Кровь (общие понятия, плазма)

Кровь

План:

1. Кровь (общие понятия, плазма)

A. Понятие внутренней среды, гомеостаза.

B. Функции и количество крови в организме.

C. Состав крови.

D. Плазма крови (состав), физико-химические свойства плазмы.

2. Форменные элементы крови

A. Эритроциты.

B. Лейкоциты.

C. Тромбоциты.

3. Свертывание крови (гемокоагуляция)

Кровь (общие понятия, плазма)

Понятие внутренней среды. Внутренняя среда организма – это совокупность следующих жидкостей: кровь, лимфа, тканевая (межклеточная) и цереброспинальная (спинномозговая) жидкости. Из крови образуются тканевая и цереброспинальная жидкости (ликвор); они непосредственно соприкасающиеся с клетками. Нормальная жизнедеятельность организма нуждается в поддержании постоянства внутренней среды и ее физико-химических свойств (гомеостаза).

Гомеостаз (от греч. Homoios - подобный, одинаковый + греч. stasis стояние, неподвижность) – это способность организма поддерживать функционально значимые переменные на оптимальном уровне. Понятие внутренней среды организма было введено в XIX веке французским физиологом Клодом Бернаром; сам термин " гомеостаз " был предложен уже в 20-ом веке американским физиологом У. Кенноном в 1929 г. Он означает наличие динамического равновесия основных физиологических функций живых систем (постоянство показателей) и характеризуется рядом биологических констант (жестких и вариабельных). Это устойчивые количественные показатели внутренней среды организма, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Такие как: физико-химические показатели (кислотно-щелочная реакция крови - pH, величина осмотического давления, температура тела и т.д.) и концентрация химических веществ (глюкоза, Na, Са и др.).

От состава и свойств внутренней среды организма зависит возбудимость органов и тканей, их чувствительность к раздражителям и способность эффективно выполнять свои функции. Организм активно использует механизмы, обеспечивающие поддержание гомеостаза. Длительное воздействие неблагоприятных условий может закончиться смертью.

Показатели гомеостаза плазмы крови приведены в таблице ниже. Мы видим здесь концентрацию электролитов, органических веществ (ферменты и белки с другими функциями, липиды, глюкозу, продукты распада азотсодержащих веществ, желчные пигменты), а также кислотно-щелочной показатель (рН среды).

Таблица. Основные показатели гомеостаза в сыворотке крови в норме.

 

Показатели	Значения
общий белок	60-80 г/л
Белковые фракции - альбумины - гамма-глобулины	32-55 г/л 8-18 г/л
ЛПВП муж. жен.	> 0,9 ммоль/л > 1,0 ммоль/л
ЛПНП	< 3,4 ммоль/л
триглицериды	1,02-1,9 ммоль/л
холестерин	< 5,2 ммоль/л
глюкоза	4,4-5,6 ммоль/л
Билирубин общий	<20,5 мкмоль/л
Протромбиновый индекс (ПТИ)	70-100 %
железо	9-31,3 мкмоль/л
натрий	130-156 ммоль/л
калий	3,5-5,0 ммоль/л
кальций	2,1-2,6 ммоль/л
магний	0,75--1,25 ммоль/л
Аланинаминотрансфераза	0,2-0,6 ЕД/л ч
Аспартатаминотрансфераза	0,1-0,4 ЕД/л ч
Лактатдегидрогеназа	40-160 Е/л
Щелочная фосфатаза	139-360 нмоль/(л)
Мочевая кислота жен. муж.	0,15-0,45 ммоль/л 0,18-0,53 ммоль/л
мочевина	3,5-9,0 ммоль/л
креатинин	0,06-0,13 ммоль/л
Кислотно-основное состояние рН	7,35-7,45
Фибриноген	2-6 г/л
Гликозилированный Hb	< 6 %

Функции и количество крови в организме.

Кровь находится в постоянном движении и транспортирует по организму все, что образуется в результате деятельности одних органов и должно быть доставлено к другим органам или частям тела. То есть основная ее функция – транспортная.

