Кровь как внутренняя среда организма

Кровь как внутренняя среда организма

Среда – это совокупность условий обитания живых существ.

· Внешнеяя среда – это условия и факторы окружающие организм.

· Внутрення среда – это биологические жидкости, омывающие клетки (кровь, лимфа, тканевая жидкость, в неё включают жидкости полостей организма: плевральная, брюшная, перикардиальная, синовиальные, спиномозговая), а также внутриклеточная жидкость.

Живой организм это открытая система , которая обменивается с внешней средой веществом, информацией и энергией.

Обмен веществом:

– организм получает питательные вещества, воду, кислород;

– организм выделяет ненужные продукты обмена – метаболиты; углекислый газ и вредные вещества.

Обмен энергией:

– получает энергию в виде потенциальной энергии химических связей питательных веществ (углеводов, белков и жиров);

– выделяет энергию в виде тепла.

Обмен информацией:

– множество информации организм получает с помощью сесорных систем (анализаторов). Зрение – 90% информации, слух –8%, остальные – 2%.

– Организм отдает информацию в виде электрических, ультразвуковых и других известных колебаний.

Таким образом получается, что организм зависит от воздействий внешней среды. Однако, здоровый организм сохраняет независимость жизненных процессов от изменений внешней среды. Почему? Потому, что организм ультрастабильная система, которая сама обеспечивает оптимальное состояние внутренней среды, удерживает различные параметры функций в пределах физиологических (нормальных) колебаний. Это свойство называется гомеостазис(гомеостаз) или еще гомеокинез.

Гомеостазис – относительное динамическое постоянство внутренней среды и устойчивость физиологических функций.

Праметры внутренней среды, которые поддерживаются на постоянном уровне называеются гомеостатируемыми.

Для обеспечения жизни кждой клетки необходим постоянный обмен веществами (получение “нужных” и выделение “ненужных”). Такой обмен происходит постоянно между цитоплазмой клетки и тканевой жидкостью через мембрану клетки. Далее вещества обмениваются через гистогеметические барьеры с кровью (обмен проиходит через стенку капиляра и либо мембрану клеток, либо оболочки). Избирательная проницаемость барьеров обеспечивает необходимый состав микросреды в каждой ткани. Тканевая жидкость участвует вобразовании лимфы, которая собирает все крупномолекулярные вредные вещества, доносит их до лимфоузлов, где очищается и поступает потом в кровь. Кровь переносит все вредные и ненужные организму вещества к органам выделения, а в лёгких и пищеварительном тракте получает “нужные” организму и клеткам вещества. Таким образом между всеми жидкостями организма идет постоянный обмен.

Система крови

Кровь это часть жидкой внутренней среды организма, которая циркулирует по системе сосудов.

Кровь состоит из плазмы и форменных элементов (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты).

Все многочисленные функции крови можно разделить на 2 группы:

І. Транспортная функция

1. дыхательная – перенос газов (от легких к тканям кислород, от тканей к легким углекислый газ)

2. питательная или трофическая (перенос продуктов распада питательных веществ – аминокислоты, глюкоза, жирные кислоты – и минеральных веществ от кишечника к тканям)

3. выделительная или экскреторная (перенос продуктов обмена от тканей к органам выделения)

4. терморегуляторная (усредняет температуру сердцевины –внутренние органы, продуцирующие тепло- и оболочки –кожа, отдающая тепло)

5. гуморальная регуляция (переносит биологически активные вещества – гормоны, ферменты, витамины- от места продукции к органам мишеням)

6. поддержание рН внутренней среды ( за счет работы буферных систем)

7. обеспечение водно-солеваго баланса в организме ( обмен обеспечивается за счет осмотического давления)

8. поддержание целостности тканей и их регенерации (перенос веществ, обеспечивающих креаторные связи, т.е. несущие генетическую информацию о строение ткани)

ІІ. Защитная функция:

1. обеспечение иммунитета

· клеточный иммунитет (нейтрофилы и лимфоциты)

· гуморальный иммунитет (выработка лимфоцитами антител)

2. свертывание крови или гемостаз – образование тромбов в местах повреждения сосудов.

