Состав и строение крови. Кровь, ее значение, состав и общие свойства

Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна только при условии постоянства его внутренней среды. Истинной внутренней средой организма является межклеточная (интерстициальная) жидкость, которая непосредственно контактирует с клетками. Однако постоянство межклеточной жидкости во многом определяется составом крови и лимфы, поэтому в широком понимании внутренней среды в ее состав включают: межклеточную жидкость, кровь и лимфу, спиномозговую, суставную и плевральную жидкость . Между , межклеточной жидкостью и лимфой осуществляется постоянный обмен, направленный на обеспечение непрерывного поступления к клеткам необходимых веществ и удаление оттуда продуктов их жизнедеятельности.

Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом.

Гомеостаз — это динамическое постоянство внутренней среды, который характеризуется множеством относительно постоянных количественных показателей, получивших название физиологических, или биологических, констант. Эти константы обеспечивают оптимальные (наилучшие) условия жизнедеятельности клеток организма, а с другой — отражают его нормальное состояние.

Важнейшим компонентом внутренней среды организма является кровь. В понятии системы крови по Лангу входят кровь, регулирующий ней рогу моральный аппарат, а также органы, в которых происходит образование и разрушение клеток крови (костный мозг, лимфатические узлы, вилочковая железа, селезенка и печень).

Функции крови

Кровь выполняет следующие функции.

Транспортная функция — заключается в транспорте кровью различных веществ (энергии и информации, в них заключенных) и тепла в пределах организма.

Дыхательная функция — кровь переносит дыхательные газы — кислород (0 2) и углекислый газ (СО?) — как в физически растворенном, так и химически связанном виде. Кислород доставляется от легких к потребляющим его клеткам органов и тканей, а углекислый газ — наоборот от клеток к легким.

Питательная функция — кровь переносит также мигательные вещества от органов, где они всасываются или депонируются, к месту их потребления.

Выделительная (экскреторная) функция — при биологическом окислении питательных веществ, в клетках образуются, кроме СО 2 , другие конечные продукты обмена (мочевина, мочевая кислота), которые транспортируются кровью к выделительным органам: почкам, легким, потовым железам, кишечнику. Кровью осуществляются также транспорт гормонов, других сигнальных молекул и биологически активных веществ.

Терморегулирующая функция — благодаря своей высокой теплоемкости кровь обеспечивает перенос тепла и его перераспределение в организме. Кровью переносится около 70% тепла, образующегося во внутренних органах в кожу и легкие, что обеспечивает рассеяние ими тепла в окружающую среду.

Гомеостатическая функция — кровь участвует в водно- солевом обмене в организме и обеспечивает поддержание постоянства его внутренней среды — гомеостаза.

Защитная функция заключается прежде всего в обеспечении иммунных реакций, а также создании кровяных и тканевых барьеров против чужеродных веществ, микроорганизмов, дефектных клеток собственного организма. Вторым проявлением защитной функции крови являетcя ее участие в поддержании своего жидкого агрегатного состояния (текучести), а также остановке кровотечения при повреждении стенок сосудов и восстановлении их проходимости после репарации дефектов.

Система крови и её функции

Представление о крови как системе создал наш соотечественник Г.Ф. Ланг в 1939 г. В эту систему он включил четыре части:

• периферическая кровь, циркулирующая по сосудам;
• органы кроветворения (красный костный мозг, лимфатические узлы и селезенка);
• органы кроверазрушения;
• регулирующий нейрогуморальный аппарат.

Система крови представляет собой одну из систем жизнеобеспечения организма и выполняет множество функций:

• транспортная - циркулируя по сосудам, кровь осуществляет транспортную функцию, которая определяет ряд других;
• дыхательная — связывание и перенос кислорода и углекислого газа;
• трофическая (питательная) - кровь обеспечивает все клетки организма питательными веществами: глюкозой, аминокислотами, жирами, минеральными веществами, водой;
• экскреторная (выделительная) - кровь уносит из тканей «шлаки» — конечные продукты метаболизма: мочевину, мочевую кислоту и другие вещества, удаляемые из организма органами выделения;
• терморегуляторная — кровь охлаждает энергоемкие органы и согревает органы, теряющие тепло. В организме имеются механизмы, которые обеспечивают быстрое сужение сосудов кожи при понижении температуры окружающего воздуха и расширение сосудов при повышении. Это приводит к уменьшению или увеличению потери тепла, так как плазма состоит на 90-92% из воды и обладает вследствие этого высокой теплопроводностью и удельной теплоемкостью;
• гомеостатическая - кровь поддерживает стабильность ряда констант гомеостаза — , осмотического давления и др.;
• обеспечение водно-солевого обмена между кровью и тканями — в артериальной части капилляров жидкость и соли поступают в ткани, а в венозной части капилляров возвращаются в кровь;
• защитная - кровь является важнейшим фактором иммунитета, т.е. защиты организма от живых тел и генетически чужеродных веществ. Это определяется фагоцитарной активностью лейкоцитов (клеточный иммунитет) и наличием в крови антител, обезвреживающих микробы и их яды (гуморальный иммунитет);
• гуморальная регуляция - благодаря своей транспортной функции кровь обеспечивает химическое взаимодействие между всеми частями организма, т.е. гуморальную регуляцию. Кровь переносит гормоны и другие биологически активные вещества от клеток, где они образуются, к другим клеткам;
• осуществление креаторных связей. Макромолекулы, переносимые плазмой и форменными элементами крови, осуществляют межклеточную передачу информации, обеспечивающую регуляцию внутриклеточных процессов синтеза белков, сохранение степени дифференцированности клеток, восстановление и поддержание структуры тканей.

Определение понятия системы крови

Система крови (по Г.Ф. Лангу, 1939) — совокупность собственно крови, органов кроветворения, кроверазрушения (красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы) и нейрогуморальных механизмов регуляции, благодаря которым сохраняются постоянство состава и функции крови.

В настоящее время систему крови функционально дополняют органами синтеза белков плазмы (печень), доставки в кровоток и выведения воды и электролитов (кишечник, ночки). Важнейшими особенностями крови как функциональной системы являются следующие:

• она может выполнять свои функции, только находясь в жидком агрегатном состоянии и в постоянном движении (по кровеносным сосудам и полостям сердца);
• все ее составные части образуются за пределами сосудистого русла;
• она объединяет работу многих физиологических систем организма.

Состав и количество крови в организме

Кровь — это жидкая соединительная ткань, которая состоит из жидкой части - и взвешенных в ней клеток - : (красных клеток крови), (белых клеток крови), (кровяных пластинок). У взрослого человека форменные элементы крови составляют около 40-48%, а плазма — 52-60%. Это соотношение получило название гематокритного числа (от греч.haima - кровь,kritos - показатель). Состав крови приведен на рис. 1.

Рис. 1. Состав крови

Общее количество крови (сколько крови) в организме взрослого человека в норме составляет 6-8% массы тела, т.е. примерно 5-6 л.

Физико-химические свойства крови и плазмы

Сколько крови в организме человека?

На долю крови у взрослого человека приходится 6-8% массы тела, что соответствует приблизительно 4,5-6,0 л (при средней массе 70 кг). У детей и у спортсменов объем крови в 1,5-2,0 раза больше. У новорожденных он составляет 15% от массы тела, у детей 1-го года жизни — 11%. У человека в условиях физиологического покоя не вся кровь активно циркулирует по сердечно-сосудистой системе. Часть ее находится в кровяных депо — венулах и венах печени, селезенки, легких, кожи, скорость кровотока в которых значительно снижена. Общее количество крови в организме сохраняется на относительно постоянном уровне. Быстрая потеря 30-50% крови может привести организм к гибели. В этих случаях необходимо срочное переливание препаратов крови или кровезамещающих растворов.