Эта функция складывается из:

транспорта газов (дыхательная),

питательных веществ (питательная),

конечных продуктов обмена веществ (экскреторная),

гормонов (регуляторная),

антител (иммунная).

Кровь также поддерживает водный баланс тканей (зависит в основном от концентрации солей); регулирует температуру тела (перераспределяет тепло от горячих органов к более холодным); предохраняет организм от кровопотери (свертывающая система).

Общее количество крови в организме взрослого человека постоянно, составляет в среднем 6-8% (¹/₁₃ массы тела, т. е. 5-6 л). У новорожденных оно составляет около 15% от массы тела, а к 1 году - 11%.

В физиологических условиях некоторая часть крови находится в кровяных депо (печень, селезенка, легкие, сосуды кожи). Когда есть необходимость пополнения циркулирующей крови (например, большие физические нагрузки), физиологические механизмы способствуют выходу депонированной крови в общий кровоток. Потеря ¹/₂-¹/₃ количества крови приводит к гибели организма.

Состав крови. Кровь состоит из плазмы (жидкое межклеточное вещество крови) и форменных элементов (клеточные элементы крови). Плазма составляет около 55 % от объема крови. Главным компонентом плазмы является вода (более 90 % крови). Если дать крови отстояться с антикоагулянтом (противосвертывающее вещество), образуются два резко отличающихся друг от друга слоя: верхний - прозрачный, бесцветный или слегка желтоватый - плазма крови, нижний - красного цвета, состоящий из эритроцитов и тромбоцитов. Лейкоциты за счет меньшей относительной плотности располагаются на поверхности нижнего слоя в виде тонкой пленки белого цвета.

Рис. Кровь. А - окрашенный препарат крови: внизу лейкоциты при большом увеличении (слева направо) - базофил, нейтрофил, эозинофил, моноцит и лимфоцит; Б - эритроциты человека (слева) и лягушки при одинаковом увеличении; В - кровь с антикоагулянтом при хранении: верхний слой - плазма, нижний - форменные элементы

Объемное соотношение плазмы и форменных элементов определяют с помощью гематокрита (Ht, Hct, Hematocrit) в % (отношение объема эритроцитов к объему жидкой части крови). В циркулирующей и депонированной крови оно неодинаково. В первой - плазма составляет приблизительно 52-58% объема крови, а форменные элементы - 42-48%. Во второй - обратное соотношение.

Рис. Гематокрит (Ht) - часть объёма крови, приходящаяся на эритроциты: форменные элементы — 46 %; плазма — 54 %.

PCV - Packed Cell Volume

 

Плазма крови (состав), физико-химические свойства плазмы. Плазма крови является сложной биологической средой, она тесно связана с тканевыми жидкостями организма. Относительная плотность плазмы равна 1,029-1,034. В состав плазмы крови входят вода (90-92%) и сухой остаток (8-10%).

Сухой остаток состоит из органических и неорганических веществ. К ним относятся:

· белки плазмы - альбумины (около 4,5%), глобулины (2-3,5%), фибриноген (0,2-0,4%). Общее количество белка в плазме составляет 7-8% (Белки плазмы выполняют следующие функции: свертывающую - факторы свертывания крови; защитную - отвечают за гуморальный иммунитет (антитела); транспортную - многие вещества в крови переносятся только в соединении со специальными белками (альбумины); поддержание онкотического (часть осмотического) давления - белки обладают способностью удерживать воду, препятствуя ее чрезмерному попаданию в ткани); практически все белки крови синтезируются в печени.

· небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, аммиак);

· безазотистые органические вещества: глюкоза - 4,45-6,65 ммоль/л (80-120 мг%), нейтральные жиры, липиды;

· неорганические вещества составляют около 1% в плазме крови ее состава. В их состав входят преимущественно катионы - Na⁺, Ca⁺⁺, K⁺, Mg⁺⁺ и анионы - Cl^-, HPO₄^-, HCO₃^-.