Объём крови

Нормоволемия – 4-6л. Повышение – гиперволемия . Понижение – гиповолемия.

Измерение объёма крови (дополнительная информация)

Для измерения объёма плазмы используют специальные индикаторы, расстворимы в плазме крови: Синька Эванса (Т1824) и меченые изотопами белки плазмы.

Для измерения объёма клеточных элементов используют эритроциты меченые ⁵⁹ Fe , ³² P , ⁵¹ Cr .

В кровь вводят индикатор. Дают время для его равномерного распределения, учитывают скорость его выведения. Потом определяют его конечную концентрацию С_к и расчитывают объём плазмы по формуле: V =И/С_к, где V - объем плазмы, И-количество введенного индикатора, С_к,- конечная концентрация индикатора.

Объем форменных элементов также можно определить с помощью индикатора, либо вычислить по гематокриту.

Гематокрит – это часть объёма крови, приходящаяся на эритроциты. Определяется с помощью специальной центрифужной пробирки, имеющей деления либо от 10 до 100%, либо от 0 до1.

По методу Уинтроба кровь, лишенную способности свертываться (добавляют цитрат натрия, который связывает кальций – один из основных факторов системы свертывания крови) наливают в пробирку до верхней метки и центрифугируют 10 мин при 1000g (g – ускорение свободного падения). В результате эритроциты, как самые тяжелые оседают на дно пробирки, лейкоциты располагаются сверху в виде тонкой белой полоски, а над ним – плазма.

Состав плазмы крови

1л плазмы состоит из: 900-910г Н₂ О; 60-80г белков; 20г низкомолекулярных соединений .

Физикохимические свойства крови

I. Физические

– Плотность или удельная масса цельной крови – 1,052 –1,064, зависит от количества эритроцитов, увеличивается при сгущении крови. Удельная масса плазмы – 1,025-1,029.

– Вязкость жидкости создается в результате трения частиц между собой при движении крови по сосудам. Обусловлена содержанием белков и форменных элементов.

Вязкость крови возрастает при увеличении гематокрита и крупномолекулярных белков. Вязковть является одним из компонентов формирования сопротивления току крови по сосудам согласно формуле Пуазейля R= 8lŋ /πr⁴ , где R-сопротивление, l – длина сосуда, ŋ- вязкость, r- радиус сосуда. От сопротивления зависит артериальное давление.

Когда кровь протекает по капилярам, то её вязкость уменьшается потому, что между стенкой капиляра и эритроцитом есть тонкий слой плазмы. В результате этого возможно движение крови.

II. Х имические

Характеристику химических свойств крови удобней всего давать по следующему плану:

- определение

- величина параметров

- чем обусловлено

- физиологическое значение

- механизмы регуляции

1. осмотическое давление крови Р_осм - концентрация растворенных в плазме веществ.

- 7,3 атм (5 600мм рт ст – 745 кПа)

- обусловлено на 96% неорганическими веществами – электролитами (из них 60% NaCl ). Важна не масса растворимых веществ, а количество расстворенных молекул!

- Физиологическое значение заключается в осуществлении осмоса – сила с которой движется растворитель (вода) из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией через мембрану до выравнивания концентраций. Этот процесс противоположно направленный диффузии – процесс движения растворенного вещества из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей концентрацией..

В результате наличия осмотического давления и осмоса в организме поддерживаются:

- тургор клетки – наполненность клетки жидкостью, её упругость. При снижении Росм плазмы эритроциты будут набухать и могут лопнуть, а при увеличении Росм – наоборот будут сморщиваться. И в том и другом случае нарушится их функция.

- Обеспечение водно -солевого равновесия во всех органах и тканях.

