Анатомия. Гомеостаз. состав, свойства и функции крови.
методическая разработка

Лекция

Тема: Гомеостаз. Состав и функции крови.

К внутренней среде организма относят кровь, лимфу и тканевую жидкость, с которой клетки непосредственно соприкасаются. В отличие от непрерывно изменяющейся внешней среды, внутренняя среда постоянна по своему составу и физико-химическим свойствам. Способность сохранять постоянство внутренней среды называют гомеостазом. Саморегуляция – свойство биологических систем устанавливать и поддерживать на определенном, относительно постоянном уровне те или иные физиологические или другие биологические показатели. Гуморальная регуляция – один из механизмов координации процессов жизнедеятельности в организме через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами. Нервная система объединяет и связывает все клетки и органы в единое целое, изменяет и регулирует их деятельность, осуществляет связь организма с окружающей средой и обеспечивает развитие и приспособление организма к постоянно меняющимся условиям существования. Нервный и гуморальный механизмы регуляции взаимосвязаны и составляют единую нервно-гуморальную систему, обеспечивающую взаимодействие организма и среды.

Кровь (haema) – жидкая соединительная ткань, циркулирующая в сосудах, осуществляющая транспорт, питание и обмен веществ клеток тела.

Физиологические функции крови:

• транспортная – перенос продуктов обмена веществ, включает в себя дыхательную, трофическую, регуляторную и другие функции;
• дыхательная – перенос кислорода (О2) от лёгких к тканям, а углекислого газа (СО2) от тканей к лёгким;
• трофическая (питательная) – перенос питательных веществ, витаминов, воды и минеральных солей от органов пищеварения к тканям;
• экскреторная (выделительная) – удаление продуктов обмена (мочевины, мочевой кислоты) из тканей и перенос к органам выделения;
• защитная – наличие в крови антител и способность крови к свертываемости;
• терморегуляторная – обеспечивает быстрое перераспределение крови в сосудистом русле;
• регуляторная – регуляция обмена веществ с помощью гормонов и медиаторов, перенос их к органам-мишеням, регуляция водносолевого обмена между кровью и тканями;
• гомеостатическая – поддержание ряда констант: pH, осмотического и онкотического давления и т. д.

Состав крови

Объем крови в организме взрослого человека в норме составляет 6- 8 % от массы тела и примерно равен 4,5-6 литрам. В сосудистом русле находится 60-70 % циркулирующей крови, 30-40 % депонированной крови.

Кровь состоит из жидкой части – плазмы и взвешенных в ней клеток – форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. На долю форменных элементов в циркулирующей крови приходится 40-45 %, на долю плазмы – 55-60 %. В депонированной крови наоборот. Объёмное соотношение форменных элементов и плазмы называется гематокрит.

Плазма содержит 90-92 % воды и 8-10 % сухого остатка, который состоит из органических и неорганических веществ.

Органические вещества:

• белки: альбумины – 4,5 %, глобулины – 2-3 %, фибриноген – 0,2-0,4 %.

Все белки составляют 7-8 %.

• небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатинин). Общее количество небелкового азота составляет 11-15 ммоль/л, мочевины – 2,5-3,3 ммоль/л;
• безазотистые органические вещества (глюкоза, жиры);
• более 50 различных ферментов и гормонов.

Неорганические вещества:

• минеральные вещества составляют около 1 % (катионы Na+, K+, Ca+2, анионы Cl‾, HCO3‾, HPO4‾).

Плазма крови, лишённая фибриногена и других веществ, участвующих в свёртывании крови, называется сывороткой.

Физико-химические свойства крови

• относительная плотность (удельный вес) цельной крови равна 1,050-1,060, эритроцитов – 1,090, плазмы – 1,025-1,034;
• вязкость крови (обусловлена наличием белков и эритроцитов) составляет около 5 по отношению к вязкости воды, а вязкость плазмы – 1,7-2,2;
• давление крови в сосудах составляет 768,2 кПа или 7,6 атм;
• осмотическое давление плазмы крови зависит от содержания в плазме солей и необходимо для поддержания постоянного уровня H2O в клетках.

