Информационно - образовательный ресурс модуля «Физиология крови»

Осмотическое  давление крови зависит от концентрации в плазме крови молекул растворенных в ней веществ (электролитов и неэлектролитов) и представляет собой сумму осмотических давлений всех содержащихся в ней компонентов. NaCl создает более 60 % осмотического давления, а вообще все неорганические электролиты определяют до 96 % общего осмотического давления. У здорового человека осмотическое давление составляет » 7,6 атм.  Растворы с таким осмотическим давлением называют изотоническими, или физиологическими. Раствор NaCl с концентрацией 0,85 % является изотоническим. Гипертонический раствор – раствор с более высоким осмотическим давлением, гипотонический – с более низким.

Онкотическое  давление – это осмотическое давление, создаваемое белками в коллоидном растворе. Так как белки плазмы крови плохо проходят через стенки капилляров в ткани, то онкотическое давление обеспечивает удержание воды в крови. Альбумины составляют преобладающую часть белков плазмы, поэтому онкотическое давление создается преимущественно альбуминами. Снижение их содержания в плазме приводит к потере воды плазмой и отеку тканей, а увеличение – к задержке воды в кровяном русле.

Состав и свойства плазмы крови. Плазма - жидкая часть крови, остающаяся после удаления из нее форменных элементов. Объем  плазмы от всей крови составляет в среднем 55-60%.В ее состав входят вода и сухой остаток из органических и неорганических веществ. Органические вещества плазмы крови – это в основном азотсодержащие продукты белкового распада (мочевина, аминокислоты, мочевая кислота, креатин, креатинин) – так называемый остаточный, или небелковый, азот. Неорганические вещества - это минеральные соли и микроэлементы.

Белки плазмы крови представляют собой  смесь множества отдельных белков: альбуминов; α-, β-, γ-глобулинов; фибриногена  и др. Содержание белков в плазме крови составляет 60-85г/л [13].

Функции белков плазмы крови:

1.Питательная (источник аминокислот)

2.Транспортная  (для липидов, гормонов, металлов)

3.Иммунная  (γ-глобулины-главная составная часть гуморального звена иммунитет).

4.Гемостатическая (участвует в остановки кровотечения при повреждении стенки сосудов)

5.Буферная (поддержание рH крови)

6.Регуляторная.

Кровезамещающей жидкостью называется физически однородная трансфузионная среда с целенаправленным действием на организм, способная заменить определенную функцию крови. Смеси различных кровезамещающих жидкостей или - последовательное их применение могут воздействовать на организм комплексно.

Кровезамещающие жидкости должны отвечать следующим требованиям :

1) быть схожими по физико-химическим  свойствам с плазмой крови; 

2) полностью выводиться из организма или метаболизироваться ферментными системами;

3) не вызывать сенсибилизации  организма при повторных введениях; 

4) не оказывать токсического  действия на органы и ткани; 

5) выдерживать стерилизацию  автоклавированием, в течение длительного срока сохранять свои физико-химические и биологические свойства[9].

 

1.3.1.3 Поддержание  постоянства рН крови. Буферные  системы.

 

Кислотно-основное состояние крови (КОС). Активная реакция крови обусловлена  соотношением водородных и гидроксильных  ионов. Для определения активной реакции крови используют водородный показатель рН – концентрацию водородных ионов, которая выражается отрицательным десятичным логарифмом молярной концентрации ионов водорода. В норме рН – 7,36 (реакция слабоосновная). При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться от 7,3 до 7,5. Активная реакция крови является жесткой константой, обеспечивающей ферментативную деятельность. Крайние пределы рН крови, совместимые с жизнью, равны 7,0 – 7,8. Сдвиг реакции в кислую сторону называют ацидозом, который обусловливается увеличением в крови водородных ионов. Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом. Это связано с увеличением концентрации гидроксильных ионов ОН и уменьшением концентрации водородных ионов. В организме человека всегда имеются условия для сдвига активной реакции крови в сторону ацидоза или алкалоза, которые могут привести к изменению рН крови. В клетках тканей постоянно образуются кислые продукты. Накоплению кислых соединений способствует потребление белковой пищи. Напротив, при усиленном потреблении растительной пищи в кровь поступают основания. Поддержание постоянства рН крови является важной физиологической задачей и обеспечивается буферными системами крови. К буферным системам крови относятся гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная и белковая.