При создании кровезамещающих растворов в первую очередь учитывали осмотическое давление. Первым раствором был 0,9% растворNaCl , который используют до сих пор и называют физиологическим потому, что он изотоничен плазме крови.

- Механизмы регуляции осмотического давления очень важны. Быстрое реагирование – перераспределение жидкости между плазмой и тканевой жидкостью за счет осмоса. При увеличении концентрации электролитов в плазме из тканей в кровь поступает вода и наоборот – при снижении – вода поступает в ткани. Одновременно включается центральный механизм регуляции:

Росм осморецепторы гипоталамуса и печени веделение АДГ

почки

Натрий надпочечники альдостерон выделение натрия

выделение воды

АДГ – антидиуретический гормон вырабатывается в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса, а выделяется через сосуды нейрогипофиза.

2. Онкотическое давление Ронк – это часть осмотического давления, которое сосздается белками (большой вес, но мало молекул)

- 25 мм рт ст (3,3 кПа) - в плазме и 4-5 мм рт ст в межклеточной жидкости

- создаётся белками плазмы крови (80% приходится на альбумины)

- физиологическое значение – удержвает воду в кровеносном русле. Белки – крупномолекулярные соединения – не могут пройти через капилярную стенку и остаются внутри капиляра при этом удерживая часть воды. Если онкотическое давление крови падает (при заболевания печени – выработка альбуминов нарушается или почек – выдяляются с мочой белки, при голодании когда организм начинает использовать свои собственные альбумины) вода уходит в тканевую жидкость и развиваются отёки.

В кровезамещающих растворах учитывают фактор Ронк и применяют высокомолекулярные коллоидные вещества не обладающие антигенными свойствами (не вызывающие аллергическую реакцию) – это полисахариды (декстран), полипептиды (желатина) и другие.

- регуляция – выработка альбуминов печенью и выделение белков почками.

3. кислотно-щелочное равновесие – рН

- артериальная кровь – 7,4, венозная – 7,36

- формируется наличием свободны Н⁺ и А^- ионов НА Н⁺ + А^-

- значение – обуславливают активность ферментов

обмен веществ

сдвиг рН в кислую сторону – меньше 7,36 – называется ацидоз

сдвиг рН в щелочную сторону – выше 7,4 – называется алкалоз

- регуляция осуществляется несколькими механизхмами и в 3 этапа.

1) буферные системы 48ммоль/л

· гемоглобиновы буфер – 50%

· бикарбонатный буфер – 40%

СО₂ + Н₂ О Н₂ СО₃ Н⁺ + НСО₃

· бековый – альбуминовый – 7%, белки обладают амфотерностью

· фосфатный буфер – 3%

2) дыхательная системы – выводит углекислый газ 230 мл СО₂ / мин

3) почки – удаление нелетучих кислот, серной кислоты, 40-60 ммоль /ионов Н⁺

Белки плазмы

В сутки вырабатывается 17г альбумина и 5 г глобулина.

Функции белков крови.

1. питательная – резерв белков до 200г.

2. транспорт специфических веществ ( например тироксина и др. гормонов)

3. транспорт неспецифических веществ (например, 2/3 кальция связано)

4. создают онкотическое давление

5. регулируют рН крови – буферная система

6. обеспечивают вязкость крови

7. обеспечивают взвешенное состояние эритроцитов – оценивается по СОЭ

8. фибриноген – свертывание крови

9. гемоглобин (находится в эритроцитах) – перенос кислорода, углекислого газа и буферная система.

СОЭ скорость оседания эритроцитов в неподвижном объёме крови ( в пробирке) в норме у мужчин 4-10мм/час, а у женщин – 5-12 мм/час.

Суспензионные свойства крови – поддержание форменных элементов во взвешенном состоянии – обеспечивают альбумины (они адсорбируются на поверхности эритроцитов) как наиболее коллоидно стабильные.

Увеличение количества глобулинов или фибриногена (крупномолекулярных белков), что наблюдается при воспалении или усилении свертывающей системы крови – СОЭ нарастает.