60 % приходится на долю NaCl, которое в норме составляет 0,85- 0,9 %, и представляет собой физиологический (изотонический) раствор, давление которого равно давлению плазмы крови. Раствор с более низким осмотическим давлением, чем давление крови, называется гипотоническим, концентрация NaCl в нём составляет 0,25-0,5 %. В гипотоническом растворе эритроциты разбухают и разрушаются. Раствор с более высоким осмотическим давлением, чем давление крови, называется гипертоническим, концентрация NaCl в нём составляет 10 %. В гипертоническом растворе эритроциты сморщиваются;

• онкотическое давление зависит от содержания белков (на 80 % от альбуминов, их способности притягивать воду) в плазме крови и необходимо для поддержания H2O в сосудистом русле. Оно равно 25-30 мм рт. ст.;
• постоянство реакции (pH) – реакция среды, которая определяется концентрацией водородных ионов (Н+) и гидроксильных ионов (ОН‾). Нейтральная реакция крови составляет 7,36–7,42. Если < 7,36, то происходит сдвиг реакции в кислую сторону – ацидоз, если > 7,42, то сдвиг реакции в щелочную сторону – алкалоз. Поддержание постоянства реакции обеспечивается буферными системами крови, которые способны связывать водородные ионы, удерживая тем самым реакцию крови (pH) постоянной.

Эритроциты (греч. erithros – красный, cytus – клетка) – красные кровяные тельца, высокоспециализированные безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутого диска и содержащие пигмент крови гемоглобин.

Образуются в красном костном мозге из нормобластов, а разрушаются в селезенке. Время жизни эритроцитов 100-120 дней. Диаметр эритроцита равен 7-8 мкм. Нормальные показатели эритроцитов: мужчины – 4-5•10¹²/л (Терра/л), женщины – 3,9-4,7•10¹²/л (Т/л). Эритро- цитоз – повышение количества эритроцитов, эритропения – понижение.

Функции эритроцитов

• дыхательная – способность гемоглобина присоединять О2 и СО2;
• питательная – адсорбирование на своей поверхности аминокислот и доставка их клеткам организма;
• защитная – связывание токсинов крови, участие в свёртывании крови;
• ферментативная – перенос различных ферментов;
• буферная – поддержание с помощью гемоглобина pH крови.

Гемоглобин (Hb) – белок эритроцитов. Составляет 90 % сухого вещества эритроцитов и состоит из белка глобина и 4 молекул гема, который содержит Fe+2, способное присоединять и отдавать молекулу О2.

Норма гемоглобина: мужчины – 130-160 г/л, женщины – 120-140 г/л. В организме гемоглобин содержится в виде 3 физиологических со-

единений: оксигемоглобин (HbO2), который находится в артериальной крови; восстановленный Hb или редуцированный – это оксиHb, который отдал О2 и находится в венозной крови, и карбгемоглобин (HbСO2), который так же содержится в венозной крови.

Для определения уровня гемоглобина в крови используют гемометр А. Сали.

Скорость (реакция) оседания эритроцитов (СОЭ, РОЭ) – показатель, отражающий нарушение физико-химических свойств крови. Измеряется величиной столба плазмы крови, освобождающейся от эритроцитов при их оседании из цитратной смеси (5 % раствор цитрата натрия) за 1 час в специальной пипетке прибора Т. П. Панченкова.

В норме СОЭ: мужчины – 1-10 мм/ч, женщины – 2-15 мм/ч, беремен- ные женщины – до 25 мм/ч.

СОЭ повышается при патологии, инфекционных заболеваниях.

Лейкоциты (от греч. leukos – белый, cytus – клетка) – белые кровяные тельца, бесцветные клетки, содержащие ядро и протоплазму. Размер 8-20 мкм. Образуются в красном костном мозге из миелобластов. Нормальное содержание лейкоцитов в крови 4,5 -9•109/л или Гига/л (Г/л).

Лейкоцитоз – увеличение количества лейкоцитов, лейкопения – по- нижение. Время жизни лейкоцитов 15-20 дней, лимфоцитов – 20 и более лет.

Лейкоциты делятся на 2 большие группы.

Зернистые (гранулоциты): эозинофилы, базофилы, нейтрофилы (миелоциты, метамиелоциты, палочкоядерные и сегментоядерные).

