Кровь ‒ это биологическая жидкость, которая обеспечивает органы и ткани питательными веществами и оксигеном. Вместе с лимфой она образует систему циркулирующих в организме жидкостей. Выполняет ряд жизненно важных функций: питательную, выделительную, защитную, дыхательную, механическую, регуляторную, терморегулирующую.

Состав крови человека с возрастом существенно изменяется. Следует сказать, что у детей очень интенсивный обмен веществ, поэтому в их организме ее значительно больше приходится на 1 кг массы тела по сравнению с взрослыми. В среднем у взрослого человека около пяти-шести литров данной биологической жидкости.

В состав крови входит плазма (жидкая часть) и лейкоциты, тромбоциты). От концентрации красных кровяных телец зависит ее цвет. Плазма, лишенная белка (фибриногена), называется сывороткой крови. Эта биологическая жидкость имеет слабощелочную реакцию.

Биохимический состав крови - буферные системы. Основными кровяными буферами являются гидрокарбонатная (7% общей массы), фосфатная (1%), белковая (10%), гемоглобиновая и оксигемоглобиновая (до 81%), а также кислотная (около 1%) системы. В плазме преобладают гидрокарбонатная, фосфатная, белковая и кислотная, в эритроцитах ‒ гидрокарбонатная, фосфатная, в гемоглобиновых - оксигемоглобиновая и кислотная. Состав кислотной буферной системы представлен органическими кислотами (ацетатная, лактатная, пировиноградная и т.д.) и их солями с сильными основаниями. Наибольшее значение имеют гидрокарбонатная и гемоглобиновая буферные системы.

Химический состав характеризуется постоянством химического состава. Плазма составляет 55-60% общего объема крови и на 90 % состоит из воды. составляют органические (9%) и минеральные (1%) вещества. Основными органическими веществами являются белки, большинство которых синтезируются в печени.

Белковый состав крови. Общее содержание белков в крови млекопитающих колеблется в пределах от 6 до 8 %. Известно около ста белковых компонентов плазмы. Условно их можно разделить на три фракции: альбумины, глобулины и фибриноген. Белки плазмы, которые остались после удаления фибринагена, называют сывороточными белками крови.

Альбумины принимают участие в транспортировке многих питательных и (углеводов, жирных кислот, витаминов, неорганических ионов, билирубина). Участвуют в регуляции Сывороточные глобулины разделяют на три фракции альфа-, бета- и гамма-глобулины. Глобулины транспортируют жирные кислоты, стероидные гормоны, являются иммунными телами.

Углеводный состав крови. В плазме содержатся монозы (глюкоза, фруктоза), гликоген, глюкозамин, фосфаты моноз и другие продукты промежуточного обмена углеводов. Основная часть углеводов представлена глюкозой. Глюкоза и другие монозы в плазме крови находятся в свободном и связанном с белками состояниях. Содержание связанной глюкозы достигает 40-50% общего содержания углеводов. Среди продуктов промежуточного обмена углеводов выделяют лактатную кислоту, содержание которой резко возрастает после тяжелых физических нагрузок.

Концентрация глюкозы может изменяться при многих патологических состояниях. Явление гипергликемии характерно для сахарного диабета, гипертиреоза, шока, наркоза, лихорадки.

Липидный состав крови. В плазме содержится до 0,7 % и больше липидов. Липиды находятся в свободном и связанном с белками состояниях. Концентрация липидов в плазме изменяется при патологии. Так, при туберкулезе она может достигать 3-10%.

Газовый состав крови. Данная биожидкость содержит оксиген (кислород), диоксид карбона и нитроген в свободном и связанных состояниях. Так, например, около 99,5-99,7% оксигена связано с гемоглобином, а 03-0,5 % находится в свободном состоянии.

Кровь относится к опорно-трофическим тканям. Она состоит из клеток - форменных элементов и межклеточного вещества - плазмы. К форменным элементам крови принадлежат эритроци­ты, лейкоциты и тромбоциты. Плазма крови представляет собой жидкость. Кровь - единственная ткань организма, где межкле­точное вещество является жидкостью.

Чтобы отделить форменные элементы от плазмы, кровь надо предохранить от свертывания и отцентрифугировать. Формен­ные элементы как более тяжелые осядут, а над ними будет слой прозрачной, слегка опалесцирующей жидкости желтого цвета - плазма крови.

