Система крови
Система крови включает: кровь, органы кроветворения, органы кроверазрушения, органы депонирования крови, аппарат нейрогуморальной регуляции.
Кровь – жидкая соединительная ткань, циркулирующая в кровеносной системе.
Функции:
1. Транспортная:
а) дыхательная – связывает и переносит О2 от легких к тканям и СО2 – из тканей к легким;
б) трофическая –переносит питательные вещества от органов пищеварительного тракта к клеткам;
в) экскреторная – уносит из тканей конечные продукты метаболизма к органам выделения;
г) гуморальная – переносит гормоны и др. БАВ от клеток, где они образуются к др. клеткам;
д) терморегуляторная – способствует перераспределению тепла в организме и поддерживает постоянную температуру тела;
е) гомеостатическая – поддерживает постоянство внутренней среды организма и др.
2. Защитная:
а) участвует в фагоцитозе;
б) участвует в образовании антител;
в) способна свертываться и прекращать кровотечение.
Состав крови: Кровь состоит из плазмы (55-60 %) и форменных элементов (40-45 %), эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.
Процентный объем крови, приходящийся на долю форменных элементов и в основном эритроцитов, называется гематокритом (42-45 об%).
Количество крови составляет 5-9 % от массы тела, в среднем 4,5-6 л. Из этого количества до 50% крови находится в кровяных депо (селезенке, печени, легких, коже).
Физико-химические свойства крови. Кровь сочетает в себе свойства суспензии, коллоида и раствора электролитов.
Суспензионные и коллоидные свойства зависят от количества белков, которые определяют онкотическое давление (22-30 мм рт. ст.), а также способности форменных элементов находиться во взвешенном состоянии. Электролитные свойства зависят от концентрации солей, в основном NaCl. Они обеспечивают осмотическое давление в 6,6-7,6 атм. Раствор имеющий такое же осмотическое давление, как и плазма, называется изотоническим и равен 0,9%.
К свойствам крови относятся вязкость (зависит от количества эритроцитов и белков и равна 5, воды = 1, плазмы = 2); плотность (зависит от количества эритроцитов, гемоглобина, белков и равна 1,05-1,06 г/см3); реакция крови (рН). В норме рН крови 7,35-7,45 (венозной – 7,36; артериальной – 7,4). При увеличении в крови Н+ развивается ацидоз, при увеличении ОН- алкалоз. Соотношение водородных и гидроксильных ионов называется кислотно-основным состоянием (КОС) крови. Величина рН является одним из самых «жестких» параметров крови. Сдвиг рН даже на 0,1 за пределы границ способствует нарушению ССС, дыхательной системы и др. КОС поддерживается буферными системами крови, а регулируется с помощью легких, ЖКТ, почек. В поддержании КОС большую роль играют хеморецепторы, которые возбуждаются при отклонении рН от нормы. Буферные системы регулируют сдвиг рН крови при внесении в неё кислот и оснований. В крови имеется 4 буферные системы: бикарбонатная, фосфатная, белковая и гемоглобиновая. Первые три играют роль в основном в плазме крови, а четвертая – в эритроцитах. Эти системы состоят из слабой кислоты и сильного основания.
1. Бикарбонатный буфер состоит из Н2СО3 и NaНСО3 (в плазме) и КНСО3 (в клетках). Он способен нейтрализовать не только избыток ионов Н+, но и избыток оснований. Он важен для поддержания КОС при дыхании.
2. Фосфатный буфер состоит из солей NaН2РО3 и Na2НРО3. Эта система является основной буферной системой клеток. Этот буфер участвует в почечной регуляции КОС и регуляции реакции некоторых тканей. В крови он способствует поддержанию постоянства бикарбонатного буфера.
3. Белковый буфер: белки плазмы содержат кислые и основные радикалы и поэтому могут взаимодействовать с основаниями и кислотами.
4. Гемоглобиновый буфер. Гемоглобин находится в виде двух форм: восстановленного гемоглобина (Нb), связывающего ионы Н+ (ННb) и окисленного (окси Нb) – КНbО2, отдающего ионы Н+. Гемоглобиновый буфер уменьшает закисление среды также с помощью образования ННbСО2.
СОЭ: в пробирке с кровью, где нет фибрина, эритроциты оседают на дно. СОЭ в женщин 2-10 мм/г, у мужчин 2-15 мм/г. СОЭ увеличивается при воспалениях, опухолях, беременности.
Плазма крови – желтоватая жидкая часть крови без форменных элементов.
Состав: Н2О – 90-92; сухой остаток 8-10%.
1 Белки (7-8 % = 67-75 г/л) – большинство их синтезируется в печени. Значение: обеспечивают онкотическое давление, образуют иммунные тела, участвуют в свертывании крови, обеспечивают вязкость крови регулируют рН крови, выполняют транспортную функцию.
а) Альбумины составляют 50-60 % от общего количества белков, образуются в печени и костном мозге. Выполняют транспортную функцию (гормоны, лекарства, соли тяжелых металлов, жирные кислоты и др.); создают онкотическое давление; используются для получения аминокислот; являются резервными белками при голодании.