Незернистые (агранулоциты): лимфоциты и моноциты.

Лейкоцитарная формула (лейкограмма) – процентное соотно- шение между отдельными видами лейкоцитов.

Эта формула имеет огромное диагностическое значение. Например, при остром воспалении повышаются нейтрофилы, при аллергии или глистной инвазии – эозинофилы, при вялотекущих хронических инфекциях – лимфоциты (лимфоцитоз).

Основные свойства лейкоцитов

• амёбовидная подвижность – способность активно передвигаться за счёт образования псевдоподий (ложноножек);
• диапедез – способность выходить через неповреждённую стенку сосуда;
• фагоцитоз – способность поглощать и переваривать инородные тела.

Функции лейкоцитов

• защитная – выработка антител, лейкинов, антитоксинов, которые вызывают гибель микроорганизмов и фагоцитоз;
• регенеративная – ускорение процесса заживления ран, участие в развитии всех этапов воспаления;
• ферментативная – содержание протеолитических ферментов для внутриклеточного переваривания чужеродных веществ;
• «функция иммунного надзора» – центральное звено иммунитета (за счёт лимфоцитов), обеспечение «реакции отторжения трансплантата».

 Тромбоциты (греч. thrombos – сгусток крови, cytus – клетка) –

кровяные пластинки, безъядерные клетки округлой или овальной формы, диаметром 2-5 мкм. Образуются в красном костном мозге из мегакариобластов.

Нормальное содержание тромбоцитов 150-350•109/ л (Г/л).

Увеличение количества тромбоцитов – тромбоцитоз, уменьшение – тромбоцитопения. Продолжительность жизни тромбоцитов 1-10 дней. Основные свойства тромбоцитов: амёбовидная подвижность, фагоцитоз, прилипание и склеивание между собой за счет выделения серотонина.

Основной функцией тромбоцитов является их участие в процессах свертываемости крови, способствуя остановке кровотечения.

Современная схема кроветворения – схема образования клеток крови (гемопоэза) из родоначальницы всех клеток – полипотентной стволовой кроветворной клетки (ПСКК). ПСКК относится к I классу клеток – клеток-предшественниц и находится в красном костном мозге. Она даёт начало лимфоидному и миелоидному росткам кроветворения, которые образуются из клеток II класса – полустволовых кроветворных клеток. Клетки III класса – унипотентные клетки-предшественницы Т- лимфоцитов, В-лимфоцитов, гранулоцитов и моноцитов, дают начало молодым бластным клеткам IV класса: миелобласту, пронормобласту, лимфобласту и другим, из которых впоследствии образуются созрева- ющие (незрелые) клетки V класса и зрелые клетки VI класса – циты: лейкоциты, моноциты, тромбоциты, эритроциты, лимфоциты.

Зарисовка форменных элементов в «лейкоцитарной формуле Шиллинга»

Гемограмма (картина крови) представляет собой схему записи приблизительного подсчета общего количества лейкоцитов на 100 клеток в 4 полях мазка и представляется в процентах.

Лимфоцит (лф) – самая маленькая клетка, имеет большое эксцентрично расположенное ядро, тёмно-синего цвета, окруженное ободком голубой цитоплазмы.

Моноцит (мон) – самая крупная клетка, имеет серо-сиреневую ци-топлазму, похожую на «пену моря», и более темное трёхлопастное ядро. Миелобласт (м/бл) в норме никогда не обнаруживается в периферической крови (только при острых лейкозах). Имеет базофильное (синее) ядро, в цитоплазме могут обнаруживаться единичные гранулы.

Промиелоцит (пром) крупнее миелобласта, имеет ядрышко в ядре и более грубую структуру хроматина, цитоплазма более базофильна и имеет большое количество неспецифической азурофильной зернистости.

Миелоциты (миел) – ядро округлой формы, без ядрышек:

• нейтрофильный миелоцит имеет розовую цитоплазму и синюю пылевидную зернистость;
• эозинофильный миелоцит имеет голубую цитоплазму и крупные оранжевые гранулы, лежащие плотно друг к другу, как «икра в банке»;
• базофильный миелоцит имеет тёмно-сиреневую цитоплазму с гранулами почти чёрного цвета, расположенными не слишком плотно и на ядре.