Т.о. на СОЭ альбумины т глобулины влияют о разному: альбумины уменьшают, а глобулины – увеличивают.

Измерение СОЭ (дополнительная информация): производится по методу Вестергрена. Шприцом на 2 мл, содержащего 0,4 мл 3,8% раствора цитрата натрия ( для связывания кальция, чтобы кровь не сворачивалась) из локтевой вены берут 1,6 мл крови. Затем наполняют градуированную в мм пробирку полученным раствором и укрепляют её в вертикальном положени. Через 1 час измеряют столб жидкости без эритроцитов.

Форменные элементы крови

Эритроциты - красные кровяные тельца. Безядерные клетки, содержат внутри гемоглобин. Общая площадь их поверхности составляет – 3 800м² (это интересно)

Количество эритроцитов определяется в единице объёма крови:

4,5-5х10¹² /л или 4,5-5 млн/мм³ – нормоцитемия (у мужчин 5,1 млн/мм³ , у женщин 4,6 млн/мм³ ) , уменьшение – эритропения, увеличение – полицитэмия. У новорожденных – 5,5 млн/мм³ , к 3 месяцам количество эритроцитов уменьшается до 3,5 млн/мм³

Эритроциты образуются в красном костном мозге плоских костей из стволовых клеток. В процессе созревания клетка теряет ядро. Эритропоэз стимулируется при гиоксии (недостаток кислорода стимулирует в паренхиме почек выработку эритропоэтинов ). Жизненный цикл эритроцитов – 100-120 дней. Затем фагоцитируются клетками ретикулоэндотелиальной системы красного костного мозга (РЭС). Эритроциты могут депонироваться в печени и селезёнке, где также могут фагоцитироваться.

В РЭС, печени и селезенке находятся синусоидные капиляры. Их базальная мембрана имеет отверстия, через которые могут проходить эритроциты за счет своей пластичности. Обратно в кровеносное русло возвращаются только молодые клетки, а старые, утратившие свою пластичность – остаются и фагоцитируются.

Связь строения и функции эритроцитов

Эритроциты безъядерные клетки, строма заполнена гемоглобином. Форма в виде плоского диска (толщина – 2мкм ), таким образом, получается, что каждая молекула гемоглобина (Hb) имеет контакт с поверхностью. Диаметр клеток равен 7,5 мкм, что соответствует диаметру капиляров. Клетки очень пластичны.

Мембрана эритроцитов представляет собой мозаику из липидов и белков (участки липидные и гликопротеидные). Проницаема для анионов болше, чем для катионв. Путем диффузии проходят газы – кислород и углекислый газ, осмос – вода.

На поверхности мембраны закреплены гликопротеидные комплексы – антигены. Эр. Переносят ряд веществ, на них адсорбируются альбумины.

Если происходит разрушение эритроцитов и гемоглобин выходит в плазму – гемолиз – резкое повышение вязкости крови – повышение АД, замедление движения крови, образование тромбов, нарушается перенос кислорода – гипоксия тканей.

Виды гемолиза:

- осмотический – по осмотическому градиенту вода входит в эритроцит из гипотонического раствора. Эритроцит набухает и лопается. Его осмотическая резистентность (стойкость в норме составляет 0,4% раствор хлорида натрия). Гемолизированная донорская кровь в пробирке или пузырьке выглядит как «лаковая» - прозрачная, а нормальная – мутная.

- Механический – при частом встряхивании донорской крови может произойти гемолиз

- Температурный – при повышении или понижении температуры выше 30⁰ С и ниже 10^о С

- Химический- попадание в кровь либо кислоты, либо щелочи, других агрессивных химических элементов

- Биологический – разрушение эритроцитов микробами или вирусами (например малярийный плазмодий)

- Гемотрансфузионный – вначале склеивание (агглютинация) эритроцитов, а потом – разрушение при переливании несовместимой группы крови.