Если объем крови принять за 100 %, то форменные элементы составляют около 40...45%, а плазма - 55...60 %. Объем формен­ных элементов в крови, главным образом эритроцитов, называет­ся гематокритной величиной или гематокритом. Гематокрит может быть выражен в процентах (40...45 %) или в литрах эритроцитов, находящихся в 1 л крови (0,40...0,45 л/л).

Когда животное давно не поили или оно потеряло много жид­кости (сильное потение, понос, обильная рвота), то гематокрит-ная величина увеличивается. В этом случае говорят о «сгущении» крови. Такое состояние неблагоприятно для организма, так как существенно увеличивается сопротивление крови при ее движе­нии, что заставляет сердце сильнее сокращаться. В порядке ком­пенсации происходит переход воды из тканевой жидкости в кровь, уменьшается ее выведение почками и, как следствие, воз­никает жажда. Уменьшение гематокрита чаще имеет место при за­болеваниях - при понижении образования эритроцитов, усилен­ном их разрушении или после кровопотери.

Химический состав крови. Плазма крови содержит 90...92 % воды и 8... 10 % сухого остатка. Сухой остаток составляют белки, липиды, углеводы, промежуточные и конечные продукты их об­мена, минеральные вещества, гормоны, витамины, ферменты и другие биологически активные вещества. Важно отметить, что, несмотря на постоянный обмен веществ между кровью и тканя­ми, состав плазмы крови существенно не меняется. Очень узкие границы колебаний содержания общего белка, глюкозы, мине­ральных веществ - электролитов. Поэтому самые незначитель­ные отклонения в их уровне, выходящие за пределы физиологи­ческих границ, приводят к тяжелым нарушениям в работе орга­низма. Другие составные компоненты крови - липиды, амино­кислоты, ферменты, гормоны и пр. - могут иметь более широкий спектр колебаний. В состав крови также входят кислород и ди­оксид углерода.

Рассмотрим физиологическое значение отдельных веществ, со­держащихся в крови.

Белки. Белки крови состоят из нескольких фракций, кото­рые можно разделить различными способами, например методом электрофореза. В каждую фракцию входит большое количество белков, обладающих специфическими функциями.

Альбумины. Образуются в печени, имеют сравнительно с дру­гими белками небольшую молекулярную массу. В организме вы­полняют трофическую, или питательную, функцию, являясь ис­точником аминокислот, и транспортную, участвуя в переносе и связывании в крови жирных кислот, пигментов желчи, некото­рых катионов.

Глобулины. Синтезируются в печени, а также различными клетками - лейкоцитами, плазмоцитами. Молекулярная масса глобулинов больше, чем альбуминов. Глобулиновую фракцию белков дополнительно можно разделить на три группы - альфа-, бета- и гамма-глобулины. Альфа- и бета-глобулины участвуют в транспорте холестерина, фосфолипидов, стероидных гормонов, катионов. Гамма-глобулиновая фракция включает в себя различ­ные антитела.

Отношение количества альбуминов к глобулинам называется белковым коэффициентом. У лошадей и крупного рогатого скота глобулинов больше, чем альбуминов, а у свиней, овец, коз, собак, кроликов и у человека преобладают альбумины. Такая особенность влияет на некоторые физико-химические свойства крови.

Белки играют большую роль в свертывании крови. Так, фиб­риноген, относящийся к глобулиновой фракции, во время свер­тывания переходит в нерастворимую форму - фибрин и стано­вится основой кровяного сгустка (тромба). Белки могут образо­вывать комплексы с углеводами (гликопротеины) и с липидами (л ипопротеины).

Независимо от функции каждого белка, а их в плазме крови насчитывают до 100, они в совокупности определяют вязкость крови, создают в ней определенное коллоидное давление, участву­ют в поддержании постоянного рН крови.

