Физиология системы крови

Система крови представлена самой кровью, органами кроветворения, разрушения клеток крови и нейрогуморальным аппаратом регуляции. Система крови обеспечивает перенос газов, питательных и физиологически активных веществ, макромолекул белка к органам и тканям организма (транспортная функция), выполняет защитную и терморегулирующую функции. Кровь — важнейший регулятор постоянства внутренней среды организма. Через органы выделения она освобождает организм от избытка органических и минеральных веществ, продуктов промежуточного обмена.

Кровь (sanguis) — однородная густая красная жидкость, состоящая из плазмы и форменных элементов — эритроцитов, различных лейкоцитов и тромбоцитов.

Объем циркулирующей крови у взрослого человека 5−6 литров, что составляет 7−8% массы тела. У годовалых детей — 11%, у новорожденных -15%. Часть крови находится в депо: печень, селезенка, легкие, сосуды кожи и грудина. Общее количество крови постоянно и только при необходимости пополняется из депо. Потеря Ѕ -? количества крови приводит к летальному исходу.

Плазма крови.

Плазма крови (50−60% объема крови) — полупрозрачная жидкость желтого цвета, состоящая из воды (90−92%) и сухого вещества (8−10%), которое включает органические и неорганические вещества. К органическим веществам плазмы крови относятся белки: альбумины, глобулины, фибриноген (плазма без фибриногена — сыворотка крови), протромбин и др. — 60−70% г/л; аминокислоты, полипептиды, мочевина — 3,33−8,32 ммоль/л; глюкоза — 0,6−1,2 г/л; нейтральные жиры — 1,5−3,0 г/л, а также ферменты, гормоны и другие вещества. Концентрация минеральных веществ в крови достигает примерно 9 г/л — это преимущественно ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора, .

Форменные элементы крови Эритроциты — красные кровяные тельца, лейкоциты — белые кровяные тельца, тромбоциты — кровяные пластинки.

Эритроциты — (греч. erythros — красный) высокоспециализированные структурные элементы, образующиеся в ткани красного костного мозга из типичных клеток, которые в процессе созревания утрачивают ядра.

Эритроцит состоит из стромы и поверхностной оболочки — мембраны. Высокая избирательная проницаемость мембраны играет важную роль в выполнении дыхательной функции эритроцита.

Около 90% сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин (Нв), 10% - минеральные соли, глюкоза, протеины, липоиды. Железо, входящее в состав гемоглобина, легко присоединяет кислород, образуя оксигемоглобин, и обеспечивает транспорт кислорода от легких к тканям. Легко отдав кислород, железо соединяется с диоксидом углерода, превращаясь в карбгемоглобин. В таком виде эритроциты транспортируют диоксид углерода от тканей к легким. В 100 мм³ крови содержится 50 мг железа. В норме количество Нв в 100 мл крови у мужчин содержится 14−16 г или 14−16 мг%, у женщин 12−14г или 12−14 мг%.

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, диаметром 7−8 мкм.

Эта форма увеличивает его поверхность по сравнению с круглой в 1,63 раза. Общая площадь эритроцитов в организме 3300 м². Эритроциты постоянно разрушаются и образуются вновь, но их количество в норме остается постоянным:

• — для мужчин — 4,0 — 5,0 млн/мм³;
• — для женщин — 3,9 — 4,7 млн/мм³;
• — для новорожденных — 6,0 млн/мм³;
• — для пожилых — 4,0 млн/мм³;.

Если количество эритроцитов больше нормы — эритроцитоз, если меньше — эритропения.

Увеличение количества эритроцитов наблюдается при тяжелой физической работе, от долгого пребывания в непроветриваемом помещении (недостаток О₂), при нервном перенапряжении, при заболевании спинного мозга.

Продолжительность жизни эритроцитов 4 месяца. Ежесекундно образуется 2,5 млн эритроцитов, столько же разрушается в селезенке и печени.

Эритроциты легко меняют форму и обладают большой эластичностью. При протекании крови по капиллярам, они вытягиваются, проталкиваясь через их просвет. Эритроциты обладают способностью удерживаться друг возле друга, образуя так называемые «монетные столбики».