б) Глобулины – 35-40 % всех белков. Выделяют α1, α2, β и γ; существуют липопротеиды (α и β); гликопротеиды (α1 и α2), металлопротеиды – трансферин (β) и др. Выполняют защитную функцию (β- и γ-глобулин), является источником образования иммунных антител (к γ-глобулинам относятся агглютинины крови).
в) Фибриноген примерно 3% от всех белков – принимает участие в свертывании крови.
2. Минеральные вещества – их содержание составляет ≈ 0,9%; основные ионы Nа+, К+, Са+; Cl-, НСО3-, НРО4-.
3. Небелковые азотосодержащие соединения: аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин и др.
4. Безазотистые органические соединения: глюкоза (4,4-6,6 ммоль/л), фруктоза, галактоза, холестерин, гормоны, витамины, фосфолипиды и др.
Форменные элементы крови
Эритроциты
В крови у мужчин 4,5-5,0·1012/л; у женщин 3,7-4,7·1012/л. Снижение концентрации эритроцитов ниже нормы называется анемией (эритроцитопения), а увеличение полицитемией (полиглобулия). Эритроциты – красные кровяные тельца в виде двояковогнутых дисков, не имеют ядра. Они легко скручиваются и проходят через капилляры, имеющим вдвое меньший объем. В мембране эритроцита содержатся белки А и В, определяющие групповую принадлежность крови, и Rh-фактор. Мембрана эритроцита в млн. раз более проницательна для анионов, чем для катионов. В цитоплазме содержатся различные вещества (витамины, ферменты и др.), но основное вещество - гемоглобин (Нb). В 1 эритроците находится 400 млн. молекул Нb. В 1л крови содержится 140-160г гемоглобина. Основное назначение гемоглобина – транспорт О2 и СО2. Гемоглобин образует соединения
Нb + О2 → НbО2 – окси гемоглобин
Нb + СО2 → НbСО2 – карб гемоглобин
Нb + СО → НbСО – карбокси гемоглобин
Нb + Мt → MtНb – мет гемоглобин
Гемоглобин состоит из глобина (4 цепи) и гема, содержащего Fe. В биосинтезе гемоглобина большую роль играют витамин В12, фолиевая кислота и Fe2+. В зависимости от структуры цепей гемоглобин бывает АНb (у взрослого) и FНb (у плода).
Функция эритроцитов: 1) транспортная – транспорт газов, гормонов, БАВ и др.; 2) газообменная: способны присоединять и отдавать О2, СО2; 3) регуляция КОС (гемоглобин буфер); 4) защитная – участие в свертывании крови; перенос на поверхности иммуноглобулинов, иммунных комплексов. Живут эритроциты 100-120 дней, затем погибают, их разрушения называются гемолизом. Разрушаются в костном мозге, печени, в основном в селезенке, а часть в русле крови. При этом вышедший в плазму крови гемоглобин соединяется с α2-гликопротеином плазмы; этот комплекс поступает в печень, селезенку, костный мозг, где распадается; гемоглобин в печени превращается в билирубин.
Способность эритроцитов противостоять разрушениям, называется резистентностью. Существует осмотическая резистентность. Мерой осмотической стойкости является концентрация NaCl в растворе, при котором происходит гемолиз, она равна 0,9% NaCl. Гемолиз может происходить в результате действия химических веществ (эфир, хлороформ), биологических веществ (яд змей), термических факторов (замораживание, а затем размораживание крови), иммунных (несовместимость групп крови), механических.
Эритропоэз – образование зрелых эритроцитов. В красном костном мозге полипотентные стволовые клетки делятся митозом; проходят несколько дифференцировок, теряют ядро и превращаются в юные ретикулоциты. Ретикулоциты выходят в кровь, где через 1,5-2 суток превращаются в зрелые эритроциты. Для образования эритроцитов необходимы витамины В2, В6, В7,В12, С, Fe, белки-переносчики железа ферритин, трансферрин. При кровопотерях в почках, печени, селезенке синтезируются вещества эритропоэтины, которые стимулируют размножение и дифференцировку предшественников эритроцитов в костном мозге. Гормоны: тироксин, гормон роста, андрогены усиливают эритропоэз; эстрогены – тормозят.
Эритропоэз регулируется нервными механизмами: вегетативной нервной системой, гипоталамусом, корой больших полушарий.
Тромбоциты
Тромбоциты – кровяные пластинки образуются из гигантских клеток красного костного мозга – мегакариоцитов путем их фрагментации. Плоские безъядерные клетки неправильной формы. В крови их содержится от 200 до 400·109/л. Часть тромбоцитов находится в депо: костном мозге, селезенке, печени. В цитоплазме имеются гранулы; одни содержат АТФ, АДФ, серотонин, адреналин, Са; вторые – фибриноген и др.; третьи и четвертые - ферменты. Большинство этих веществ принимает участие в процессах свертывания крови. Мембрана тромбоцита также активно участвует в процессе свертывания крови.