Вязкость крови обусловлена наличием в ней форменных элементов, прежде всего эритроцитов, белков и липопротеинов. Если вязкость воды принять за 1, то вязкость цельной крови здорового человека составит около 4,5 (3,5-5,4), а плазмы — около 2,2 (1,9-2,6). Относительная плотность (удельный вес) крови зависит в основном от количества эритроцитов и содержания белков в плазме. У здорового взрослого человека относительная плотность цельной крови составляет 1,050- 1,060 кг/л, эритроцитарной массы — 1,080-1,090 кг/л, плазмы крови — 1,029-1,034 кг/л. У мужчин она несколько больше, чем у женщин. Самая высокая относительная плотность цельной крови (1,060-1,080 кг/л) отмечается у новорожденных. Эти различия объясняются разницей в количестве эритроцитов в крови людей разного пола и возраста.

Показатель гематокрита — часть объема крови, приходящаяся на долю форменных элементов (прежде всего, эритроцитов). В норме показатель гематокрита циркулирующей крови взрослого человека составляет в среднем 40-45% (у муж- чип — 40-49%, у женщин — 36-42%). У новорожденных он приблизительно на 10% выше, а у маленьких детей — примерно на столько же ниже, чем у взрослого человека.

Плазма крови: состав и свойства

Осмотическое давление крови, лимфы и тканевой жидкости определяет обмен воды между кровью и тканями. Изменение осмотического давления жидкости, окружающей клетки, ведет к нарушению в них водного обмена. Это видно на примере эритроцитов, которые в гипертоническом растворе NaCl (много соли) теряют воду и сморщиваются. В гипотоническом растворе NaCl (мало соли) эритроциты, наоборот, набухают, увеличиваются в объеме и могут лопнуть.

Осмотическое давление крови зависит от растворенных в ней солей. Около 60% этого давления создается NaCl. Осмотическое давление крови, лимфы и тканевой жидкости приблизительно одинаково (примерно 290-300 мосм/л, или 7,6 атм) и отличается постоянством. Даже в случаях, когда в кровь поступает значительное количество воды или соли, осмотическое давление не претерпевает значительных изменений. При избыточном поступлении в кровь вода быстро выводится почками и переходит в ткани, что восстанавливает исходную величину осмотического давления. Если же в крови повышается концентрация солей, то в сосудистое русло переходит вода из тканевой жидкости, а почки начинают усиленно выводить соль. Продукты переваривания белков, жиров и углеводов, всасывающиеся в кровь и лимфу, а также низкомолекулярные продукты клеточного метаболизма могут изменять осмотическое давление в небольших пределах.

Поддержание постоянства осмотического давления играет очень важную роль в жизнедеятельности клеток.

Концентрация водородных ионов и регуляция рН крови

Кровь имеет слабощелочную среду: рН артериальной крови равен 7,4; рН венозной крови вследствие большого содержания в ней углекислоты составляет 7,35. Внутри клеток рН несколько ниже (7,0-7,2), что обусловлено образованием в них при метаболизме кислых продуктов. Крайними пределами изменений рН, совместимыми с жизнью, являются величины от 7,2 до 7,6. Смещение рН за эти пределы вызывает тяжелые нарушения и может привести к смерти. У здоровых людей колеблется в пределах 7,35-7,40. Длительное смещение рН у человека даже на 0,1 -0,2 может оказаться гибельным.

Так, при рН 6,95 наступает потеря сознания, и если эти сдвиги в кратчайший срок не ликвидируются, то неминуем летальный исход. Если рН становится равен 7,7, то наступают тяжелейшие судороги (тетания), что также может привести к смерти.

В процессе обмена веществ ткани выделяют в тканевую жидкость, а следовательно, и в кровь «кислые» продукты обмена, что должно приводить к сдвигу рН в кислую сторону. Так, в результате интенсивной мышечной деятельности в кровь человека может поступать в течение нескольких минут до 90 г молочной кислоты. Если это количество молочной кислоты прибавить к объему дистиллированной воды, равному объему циркулирующей крови, то концентрация ионов возрастет в ней в 40 000 раз. Реакция же крови при этих условиях практически не изменяется, что объясняется наличием буферных систем крови. Кроме того, в организме рН сохраняется за счет работы почек и легких, удаляющих из крови углекислый газ, избыток солей, кислот и щелочей.

Постоянство рН крови поддерживается буферными системами: гемоглобиновой, карбонатной, фосфатной и белками плазмы.

Буферная система гемоглобина самая мощная. На ее долю приходится 75% буферной емкости крови. Эта система состоит из восстановленного гемоглобина (ННb) и его калиевой соли (КНb). Буферные свойства ее обусловлены тем, что при избытке Н + КНb отдает ионы К+, а сам присоединяет Н+ и становится очень слабо диссоциирующей кислотой. В тканях система гемоглобина крови выполняет функцию щелочи, предотвращая закисление крови вследствие поступления в нее углекислого газа и Н+ -ионов. В легких гемоглобин ведет себя как кислота, предотвращая защелачивание крови после выделения из нее углекислоты.

Карбонатная буферная система (Н 2 СО 3 и NaHC0 3) по своей мощности занимает второе место после системы гемоглобина. Она функционирует следующим образом: NaHCO 3 диссоциирует на ионы Na + и НС0 3 - . При поступлении в кровь более сильной кислоты, чем угольная, происходит реакция обмена ионами Na+ с образованием слабо диссоциирующей и легко растворимой Н 2 СО 3 Таким образом, предотвращается повышение концентрации Н + -ионов в крови. Увеличение в крови содержания угольной кислоты приводит к ее распаду (под влиянием особого фермента, находящегося в эритроцитах, — карбоангидразы) на воду и углекислый газ. Последний поступает в легкие и выделяется в окружающую среду. В результате этих процессов поступление кислоты в кровь приводит лишь к небольшому временному повышению содержания нейтральной соли без сдвига рН. В случае поступления в кровь щелочи, она реагирует с угольной кислотой, образуя гидрокарбонат (NaHC0 3) и воду. Возникающий при этом дефицит угольной кислоты немедленно компенсируется уменьшением выделения углекислого газа легкими.

Фосфатная буферная система образована дигидрофосфатом (NaH 2 P0 4) и гидрофосфатом (Na 2 HP0 4) натрия. Первое соединение слабо диссоциирует и ведет себя как слабая кислота. Второе соединение обладает щелочными свойствами. При введении в кровь более сильной кислоты она реагируете Na,HP0 4 , образуя нейтральную соль и увеличивая количество мало диссоциирующего дигидрофосфата натрия. В случае введения в кровь сильной щелочи она взаимодействует с ди гидрофосфатом натрия, образуя слабощелочной гидрофосфат натрия; рН крови при этом изменяется незначительно. В обоих случаях избыток ди гидрофосфата и гидрофосфата натрия выделяется с мочой.

Белки плазмы играют роль буферной системы благодаря своим амфотерным свойствам. В кислой среде они ведут себя как щелочи, связывая кислоты. В щелочной среде белки реагируют как кислоты, связывающие щелочи.

Важная роль в поддержании рН крови отводится нервной регуляции. При этом преимущественно раздражаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, импульсы от которых поступают в продолговатый мозг и другие отделы ЦНС, что рефлекторно включает в реакцию периферические органы — почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт, деятельность которых направлена на восстановление исходных величин рН. Так, при сдвиге рН в кислую сторону почки усиленно выделяют с мочой анион Н 2 Р0 4 -. При сдиге рН в щелочную сторону увеличивается выделение почками анионов НР0 4 -2 и НС0 3 -. Потовые железы человека способны выводить избыток молочной кислоты, а легкие — СО2.

При различных патологических состояниях может наблюдаться сдвиг рН как в кислую, так и в щелочную среду. Первый из них носит название ацидоз, второй - алкалоз.