Эритроциты играют важную роль в выполнении питательной функции, адсорбируя из плазмы крови аминокислоты, липиды и перенося их тканям; выполняют защитную функцию, связывая токсины и участвуя в свертываемости крови; осуществляют регуляцию кислотно-щелочного равновесия за счет буферной системы гемоглобина и регуляцию водного и солевого обмена.

Лейкоциты (греч. ?eukos — белый) — это бесцветные ядерные клетки, не имеющие постоянной формы. Образуются лейкоциты в красном костном мозге, селезенке и лимфатических узлах. Образование и разрушение лейкоцитов происходит непрерывно. Продолжительность их жизни не превышает 1−2 недель.

В 1 мм³ крови содержится 4−9 тыс. лейкоцитов. В зависимости от времени суток, приема пищи, тяжелой мышечной работы, стрессовых ситуаций количество лейкоцитов меняется.

Различают зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты) лейкоциты по наличию или отсутствию зернистости в цитоплазме. К гранулоцитам относятся эозинофилы (1−5%), базофилы (0−1%), нейтрофилы (50−70%); к агранулоцитам — лимфоциты (20−40%) и моноциты (2−10%). Процентное соотношение отдельных форм лейкоцитов в крови называют лейкоцитарной формулой. Она имеет важное диагностическое значение.

Лейкоциты в целом выполняют три функции:

• 1) фагоцитоз, т. е. захват и пожирание бактерий, инородных тел и др;
• 2) разрушение токсинов белкового происхождения;
• 3) образование иммунных тел (антител) в ответ на введение любого антигена, т. е. образование иммунитета.

Основная функция нейтрофилов — защита от микробов и их ядов (токсинов). Эти клетки обладают способностью к амебоидному движению. Они свободно проходят через стенки капилляров и активно передвигаются к месту скопления бактерий, захватывая их и переваривая. Нейтрофилы также обладают способностью останавливать деление бактерий, выделяя в окружающую среду лизосомальные ферменты.

Базофилы продуцируют гепарин, входящий в антисвертывающую систему крови, участвуют в синтезе биологически активного вещества гистамина.

Эозинофилы разрушают токсины белковой природы, обезвреживая продукты жизнедеятельности микробов. Например, разрушают токсин стафилококка при ангинах, вызывающий артрит и миокардит. Увеличение эозинофилов происходит и при глистных инвазиях, при заболевании ревматизмом.

Моноциты являются активными фагоцитами. Проникая к месту внедрения микробов — воспалительному очагу, они превращаются в гигантские макрофаги, которые переваривают захваченный антиген. Моноциты также фагоцитируют и отмирающие клетки в организме.

Лимфоциты играют ведущую роль в иммунологических процессах; они не только распознают проникшие в организм болезнетворные бактерии, вирусные, чужеродные белки, но и активно защищают его от этих антигенных элементов.

В Т-лимфоцитах происходит синтез веществ, активизирующих фагоцитоз. Это стражи генетической чистоты организма: отторжение чужеродных тканей, уничтожение собственных мутантных клеток и их замена новыми (регенерация тканей) осуществляется при прямом участии или под их контролем.

В-лимфоциты после контакта с антигеном вырабатывают защитные антитела би в-глобулины, превращаясь в своеобразные фабрики антител.

Новые клетки не относятся к моноцитам.

Тромбоциты (от греч thrуmbos — сгусток) кровяные пластинки округлой или овальной формы, безъядерные, d = 2−5 мкм. В 1 мм³ крови содержится 200−400 тыс. тромбоцитов.

В кровяных пластинках имеются специфические гранулы с серотонином и веществами, участвующими в свертывании крови, а также митохондрии, микротрубочки, обуславливающие подвижность пластинок.

Тромбоциты образуются к красном костном мозге, срок их жизни 8−11 суток. Разрушение тромбоцитов происходит в селезенке.

Тромбоциты принимают участие в свертывании крови, обеспечивают ретракцию сгустка крови и его лизис, влияют на тонус сосудистой стенки.

Способность тромбоцитов к быстрому разрушению при контакте с поврежденной стенкой кровеносного сосуда или окружающими тканями является чрезвычайно важным условием свертывания крови.

Свертывание крови Это защитная реакция. Предохраняющая организм от кровопотери. Свертывается кровь в течение 3−4 мин.

Сущность свертывания крови заключается в переходе фибриногена из растворимого коллоидного состояния в нерастворимое образование — нитифибрин.