Физиологические колебания количества общего белка крови связаны с возрастом, полом, продуктивностью животных, а также с условиями их кормления и содержания. Так, у новорожденных животных в крови отсутствуют гамма-глобулины (естественные антитела), они поступают в организм с первыми порциями моло­зива. С возрастом в крови увеличивается содержание глобулинов и одновременно снижается уровень альбуминов. При высокой мо­лочной продуктивности коров содержание белков в крови повы­шается. После вакцинации животных увеличение содержания бел­ков в крови происходит за счет иммуноглобулинов. У здоровых животных общее количество белка в крови составляет 60...80 г/л, или 6...8 г/100 мл.

Как известно, характерной особенностью химического состава белков является наличие азота, поэтому многие методы определе-

ния количества белков в крови и тканях основаны на определении концентрации белкового азота. Однако азот присутствует и во многих других органических веществах, являющихся продуктами распада белков, - это аминокислоты, мочевая кислота, мочевина, креатин, индикан и многие другие. Совокупный азот всех этих ве­ществ (за исключением белкового азота) называется остаточным, или небелковым, азотом. Его количество в плазме составляет 0,2...0,4 г /л. Остаточный азот в крови определяют с целью оценки состояния белкового обмена: при усиленном распаде белка в орга­низме содержание остаточного азота возрастает.

Л и п и д ы. Липиды крови подразделяют на нейтральные липи-ды, состоящие из глицерина и жирных кислот (моно-, ди- и тригли-цериды), и сложные - холестерин, его производные и фосфолипи-ды. В крови присутствуют также свободные жирные кислоты. Со­держание общих липидов в крови может изменяться в больших пределах (например, у коров в норме колебание липидов в пределах 1...10 г/л). При увеличении содержания в крови липидов (например, после приема жирной пищи) плазма начинает заметно опалесциро-вать, мутнеет, приобретает молочный оттенок, а у кур при отстаива­нии плазмы жир может всплывать в виде толстой капли.

Углеводы. Углеводы крови представлены главным образом глюкозой. Но содержание глюкозы определяют не в плазме, а в цельной крови, так как глюкоза частично адсорбируется на эри­троцитах. Концентрация глюкозы в крови у млекопитающих удер­живается в очень узких границах: у животных с однокамерным же­лудком 0,8..Л,2 г/л, а с многокамерным желудком 0,04...0,06 г/л. У птиц содержание глюкозы в крови выше, что объясняется осо­бенностями гормональной регуляции углеводного обмена.

Кроме глюкозы в плазме крови содержатся и некоторые другие углеводы - гликоген, фруктоза, а также продукты промежуточно­го обмена углеводов и липидов - молочная, пировиноградная, ук­сусная и другие кислоты, кетоновые тела. В крови жвачных жи­вотных присутствует больше летучих жирных кислот (ЛЖК), чем у животных других видов, это обусловлено особенностями рубцово-го пищеварения. В форменных элементах крови имеется неболь­шое количество гликогена.

Как уже было сказано, в крови содержатся различные биологи­чески активные вещества - ферменты, гормоны, медиаторы и др.

Минеральный состав крови. Неорганические ве­щества в крови могут находиться как в свободном состоянии, т. е. в виде анионов и катионов, так и в связанном, входя в струк­туру органических веществ. Больше всего в крови катионов на­трия, калия, кальция, магния, анионов хлора, бикарбонатов, фос­фатов, гидроксильной группы ОН". В крови также содержатся йод, железо, медь, кобальт, марганец и другие макро- и микроэле­менты. Общее содержание минеральных веществ в крови постоян­ная величина (до 10 г/л) для каждого вида животного.

Следует иметь в виду, что концентрация отдельных ионов в плазме крови и в форменных элементах неодинакова. Так, преиму­щественно в плазме находятся натрий, кальций, хлор, бикарбона­ты, в эритроцитах же более высокая концентрация калия, магния и железа. Однако и в эритроцитах, и в лейкоцитах, и в плазме кро­ви уровень концентрации отдельных ионов (ионограмма) посто­янный, что поддерживается непрерывным активным и пассивным транспортом ионов через полупроницаемые мембраны клеток.

Физиологические колебания содержания минеральных веществ в крови обусловлены питанием, возрастом, продуктивностью животных и их физиологическим состоянием. От их содержа­ния зависят такие свойства крови, как плотность, рН, осмоти­ческое давление.

Утверждаю

Зав. каф. проф., д.м.н.

Мещанинов В.Н.