Кровь, ее значение, состав и общие свойства.

Кровь вместе с лимфой и межтканевой жидкостью составляет внутрен­нюю среду организма, в которой протекает жизнедеятельность всех клеток и тканей.

Особенности:

1) является жидкой средой, содержащей форменные элементы;

2) находится в постоянном движении;

3) составные части в основном образуются и разрушаются вне ее.

Кровь вместе с кроветворными и кроверазрушающими органами (кост­ным мозгом, селезенкой, печенью и лимфатическими узлами) составляет це­лостную систему крови. Деятельность этой системы регулируется нейрогу­моральным и рефлекторным путем.

Благодаря циркуляции в сосудах кровь выполняет в организме следую­щие важнейшие функции:

14. Транспортная – кровь транспортирует питательные вещества (глюкозу, аминокислоты, жиры и др.) к клеткам, а конечные продукты обмена веществ (аммиак, мочевину, мочевую кислоту и др.) - от них к органам выделения.

15. Регуляторная – осуществляет перенос гормонов и других физио­логических активных веществ, воздействующих на различные органы и ткани; регуляция постоянства температуры тела – перенос тепла от ор­ганов с интенсивным его образованием к органам с менее интенсивной теплопродукцией и к местам охлаждения (кожа).

16. Защитная – благодаря способности лейкоцитов к фагоцитозу и наличию в крови иммунных тел, обезвреживающих микроорганизмы и их яды, разрушающих чужеродные белки.

17. Дыхательная – доставка кислорода от легких к тканям, углекис­лого газа – из тканей к легким.

У взрослого человека общее количество крови составляет 5- 8% веса тела, что соответствует 5-6 л. Объем крови принято обозначать по отноше­нию к весу тела (мл/кг). В среднем он равен у мужчин 61,5 мл/кг, у женщин - 58,9 мл/кг.

В кровеносных сосудах в состоянии покоя циркулирует не вся кровь. Около 40-50% ее находится в кровяных депо (селезенке, печени, сосудах кожи и легких). Печень – до 20 %, селезенка – до 16%, подкожная сосуди­стая сеть – до 10 %

Состав крови. Кровь состоит из форменных элементов (55-58%) - эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов - и жидкой части - плазмы (42-- 45%).

Эритроциты – специализированные безъядерные клетки диаметром 7-8 мк. Образуются в красном костном мозге, разрушаются в печени- и селе­зенке. В 1 мм3 крови – 4–5 млн. эритроцитов Строение и состав эритроцитов обусловлены выполняемой ими функцией - транспорт газов. Форма эритро­цитов в виде двояковогнутого диска увеличивает соприкосновение с окружающей средой, способствуя этим ускорению процессов газообмена.

Гемоглобин обладает свойством легко связывать и отщеплять кисло­род. Присоединяя его, он становится оксигемоглобином. Отдавая кислород в местах с малым его содержанием, он превращается в восста­новленный (редуцированный) гемоглобин.

В скелетной и сердечной мышцах содержится мышечный гемоглобин - миоглобин (важная роль в снабжении кислородом работающих мышц).

Лейкоциты , или белые кровяные тельца, по морфологическим и функ­циональным признакам представляют собой обычные клетки, содержащие ядро и протоплазму специфической структуры. Они образуются в лимфати­ческих узлах, селезенке и костном мозге. В 1 мм 3 крови человека находится 5-6 тыс. лейкоцитов.

Лейкоциты неоднородны по своему строению: в одних из них прото­плазма имеет зернистое строение (гранулоциты), в других нет зернистости (агронулоциты). Гранулоциты составляют 70-75% всех лейкоцитов и делят­ся в зависимости от способности окрашиваться нейтральными, кислыми или основными красками на нейтрофилы (60-70%), эозинофилы, (2-4%) и ба­зофилы (0,5- 1 %). Агранулоциты – лимфоциты (25-30%) и моноциты (4-8%).

Функции лейкоцитов:

1) защитная (фагоцитоз, продукция антител и разрушение токсинов белкового происхождения);

2) участие в расщеплении пищевых веществ

Тромбоциты - плазматические образования овальной или круглой формы диаметром 2-5 мк. В крови человека и млекопитающих они не име­ют ядра. Тромбоциты образуются в красном костном мозге и в селезенке, и их количество колеблется от 200 тыс. до-б00 тыс. в 1 мм3 крови. Они играют важную роль в процессе свертывания крови.

Основная функция лейкоцитов – иммунногенез (способность синтези­ровать антитела или иммунные тела, которые обезвреживают микробы и про­дукты их жизнедеятельности). Лейкоциты, обладая способностью к амебо­видным движениям, адсорбируют циркулирующие в крови антитела и, про­никая через стенки сосудов, доставляют их в ткани к очагам воспаления. Нейтрофилы, содержащие большое количество ферментов, обладают способ­ностью к захватыванию.и перевариванию болезнетворных микробов (фаго­цитоз – от греч. Phagos - пожирающий). Перевариваются и клетки организ­ма, дегенерирующие в очагах воспаления.

Лейкоциты участвуют также в восстановительных процессах после вос­паления тканей.

Защита организма от кровотечений. Эта функция осуществляется благодаря способности крови к свертыванию. Сущность свертывания крови заключается в переходе растворенного в плазме белка фибриногена в не­растворенный белок - фибрин, который образует нити, склеенные с краями раны. Сгусток крови. (тромб) преграждает дальнейшее кровотечение, предохраняя организм от кровопотерь.

Превращение фиброногена в фибрин осуществляется при воздействии фермента тромбина, который образуется из белка протромбина под влияние тромбопластина, появляющегося в крови при разрушении тромбоцитов. Об­разование тромбопластина и превращение протромбина в тромбин проте­кают при участии ионов кальция.

Группы крови. Учение о группах крови возникло в связи с проблемой переливания крови. В 1901 г. К. Ландштейнер обнаружил в эритроцитах людей агглютиногены А и В. В плазме крови находятся агглютинины a и b (гамма-глобулины). Согласно классификации К.Ландштейнера и Я.Янского в зависимости от наличия или отсутствия в крови конкретного человека агглютиногенов и агглютининов различают 4 группы крови. Эта система получила название АВО. Группы крови в ней обозначаются цифрами и теми агглютиногенами, которые содержатся в эритроцитах данной группы.

Групповые антигены – это наследственные врожденные свойства кро­ви, не меняющиеся в течение всей жизни человека. Агглютининов в плазме крови новорожденных нет. Они образуются в течение первого года жизни ре­бенка под влиянием веществ, поступающих с пищей, а также вырабатывае­мых кишечной микрофлорой, к тем антигенам, которых нет в его собствен­ных эритроцитах.

I группа (О) – в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины a и b

II группа (А) – в эритроцитах содержится агглютиноген А, в плазме – агглютинин b ;

III группа (В) – в эритроцитах находится агглютиноген В, в плазме – аг­глютинин a ;

IV группа (АВ) – в эритроцитах обнаруживаются агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет.

У жителей Центральной Европы I группа крови встречается в 33,5%, II группа – 37,5%, III группа – 21%, IV группа – 8%. У 90% коренных жителей Америки встречается I группа крови. Более 20% населения Центральной Азии имеют III группу крови.

Агглютинация происходит в том случае, если в крови человека встре­чаются агглютиноген с одноименным агглютинином: агглютиноген А с аг­глютинином а или агглютиноген В с агглютинином b. При переливании не­совместимой крови в результате агглютинации и последующего их гемолиза развивается гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти. Поэтому было разработано правило переливания небольших количеств крови (200 мл), по которому учитывали наличие агглютиногенов в эритроцитах до­нора и агглютининов в плазме реципиента. Плазму донора во внимание не принимали, так как она сильно разбавлялась плазмой реципиента.