Физико-химические свойства плазмы

Плотность плазмы крови равна 1025-1034 кг/м³; плотность цельной крови - 1050-1060 кг/м³. Плотность крови определяется количеством эритроцитов и белковым составом плазмы.

Осмотическое давление плазмы – это давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (осмос); оно стремится уравнять концентрации растворов вследствие диффузии молекул растворённого вещества и растворителя (зависит от концентрации веществ, растворенных в плазме - электролитов и неэлектролитов), является жесткой гомеостатической константой и составляет около 7,5 атм. Наибольшая часть осмотического давления (выше 60%) создается хлористым натрием (около 96% осмотического давления); оставшаяся часть (4%) называется онкотическим давлением, создается мелкими белками плазмы (альбумины) и обеспечивает удержание воды в крови. Снижение содержания альбуминов в плазме крови ведет к потере плазмой воды и отеку тканей, а увеличение - к задержке воды в крови.

Если отделить полупроницаемой перегородкой два сосуда, содержащие растворы разной концентрации, то молекулы растворителя проходят через эту перегородку в обоих направлениях. Но в сторону раствора с более высокой концентрацией растворенного вещества переходит большее число молекул растворителя, чем в обратном направлении. Диффузию растворителя через перегородку, разделяющую растворы разной концентрации, называют осмосом. Давление, которое нужно приложить к раствору большей концентрации, чтобы процесс осмоса прекратился, называют осмотическим давлением. Оно зависит от концентрации растворенного вещества. Чем она выше, тем больше осмотическое давление данного раствора.

Рис. Осмотическое давление раствора

 

В организме такой полупроницаемой оболочкой является стенка кровеносного сосуда; по одну сторону которой находится кровь, по другую — тканевая жидкость. Осмотическое давление плазмы крови зависит от количества находящихся в ней ионов электролитов, молекул альбумина и других органических веществ. Оно равно 7,6 атм. Растворы, имеющие одинаковое осмотическое давление, называют изотоническими. Нормальная жизнедеятельность клеток может осуществляться только в изотонической среде 0,9-процентный раствор хлористого натрия изотоничен крови, поэтому его называют физиологическим. Растворы с большей концентрацией ионов и большим осмотическим давлением называют гипертоническими, а с меньшей концентрацией и меньшим давлением - гипотоническими.

Глюкоза, мочевина и другие мелкие органические соединения играют незначительную роль в создании осмотического давления крови, так как находятся в плазме в меньшем количестве, чем соли, и в сравнении с ними имеют большую молекулярную массу.

Исключение составляют белки плазмы, хотя они обусловливают очень небольшую часть от общей величины осмотического давления крови. Для белков стенки сосудов в норме непроницаемы; от соотношения их концентрации по обе стороны стенки сосуда зависит движение воды из крови в ткань или в обратном направлении. Если содержание белка в крови понижается, как это бывает, например, при голодании, жидкость направляется преимущественно из сосудов в тканевую лимфу, и возникают отеки. При одном и том же общем количестве белков оно оказывается более высоким, если преобладают относительно низкомолекулярные альбумины, и менее высоким, если преобладают глобулины, молекулярная масса которых значительно больше.

Реакция крови (pH) крови равна 7,36 - 7,42 (т.е. слабощелочная); pH артериальной крови — 7.4, венозной — 7.35 (связана с присутствием углекислоты).

Сдвиг реакции в кислую сторону - ацидоз; приводит к угнетению функции ЦНС, может наступить потеря сознания и смерть; сдвиг реакции в щелочную сторону – алкалоз; сопровождается перевозбуждением нервной системы, появлением судорог и гибелью организма.

В организме постоянно образуются молочная кислота и другие кислые продукты, которые могут сдвигать pH; чтобы этого не произошло в крови существуют буферные системы, которые поддерживают pH (бикарбонатная, фосфатная, белковая и гемоглобиновая буферные системы).