Метамиелоциты (метам), или юные лейкоциты, то же нейтрофильные, эозинофильные и базофильные, отличаются от миелоцитов формой ядра: ядро бобовидной формы.

Палочкоядерные (пя): нейтрофил (нф) и эозинофил (эоз). В ядре начинают появляться признаки сегментации, еще не сегмент, но и не бобовидная форма, напоминают палочку. Палочкоядерный базофил от- сутствует.

Сегментоядерные (ся): нейтрофил (нф), эозинофил (эоз) и базофил (баз) – зрелые клетки, ядра образуют сегменты (отсюда и название): у нейтрофила 4-5 сегментов, соединённых между собой перемычками, у эозинофилов двухлопастное ядро (напоминает форму вишнёвого листа), у базофила ядро то же может образовывать лопасти.

Сосудисто-тромбоцитарный и гемокоагуляционный гемостаз. Понятие о гемолизе

Гемостаз – совокупность физиологических процессов, завершающихся остановкой кровотечения.

Свертывание крови – это защитная реакция, которая обеспечивает остановку кровотечения путем закупорки сосудов кровяным сгустком (тромбом) и предотвращает потерю большого количества крови (защитный механизм).

Различают 2 механизма остановки кровотечения:

• сосудисто-тромбоцитарный гемостаз (микроциркуляторный) – обеспечение остановки кровотечения в мелких сосудах (капиллярах), является первичным;
• гемокоагуляционный гемостаз (макроциркуляторный), вторичный – обеспечение остановки кровотечения в крупных сосудах (диаметр которых больше 200 мкм).

Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз

Различают 3 основные стадии развития:

• спазм сосудов микроциркуляторного русла в ответ на повреждение;
• прилипание тромбоцитов к поврежденному эндотелию сосуда за счёт отрицательно заряженной сосудистой стенки, затем происходит агрегация тромбоцитов между собой;
• ретракция (уплотнение) образовавшегося сгустка за счёт тромбостенина (фактор Виллебранда, который входит в состав VIII плазменного фактора свертывания – антигемофильного глобулина А).

Дефицит VIII фактора приводит к гемофилии (несвертываемости крови) – наследственному заболеванию, сцепленному с X-хромосомой.

Гемокоагуляционный гемостаз – сложный биохимический и физико-химический процесс, в результате которого растворимый белок крови фибриноген (ФГ) превращается в нерастворимое соединение фибрин (Ф). Это происходит путём сложного каскада ферментативных реакций, которые осуществляются в 3 фазы (цепные реакции, в которых активация одного фактора приводит к активации последующего и т. д.) с участием 13 плазменных факторов свёртывания. Существует ещё 2 дополнительных фактора, и поэтому иногда говорят о 15 плазменных факторах. Большинство этих факторов образуется в печени при участии витамина К и являются проферментами, относящимися к глобулиновой фракции белков плазмы. В активную форму «ферменты» они переходят в процессе свёртывания. Причём каждая реакция катализируется ферментом, образующимся в результате предшествующей реакции.

Основные факторы свёртывания:

Фактор I – фибриноген (ФГ). Фактор II – протромбин (ПТ).

Фактор III – тканевой тромбопластин (ТП).

Фактор IV – ионы Са+2.

Фактор V – проакцелерин, плазменный АС-глобулин. Фактор VI – акцелерин, сывороточный AC-глобулин.

Фактор VII – проконвертин – конвертин.

Фактор VIII – антигемофильный глобулин А (фактор Виллебранда). Фактор IX – фактор Кристмаса антигемофильный глобулин B.

Фактор X – фактор Стюарта-Прауэра.

Фактор XI – предшественник тромбопластина, фактор Розенталя. Активная форма этого фактора (XIа) образуется при участии факторов XIIа, Флетчера и Фитцджеральда.

Фактор XII – фактор Хагемана.

Фактор XIII – фибриназа (фибрин-стабилизирующий фактор). Фактор Флетчера – плазменный прекалликреин.

Фактор Фитцджеральда – плазменный кининоген.

Гемокоагуляционный гемостаз протекает в 3 стадии.