Согласно данному правилу кровь I группы можно переливать людям со всеми группами крови (I, II, III, IV), поэтому людей с первой группой крови называют универсальными донорами. Кровь II группы можно переливать лю­дям со II и IY группами крови, кровь III группы – с III и IV, Кровь IV группы можно переливать только людям с этой же группой крови. В то же время лю­дям с IV группой крови можно переливать любую кровь, поэтому их называ­ют универсальными реципиентами. При необходимости переливания больших количеств крови этим правилом пользоваться нельзя.

Кровь и лимфу принято называть внутренней средой организма, так как они окружают все клетки и ткани, обеспечивая их жизнедеятельность.В отношении своего происхождения кровь, как и другие жидкости организма, может рассматриваться как морская вода, окружавшая простейшие организмы, замкнутая внутрь и претерпевшая в дальнейшем определенные изменения и усложнения.

Кровь состоит из плазмы и находящихся в ней во взвешенном состоянии форменных элементов (клеток крови). У человека форменные элементы составляют 42,5+-5% для женщин и 47,5+-7% для мужчин. Эта величина называется гематокритный показатель . Циркулирующая в сосудах кровь, органы, в которых происходит образование и разрушение ее клеток, также системы их регуляции объединяются понятием "система крови ".

Все форменные элементы крови являются продуктами жизнедеятельности не самой крови, а кроветворных тканей (органов) - красного костного мозг, лимфатических узлов, селезенки. Кинетика составных частей крови включает следующие этапы: образование, размножение, дифференциация, созревание, циркуляция, старение, разрушение. Таким образом, существует неразрывная связь форменных элементов крови с вырабатывающими и разрушающими их органами, а клеточный состав периферической крови отражает в первую очередь состояние органов кроветворения и кроверазрушения.

Кровь, как ткань внутренней среды, обладает следующими особенности: составные ее части образуются вне ее, межуточное вещество ткани является жидким, основная масса крови находится в постоянном движении, осуществляя гуморальные связи в организме.

При общей тенденции к сохранению постоянства своего морфологического и химического состава, кровь является в то же время одним из наиболее чувствительных индикаторов изменений, происходящих в организме под влиянием как различных физиологических состояний, так и патологических процессов. "Кровь - зеркало организма!"

Основные физиологические функции крови .

Значение крови как важнейшей части внутренней среды организма многообразно. Можно выделить следующие основные группы функций крови:

1.Транспортные функции . Эти функции состоят в переносе необходимых для жизнедеятельности веществ (газов, питательных веществ, метаболитов, гормонов, ферментов и т.п.) Транспортируемые вещества могут оставаться в крови неизмененными, или вступать в те или иные, большей частью, нестойкие, соединения с белками, гемоглобином, другими компонентами и транспортироваться в таком состоянии. В число транспортных входят такие функции, как:

а) дыхательная , заключающаяся в транспорте кислорода из легких к тканям и углекислоты от тканей к легким;

б) питательная , заключающаяся в переносе питательных веществ от органов пищеварения к тканям, а также в переносе их из депо и в депо в зависимости от потребности в данный момент;

в) выделительная (экскреторная ), которая заключается в переносе ненужных продуктов обмена веществ (метаболитов), а также излишних солей, кислых радикалов и воды к местам их выделения из организма;

г) регуляторная , связанная с тем, что кровь является средой, с помощью которой осуществляется химическое взаимодействие отдельных частей организма между собой посредством вырабатываемых тканями или органами гормонов и других биологически активных веществ.

2. Защитные функции крови связаны с тем, что клетки крови осуществляют защиту организма от инфекционно-токсической агрессии. Можно выделить следующие защитные функции:

а) фагоцитарная - лейкоциты крови способны пожирать (фагоцитировать) чужие клетки и инородные тела, попавшие в организм;

б) иммунная - кровь является местом, где находятся различного рода антитела, образующиеся в лимфоцитами в ответ на поступление микроорганизмов, вирусов, токсинов и обеспечивающие приобретенный и врожденный иммунитет.

в) гемостатическая (гемостаз - остановка кровотечения), заключающаяся в способности крови свертываться в месте ранения кровеносного сосуда и тем самым предотвращать смертельное кровотечение.

3. Гомеостатические функции . Заключаются в участии крови и находящихся в ее составе веществ и клеток в поддержании относительного постоянства ряда констант организма. Сюда относятся:

а) поддержание рН ;

б) поддержание осмотического давления ;

в) поддержание температуры внутренней среды.

Правда, последняя функция может быть отнесена и к транспортным, так как тепло разносится циркулирующей кровью по телу от места его образования к периферии и наоборот.

Количество крови в организме. Объем циркулирующей крови (ОЦК) .

В настоящее время имеются точные методы для определения общего количества крови в организме. Принцип этих методов заключается в том, что в кровь вводят известное количество вещества, а затем через определенные интервалы времени берутся пробы крови и в них определяется содержание введенного продукта. По степени полученного разбавления высчитывается объем плазмы. После этого кровь центрифугируют в капиллярной градуированной пипетке (гематокрите) для определения гематокритного показателя, т.е. соотношения форменных элементов и плазмы. Зная гематокритный показатель, легко определить и объем крови. В качестве индикаторов применяют нетоксичные медленно выводящиеся соединения, не проникающие через сосудистую стенку в ткани (красители, поливинилпиролидон, железодекстрановый комплекс и др.) В последнее время для этой цели широко используются радиоактивные изотопы.

Определения показывают, что в сосудах человека весом 70 кг. содержится примерно 5 литров крови, что составляет 7% массы тела (у мужчин 61,5+-8,6 мл/кг, у женщин - 58,9+-4,9 мл/кг массы тела).

Введение в кровь жидкости увеличивает на короткое время ее объем. Потери жидкости - уменьшают объем крови. Однако изменения общего количества циркулирующей крови, как правило, невелики, вследствие наличия процессов, регулирующих общий объем жидкости в кровеносном русле. Регуляция объема крови основана на поддержании равновесия между жидкостью в сосудах и тканях. Потери жидкости из сосудов быстро восполняются за счет поступления ее из тканей и наоборот. Более подробно о механизмах регуляции количества крови в организме мы будем говорить позднее.

1. Состав плазмы крови .

Плазма представляет собою желтоватого цвета слегка опалесцирующую жидкость, и является весьма сложной биологической средой, в состав которой входят белки, различные соли, углеводы, липиды, промежуточные продукты обмена веществ, гормоны, витамины и растворенные газы. В нее входят как органические, так и неорганические вещества (до 9%) и вода (91-92%). Плазма крови находится в тесной связи с тканевыми жидкостями организма. Из тканей в кровь поступает большое количество продуктов обмена, но, благодаря сложной деятельности различных физиологических систем организма, в составе плазмы в норме не происходит существенных изменений.

Количеств белков, глюкозы, всех катионов и бикарбоната удерживается на постоянном уровне и самые незначительные колебания в их составе приводят к тяжелым нарушениям в нормальной деятельности организма. В то же время содержание таких веществ, как липиды, фосфор, мочевина, может меняться в значительных пределах, не вызывая заметных расстройств в организме. Весьма точно регулируется в крови концентрация солей и водородных ионов.

Состав плазмы крови имеет некоторые колебания в зависимости от возраста, пола, питания, географических особенностей места проживания, времени и сезона года.

Белки плазмы крови и их функции . Общее содержание белков крови составляет 6,5-8,5%, в среднем -7,5%. Они различны по составу и количеству входящих в них аминокислот, растворимости, устойчивости в растворе при изменениях рН, температуры, солености, по электрофоретической плотности. Роль белков плазмы весьма многообразна: они принимают участие в регуляции водного обмена, в защите организма от иммуннотоксических воздействий, в транспорте продуктов обмена, гормонов, витаминов, в свертывании крови, питании организма. Обмен их происходит быстро, постоянство концентрации осуществляется путем непрерывного синтеза и распада.