Форменные элементы крови

- это клетки, которые находятся в плазме. К ним относятся эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные тельца), тромбоциты (кровяные пластинки).

Эритроциты - высокоспециализированные красные тельца крови, выполняющие дыхательную функцию. К ее выполнению хорошо приспособлены размер, количество и форма эритроцитов. Это мелкие клетки, диаметр которых равен 7,5 мкм. Общая поверхность их составляет 3200 м², что в 1500 раз больше поверхности тела. У человека эритроциты лишены ядра и имеют форму двояковогнутых дисков. Содержание эритроцитов у мужчин равно 4,5-5,5 млн. в 1 мм³ эритроцитов, у женщин - 3,7-4,7 млн. в 1 мм³, у новорожденных - до 6 млн. в 1 мм³, у пожилых людей - меньше 4 млн. в 1 мм³.

Количество эритроцитов изменяется под воздействием факторов внешней и внутренней среды (суточные и сезонные колебания, мышечная работа, эмоции, пребывание на больших высотах, потеря жидкости и т. д.). Повышение количества эритроцитов в крови получило название эритроцитоз, понижение - эритропения. Основная функция эритроцитов дыхательная, они выполняют ее за счет пигмента гемоглобина, обладающего способностью присоединять к себе и отдавать кислород и углекислый газ; эритроциты обладают упругостью и легко деформируются, проходя по микроциркуляторному руслу. Кроме этого, они переносят на своей поверхности аминокислоты, а также обладают способностью связывать токсины с помощью антител.

Такой показатель как скорость оседания эритроцитов (СОЭ) широко используется в диагностических целях. СОЭ - это скорость, с которой эритроциты, находящиеся в плазме во взвешенном состоянии, опускаются на дно пробирки под действием силы тяжести. СОЭ в норме составляет от 1 до 15 мм/ч. Под действием некоторых химических веществ или патологических процессов она меняется.

Для определения СОЭ кровь с антикоагулянтом помещают в специальный капилляр, в котором происходит ее разделение на 2 слоя – нижний слой состоит из осевших эритроцитов, верхний – из плазмы. Величина СОЭ зависит от вязкости крови, удельного веса эритроцитов и пола пациента. В норме у мужчин она составляет 1-10 мм/час, у женщин 2-15 мм/час. Повышение этого показателя свидетельствует о нарушениях в работе организма. Например, воспалительные процессы, опухоли, инфаркт миокарда и др.

 

Рис. Методика подсчета СОЭ

 

 

Гемоглобин - дыхательный пигмент крови, который выполняет роль переносчика кислорода и принимает участие в транспорте углекислоты. В крови содержится значительное количество гемоглобина: у мужчин - 140-160 г/л (14-16 г%) гемоглобина, у женщин - 120-140 г/л (12-14 г%). Это сложный железосодержащий белок, способный переносить кислород, образуя оксигемоглобин; кровь ежедневно переносит из лёгких в ткани около 600 л О₂.

Гемоглобин – состоит из 600 аминокислот, его молекулярная масса равна 66000±2000. Кроме белковой части (четыре полипептидные субъединицы - α1, α2, β1 и β2) имеется четыре молекулы гема, (порфириновое соединение с атомом железа (II)). Атом железа обладает способностью присоединять и отдавать молекулу кислорода, оставаясь двухвалентным (F⁺⁺).

Рис. Гемоглобин

Гемоглобин синтезируется в клетках красного костного мозга. Для нормального синтеза гемоглобина необходимо достаточное поступление железа в организм. Разрушение молекулы гемоглобина осуществляется преимущественно в клетках мононуклеарной системы, к которой относятся печень, селезенка, костный мозг, моноциты.

Гемоглобин выполняет свои функции только в эритроцитах. В плазме (гемоглобинемия) он неспособен выполнять свои функции, так как быстро разрушается и выводится через почечный фильтр (гемоглобинурия). Кроме дыхательной функции гемоглобин выполняет еще буферную, поддерживая pH крови.