_____‘’_____________2006 г

ЛЕКЦИЯ № 22

Тема: Биохимия крови 1. Физико-химические свойства,

химический состав

Факультеты: лечебно-профилактический, медико-профилактический, педиатрический.

Кровь - это жидкая ткань организма, разновидность соединительной ткани.

СОСТАВ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА

Как и любая ткань, кровь состоит из клеток и межклеточного вещества.

Межклеточное вещество крови называется плазмой ,она составляет 55% от общего объема крови. Для получения плазмы крови, цельную кровь центрифугируют с антикоагулянтом, например гепарином.

Существует также понятие сыворотка крови , в отличие от плазмы сыворотка крови не содержит фибриноген. Сыворотку крови получают при центрифугировании цельной крови без антикоагулянта.

На форменные элементы приходиться 45% от общего объема крови. Основные клетки крови –эритроциты (составляют 44% от общего объема крови, у мужчин 4,0-5.1*10 12 /л, у женщин 3,7*-4.7*10 12 /л),лейкоциты (4,0-8.8*10 9 /л) итромбоциты (180-320*10 9 /л). Среди лейкоцитов выделяют нейтрофилы палочкоядерные (0,040-0,300*10 9 /л, 1-6%), нейтрофилы сегментоядерные (2,0-5,5*10 9 /л, 45-70%), эозинофилы (0,02-0.3*10 9 /л, 0-5%), базофилы (0-0,065*10 9 /л, 0-1%), лимфоциты (1,2-3.0*10 9 /л, 18-40%) и моноциты (0,09-0.6*10 9 /л, 2-9%).

Все жидкости организма имеют общие свойства (объем, плотность, вязкость, рН, осмотическое давление), при этом у них могут быть подчеркнуты специфические свойства (цвет, прозрачность, запах и т.д.).

Общие свойства крови:

Объем в среднем 4,6л или 6-8% от массы тела. У мужчин 5200 мл, у женщин 3900мл.

Удельная плотность цельной крови -1050-1060 г/л, плазмы -1025-1034 г/л, эритроцитов -1080-1097 г/л.

Вязкость крови 4-5 относительных единиц (в 4-5 раз выше вязкости воды). У мужчин – 4,3-5,3 мПа*с, у женщин 3,9-4,9 мПа*с.

рН – отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. рН капиллярной крови = 7,37-7,45, рН венозной крови = 7,32-7,42.

Осмотическое давление = 7,6 атм. (определяется осмотической концентрацией – суммой все частиц находящихся в единице объема. Т=37С.). В основном зависит от NaClи других низкомолекулярных веществ

Специфические свойства крови:

Онкотическое давление =0,03 атм. (определяется концентрацией растворенных в крови белков).

СОЭ: мужчины – 1-10 мм/ч, женщины – 2-15 мм/ч.

Цветовой показатель – 0,86-1.05

Гематокрит – 40-45% (у мужчин 40-48%, у женщин 36-42%). Отношение форменных элементов крови, в процентах, к общему объему крови.

Химический состав крови:

Химический состав растворимых в плазме крови веществ относительно постоянен, так как существуют мощные нервные и гуморальные ме­ханизмы, поддерживающие гомеостаз.

Возрастные особенности состава крови

Функции крови:

Основная функция крови - это транспорт веществ и тепловой энергии.

Дыхательная функция. Кровь переносит газы: кислород от легких к органам и тканям, а обратно углекислый газ.

Трофическая и выделительная функция. Кровь доставляет органам и тканям питательные вещества, забирая от них продукты их метаболизма.

Коммуникативная функция. Кровь переносит гомоны от места их синтеза к органам-мишеням.

Кровь транспортирует по организму воду и ионы.

Терморегуляторная функция. Кровь перераспределяет в организме тепловую энергию.

Кровь содержит различные буферные системы, которые участвую в поддержании кислотно-основного равновесия.

Кровь, с помощью неспецифического и специфического иммунитета, защищает организм от внешних и внутренних вредных факторов.

В результате выполнения перечисленных функций, кровь обеспечивает поддержание в организме гомеостаза.

Для нормального функционирования кровь:

должна находиться в жидком состоянии, и присутствовать в кровяном русле в достаточном объеме, что обеспечивается свертывающей и противосвертывающей системой крови, работой почек и ЖКТ.