Наиболее полное разделение белков плазмы крови осуществляется с помощью электрофореза. На электрофореграмме можно выделить 6 фракций белков плазмы:

Альбумины . Их содержится в крови 4,5-6,7%, т.е. 60-65% всех плазменных белков приходится на долю альбуминов. Они выполняют в основном питательно-пластическую функцию. Не менее важна транспортная роль альбуминов, так как они могут связывать и транспортировать не только метаболиты, но лекарства. При большом накоплении жира в крови часть его тоже связывается альбуминами. Поскольку альбуминам принадлежит очень высокая осмотическая активность, на их долю приходится до 80% всего коллоидно-осмотического (онкотического) давления крови. Поэтому уменьшение количества альбуминов ведет к нарушению водного обмена между тканями и кровью и появлению отеков. Синтез альбуминов происходит в печени. Молекулярный вес их 70-100 тыс., поэтому часть их может походить через почечный барьер и обратно всасываться в кровь.

Глобулины обычно всюду сопутствуют альбуминам и являются наиболее распространенными из всех известных белков. Общее количество глобулинов в плазме составляет 2,0-3,5%, т.е. 35-40% от всех белков плазмы. По фракциям их содержание следующее:

альфа1-глобулины - 0,22-0,55 г% (4-5%)

альфа2-глобулины - 0,41-0,71г% (7-8%)

бета-глобулины - 0,51-0,90 г% (9-10%)

гамма-глобулины - 0,81-1,75 г% (14-15%)

Молекулярный вес глобулинов 150-190 тыс. Место образования может быть различным. Большая часть синтезируется в лимфоидных и плазматических клетках ретикулоэндотелиальной системы. Часть - в печени. Физиологическая роль глобулинов многообразна. Так, гамма-глобулины являются носителями иммунных тел. Альфа- и бета- глобулины тоже имеют антигенные свойства, но специфической их функцией является участие в процессах свертывания (это плазменные факторы свертывания крови). Сюда же относятся большая часть ферментов крови, а так же трансферин, церуллоплазмин, гаптоглобины и др. белки.

Фибриноген . Этот белок составляет 0,2-0,4 г%, около 4% от всех белков плазмы крови. Имеет непосредственное отношение к свертыванию, во время которого выпадает в осадок после полимеризации. Плазма, лишенная фибриногена (фибрина), носит название кровяной сыворотки .

При различных заболеваниях, особенно приводящих к нарушениям белкового обмена, наблюдаются резкие изменения в содержании и фракционном составе белков плазмы. Поэтому анализ белков плазмы крови имеет диагностическое и прогностическое значение и помогает врачу судить о степени повреждения органов.

Небелковые азотистые вещества плазмы представлены аминокислотами (4-10 мг%), мочевиной (20-40 мг%), мочевой кислотой, креатином, креатинином, индиканом и др. Все эти продукты белкового обмена в сумме называются остаточным , или небелковым азотом. Содержание остаточного азота плазмы в норме колеблется от 30 до 40 мг. Среди аминокислот одна треть приходится на долю глютамина, который переносит в крови свободный аммиак. Увеличение количества остаточного азота наблюдается главным образом при почечной патологии. Количество небелкового азота в плазме крови мужчин выше, чем в плазме крови женщин.

Безазотистые органические вещества плазмы крови представлены такими продуктами, как молочная кислота, глюкоза (80-120 мг%), липиды, органические вещества пищи и многие другие. Общее их количество не превышает 300-500 мг%.

Минеральные вещества плазмы - это в основном катионы Na+, К+, Са+, Mg++ и анионами Cl-, HCO3, HPO4, H2PO4. Общее количество минеральных веществ (электролитов) в плазме достигает 1%. Количество катионов превышает количество анионов. Наибольшее значение имеют следующие минеральные вещества:

Натрий и калий . Количество натрия в плазме составляет 300-350 мг%, калия - 15-25 мг%. Натрий находится в плазме в виде хлористого натрия, бикарбонатов, а также в связанном с белками виде. Калий тоже. Ионы эти играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия и осмотического давления крови.

Кальций . Общее его количество в плазме составляет 8-11 мг%. Он находится там или в связанном с белками виде, или в виде ионов. Ионы Са+ выполняют важную функцию в процессах свертывания крови, сократимости и возбудимости. Поддержание нормального уровня кальция в крови происходит при участии гормона паращитовидных желез, натрия - при участии гормонов надпочечников.

Кроме перечисленных выше минеральных веществ в плазме содержатся магний, хлориды, йод, бром, железо, и ряд микроэлементов, таких как медь, кобальт, марганец, цинк, и др., имеющие большое значение для эритропоэза, ферментативных процессов и т.п.

Физико-химические свойства крови

1.Реакция крови . Активная реакция крови определяется концентрацией в ней водородных и гидроксильных ионов. В норме кровь имеет слабощелочную реакцию (рН 7,36-7,45, в среднем 7,4+-0,05). Реакция крови является величиной постоянной. Это - обязательное условие нормального течения жизненных процессов. Изменение рН на 0,3-0,4 единицы приводит к тяжелым для организма последствиям. Границы жизни находятся в пределах рН крови 7,0-7,8. Организм удерживает величину рН крови на постоянном уровне благодаря деятельности специальной функциональной системы, в которой главное место уделяется имеющимся в самой крови химическим веществам, которые, нейтрализуя значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей, препятствуют сдвигам рН в кислую или щелочную сторону. Сдвиг рН в кислую сторону называется ацидоз , в щелочную - алкалоз.

К веществам, постоянно поступающим в кровь и могущим изменить величину рН, относятся молочная кислота, угольная кислота и другие продукты обмена, вещества, поступающие с пищей и др.

В крови имеются четыре буферные системы - бикарбонатная (углекислота/бикарбонаты), гемоглобиновая (гемоглобин / оксигемоглобин), белковая (кислые белки / щелочные белки) и фосфатная (первичный фосфат / вторичный фосфат).Подробно их работа изучается в курсе физической и коллоидной химии.

Все буферные системы крови, взятые вместе, создают в крови так называемый щелочной резерв , способный связывать кислые продукты, поступающие в кровь. Щелочной резерв плазмы крови в здоровом организме более или менее постоянен. Он может быть снижен при избыточном поступлении или образовании кислот в организме (например, при интенсивной мышечной работе, когда образуется много молочной и угольной кислот). Если это снижение щелочного резерва не привело еще к реальным изменениям рН крови, то такое состояние называют компенсированным ацидозом . При некомпенсированном ацидозе щелочной резерв расходуется полностью, что ведет к снижению рН (например, так бывает при диабетической коме).

Когда ацидоз связан с поступлением в кровь кислых метаболитов или других продуктов, он носит название метаболического или не газового. Когда же ацидоз возникает при накоплении в организме преимущественно углекислоты - он называется газовым . При избыточном поступлении в кровь продуктов обмена щелочного характера (чаще с пищей, так как продукты обмена в основном кислые) то щелочной резерв плазмы увеличивается (компенсированный алкалоз ). Он может увеличиваться, например, при усиленной гипервентиляции легких, когда имеет место избыточное удаление углекислоты из организма (газовый алкалоз). Некомпенсированный алкалоз бывает чрезвычайно редко.