В организме постоянно в небольших количествах осуществляется гемолиз (при отмирании старых эритроцитов). В норме он происходит лишь в печени, селезенке, красном костном мозге. При этом гемоглобин "поглощается" клетками указанных органов и в плазме циркулирующей крови отсутствует. Вне организма гемолиз может быть вызван гипотоническими растворами (осмотический), резким встряхиванием крови (механический), действием химических веществ - кислот, щелочей (химический) и др. Приведём пример осмотического гемолиза.

 

Рис. Эритроциты в гипо-, гипер- и изотоническом растворе

Лейкоциты (белые кровяные тельца) - бесцветные клетки, содержащие ядро и протоплазму. Размер их 8-20 мкм.

В крови здоровых людей в состоянии покоя количество лейкоцитов составляет 6000-10000 в 1 мм³. Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом, уменьшение - лейкопенией.

Лейкоциты делят на две группы: зернистые лейкоциты (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты), которые отличаются наличием или отсутствием зернистости в цитоплазме.

К гранулоцитам относятся нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Нейтрофилы, в свою очередь, делятся на юные, палочкоядерные и сегментоядерные; больше всего в циркулирующей крови сегментоядерных нейтрофилов (51-67%).

Агранулоциты не имеют в своей протоплазме зернистости. К ним относятся лимфоциты и моноциты. Среди лимфоцитов выделяют Т-лимфоциты (тимусзависимые), созревающие в вилочковой железе, и В-лимфоциты, образующиеся, по-видимому, в пейеровы бляшках (скоплениях лимфоидной ткани в кишечнике).

Процентное соотношение между отдельными видами лейкоцитов называется лейкоцитарной формулой.

Таблица «Лейкоцитарная формула (в %)»

 

При ряде заболеваний характер лейкоцитарной формулы меняется. Так, например, при острых воспалительных процессах (острый бронхит, воспаление легких) увеличивается количество нейтрофильных лейкоцитов (нейтрофилия). При аллергических состояниях (бронхиальная астма, сенная лихорадка) преимущественно возрастает содержание эозинофилов (эозинофилия) и т.д.

Рис. Лейкоциты

 

Лейкоциты обладают способностью к активному передвижению за счет образования псевдоподий, свойством проникать через стенку капилляра и фагоцитозом. Лейкоциты поглощают не только бактерии, но и отмирающие клетки самого организма. Важнейшая функция лейкоцитов – иммунная защита.

Иммунитет - способ защиты организма от всего, что несет генетическую чужеродность. Сложные реакции иммунитета осуществляются за счет деятельности специальной иммунной системы организма - специализированных клеток, тканей и органов. Под иммунной системой следует понимать совокупность всех лимфоидных органов (вилочковая железа, селезенка, лимфатические узлы, лимфатическое окологлоточное кольцо Пирогова, Пейеровы бляшки и др.) и скоплений лимфоидных клеток. Основным элементом лимфоидной системы является лимфоцит.

Тромбоциты или кровяные пластинки овальной или округлой формы диаметром 2-5 мкм. Тромбоциты человека не имеют ядер. Содержание их в крови составляет 180000 - 320000 в 1 мм³. Увеличение содержания тромбоцитов в крови называют тромбоцитозом, уменьшение - тромбоцитопенией. Тромбоциты также, как и лейкоциты, способны к фагоцитозу и амебоидному передвижению.

Кроме того, они обладают такими свойствами, как адгезивность (способность прилипать к чужеродной поверхности), агрегация (свойство прилипать друг к другу) и агглютинация (склеивание их друг с другом из-за наличия антител). Они участвуют в свертывании крови и фибринолизе (растворение кровяного сгустка). В них имеются факторы свертывания.

Свертывание крови (гемокоагуляция) - важнейший защитный механизм, предохраняющий организм от кровопотери.

Рис. Тромбоциты

Это цепная ферментативная реакция, в которой участвует большое количество элементов, одни ее ускоряют (акцелераторы), другие замедляют (ингибиторы). Факторы системы свертывания крови найдены в плазме, форменных элементах крови, тканях и клетках организма.