Гемоглобиновая  буферная система на 75% обеспечивает буферную емкость крови. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем восстановленный гемоглобин. Оксигемоглобин обычно бывает в виде калиевой соли. В капиллярах тканей в кровь поступает большое количество кислых продуктов распада. Одновременно в тканевых капиллярах при диссоциации оксигемоглобина происходит отдача кислорода и появление большого количества щелочно реагирующих солей гемоглобина, Последние взаимодействуют с кислыми продуктами распада, например угольной кислотой. В результате образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин, В легочных капиллярах гемоглобин, отдавая ионы водорода, присоединяет кислород и становится сильной кислотой, которая связывает ионы калия. Ионы водорода используются для образования угольной кислоты, в дальнейшем выделяющейся из легких в виде Н2О и СО2.

Карбонатная буферная система по своей мощности занимает второе место. Она представлена угольной кислотой (Н2СО3) и бикарбонатом натрия или калия (NaНСО3, КНСО3) в пропорции 1/20. Если в кровь поступает кислота, более сильная, чем угольная, то в реакцию вступает, например, бикарбонат натрия. Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота. Угольная кислота под действием карбоангидразы эритроцитов распадается на Н2О и СО2, последний выделяется легкими в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота, образуя гидрокарбонат натрия и воду. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используется для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма.

Фосфатная буферная система состоит из натрия дигидрофосфата (NаН2РО4) и натрия гидрофосфата (Nа2НРО4). Первое соединение обладает свойствами слабой кислоты и взаимодействует с поступившими в кровь

щелочными продуктами. Второе соединение имеет свойства слабой щелочи и вступает в реакцию с более сильными кислотами.

Белковая  буферная система осуществляет роль нейтрализации кислот и щелочей благодаря амфотерным свойствам: в кислой среде белки плазмы ведут себя как основания, в основной – как кислоты[14].

 

1.3.1.4 Форменные  элементы крови. Эритроциты, их строение, функции, количество. СОЭ. Гемоглобин. Гемолиз. 

 

К форменным элементам крови  относят эритроциты, лейкоциты и  тромбоциты. Эритроцитами называются безъядерные красные кровяные  клетки крови. Они имеют двояковогнутую форму, которая увеличивает их поверхность  примерно в 1,5 раза. В норме в крови  у мужчин содержится 4,0 - 5,3х10¹²/л,  у женщин – 3,8-4,5 x10¹²/л. Увеличение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом, уменьшение количества – анемией (эритропенией).

Эритроциты образуются в красном  костном мозге, максимальная продолжительность  их жизни составляет 120 дней, средняя  – 60-90 дней. В ходе старения в эритроцитах  уменьшается образование АТФ, что  приводит к замедлению транспорта катионов, ухудшению восстановления формы  эритроцитов, разрушению их прямо внутри сосудов (внутрисосудистый гемолиз = 10-20 %). При внесосудистом гемолизе они разрушаются в селезенке и печени.

Эритроциты выполняют в организме  следующие функции:

1. основной функцией является дыхательная – перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;
2. регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;
3. питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма;
4. защитная – адсорбция на своей поверхности токсических веществ;
5. участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови;
6. эритроциты являются носителями разнообразных ферментов (холинэстераза, угольная ангидраза, фосфатаза) и витаминов (В₁, В₂, В₆, аскорбиновая кислота)[10].

 

 

Рисунок1- Форменные элементы крови человека в мазке. 
1 – эритроцит, 2 – сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит, 3 – палочкоядерный нейтрофильный гранулоцит, 4 – юный нейтрофильный гранулоцит, 5 – эозинофильный гранулоцит, 6 – базофильный гранулоцит, 7 – большой лимфоцит, 8 – средний лимфоцит, 9 – малый лимфоцит, 10 – моноцит, 11 – тромбоциты (кровяные пластинки).

 

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) — неспецифический лабораторный показатель крови, отражающий соотношение фракций белков плазмы; изменение СОЭ может служить косвенным признаком текущего воспалительного или иного патологического процесса.

Проба основывается на способности эритроцитов в лишённой возможности свёртывания крови оседать под действием гравитации. В норме величина СОЭ у мужчин равняется 2—10 мм/час, а у женщин — 3—15 мм/час.

Кровь имеет красный цвет благодаря  присутствующему в эритроцитах белку, который называется гемоглобин. Именно гемоглобин связывает кислород и разносит его по всему организму, обеспечивая дыхательную функцию и поддержание рН крови. Гемоглобин (от др.-греч. αἷμα — кровь и лат. globus — шар) — сложный железосодержащий белок животных и человека, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани.