Функциональная система поддержания рН крови (ФСрН) включает в себя целый ряд анатомически неоднородных органов, в комплексе позволяющих достигнуть очень важного для организма полезного результата - обеспечения постоянства рН крови и тканей. Появление кислых метаболитов или щелочных веществ крови сразу же нейтрализуется соответствующими буферными системами и одновременно от специфических хеморецепторов, заложенных как в стенках кровеносных сосудов, так и в тканях, в ЦНС поступают сигналы о возникновении сдвига в реакциях крови (если таковой действительно произошел). В промежуточном и продолговатом отделах мозга находятся центры, регулирующие постоянство реакции крови. Оттуда по афферентным нервам и по гуморальным каналам команды поступают к исполнительным органам, способным исправить нарушение гомеостаза. К числу таких органов относятся все органы выделения (почки, кожа, легкие), которые выбрасывают из организма как сами кислые продукты, так и продукты их реакций с буферными системами. Кроме того, в деятельности ФСрН принимают участие органы ЖКТ, которые могут быть как местом выделения кислых продуктов, так и местом, откуда всасываются необходимые для их нейтрализации вещества. Наконец, к числу исполнительных органов ФСрН относится и печень, где происходит дезинтоксикация потенциально вредных продуктов, как кислых так и щелочных. Надо отметить, что кроме этих внутренних органов, в ФСрН есть и внешнее звено - поведенческое, когда человек целенаправленно ищет во внешней среде вещества, которых ему не хватает для поддержания гомеостаза ("Кисленького хочется!"). Схема этой ФС представлена на схеме.

2. Удельный вес крови (УВ). УВ крови зависит в основном от числа эритроцитов, содержащегося в них гемоглобина и белкового состава плазмы. У мужчин он равен 1,057, у женщин - 1,053, что объясняется различным содержанием эритроцитов. Суточные колебания не превышают 0.003. Увеличение УВ закономерно наблюдается после физического напряжения и в условиях воздействия высоких температур, что свидетельствует о некотором сгущении крови. Понижение УВ после кровепотери связано с большим притоком жидкости из тканей. Наиболее распространенный метод определения - медно-сульфатный, принцип которого заключается в помещении капли крови в ряд пробирок с растворами сульфата меди известного удельного веса. В зависимости от УВ крови капля тонет, всплывает или плавает в том месте пробирки, где ее поместили.

3. Осмотические свойства крови . Осмосом называется проникновение молекул растворителя в раствор через разделяющую их полупроницаемую перепонку, через которую не проходят растворенные вещества. Осмос совершается и в том случае, если такая перегородка разделяет растворы с разной концентрацией. При этом растворитель перемещается через мембрану в сторону раствора с большей концентрацией до тех пор, пока эти концентрации не сравняются. Мерой осмотических сил является осмотическое давление (ОД). Оно равно такому гидростатическому давлению, который над приложить к раствору чтобы прекратить в него проникновение молекул растворителя. Величина эта определяется не химической природой вещества, а числом растворенных частиц. Она прямо пропорциональна молярной концентрации вещества. Одно- молярный раствор имеет ОД 22,4 атм., так как осмотическое давление определяется давлением, которое может оказывать в равном объеме растворенное вещество в виде газа (1гМ газа занимает объем 22,4 л. Если это количество газа поместить в сосуд объемом 1л, он будет давить на стенки с силой 22,4 атм.).

Осмотическое давление следует рассматривать не как свойство растворенного вещества, растворителя или раствора, а как свойство системы, состоящей из раствора, растворенного вещества и разделяющей их полупроницаемой перепонки.

Кровь как раз является такой системой. Роль полупроницаемой перегородки в этой системе играют оболочки клеток крови и стенки кровеносных сосудов, растворителем служит вода, в которой находятся минеральные и органические вещества в растворенном виде. Эти вещества создают в крови среднюю молярную концентрацию около 0,3 гМ, и поэтому развивают осмотическое давление, равное для крови человека 7,7 - 8,1 атм. Почти 60% этого давления приходится на долю поваренной соли (NaCl).

Величина осмотического давления крови имеет важнейшее физиологическое значение, так как в гипертонической среде вода выходит из клеток (плазмолиз ), а в гипотонической - наоборот, входит в клетки, раздувает их и даже может разрушить (гемолиз ).

Правда, гемолиз может наступать не только при нарушении осмотического равновесия, но и под действием химических веществ - гемолизинов. К ним относятся сапонины, желчные кислоты, кислоты и щелочи, аммиак, спирты, змеиный яд, бактериальные токсины и др.

Величина осмотического давления крови определяется криоскопическим методом, т.е. по точке замерзания крови. У человека температура замерзания плазмы равна -0,56-0,58оС. Осмотическое давление крови человека соответствует давлению 94% NaCl, такой раствор носит название физиологического .

В клинике, когда возникает необходимость введения в кровь жидкости, например, при обезвоживании организма, или при внутривенном введении лекарств обычно применяют этот раствор, который изотоничен плазме крови. Однако, хотя его и называют физиологическим, он таковым в строгом смысле не является, так как в нем отсутствуют остальные минеральные и органические вещества. Более физиологическими растворами являются такие, как раствор Рингера, Рингер-Локка, Тироде, Крепс-Рингера и т.п. Они приближаются к плазме крови по ионному составу (изоионичны). В ряде случаев, особенно для замены плазмы при кровепотере, применяются жидкости кровезаменители, приближающиеся к плазме не только по минеральному, но и по белковому, крупномолекулярному составу.

Дело в том, что белки крови играют большую роль в правильном водном обмене между тканями и плазмой. Осмотическое давление белков крови называется онкотическим давлением . Оно равно примерно 28 мм.рт.ст. т.е. составляет менее 1/200 общего осмотического давления плазмы. Но так как капиллярная стенка очень мало проницаема для белков и легко проходима для воды и кристаллоидов, то именно онкотическое давление белков является наиболее эффективным фактором, удерживающим воду в кровеносных сосудах. Поэтому уменьшение количества белков в плазме приводит к появлению отеков, к выходу воды из сосудов в ткани. Из белков крови наибольшее онкотическое давление развивают альбумины.

Функциональная система регуляции осмотического давления . Осмотическое давление крови млекопитающих и человека в норме держится на относительно постоянном уровне (опыт Гамбургера с введением в кровь лошади 7 л 5% раствора сернокислого натрия). Все это происходит за счет деятельности функциональной системы регуляции осмотического давления, которая тесно увязана с функциональной системой регуляции водно-солевого гомеостаза, так как использует те же исполнительные органы.

В стенках кровеносных сосудов имеются нервные окончания, реагирующие на изменения осмотического давления (осморецепторы ). Раздражение их вызывает возбуждение центральных регуляторных образований в продолговатом и промежуточном мозге. Оттуда идут команды, включающие те или иные органы, например, почки, которые удаляют избыток воды или солей. Из других исполнительных органов ФСОД надо назвать органы пищеварительного тракта, в которых происходит как выведение избытка солей и воды, так и всасывание необходимых для восстановления ОД продуктов; кожу, соединительная ткань которой вбирает в себя при понижении осмотического давления избыток воды или отдает ее последней при повышении осмотического давления. В кишечнике растворы минеральных веществ всасываются только в таких концентрациях, которые способствуют установлению нормального осмотического давления и ионного состава крови. Поэтому при приеме гипертонических растворов (английская соль, морская вода) происходит обезвоживание организма за счет выведения воды в просвет кишечника. На этом основано слабительное действие солей.

Фактором, способным изменять осмотическое давление тканей, а также крови, является обмен веществ, ибо клетки тела потребляют крупномолекулярные питательные вещества, и выделяют взамен значительно большее число молекул низкомолекулярных продуктов своего обмена. Отсюда понятно, почему венозная кровь, оттекающая от печени, почек, мышц имеет большее осмотическое давление, чем артериальная. Не случайно, что в этих органах находится наибольшее количество осморецепторов.

Особенно значительные сдвиги осмотического давления в целом организме вызывает мышечная работа. При очень интенсивной работе деятельность выделительных органов может оказаться недостаточной для сохранения осмотического давления крови на постоянном уровне и в итоге может наступить его увеличение. Сдвиг осмотического давления крови до 1,155% NaCl делает невозможным дальнейшее выполнение работы (один из компонентов утомления).