В связи с тем, что кровь поддерживает гомеостаз в организме и контактирует практически со всеми органами и тканями, она является самым хорошим биологическим материалом для выявления большинства заболеваний организма.

Химический состав крови , циркулирующей в теле животного, постоянен в результате динамического равновесия между количеством веществ, поступающих в кровь и выделяемых ею.

Количество воды в крови крупного рогатого скота с возрастом уменьшается. Наоборот, содержание общего азота у взрослого скота выше, чем у телят. Увеличение содержания общего азота отмечается с повышением упитанности крупного рогатого скота. Аналогично увеличивается и содержание сухого остатка в крови. Наибольшее количество белка в крови крупного рогатого скота установлено в возрасте до 3 лет, в дальнейшем оно снижается и достигает минимума к 12 годам.

Минеральный состав крови довольно разнообразен. При этом наибольшее количество неорганических веществ содержится в форменных элементах. Так, общее содержание минеральных веществ в крови составляет 0,9 %, а в форменных элементах 1,2 %.

В состав крови входят также витамины и гормоны. К витаминам относятся тиамин (B 1), рибофлавин (В 2), аскорбиновая кислота (С), антиксерофтальмический (А), антирахитический (D), биотин (Н), пантотеновая кислота (В 3), токоферол (Е), антигеморрагический (К), кобаламин (В 12).

Гормоны — это физиологически активные вещества, являющиеся специфическими продуктами обмена веществ, выделяемыми в кровь и тканевую жидкость железами внутренней секреции. Так, в крови обнаружены инсулин, адреналин, гормоны гипофиза, а также половых и молочных желез.

Из многочисленных ферментов следует отметить. каталазу, регулирующую окислительно-восстановительные процессы, амилазу, расщепляющую крахмал, липазу, расщепляющую жиры, а также протеолитические ферменты, под действием которых происходит распад белков, - пепсин, трипсин и химотрипсин.

Постоянство реакции среды крови поддерживается благодаря наличию в ней буферных систем - карбонатной, фосфатной и белковой. Карбонатный буфер поддерживает на постоянном уровне (1/20) соотношение угольной кислоты к ее натриевой соли, а фосфатный буфер - отношение кислого фосфата к щелочному (1/4). Белковые буферные системы включаются в работу по поддержанию pH среды на постоянном уровне после того, как себя исчерпают фосфатный и карбонатный буферы.

Важно знать химический состав плазмы и форменных элементов.

Большую часть сухого остатка плазмы и форменных элементов крови составляют белки, которые представляют собой высокомолекулярные азотистые вещества, отличающиеся разнообразием свойств. При определенных условиях белки способны распадаться на аминокислоты, которые подразделяют на незаменимые, условно незаменимые и заменимые.

Незаменимыми называют аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей. К ним относятся валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Отсутствие в корме хотя бы одной из перечисленных аминокислот приводит к нарушению обмена, приостановке роста и, в конце концов, к гибели животного. Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными .

К условно незаменимым аминокислотам относятся аргинин, гистидин и тирозин. Их образование в животном организме происходит медленно и не всегда удовлетворяет его потребность.

Все белки подразделяют на простые (белки-протеины), которые при гидролизе распадаются только на аминокислоты, и сложные (белки-протеиды), которые при гидролизе, кроме аминокислот, выделяют и небелковую группу. К простым белкам относятся альбумины, глобулины, к сложным - гемоглобин.

По форме частиц белки подразделяют на фибриллярные и глобулярные. К фибриллярным белкам относятся преимущественно белки, входящие в состав шкуры, кости, копыт, волоса, т. е. выполняющие структурные функции организма. Глобулярные белки выполняют физиологические функции. К ним относятся альбумин, глобулин и миозин.

Основными белками плазмы крови являются сывороточные альбумины, сывороточные глобулины и фибриноген.

Сывороточные альбумины участвуют в регуляции кислотно-щелочного равновесия и играют важную роль в транспортировке различных соединений.

Сывороточные глобулины также участвуют в переносе различных веществ. Они представляют собой смесь альфа-, бета- и гамма-глобулинов, причем гамма-глобулин способен реагировать с чужеродными белками — антигенами. Поэтому они получили название антител. Таким образом, гамма-глобулин является носителем защитных свойств организма.

