Состав крови, функции крови

Кровь — разновидность соединительной ткани, составляющая вместе с лимфой и тканевой жидкостью внутреннюю среду организма. Кровь и органы, в которых происходит образование и разрушение кровяных телец (костный мозг, печень, отчасти лимфоидные органы), объединяют в единую систему крови, деятельность которой регулируется нейрогуморальными механизмами.

Функции крови многообразны:

Кровь принимает участие в процессах обмена веществ. Хоть кровь нигде непосредственно не соприкасается с клетками органов (за исключением костного мозга и селезёнки), питательные вещества переходят из неё к клеткам через тканевую (межклеточную, интерстициальную) жидкость, заполняющую межклеточные пространства. Из тканевой жидкости в кровь поступают продукты клеточного метаболизма, основная часть которых переносится кровью к органам выделения.

Кровь участвует в дыхательных процессах. Она осуществляет перенос кислорода от легких к тканям, углекислого газа в обратном направлении. В переносе кислорода основную роль выполняет гемоглобин, в переносе углекислого газа — соли, растворённые в плазме крови.

Кровь выполняет функцию теплорегуляции. Имея в своём составе большое количество воды и обладая высокой удельной теплоёмкостью, кровь аккумулирует в себе тепло и равномерно распределяет его по органам. При избытке тепла в организме кровь через периферические сосуды (испарением) отдаёт часть его в окружающую среду.

Через кровь осуществляется гуморальная регуляция деятельности органов и систем организма. Гуморальными агентами служат поступающие в кровь гормоны, медиаторы, электролиты, клеточные метаболиты и другие продукты обмена веществ. Эту функцию крови называют также коммуникационной.

Кровь выполняет защитную функцию, предохраняя организм от действия микробов, вирусов и их токсинов, а также других чужеродных организму веществ. Эта функция осуществляется за счет бактерицидных свойств плазмы, фагоцитарной активности лейкоцитов, а также за счет действия иммунокомпетентных клеток — лимфоцитов, ответственных за тканевый и клеточный иммунитет.

Кровь представляет собой непрозрачную вязкую жидкость солоноватого вкуса и своеобразного запаха. В артериях кровь ярко-красная (насыщенная кислородом), в венах — вишневого цвета. Красный цвет крови у позвоночных является своеобразным биологическим приспособлением, обеспечивая поглощение фиолетовой и ультрафиолетовой часто солнечного спектра, химически наиболее активной. Относительная плотность (удельный вес) цельной крови 1,050 — 1,060, относительная вязкость (в сравнении с водой) 4,5 — 5,0, рН 7,3 — 7,4.

Кровь, предохраненная от свертывания, при отстаивании или центрофугировании разделяется на 2 слоя: осевшие форменные элементы (35−42% по объему) и плазму (58−65%).

Плазма — полупрозрачная жидкость желтоватого цвета, с вязкостью 1,7- 2,2, относительной плотностью 1,030−1,035. Содержит в среднем 91% воды и 9% сухих веществ, в том числе 8% органических (белки, небелковые азотистые вещества, глюкозу, липиды, витамины и др.) Неорганические вещества представлены минеральными солями, катионами которых являются Na, K, Mg, анионами — Cl, H PO, HPO, HCO .

Общее содержание белков — 6,8 — 7,8% объема плазмы. Основные из них: альбумины (2,9 — 3,4%), глобулины (3,8 — 4,3%), фибриноген — 0,1% (средние цифры для крупного рогатого скота).

Белки плазмы выполняют многообразные функции:

обеспечивают оптимальную вязкость крови, что важно для нормального кровообращения и артериального давления;

удерживая воду в кровяном русле, способствуют поддержанию онкотического давления плазмы, а следовательно и водного баланса организм;

являются резервом для построения тканевых белков;

выполняют функции переносчиков биологически активных веществ — гормонов, витаминов, пигментов, метаболитов, микроэлементов;

принимают участие в регуляции кислотно-щелочного равновесия крови;

входя в состав липопротеинов, учавствуют в транспортировке кровью липидов и липоидов;

играют важную роль в процессе свертывания крови (фибриноген);

выполняют (- глобулины) зашитные функции, являясь факторами специфичечкого и неспецифического иммунотета.

В плазме крови в относительно небольших концентрациях содержаться также азотистые вещества и безазотистые органические вещества:

Табл 1. Содержание небелковых азотистых веществ и липидов в плазме крови коров (мг в 100 мл)

Основным углеводом плазмы является глюкоза.

Соли, растворенные в плазме (главным образом, NaCl), частично или полностью диссоциированы на электрически заряженные ионы — катионы и анионы.

Табл 2. Содержание электролитов в плазме крови коров.

К форменным элементам крови эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Содержание их в единице объема крови постоянно для данного вида животных, но может резко меняться при патологических состояниях организма.

Табл 3. Содержание форменных элементов в крови с/х животных.

