крови
У человека с массой тела 70 кг содержится 5 л крови, что составляет 6-8% от массы тела. Кровь, вытекающая из кровеносного сосуда, имеет однородную красную окраску. В действительности она состоит из желтоватой жидкой части, называемой плазмой, и взвешенных в ней кровяных телец, или форменных элементов: красных кровяных телец (эритроциты), придающих крови цвет, белых кровяных телец (лейкоциты) и кровяных пластинок (тромбоциты). Форменные элементы составляют около 45% объема цельной крови; 55% объема приходится на долю плазмы. Они тяжелее плазмы.
Относительная плотность цельной крови 1,050-1,060, эритроцитов 1,090, плазмы 1,025-1,034.
Вязкость крови около 5,0; вязкость плазмы 1,7 - 2,2 (по отношению к вязкости воды, которая принимается за 1).
Осмотическое давление крови равно 7,6 атм. Оно создается суммарным числом молекул и ионов. Несмотря на то что белков в плазме 7-8%, а солей около 1%, на долю белков приходится всего 0,03-0,04 атм, или 25 - 30 мм рт. ст. В основном осмотическое давление крови создается солями, 60% его приходится на долю NaCl. Это объясняется тем, что молекулы белков имеют огромные размеры, а величина осмотического давления зависит только от числа молекул и ионов. Постоянство осмотического давления очень важно, так как гарантирует одно из условий, необходимых для правильного хода физиологических процессов, - постоянное содержание воды в клетках и, следовательно, постоянство их объема. Под микроскопом это можно наблюдать на примере эритроцитов. Если поместить эритроциты в раствор с более высоким, чем в крови, осмотическим давлением, то они теряют воду и сморщиваются, а в растворе с меньшим осмотическим давлением набухают, увеличиваются в объеме и могут разрушиться. То же самое происходит со всеми другими клетками при изменении осмотического давления в окружающей их жидкости.
В крови поддерживается постоянство реакции. Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов, которую выражают водородным показателем - рН. В нейтральной среде рН 7,0, в кислой среде меньше 7,0, а в Щелочной - больше 7,0. Кровь имеет рН 7,36, т.е. ее реакция слабощелочная. Жизнь возможна в узких пределах смещения рН - от 7,0 до 7,8. Это объясняется тем, что катализаторами всех биохимических реакций являются ферменты, а они могут работать только при определенной реакции среды. Несмотря на поступление в кровь продуктов клеточного распада - кислых и щелочных веществ, Даже при напряженной мышечной работе рН крови уменьшается не более чем на 0,2-0,3. Это достигается за счет буферных систем крови (бикарбонатный; белковый, фосфатный и гемоглобиновый буферы), которые могут связывать гидроксильные (ОН) и водородные (Н+) ионы и тем самым поддерживать реакцию крови постоянной. Выводятся из организма образовавшиеся кислые и щелочные продукты почками, с мочой. Через легкие удаляется углекислый газ.
Плазма крови. Плазма крови представляет собой сложную смесь белков, аминокислот, углеводов, жиров, солей, гормонов, ферментов, антител, растворенных газов и продуктов распада белка (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак), подлежащих выведению из организма. Она имеет слабощелочную реакцию (рН 7,36). Основными компонентами плазмы являются вода (90-92%), белки (7 - 8%), глюкоза (0,1%), соли (0,9%). Состав плазмы характеризуется постоянством.
Белки плазмы делятся на глобулины (альфа, бета и гамма), альбумины и липопротеиды. Значение белков плазмы многообразно.
Очень важную роль играет глобулин, называемый фибриногеном: он участвует в процессе свертывания крови.
Гамма-глобулин содержит антитела, обеспечивающие иммунитет.
В настоящее, время очищенный - глобулин используют для лечения и повышения невосприимчивости к некоторым болезням.
Наличие белков в плазме крови повышает ее вязкость, что имеет значение в поддержании давления крови в сосудах.
Белки имеют большую молекулярную массу, поэтому они не проникают через стенки капилляров и удерживают в сосудистой системе определенное количество воды. Таким путем они принимают участие в распределении воды между кровью и тканевой жидкостью.
Являясь буферами, белки участвуют в поддержании постоянства реакции крови.
Содержание глюкозы в крови составляет 4,44-6,66 ммоль/л (80-120 мг%). Глюкоза является основным источником энергии для клеток организма. Если количество глюкозы снижается до 2,22 ммоль/л, то резко повышается возбудимость клеток мозга, у человека появляются судороги. При дальнейшем уменьшении содержания глюкозы человек впадает в коматозное состояние (нарушаются сознание, кровообращение, дыхание) и умирает.
В состав минеральных веществ плазмы входят соли NaCl, СаС12, КС1, NaHCO3, NaH2PO4 и др. Соотношение и концентрация Na+, Ca2+ и К+ играют важнейшую роль в жизнедеятельности организма, поэтому постоянство ионного состава плазмы регулируется очень точно. Нарушение этого постоянства, главным образом при заболеваниях желез внутренней секреции, опасно для жизни.
В медицинской практике для частичного восполнения потерь крови или поддержания деятельности изолированных органов готовят изотонические растворы. Например, изотонический раствор хлорида натрия содержит 0,9%. NaCl и имеет одинаковое с кровью осмотическое давление. (Растворы, имеющие большее осмотическое давление, чем кровь, называются гипертоническими, а меньшее - гипотоническими). Более сложные растворы, например раствор Рингера, в который входят NaCl, СаС12, КС1, NaHCO3, не только изотоничны крови, но и изотоничны, т.е. имеют одинаковый с ней ионный состав, а благодаря содержанию NaHCO3 - примерно равный крови рН, т.е. слабощелочную реакцию. Еще более приближается к составу плазмы крови раствор Рингера - Локка, содержащий 0,1% глюкозы. В настоящее время применяются кровезамещающие растворы, которые содержат не только соли, глюкозу, но и белки, т.е. по составу и физико-химическим свойствам максимально возможно приближаются к плазме крови. Их вводят человеку после кровопотери для восстановления артериального давления.
Из плазмы крови готовят сыворотку путем дефибринирования, т.е. удаления из плазмы фибрина. Сыворотку крови можно получить и другим путем. Если выпустить кровь из кровеносного сосуда в цилиндр, то она через некоторое время свернется, т.е. превратится в желеобразный сгусток. В дальнейшем сгусток сжимается и из него вытесняется светло-желтая жидкость - сыворотка крови. Сыворотка крови от плазмы отличается отсутствием фибриногена, поэтому она не способна свертываться.