Фибриноген содержится в плазме и отсутствует в сыворотке крови. Он участвует в свертывании крови, превращаясь в фибрин.

Перечисленные белки плазмы являются полноценными, так как содержат весь комплекс незаменимых аминокислот. Наиболее ценным из них является фибриноген, в котором содержится больше триптофана (3,5%), лизина (9%) и метионина (2,6%) по сравнению с другими белками плазмы.

Основным белком форменных элементов является гемоглобин. Это сложный белок, состоящий из белковой части глобина и небелковой (простетической) части - гема . Гемоглобин является основной частью эритроцитов и содержится в них в количестве 30-41%. Гемоглобин осуществляет перенос кислорода к клеткам, где протекают интенсивные процессы биологического окисления. Концентрация его в крови различных животных неодинакова вследствие значительных различий в количестве эритроцитов и их величине.

Молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц. Каждая субъединица соединена с гемом. Гем является комплексным соединением протопорфирина IX и железа. Железо в теме находится в центральном ядре и связано с азотом пирроловых колец двумя главными и двумя добавочными валентностями. В процессе окисления: двухвалентное железо переходит в трехвалентное.

Гем у различных животных по своему строению одинаков. Видовые различия гемоглобинов крови различных животных обусловлены ее белковой частью - глобином, отличающимся по сочетанию аминокислот в молекуле. Гем является нестойким соединением. Отщепляясь от глобина, он легко окисляется с образованием гемина, в молекуле

которого железо трехвалентно. При обработке растворов гемоглобина разведенными минеральными щелочами и кислотами выделяется окисленная форма гемагематин. В присутствии уксусной кислоты и поваренной соли гем окисляется и выделяется в виде хлоргемина, а при обработке концентрированной серной кислотой — гематопорфирина.

Нативный глобин можно получить при осторожном прибавлении к раствору гемоглобина соляной или щавелевой кислот. Отщепляемый при этом гемин извлекается диэтиловым эфиром, а глобин осаждается в избытке ацетона или осаждением поваренной солью. Этот метод используют для получения неокрашенного белка глобина из гемоглобина.

В результате окисления тема происходит его обесцвечивание, что имеет важное практическое значение для расширения сферы использования крови и форменных элементов на пищевые цели. Метод окисления гемоглобина крови и форменных элементов с помощью перекиси водорода в присутствии фермента каталазы широко используют на предприятиях мясной промышленности для получения сухой белковой смеси и ее применения в производстве различных мясопродуктов, а также в хлебопечении и производстве кондитерских изделий.

Из приведенных данных видно, что гемоглобин из-за отсутствия аминокислоты изолейцин нельзя отнести к полноценным белкам. Однако по наличию триптофана, метионина данный белок превосходит сывороточный альбумин, а по содержанию лизина - фибриноген и сывороточный глобулин. Все это позволяет сделать вывод о целесообразности его использования в сочетании с другими белками при производстве пищевой и кормовой продукции.

Наряду с белковыми веществами в состав крови и ее фракций входят небелковые азотистые и безазотистые вещества, минеральные вещества, пигменты, витамины, липиды.

К азотистым небелковым веществам относятся мочевина, аммиак, аминокислоты, креатин, креатинин, мочевая кислота, пурины и другие соединения. Безазотистые вещества включают в основном углеводы: глюкозу, фруктозу, гликоген, а также молочную и пировиноградную кислоты.

К минеральным веществам относятся хлориды натрия, калия, магния, бикарбонат натрия, карбонат кальция, сульфат натрия, фосфат кальция, кислые фосфорнокислые соли калия, натрия и др.

Пигменты крови включают гемоглобин, билирубин, билевердин, липохромы, лютеин, уробилин. Липохромы принадлежат к группе каротиноидов, лютеины — растительные пигменты. Так, красно-желтый цвет сыворотки крови крупного рогатого скота обусловлен наличием в ней значительного количества каротинов и ксантофилов, а желтый цвет сыворотки крови свиней вызван крайне незначительным содержанием в ней указанных пигментов.

Липиды в основном представлены нейтральным жиром и продуктами его распада, а также лецитином, кефалином, холестерином.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

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.