4. Суспензионные свойства крови . Кровь является устойчивой суспензией мелких клеток в жидкости (плазме), Свойство крови как устойчивой суспензии нарушается при переходе крови к статическому состоянию, что сопровождается оседанием клеток и наиболее отчетливо проявляется со стороны эритроцитов. Отмеченный феномен используется для оценки суспензионной стабильности крови при определении скорости оседания эритроцитов (СОЭ).

Если предохранить кровь от свертывания, то форменные элементы можно отделить от плазмы простым отстаиванием. Это имеет практическое клиническое значение, так как СОЭ заметно меняется при некоторых состояниях и болезнях. Так, СОЭ сильно ускоряется у женщин при беременности, у больных туберкулезом, при воспалительных заболеваниях. При стоянии крови эритроциты склеиваются друг с другом (агглютинируют), образуя так называемые монетные столбики, а затем и конгломераты монетных столбиков (агрегация), которые оседают тем быстрее, чем больше их величина.

Агрегация эритроцитов, их склеивание зависит от изменения физических свойств поверхности эритроцитов (возможно, с изменением знака суммарного заряда клетки с отрицательного на положительный), а также от характера взаимодействия эритроцитов с белками плазмы. Суспензионные свойства крови зависят преимущественно от белкового состава плазмы: увеличение содержания грубодисперсных белков при воспалении сопровождается снижением суспензионной устойчивости и ускорением СОЭ. Величина СОЭ зависит и от количественного соотношения плазмы и эритроцитов. У новорожденных СОЭ равна 1-2 мм/час, у мужчин 4-8 мм/час, у женщин 6-10 мм/час. Определяют СОЭ по методу Панченкова (см. практикум).

Ускоренной СОЭ, обусловленной изменением белков плазмы особенно при воспалении, соответствует и повышенная агрегация эритроцитов в капиллярах. Преимущественная агрегация эритроцитов в капиллярах связана с физиологическим замедлением тока крови в них. Доказано, что в условиях замедленного кровотока увеличение содержания в крови грубодисперсных белков приводит к более выраженной агрегации клеток. Агрегация эритроцитов, отражая динамичность суспензионных свойств крови, является одним из древнейших защитных механизмов. У беспозвоночных агрегация эритроцитов играет ведущую роль в процессах гемостаза; при воспалительной реакции это приводит к развитию стаза (остановки кровотока в пограничных областях), способствуя отграничению очага воспаления.

В последнее время доказано, что в СОЭ имеет значение не столько заряд эритроцитов, сколько характер его взаимодействия с гидрофобными комплексами белковой молекулы. Теория нейтрализации заряда эритроцитов белками не доказана.

5. Вязкость крови (реологические свойства крови). Вязкость крови, определяемая вне организма, превышает вязкость воды в 3-5 раз и зависит преимущественно от содержания эритроцитов и белков. Влияние белков определяется особенностями структуры их молекул: фибриллярные белки повышают вязкость в значительно большей степени, чем глобулярные. Выраженный эффект фибриногена связан не только с высокой внутренней вязкостью, но обусловлен и вызываемой им агрегацией эритроцитов. В физиологических условиях вязкость крови in vitro нарастает (до 70%) после напряженной физической работы и является следствием изменения коллоидных свойств крови.

In vivo вязкость крови характеризуется значительной динамичностью и меняется в зависимости от длины и диаметра сосуда и скорости кровотока. В отличие от однородных жидкостей, вязкость которых нарастает с уменьшением диаметра капилляра, со стороны крови отмечается обратное: в капиллярах вязкость уменьшается. Это связано с неоднородностью структуры крови, как жидкости, и изменением характера протекания клеток по сосудам разного диаметра. Так, эффективная вязкость, измеренная особыми динамическими вискозиметрами, такова: аорта - 4,3; малая артерия - 3,4; артериолы - 1,8; капилляры - 1; венулы - 10; малые вены - 8; вены 6,4. Показано, что если бы вязкость крови была бы постоянной величиной, то сердцу пришлось бы развивать в 30-40 раз большую мощность, чтобы протолкнуть кровь через сосудистую систему, так как вязкость участвует в формировании периферического сопротивления.

Снижение свертываемости крови в условиях введения гепарина сопровождается понижением вязкости и одновременно ускорением скорости кровотока. Показано, что вязкость крови всегда снижается при анемиях, повышается при полицитемиях, лейкемии, некоторых отравлениях. Кислород понижает вязкость крови, поэтому венозная кровь более вязкая, чем артериальная. При повышении температуры вязкость крови понижается.

Для нормального функционирования человеческого организма как единого целого необходимо наличие связи между всеми его органами. Важнейшее значение в этом отношении имеет циркуляция жидкостей в организме, прежде всего крови и лимфы. Кровь переносит гормоны и биологически активные вещества, участвующие в регуляции деятельности организма. В крови и лимфе находятся специальные клетки, выполняющие защитные функции. Наконец, эти жидкости играют важную роль в поддержании физико-химических свойств внутренней среды организма, что обеспечивает существование клеток организма в относительно постоянных условиях и уменьшает влияние на них внешней среды.

Кровь состоит из плазмы и форменных элементов - клеток крови. К последним относятся эритроциты - красные кровяные клетки, лейкоциты - белые кровяные клетки и тромбоциты - кровяные пластинки (рис. 1). Общее количество крови у взрослого человека - 4-6 л (около 7% массы тела). У мужчин крови несколько больше - в среднем 5,4 л, у женщин - 4,5 л. Потеря 30% крови опасна, 50% - смертельна.

Плазма
Плазма - это жидкая часть крови, на 90-93% состоящая из воды. По существу, плазма является межклеточным веществом жидкой консистенции. В плазме содержится 6,5-8% белков, еще 2-3,5% составляют другие органические и неорганические соединения. Белки плазмы, альбумины и глобулины, выполняют трофическую, транспортную, защитную функции, участвуют в свертывании крови и создают определенное осмотическое давление крови. В плазме присутствуют глюкоза (0,1%), аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, липиды. Неорганические вещества составляют менее 1% (ионы Na, K, Mg, Ca, Cl, P и др.).

Эритроциты (от греч. erythros - красный) - высокоспециализированные клетки, предназначенные для переноса газообразных веществ. Эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков диаметром 7-10 мкм, толщиной 2-2,5 мкм. Такая форма увеличивает поверхность для диффузии газов, а также делает эритроцит легко деформируемым при движении по узким извитым капиллярам. Эритроциты не имеют ядра. Они содержат белок гемоглобин , с помощью которого и осуществляется перенос дыхательных газов. Небелковая часть гемоглобина (гем) имеет ион железа.

В капиллярах легких гемоглобин образует непрочное соединение с кислородом - оксигемоглобин (рис. 2). Кровь, насыщенная кислородом, называется артериальной и имеет ярко-алый цвет. Эта кровь по сосудам доставляется каждой клетке человеческого тела. Оксигемоглобин отдает клеткам тканей кислород и соединяется с поступившим из них углекислым газом. Бедная кислородом кровь имеет темный цвет и называется венозной. По сосудистой системе венозная кровь от органов и тканей доставляется в легкие, где вновь насыщается кислородом.

У взрослых людей эритроциты образуются в красном костном мозге, который находится в губчатом веществе костей. В 1 л крови содержится 4,0-5,0´1012 эритроцитов. Общее количество эритроцитов взрослого человека достигает 25´1012, а площадь поверхности всех эритроцитов - около 3800 м2. При уменьшении числа эритроцитов в крови или снижении количества гемоглобина в эритроцитах нарушается снабжение тканей кислородом и развивается анемия - малокровие (см. рис. 2).