Существуют 4 фактора системы свертывания крови: фибриноген, протромбин, тромбопластин, ионы кальция.

При ранении ткани и кровеносного сосуда кровь вытекает, и из разрушающихся тромбоцитов образуются тромбопластины. Они взаимодействуют с факторами плазмы крови и ионами кальция, претерпевают ряд изменений и действуют на белок плазмы протромбин, переводя его в активный тромбин. Тромбин действует на белок плазмы фибриноген и, при взаимодействии с факторами плазмы крови и ионами кальция превращает его в фибрин. Фибрин нерастворим в воде и выпадает в виде нитей, формируя сеть, в которой задерживаются форменные элементы крови, так образуется тромб.

Свертывание крови может быть ускоренным или замедленным, что приводит к тяжелым патологиям.

Если свертываемость высока, то образуются тромбы. Оторванный током крови тромб-эмбол, вызывает эмболию — закупорку сосудов, малого диаметра, что приводит к парезам и параличам, но чаще к летальному исходу.

Предупреждение тромбообразования в неповрежденных сосудах, а также рассасыванние уже образовавшихся тромбов осуществляется антисвертывающей системой (АСС). Увеличение мощности АСС происходит рефлекторно, через хеморецепторы сосудов, возбуждающихся при увеличении в крови тромбина и его предшественников. Выраженным антисвертывающим действием обладает гепарин, который синтезирует базофилы крови.

Редко встречающимся нарушением в антисвертывающей систнеме является полное отсутствие свертываемости крови — гемофилия.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) При добавлении к крови противосвёртывающих веществ в пробирке происходит постепенное оседание эритроцитов на дно. Скорость оседания зависит от соотношения альбуминов и глобулинов в плазме крови и также в линейной зависимости от количества эритроцитов. Чем больше эритроцитов, тем медленнее они оседают. Норма СОЭ:

• ? у мужчин 1 -10 мм/ч;
• ? у женщин 2 — 15 мм/ч;
• ? у новорожденных 0,5 — 15 мм/ч;
• ? у беременных 45 мм/ч.

СОЭ является важным показателем состояния здоровья человека. При воспалительных процессах СОЭ ускоряется, что имеет диагностическое значение. Например, при лучевой болезни СОЭ возрастает до 60−80 мм в час и снижается при пороке сердца, эритроцитозе, болезни Боткина.

Реакция крови Реакция крови определяется концентрацией в крови водородных и гидроксильных ионов. При избытке Н⁺ раствор будет кислым, при избытке ОН^- — щелочным. Реакция крови имеет относительно постоянное значение рН, которое равно 7,4. Это значение может колебаться от минимума 7,0 до максимума 7,8. Значение рН крови ниже и выше этих пределов ведет к гибели человека.

При патологиях могут возникнуть ацидоз или алкалоз.

Ацидоз — реакция крови сдвинута в кислую сторону, что приводит к угнетению ЦНС, появлению депрессии, психических заболеваний. В норме сдвиг в кислую сторону возникает при усиленной мышечной работе.

Алкалоз — реакция крови сдвинута в щелочную сторону, что приводит к возбуждению, судорогам. В норме сдвиг в щелочную сторону происходит при усиленной вентиляции легких.

Постоянство реакции крови — обязательное условие течения жизненного процесса. При приеме растительной пищи в организме образуются щелочи. При приеме мясной (белковой) — кислоты. За сутки кислот образуется в 20 раз больше чем щелочей, но реакция крови не меняется благодаря буферным системам крови.

Буферные системы нейтрализуют щелочи и кислоты, препятствуют сдвигу реакции крови. К ним относятся соли угольной кислоты, соли фосфорной кислоты, буферная система белковая и буферная система гемоглобина.

Осмотическое давление Осмотическое давление определяют и поддерживают растворенные в плазме соли. Это катионы Na⁺, K⁺, Ca⁺, Mg⁺ и анионы Cl^-, SO^-₄, H₂PO^-₄, HPO^-₄.

От осмотического давления зависит переход воды из тканей в кровь и наоборот, поэтому резкие изменения осмотического давления в организме могут приводить либо к набуханию клеток, либо к потере клетками жидкости.