Гемоглобин – хемопротеин - соединение белка глобина и двухвалентного железа Fe⁺² . Способен переносить кислород, который соединяется с железом (легко присоединяет, легко отдает) и углекислый газ (соединяется аминогруппой). Состоит из 4-х субъединиц гема (железа).

Содержание Hb – у мужчин 14,5±1,5 г/дкл, у женщин 13,0±1,5г/дкл

HbА – гемоглобин взрослого

HbF – фетальный гемоглобин у плода и младенцев, облает большим сродством к кислороду переносит кислорода больше чем тип А на 20-30%..

1г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода.

Производные гемоглобина:

1. дезоксигемоглобин – восстановленый гемоглобин, отсоединивший кислород

2. оксигемоглобин – гемоглобин, присоединивший кислород (4 гема – 4 молекулы О₂ )

3. карбаминогемоглобин или карбгемоглобин – соединение с углекислым газом (СО₂ присоединяет ся к аминогруппе глобина – радикалу NH₂ )

4. карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина с угарным газом СО, который присоединяется к железу и поэтому является конкурентом кислорода (соединение очень прочное). Люди попавшие в атмосферу угарного газа погибают от гипоксии потому, что СО занимает место кислорода и гемоглобин не может больше транспортировать кислород к тканям. Когда человека выносят из атмосферы угароного газа ему дают подышать кислородом из подушки или помещают в барокамеру. При этом высокое парциальное давление кислорода приводи к тому, что О₂ физически расстворяется в плазме крови и таким образом попадает к тканям. Проводят и переливание крови, чтобы восстановить нужное количество нормальных эритроцитов. Нужно время пока усиленный эритропоэз восстановит собственное количество нормальных эритроцитов.

5. метгемоглобин – гемоглобин содержащий трехвалентное железо, котое присоединяет больше молекул кислорода, однако не отдает его тканям, т.е. это соединение более прочное, чем с двухвалентным железом. Изменение валентности железа происходит под воздействием сильных окислителей (синильная кислота, цианистый калий и др.).

Обмен железа в организме

В организме содержится 4-5г железа. ј его часть – резерв, остальное – функциональное железо. 62-70% функционального железа в ходит в эритроциты, 5-10% - в состав миоглобина, остальное – в тканях, где оно участвует в метаболизме клеток. Транспортируется в крови железо в виде соединения с белком – трансферрином .

Усвоение белка происходит в кишечнике – 1 мкг/сутки. Лучше усваивается железо мясных продуктов, чем растительных. Поддерживают двухвалентную форму и растворимость – аскорбиновая кислота, фруктоза, аминокислоты (цистеин, метионин).

Для нормального эритропоэза необходимы: витамин В₁₂ (усваивается с помощью «внуреннего вактора» Кастла, который вырабатывается париетальными клетками пилорического отдела желудка), фолиевая кислота – витамин В₉ , витами В₆ , В₂ , витамин Е,РР. Микроэлементы – медь (обеспечивает всасывание железа), никель, кобальт, селен, цинк (входит в состав карбоангидразы.

Лейкоциты - белые кровяные тельца. Формируют в организме иммуную защиту.

4-9х10⁹ /л или 4-9 тыс/мм³ .

Увеличение количества лейкоцитов – лейкоцитоз , уменьшение - лейкопения .

Лейкоциты делятся на две группы: гранулоциты – при окрашивании в цитоплазме клеток выявляется зернистость и агранулоциты – без зернистости.

Гранулоциты делятся на три группы по окрашиванию – нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.

Анранулоциты – лимфоциты и моноциты.

Лейкоциты обладают способностью к амёбоподомному движению (выпячивания ложноножак и передвижение с их помощью). Способны выходить в соединительную ткань – диапедез.

Гранулоцитопоэз происходит в красном костном мозе из стволовых клеток. Проходит ряд стадий и в кровь выходят зрелые сегментоядерные формы. Однако могут появляться юные (метамиелоциты) и палочкоядерные, но


8-09-2015, 23:39