Схема свёртывания

1. Образование сложного комплекса протромбиназы:

а) пре-ТП + Са+2 + факторы плазмы = ТП (освобождается повреждённой тканью и распадающимися тромбоцитами);

б) тканевой ТП + Са+2 + тромбоцитарный ТП = протромбиназа.

2. Образование тромбина:

ПТ + Са+2 + протромбиназа (катализирует реакцию)= Т (тромбин).

3. Образование фибрина:

ФГ + Т = Ф-мономер + пептиды = Ф-полимер

Нити фибрина – это основной компонент тромба. Они опутывают форменные элементы крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) и образуют кровяной сгусток. Прочность образовавшегося сгустка обес- печивается фибрин-стабилизирующим фактором. Кровь, из которой удалён фибрин, называется дефибринированной.

Время полного свёртывания капиллярной крови в норме составляет 3-5 мин, венозной крови – 5-10 мин.

Плазменные факторы можно разделить на две группы: акцелераторы – ускоряющие процесс свёртывания, ингибиторы (антикоагулянты) – замедляющие или препятствующие свёртыванию крови.

Кроме свёртывающей системы в организме имеются ещё две системы – противосвёртывающая и фибринолитическая.

Противосвёртывающая система

Препятствует процессам внутрисосудистого свёртывания крови или замедляет гемокоагуляцию. Главным антикоагулянтом широкого спектра действия является гепарин, который может тормозить все стадии свертываемости крови, подавляет активность многих плазменных факторов и динамические превращения тромбоцитов. Его можно выделить из ткани лёгких и печени. Он продуцируется базофильными лейкоцитами, тканевыми базофилами (тучными клетками). Слюнными железами пиявок выделяется гирудин, который тормозит третью стадию свёртывания, т. е. препятствует образованию фибрина. Цитрат Na+ связывает ионы Ca+2 и кровь не сворачивается, так как не образуется тромбин из протромбина.

Фибринолитическая система – ферментативная система, направленная на естественный лизис фибрина.

Способна растворять образовавшийся фибрин и тромбы и является антиподом свёртывающей системы. Главная функция фибринолиза – расщепление фибрина и восстановление просвета закупоренного сосуда. Расщепление фибрина осуществляется протеолитическим ферментом плазмином (фибринолизином), который находится в плазме в виде профермента плазминогена. Для его превращения в плазмин имеются

активаторы, содержащиеся в крови и тканях ингибиторы (тормозящие превращение плазминогена в плазмин).

Нарушение функциональных взаимосвязей между свёртывающей, противосвёртывающей и фибринолитической системами может привести к тяжёлым заболеваниям: повышенной кровоточивости, внутрисосудистому свёртыванию и даже эмболии.

Гемолиз – разрушение эритроцитов или процесс внутрисосудистого распада эритроцитов и выхода из них гемоглобина в плазму, которая при этом окрашивается в красный цвет и становится прозрачной («лаковая кровь»). Строма разрушенных, лишенных гемоглобина эритроцитов образует «тени эритроцитов».

Виды гемолиза

• осмотический – может быть вызван действием гипотонического раствора. Мерой осмотической стойкости (резистентности) эритро- цитов является концентрация NaCl, при которой начинается гемолиз (0,34-0,4 % раствор);
• химический – вызван действием химических веществ, разрушающих белково-липидную оболочку эритроцитов (эфир, хлороформ, алко- голь, бензол, желчные кислоты и др.);
• механический – наблюдается при сильных механических воздей- ствиях на кровь, например, при перевозке ампульной крови по пло- хой дороге и сильном встряхивании ампулы с кровью;
• термический – возникает при замораживании и размораживании ампульной крови, при её нагревании до температуры 65-68 ˚С;
• внутриаппаратный – может происходить в аппарате искусственного кровообращения во время перфузии (нагнетания) крови;
• биологический – развивается при переливании несовместимых групп крови или недоброкачественной крови, а также при укусах ядовитых змей, скорпионов, пчёл, под влиянием иммунных гемолизинов и др.

В норме в организме тоже происходит гемолиз при отмирании старых эритроцитов в печени, селезёнке – физиологический гемолиз.