Осмотическое давление крови в норме равно 7,8 атм., что соответствует давлению раствора, в котором находится 0,945% NaCl (0,9%). Такой раствор называется изотоническим или физиологическим. Используют его в экстренных случаях для восстановления объема крови в организме, или для разбавления ядов и токсинов при отравлении. Растворы с большим осмотическим давлением, чем давление плазмы крови называются гипертоническими. Эритроциты в таком растворе обезвоживаются, сморщиваются и гибнут. Растворы с меньшим осмотическим давлением, чем давление плазмы крови называются гипотоническими. Эритроциты набухают и также разрушаются, происходит гемолиз.

Виды гемолиза:

• 1. Осмотический — гемолиз происходит в гипотоническом растворе. Целостность эритроцитов нарушается, гемоглобин выходит в плазму.
• 2. Механический — при резком встряхивании, перемешивании крови в пробирке или ударе (появление синяков).
• 3. Химический — при воздействии химических веществ, кислот, щелочей, эфира, спирта. Происходит свертывание белков и целостность эритроцитов нарушается. Химический гемолиз используется в лабораториях для определения количества гемоглобина в крови

4. Физический — под воздействием высоких и низких температур нарушается целостность эритроцитов (ожоги, обморожения).

В процессе жизни постоянно происходит отмирание старых эритроцитов, что сопровождается небольшим гемолизом. Это происходит в селезенке, печени, красном костном мозге.

Гемоглобинэмия — гемоглобин в крови. Возникает при переливании несовместимых групп крови, укусе змей.

Гемоглобинурия — гемоглобин в моче. Возникает при заболевании почек, мочевого пузыря.

Группы крови Если смешать на предметном стекле кровь, взятую у двух лиц, то примерно в 70% случаев произойдет склеивание эритроцитов (агглютинация) и гемолиз. Те же реакции протекают и в кровяном русле при переливании несовместимых групп крови. В 1901 г. В результате открытия К. Ландштейнером и Я. Янским склеивающих факторов в плазме крови получило научное обоснование переливание крови от донора к реципиенту.

Совместимость крови определяется наличием или отсутствием белковых факторов, провоцирующих склеивание эритроцитов.

Эритроциты содержат специфические вещества — антигены (агглютиногены) У человека известны два агглютиногена — А и В. В плазме крови найдены антитела (агглютинины), их тоже два: а и b. В зависимости от того, в каком сочетании содержатся агглютиногены в эритроцитах и агглютинины в плазме, кровь делят на группы:

• — I (0) группа не содержит агглютиногенов, а имеет только агглютинины, а и b;
• — II (А) группа содержит агглютиноген, А и агглютинин b;
• — III (В) содержит агглютиноген В и агглютинин а;
• — IV (АВ) группа содержит агглютиногены, А и В и не имеет агглютининов.

Склеивание эритроцитов (гемагглютинация) происходит. Если в крови встречаются одноименные агглютиногены и агглютинины. Переливание несовместимой крови может вызвать гемотрансфузионный шок, нередко приводящий к смерти. Переливать необходимо кровь одной группы и только в экстренных случаях (рис.).

Первую группу крови имеют 45% людей, вторую — 40%, третью -10%, четвертую — 5%. Группы крови передаются от родителей детям и не изменяются на протяжении жизни.

Резус-фактор Резус-фактор был обнаружен в 1940 г. К. Ландштейнером у обезьян макак (резусов). Он содержится в эритроцитах, но не у всех людей, а примерно у 85%. Кровь людей, имеющую резус-фактор, называют резус положительный, не имеющую резусотрицательной. При введении резус-положительной крови реципиенту, кровь которого резус-отрицательная, у него происходит выработка антител, разрушая эритроциты, вызывая гемолиз, и человек может погибнуть от гематрансфузионного шока.

Наличие резус-фактора в крови учитывается при вступлении в брак. Опасность таит брак резус-положительного отца и резус-отрицательной матерью. Зачатие резус-положительного плода у резус-отрицательной матери приводит к накоплению в её крови антирезусных веществ, приводящих к гемолизу эритроцитов у будущего ребенка. Однако для нанесения существенного вреда первому ребенку их концентрация оказывается недостаточной. Рождение второго ребенка чревато опасностями. Наваливающиеся в крови матери антирезусные вещества вызывают гемолитическую болезнь новорожденного и могут сопровождаться чрезвычайно опасными последствиями.