На сегодняшний день наиболее хорошо изучены плазменные акцелераторы: факторы V (проакцелерин), VI (акцелерин), VII (проконвертин), VIII (антигемофильный глобулин А), IX (антигемофильный глобулин В), X (необходим для образования тромбопластина), XI (антигемофильный глобулин С), XII (фактор контакта), XIII (фибринстабилизирующий, фибриназа). Большинство из них относится к глобулиновой фракции белков; многие образуются в печени, для их синтеза необходим витамин К (филлохинон). Дефицит какого-либо из акцелераторов приводит к патологической кровоточивости.

Из факторов свертывания крови в форменных элементах более всего изучены тромбоцитарные. В настоящее время свертывание крови рассматривают как трехфазный процесс:

I фаза гемокоагуляции - образование активного тромбопластина крови и тканей. Для этой фазы необходимы ионы Са⁺⁺, факторы плазмы V, VIII, IX, X, XI, XII, фактор 3 тромбоцитов.

II фаза гемокоагуляции – образование под влиянием активного тромбопластина тромбина из протромбина. Для этой фазы необходимы соли кальция, плазменные факторы V, VII, X, тромбоцитарный фактор 1 и 3.

III фазы гемокоагуляции - переход под действием тромбина фибриногена плазмы крови в нерастворимое состояние - фибрин. Для этого необходимы ионы кальция, фактор плазмы XIII, тромбоцитарный фактор 2. Важную роль в формировании прочного кровяного сгустка играет фактор XIII - фибринстабилизирующий фактор плазмы.

Рис. Сгусток крови

Образованием фибрина из его предшественников и формированием кровяного сгустка процесс свертывания крови заканчивается, чем обеспечивается полноценный гемостаз.

То есть существует изученные четыре основных фактора свертывания крови: фибриноген, протромбин, тромбопластин и ионы кальция. Кроме этого, имеется ряд дополнительных факторов, также необходимых для полноценного процесса.

Кровь, из которой удален фибриноген, называется дефибринированной. Она состоит из форменных элементов и сыворотки.

Ингибиторы свертывания крови препятствуют внутрисосудистому тромбообразованию и замедляют этот процесс. К ингибиторам относятся антитромбопластины, липопротеидная липаза, антитромбины, гепарин. Гепарин - естественный антикоагулянт широкого спектра действия; образуется в тучных клетках соединительной ткани. Он тормозит все три стадии процесса свертывания крови.

Таким образом, в крови существует динамическое равновесие между свертывающим и противосвертывающим механизмом. Кроме этого, в организме имеется фибринолитическая система, функцией которой является расщепление нитей фибрина. В ее состав входят фермент плазмин (фибринолизин), находящийся в крови в неактивном состоянии. Активаторы стимулируют его активацию, ингибиторы тормозят этот процесс. Процесс фибринолиза в норме уравновешен с процессом гемокоагуляции. Нарушение этого равновесия может привести к тяжелым патологическим состояниям организма: либо к повышенной кровоточивости, либо к внутрисосудистому тромбообразованию (тромбоз и эмболия).

Рис. Схема процесса свертывания крови

 

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называют межклеточным веществом крови?

2. Назовите основные гомеостатические константы.

3. Что такое гематокрит?

4. Назовите клетки крови и их функции.

5. Какие клетки крови имеют красный цвет, и почему?

6. Сколько гемоглобина находится в крови в норме?

7. Назовите их функцию.

8. Что такое лейкоцитарная формула?

9. Какие морфологические различия имеются между гранулоцитами и агранулоцитами?

10. Назовите гранулоциты.

11. Назовите агранулоциты.

12. Функция эритроцитов.

13. Функция лейкоцитов.

14. Основная функция тромбоцитов.

15. Назовите 3 фактора свертывания крови.

16. Назовите 3 этапа образования сгустка.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: