Главная | Обратная связь

РАЗДЕЛ IV. ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА; СИСТЕМЫ И ОРГАНЫ, ПРОЦЕССЫ, УЧАСТСТВУЮЩИЕ В ПОДДЕРЖАНИИ ЕЕ ПОСТОЯНСТВА

Лекция 16: Физиология крови.

ВОПРОСЫ, ИЗЗУЧАЕМЫЕ НА ЛЕКЦИИ

1. Кровь – внутренняя среда организма.

2. Физико-химический и клеточный состав крови, возрастные особенности.

3. Изменения состава крови при мышечной и умственной работе.

 

1. Кровь представляет собой биологическую ткань, являющуюся вместе с лимфой, спинномозговой и межклеточной жидкостью основными факторами поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). Различают периферическую кровь (плазму и взвешенные в ней форменные элементы) и систему крови (Ланг Г.Ф., 1939), в которую входят совокупность периферической крови, органы кроветворения и кроверазрушения (красный костный мозг, вилочковая железа, печень, селезенка и лимфатические узлы) и функционально дополняющих их органов, обеспечивающих водно-электролитный баланс (кишечник, почки).

Кровь выполняет транспортную, дыхательную, питательную, выделительную, защитную, терморегуляторную функции, свертывания и водно-солевого обмена.

2. Кровь состоит из жидкой части (плазмы) и клеток (форменных элементов): эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Между плазмой и форменными элементами существует определенное объемное соотношение, которое выражается в процентах и называется гематокритом (у женщин 36-42%, у мужчин 42 – 48 %).

Общее количество крови в организме взрослого человека при средней массе 70 кг в норме составляет 6–8% массы тела (4,5–6 л). Объем циркулирующей крови меньше общего объема. Часть крови находится в кровяных депо (печень, селезенка, легкие, кожа, костный мозг). Кровь обладает вязкостью в связи с наличием белков, трением эритроцитов при продвижении по сосудам. Относительная плотность (удельный вес) цельной крови колеблется в приделах 1,050-1,060. В плазме поддерживается постоянство кислотно–щелочного равновесия (рН крови), определяемого концентрацией ионов водорода. Показатель кислотно-щелочного равновесия артериальной крови равен 7,4; а венозной – 7,35.

Осуществляют регуляцию кислотно-щелочного равновесия буферные системы крови, состоящие из смеси слабых кислот с их солями, образованными сильными основаниями. В крови имеется 4 буферные системы: 1) бикарбонатная буферная система – угольная кислота-двууглекислый натрий (Н2СО3-NaHСО3); 2) фосфатная буферная система – одноосновной-двуосновной фосфорнокислый натрий (NaН2РО4-Na2HРО4); 3) гемоглобиновая буферная система - восстановленная гемоглобин-калийная соль гемоглобина (ННв-КНвО2); 4) буферная система белков плазмы. В рН крови ведущая роль принадлежит гемоглобину (около 75 %), далее бикарбонатному, фосфатному буферам и белкам плазмы, обладающим амфотерными свойствами, в щелочной среде реагирующим как кислоты, связывающие щелочи, в кислой среде как щелочи, связывающим кислоты. Буферные системы создают в организме щелочной резерв крови.

Сдвиг кислотно-щелочного равновесия в организме в сторону уменьшения рН, называется ацидозом, в сторону его увеличения – алколозом.

Плазма крови содержит 90–92% воды и 8–10% сухого вещества. Белковую часть плазмы составляют белки: альбумины (4,5%), глобулины (2–3%) и фибриноген (0,2–0,4%). Общее количество белков в плазме крови человека составляет 7-8%. Белки обеспечивают поддержание величины коллоидно-осмотического давления крови и транспорт веществ (α-, β-глобулины, альбумины), защитное (γ-глобулины) и регулирующие состояние свертывающей система крови (фибриноген, протромбин, плазминоген и др.). Наряду с белками в крови содержатся аминокислоты, глюкоза, липиды, гормоны, витамины, катионы и анионы минеральных веществ (макро - Na, K, Ca, Mg, Cl и микроэлементов -Fe, Cu, Co и др.), продукты промежуточного и конечного обмена веществ (молочная и пировиноградная кислота, мочевина, мочевая кислота, креатинин, билирубин), растворенный О2 и СО2.

Минеральные вещества и белки плазмы крови создают ее осмотическое давление на окружающие полупроницаемые мембраны клеток, регулируя транспорт воды из внеклеточной жидкости в клетку и наоборот, в силу стремления к термодинамическому равновесию и выравниванию концентраций ионов по обе стороны клеточной мембраны. Часть осмотического давления, создаваемого белками, называется онкотическим давлением, играющим большую роль в удержании воды в кровеносном русле.

Эритроциты (красные кровяные тельца) – безъядерные клетки, в виде круглых двояковогнутых дисков. В крови мужчин их насчитывается в среднем 5·10¹² клеток /л, у женщин – около 4,5·10¹² клеток /л. Молодые формы эритроцитов, имеющие ядра, называются ретикулоцитами. В нормальных условиях их количество составляет 1 % от общего числа циркулирующих эритроцитов. Увеличение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом, уменьшение – эритропенией. В эритроцитах содержится дыхательный пигмент – гемоглобин. Гемоглобин, связанный с кислородом называется оксигемоглобином (НbО2), а отдавший кислород называется восстановленным гемоглобином (HHb). Гемоглобин, связывая углекислоту образует карбгемоглобин (HbСО2), способствует транспорту СО2 и поддержанию кислотно-щелочного равновесия крови. Оксигемоглобин, восстановленный гемоглобин и карбгемоглобин называются физиологическими (функциональными) соединениями гемоглобина. К патологическим соединениям гемоглобина относятся карбоксигемоглобин, метгемоглобин и другие формы. Карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина с угарным газом (СО – оксид углерода), обладает существенно большим сродством, чем О2. Метгемоглобин (MetHb) является соединением функционально неактивным, в нем железо окислено до трехвалентного железа, он не способен вступать с О2 в обратимую реакцию.

При отстаивании крови в капилляре эритроциты оседают на дно с определенной скоростью (СОЭ), в норме у мужчин 1–10 мм/час, у женщин – 2–15 мм/час.

Лейкоциты (белые кровяные тельца) имеют ядро, подвижны и способны к внутриклеточному перевариванию чужеродных частиц (фагоцитозу), играют важную роль в защите организма от микроорганизмов (бактерий, вирусов). В крови взрослых лиц находится 4-9·10⁹ лейкоцитов/л. Увеличение их количества называют лейкоцитозом, уменьшение – лейкопенией. Лейкоциты делят на две группы: гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые). В первую группу входят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, во вторую – лимфоциты и моноциты. Процентное соотношение между ними – лейкоцитарная формула (лейкограмма).

Тромбоциты (бесцветные двояковыпуклые пластинки) участвуют в остановке кровотечения (гемостазе). Их содержание в крови здоровых людей около 200–400·10⁹ клеток /л.

Жидкое состояние крови в целостных сосудах является условием жизнедеятельности организма, обеспечивающееся системой свертывания крови (гемокоагуляции). Повреждение сосудов ведет к образованию кровяных тромбов (сгустков) в месте возникших нарушений, т.е. к остановке кровотечения (гемостазу). Гемостаз протекает в 4 стадии: сосудистую, связанную с генерализованным спазмом сосудов; тромбоцитарную, обусловленную образованием белого (тромбоцитарного) тромба (первичный гемостаз); свертывающей системы крови и образования красного кровяного тромба (вторичный гемостаз); рассасывания тромба (фибринолиз).

Гемостаз начинается с сосудисто-тромбоцитарного механизма образования белой тромбоцитарной пробки, а далее остановка кровотечения продолжается в результате активации плазменно-коагуляционного гемостаза свертывающей системы крови. Она включает 13 плазменных не активированных факторов (проферментов), обозначенных в международной номенклатуре FI – FXIII, от фибриногена до фибринстабилизирующего фактора, а также тромбоцитарные факторы (Р1-Р11). Основоположником современной ферментативной теории свертывания крови является А.А. Шмидт (1872).

Процесс свертывания крови протекает в три фазы: 1) образования протромбиназы под воздействием тромбопластина (тромбокиназы), представляющей собой фосфолипиды разрушающихся тромбоцитов, клеток тканей сосудов, 2) образование тромбина из протромбина под воздействием протромбиназы, 3) образование фибрина из фибриногена крови, полимерного белка, связывающего эритроциты и формирующего красный тромб. Далее происходит уплотнение (ретракция) и растворение тромба (фибринолиз), ведущую роль в котором играет фермент крови плазмин, находящийся в не активированной форме плазминогена.

Дефицит факторов свертывания крови ведет к патологической кровоточивости, кровотечениям. В частности, это наблюдается при гемофилии в связи с дефицитом FVIII и FIX антигемофильных глобулинов. В процессе свертывания крови огромная роль принадлежит ионизированному кальцию (FIV) необходимому на всех стадиях гемостаза. Кровь не сворачивается в сосудах благодаря противосвертывающей системе (гепарину).

При смешивании крови разных людей часто наблюдается склеивание эритроцитов – явление агглютинации. Это зависит от наличия в эритроцитах агглютинируемых факторов – агглютиногенов А и В, а плазме агглютинирующих агентов – агглютининов α и β, которые склеивают соответствующие им эритроциты. При переливании несовместимой крови эритроциты не только склеиваются, но и разрушаются (гемолизируются).

По системе АВО у людей имеется 4 комбинации агглютиногенов и агглютининов системе АВ0. Они обозначаются следующим образом:

I(О) - α β; II (А) – А β; III (В) – В α; IV (АВ).

I группу имеют примерно 40% людей, II- 39%, III группу – 15%, IV – 6%. Представители людей группы I(0) – α β являются универсальными донорами, а IV (АВ) – универсальными реципиентами. Основоположниками учения о группах крови и возможности ее переливания от одного человека к другому были К.Ландштейнер (1901) и Я.Янский (1903).

Среди агглютиногенов, не входящих в систему АВ0 в 1940 г. К.Ландштейнером и И.Винером был обнаружен резус-фактор (Rh). Его наличие или отсутствие определяет принадлежность к группе резус-положительной (Rh+) или к группе (Rh-).

Количество крови у детей зависит от возраста, пола, физического состояния, питания и т.д. Чем младше ребенок, тем выше его обмен веществ и тем большее количество крови приходится на 1 кг массы тела. Объем крови у мальчиков и мужчин относительно больше, чем у девочек и женщин. Плотность крови у новорожденных наиболее высока (1,060-1,080). Вязкость крови у ребенка резко увеличена в силу большего количества эритроцитов. В плазме крови детей содержатся те же вещества, что и у взрослого человека. С возрастом количество альбуминов уменьшается, а глобулинов нарастает. Количество глюкозы аналогично таковому у взрослых (3,33 – 5,55 ммоль/л). Ферментативная способность крови к расщеплению углеводов у детей в 2 раза выше, чем у взрослых. Количество натрия меньше, чем у взрослых, а калия самое большое у новорожденных. С возрастом снижается содержание в крови кальция и фосфора. В крови новорожденных содержится в среднем 5,8 – 7,0·10¹² клеток /л эритроцитов, среди которых много молодых, не совсем зрелых форм. В первые месяцы внутриутробного развития в эритроцитах присутствует примитивный гемоглобин (НbР), который заменяется фетальным HbF (foetus - плод), а затем к 20- недельному возрасту гемоглобином «взрослого типа» – Нb (от adultus – взрослый). Содержание Нb у новорожденных составляет 170 – 250 г/л. К 3–м годам кислород- связывающая функция Нb становится соответствующей взрослому человеку.

Скорость оседания эритроцитов у новорожденных СОЭ 1-2 мм/ч, у грудных детей 4-8 мм/ч, в старшем возрасте 4-10 мм/ч.

У новорожденных численность лейкоцитов колеблется от 11 – 20 · 10⁹ клеток/л. К 13–15 годам она достигает величин взрослого человека. Лейкоцитарная формула у детей 1 года жизни характеризуется значительным количеством юных формул лейкоцитов; структурной незрелостью и хрупкостью их; относительным преобладанием нейтрофилов. На первом месяце жизни число нейтрофилов сокращается до 25–30%, а лимфоцитов - возрастает до 55–60% (первый перекрест). На 4-6 году жизни у ребенка возникает «второй перекрест» кривых содержания указанных клеток, количество нейтрофилов увеличивается, а лимфоцитов уменьшается.

Количество тромбоцитов у новорожденных колеблется в широких пределах от 160 до 350·10⁹ клеток/л.

У новорожденных концентрация фибриногена достигает нормы взрослого человека спустя две недели. У детей наблюдается усиленное кроветворение, постепенно падающее по мере взросления.

3. Интенсивная мышечная работа вызывает изменение химического и клеточного состава крови. Увеличивается содержание глюкозы, неорганического фосфата, холестерина, креатина, осмотическое давление, вязкость, кислотность крови в связи с накоплением углекислоты, молочной кислоты. Происходит выход крови из депо (селезенки, печени, легких) и повышение кроветворения: увеличивается количество эритроцитов, наблюдается миогенный лейкоцитоз (до 40–50·10⁹ клеток л). Он состоит из 3 фаз: лимфоцитарной, наступающей после кратковременных физических упражнений (значительно увеличивается количество лимфоцитов); нейтрофильной, наступающей после более длительных физических упражнений (увеличивается количество нейтрофилов и уменьшается количество лимфоцитов и эозинофилов); «интоксикационной», наступающей после длительной, интенсивной нагрузки, сопровождающейся разрушением клеток. Для интенсивной мышечной работы характерен также тромбоцитоз.

Умственная работа не вызывает таких значительных изменений в составе крови, имеются лишь некоторое увеличение количества лейкоцитов, сдвиги СОЭ. Утомление отражается на ускорении свертываемости крови, изменяется уровень глюкозы в крови.

Контрольные вопросы для самоподготовки студентов.

1.Какие функции в организме выполняет кровь?

2.Объем циркулирующей крови, понятие о плазме крови, ее состав.

3.Эритроциты. Каковы особенности строения и свойств, обеспечивающих выполнение их функций? Ретикулоциты? Гемоглобин?

4.Что такое скорость оседания эритроцитов (СОЭ)? Факторы, влияющие на СОЭ, ее диагностическое значение?

5.Лейкоциты. Каковы особенности строения и свойств, обеспечивающих выполнение их функций? Лейкоцитоз и лейкопения.

6.Тромбоциты, их количество, строение и функции.

7.Механизмы гемостаза и противосвертывающей системе крови?

8.Общие представления о группах крови человека.

9. Дайте характеристику возрастным изменениям крови, ее состава.

10.Каковы изменения количества и состава крови под воздействием интенсивной мышечной работы?

Ссылки на литературные источники, приведенные в рабочей программе дисциплины.

Основная литература.

1.Лекционный материал кафедры медико-биологических основ физического воспитания и смежных дисциплин.

2.Солодков, А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник./ А.С.Солодков, Е..Б.Сологуб . М.: Олимпия Пресс, 2005.- 527 с., С. 99–111, 205, 383, 419

Дополнительная литература

1. Физиология человека / под ред. В.М.Смирнова. М.: Медицина, 2001, 608 с. С. 207–238.

2. Физиология человека / под ред. Г.И. Косицкого. М., 1985. 559 c., С. 209–238.

3. Возрастная физиология: Учеб.- метод. пособие / Под редакцией д.м.н. Ю. М. Досина.- Мн.: БГПУ, 2006. – c. 266, С. 98-107.