Продолжительность циркуляции эритроцитов в крови составляет около 120 дней, после чего они разрушаются в селезенке и печени. Ткани других органов также способны при необходимости разрушать эритроциты, о чем свидетельствует постепенное исчезновение кровоизлияний (синяков).

Лейкоциты
Лейкоциты (от греч. leukos - белый) - имеющие ядро клетки размером 10-15 мкм, которые могут самостоятельно двигаться. Лейкоциты содержат большое количество ферментов, способных расщеплять различные вещества. В отличие от эритроцитов, которые работают, находясь внутри кровеносных сосудов, лейкоциты осуществляют свои функции непосредственно в тканях, куда попадают через межклеточные щели в стенке сосудов. В 1 л крови взрослого человека содержится 4,0-9,0´109 лейкоцитов, количество может меняться в зависимости от состояния организма.

Различают несколько типов лейкоцитов. К так называемым зернистым лейкоцитам относят нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты, к незернистым - лимфоциты и моноциты. Лейкоциты образуются в красном костном мозге, а незернистые лейкоциты - еще и в лимфатических узлах, селезенке, миндалинах, тимусе (вилочковая железа). Продолжительность жизни большинства лейкоцитов - от нескольких часов до нескольких месяцев.

Нейтрофильные лейкоциты (нейтрофилы) составляют 95% зернистых лейкоцитов. Они циркулируют в крови не более 8-12 ч, а затем мигрируют в ткани. Нейтрофилы разрушают своими ферментами бактерии и продукты распада тканей. Известный русский ученый И.И. Мечников назвал явление разрушения лейкоцитами чужеродных тел фагоцитозом, а сами лейкоциты - фагоцитами. При фагоцитозе нейтрофилы погибают, а выделяемые ими ферменты разрушают окружающие ткани, способствуя формированию гнойника. Гной состоит главным образом из остатков нейтрофилов и продуктов распада ткани. Количество нейтрофилов в крови резко возрастает при острых воспалительных и инфекционных заболеваниях.

Эозинофильные лейкоциты (эозинофилы) - это около 5% всех лейкоцитов. Особенно много эозинофилов в слизистой оболочке кишечника и дыхательных путей. Эти лейкоциты участвуют в иммунных (защитных) реакциях организма. Количество эозинофилов в крови увеличивается при глистных инвазиях и аллергических реакциях.

Базофильные лейкоциты составляют около 1% всех лейкоцитов. Базофилы продуцируют биологически активные вещества гепарин и гистамин. Гепарин базофилов препятствует свертыванию крови в очаге воспаления, а гистамин расширяет капилляры, что способствует процессам рассасывания и заживления. Базофилы также осуществляют фагоцитоз и участвуют в аллергических реакциях.

Число лимфоцитов достигает 25-40% всех лейкоцитов, но в лимфе они преобладают. Различают Т-лимфоциты (образуются в тимусе) и В-лимфоциты (образуются в красном костном мозге). Лимфоциты выполняют важные функции в реакциях иммунитета.

Моноциты (1-8% лейкоцитов) пребывают в кровеносной системе 2-3 дня, после чего мигрируют в ткани, где превращаются в макрофаги и выполняют свою главную функцию - защиту организма от чужеродных веществ (участвуют в иммунных реакциях).

Тромбоциты
Тромбоциты - мелкие тельца различной формы, размером 2-3 мкм. Количество их достигает 180,0-320,0´109 в 1 л крови. Тромбоциты участвуют в свертывании крови и остановке кровотечений. Продолжительность жизни тромбоцитов - 5-8 дней, после чего они попадают в селезенку и легкие, где разрушаются.

Важнейший защитный механизм, предохраняющий организм от кровопотерь. Это остановка кровотечения путем образования сгустка крови (тромб), плотно закупоривающего отверстие в поврежденном сосуде. У здорового человека кровотечение при ранении мелких сосудов прекращается в течение 1-3 минут. При повреждении стенки кровеносного сосуда тромбоциты склеиваются и прилипают к краям раны, из тромбоцитов высвобождаются биологически активные вещества, которые вызывают сужение сосудов.

При более значительных повреждениях остановка кровотечения происходит в результате сложного многоступенчатого процесса ферментативных цепных реакций. Под влиянием внешних причин в поврежденных сосудах активизируются факторы свертывания крови: белок плазмы протромбин, образующийся в печени, превращается в тромбин, который, в свою очередь, вызывает образование из растворимого белка плазмы фибриногена нерастворимого фибрина. Нити фибрина формируют основную часть тромба, в которой застревают многочисленные клетки крови (рис. 3). Образовавшийся тромб закупоривает место повреждения. Свертывание крови происходит за 3-8 минут, однако при некоторых заболеваниях это время может увеличиваться или уменьшаться.

Группы крови

Практический интерес представляет знание группы крови . В основе деления на группы лежат разные типы сочетаний антигенов эритроцитов и антител плазмы, которые являются наследственным признаком крови и формируются на начальных этапах развития организма.

Принято выделять четыре основные группы крови по системе АВ0: 0(I), А(II), B(III) и AB(IV), что учитывается при ее переливании. В середине XX века предполагалось, что кровь группы 0(I)Rh- совместима с любыми другими группами. Люди с 0(I) группой крови считались универсальными донорами, и их кровь могла быть перелита любому нуждающемуся, а им самим - только кровь I группы. Люди, имеющие IV группу крови, считались универсальными реципиентами, им вводили кровь любой группы, но их кровь - только людям с IV группой.

Сейчас в России по жизненным показаниям и при отсутствии одногруппных по системе АВ0 компонентов крови (за исключением детей) допускается переливание резус-отрицательной крови 0(I) группы реципиенту с любой другой группой крови в количестве до 500 мл. При отсутствии одногруппной плазмы реципиенту может быть перелита плазма группы АВ(IV).

При несовпадении групп крови донора и реципиента происходит склеивание эритроцитов переливаемой крови и их последующее разрушение, что может привести к смерти реципиента.

В феврале 2012 года, ученые из США в сотрудничестве с японскими и французскими коллегами, открыли две новые «дополнительные» группы крови, включающие два белка на поверхности эритроцитов — ABCB6 и ABCG2. Они относятся к транспортным белкам - участвуют в переносе метаболитов, ионов внутри клетки и из нее.

К настоящему времени известно более 250 антигенов групп крови, объединенных в 28 дополнительных систем в соответствии с закономерностями их наследования, большинство из которых встречается гораздо реже, чем AB0 и резус-фактор.

Резус-фактор

При переливании крови учитывается также резус-фактор (Rh-фактор). Как и группы крови, он был открыт венским ученым К. Ландштейнером. Этот фактор имеют 85% людей, их кровь - резус-положительная (Rh+); у других этот фактор отсутствует, их кровь - резус-отрицательная (Rh-). Тяжелые последствия имеет переливание крови донора с Rh+ человеку с Rh-. Резус-фактор имеет значение для здоровья новорожденного и при повторной беременности резус-отрицательной женщины от резус-положительного мужчины.

Лимфа

Лимфа оттекает из тканей по лимфатическим сосудам, являющимся частью сердечно-сосудистой системы. По составу лимфа напоминает плазму крови, однако в ней меньше белков. Лимфа образуется из тканевой жидкости, которая, в свою очередь, возникает за счет фильтрации плазмы крови из кровеносных капилляров.

Исследование крови

Исследование крови имеет большое диагностическое значение. Изучение картины крови проводится по многим показателям, среди которых количество клеток крови, уровень гемоглобина, содержание различных веществ в плазме и др. Каждый показатель, взятый отдельно, сам по себе не специфичен, а получает определенное значение только в совокупности с другими показателями и в связи с клинической картиной заболевания. Именно поэтому каждый человек в течение жизни неоднократно сдает каплю своей крови на анализ. Современные методы исследования позволяют на основании изучения одной лишь этой капли многое понять в состоянии здоровья человека.