Основную массу форменных елементов крови составляют красные кровяные тельца — эритроциты. Это специализированные беъядерные (у млекопитающих) клетки диаметром 7−9 мкм, имеющие форму двояковогнутого диска:

Благодаря специфической форме, пористой поверхности, способности к обратимой деформации при прохождении через узкие капилляры (пластичности) эритроциты хорошо приспособлены к выполнению своей основной функции — переносу дыхательных газов. Функции эритроцитов: транспортная, дыхательная, выделительная, питательная.

Около 34% общей и 90% сухой массы эритроцита приходится на долю дыхательного пигмента — гемоглобина (Hb).

Рис 1. Эритроциты.

Гемоглобин — основной дыхательный пигмент и главный компонент эритроцита, выполняющий важные функции в организме человека: перенос кислорода из легких в ткани и углекислого газа из тканей в легкие. Он также играет существенную роль в поддержании кислотно-основного равновесия крови. Буферная система, создаваемая гемоглобином, способствует сохранению рН крови в определенных пределах.

Гемоглобин — красный пигмент крови человека и животных. Подсчитано, что в одном эритроците содержится около ~ 340 000 000 молекул гемоглобина, каждая из которых состоит примерно из 10³ атомов. В крови человека в среднем содержится ~ 14,5% гемоглобина, его общее количество ~ 750 г. Гемоглобин представляет собой сложный белок, относящийся к группе гемопротеинов; белковый компонент в котором представлен глобином, небелковый — простетической группой. Простетическая группа в молекуле гемоглобина представлена 4 одинаковыми железопорфириновыми соединениями, которые называются гемами. Молекула гема состоит из порфирина IХ, связанного с железом двумя.

Рис 2. Формула гемоглобина. атомами азота ковалентными и двумя другими атомами азота координационными связями. Атом железа (II) расположен в центре гема и придает крови характерный красный цвет, степень его окисления не изменяется независимо от присоединения или отдачи кислорода.

Табл 4. Содержание гемоглобина в крови с/х животных (г/л крови).

Лейкоциты, или белые кровяные тельца, — бесцветные клетки, имеющие ядро и протоплазму специфической структуры и не содержащей гемоглобина.

Происходят из одной «материнской» стволовой клетки костного мозга, дающей начало элементам моноцитарного, гранулоцитарного и лимфоцитарного ряда.

Рис 3. Виды лейкоцитов.

Табл 5. Лейкограмма взрослых животных (средние данные, %).

Все виды лейкоцитов участвуют в защитных реакциях организма, но каждый вид осуществляет это особым способом. Лейкоциты способны поглощать, «пожирать» микробы. Этот процесс называется «фагоцитозом».

Рис 4. Фагоцитоз. Рис 5. Тромбоциты.

Кровяные пластинки, или тромбоциты, в свежей крови имеют вид мелких бесцветных телец округлой или веретеновидной формы. Они могут объединяться (агглютинировать) в маленькие или большие группы. Кровяные пластинки представляют собой безъядерные фрагменты цитоплазмы, отделившиеся от мегакариоцитов — гигантских клеток костного мозга.

Тромбоциты в кровотоке имеют форму двояковыпуклого диска.

Основная функция кровяных пластинок — участие в процессе свертывания, или коагуляции, крови — защитной реакции организма на повреждение и предотвращение потери крови. В тромбоцитах содержится около 12 факторов, участвующих в свертывании крови. При повреждении стенки сосуда пластинки быстро агрегируют, прилипают к образующимся нитям фибрина, в результате чего формируется тромб, закрывающий дефект. В процессе тромбообразования наблюдается несколько этапов с участием многих компонентов крови.

На первом этапе происходят скопление тромбоцитов и выход физиологически активных веществ.

На втором этапе — собственно коагуляция и остановка кровотечения (гемостаз). Вначале происходит образование активного тромбопластина из тромбоцитов (т.н. внутренний фактор) и из тканей сосуда (т.н. внешний фактор). Затем, под влиянием тромбопластина из неактивного протромбина образуется активнй тромбин. Далее, под влиянием тромбина из фибриногена образуется фибрин. Для всех этих фаз коагуляции крови необходим Са2+.

Наконец, на последнем третьем этапе наблюдается ретракция кровяного сгустка, связанная с сокращением нитей актина в отростках тромбоцитов и нитей фибрина.

Рис 6. Образование тромба.

Важной функцией тромбоцитов является их участие в метаболизме серотонина. Тромбоциты — это практически единственные элементы крови, в которых из плазмы накапливаются резервы серотонина. Связывание тромбоцитами серотонина происходит с помощью высокомолекулярных факторов плазмы крови и двухвалентных катионов с участием АТФ.

В процессе свертывания крови из разрушающихся тромбоцитов высвобождается серотонин, который действует на сосудистую проницаемость и сокращение гладкомышечных клеток сосудов.

При снижении числа кровяных пластинок, например при кровопотере, в крови накапливается тромбопоэтин — фактор, стимулирующий образование пластинок из мегакариоцитов костного мозга.