Главная функция гемоглобина состоит  в переносе дыхательных газов. У  человека в капиллярах лёгких в условиях избытка кислорода последний соединяется с гемоглобином. Током крови эритроциты, содержащие молекулы гемоглобина со связанным кислородом, доставляются к органам и тканям, где кислорода мало; здесь необходимый для протекания окислительных процессов кислород освобождается из связи с гемоглобином. Кроме того, гемоглобин способен связывать в тканях небольшое количество диоксида углерода (CO₂) и освобождать его в лёгких. Монооксид углерода (CO) связывается с гемоглобином крови прочнее, чем кислород, образуя карбоксигемоглобин(HbCO). Некоторые процессы приводят к окислению иона железа в геме до степени окисления ⁺³. В результате образуется форма гемоглобина, известная как метгемоглобин (HbOH) .В обоих случаях блокируются процессы транспортировки кислорода. Впрочем, монооксид углерода может быть частично вытеснен из гема при повышении парциального давления кислорода в легких.

Нормальным содержанием гемоглобина  в крови человека считается: у  мужчин 130–170 г/л , у женщин 120—150 г/л; у детей нормальный уровень гемоглобина зависит от возраста и подвержен значительным колебаниям. Так, у детей через 1—3 дня после рождения нормальный уровень гемоглобина максимальный и составляет 145—225 г/л, а к 3—6 месяцам снижается до минимального уровня 95—135 г/л, затем с 1 года до 18 лет отмечается постепенное увеличение нормального уровня гемоглобина в крови.

Гемоглобин состоит из белка  глобина и 4 молекул гема. Гем имеет  в своем составе атом железа Fe²⁺, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому присоединяется кислород, не изменяется, т.е. железо остается двухвалентным[11].

Гемолиз— разрушение мембран эритроцитов с выходом гемоглобина в окружающую эритроциты среду. Гемолиз может происходить как в сосудах, так и вне организма. Различают следующие виды гемолиза:

1.Осмотический гемолиз происходит  в гипотонических растворах. Под  действием осмотических сил вода  поступает из гипотонического  раствора внутрь эритроцитов.  Они набухают, мембрана их сначала  растягивается, а затем разрушается.  При этом раствор, содержащий  кровь, становится прозрачным  и приобретает ярко-красный цвет.

2.Механический гемолиз возникает  при механическом повреждении  мембран эритроцитов.

3.Термический гемолиз возникает  при воздействии на кровь высоких  либо низких температур и встречается  редко.

4.Химический или биологический  гемолиз возникает при разрушении  мембран эритроцитов различными  химическими веществами.

5.Физиологический гемолиз-это процесс,  постоянно протекающий в организме,  в результате которого в селезенке  происходит захват из кровотока  и разрушение «старых» эритроцитов макрофагами[8,12].

 

1.3.1.5 Лейкоциты.  Лейкоцитарная  формула, функции  различных форм лейкоцитов

 

Лейкоциты– это бесцветные клетки крови человека и животных. Все типы лейкоцитов (лимфоциты, моноциты, базофилы, эозинофилы и нейтрофилы) имеют ядро и способны к активному амебоидному движению. В организме поглощают бактерии и отмершие клетки, вырабатывают антитела. У взрослого человека натощак содержится 4 – 9×10⁹/л лейкоцитов. Их количество меняется в зависимости от приема пищи и физической нагрузки. Лейкоциты делятся на гранулоциты (содержащие зернышки, гранулы) и агранулоциты (незернистые лейкоциты). Гранулоциты, лейкоциты позвоночных животных и человека, содержащие в цитоплазме зерна (гранулы). Образуются в костном мозге. По способности зерен окрашиваться специфическими  красками делятся на базофилы, нейтрофилы, эозинофилы. Защищают организм от бактерий и токсинов. Агранулоциты (незернистые лейкоциты), лейкоциты животных и человека, не содержащие в цитоплазме зерен (гранул).  Агранулоциты - клетки иммунологической и фагоцитарной системы; делятся на лимфоциты и моноциты. Зернистые лейкоциты делятся на эозинофилы (зерна которых окрашиваются кислыми красителями), базофилы (зерна которых окрашиваются основными красителями), и нейтрофилы (окрашиваются и теми, и другими красителями).