Что такое кровь ? Тайна крови смотреть онлайн видео №168

жидкость, циркулирующая в кровеносной системе и переносящая газы и другие растворенные вещества,необходимые для метаболизма либо образующиеся в результате обменных процессов. Кровь состоит изплазмы (прозрачной жидкости бледно-желтого цвета) и взвешенных в ней клеточных элементов. Имеется триосновных типа клеточных элементов крови: красные кровяные клетки (эритроциты), белые кровяные клетки(лейкоциты) и кровяные пластинки (тромбоциты). Красный цвет крови определяется наличием в эритроцитахкрасного пигмента гемоглобина. В артериях, по которым кровь, поступившая в сердце из легких, переноситсяк тканям организма, гемоглобин насыщен кислородом и окрашен в ярко-красный цвет; в венах, по которымкровь притекает от тканей к сердцу, гемоглобин практически лишен кислорода и темнее по цвету. Кровь -довольно вязкая жидкость, причем вязкость ее определяется содержанием эритроцитов и растворенныхбелков. От вязкости крови зависят в значительной мере скорость, с которой кровь протекает через артерии(полуупругие структуры), и кровяное давление. Текучесть крови определяется также ее плотностью ихарактером движения различных типов клеток. Лейкоциты, например, движутся поодиночке, внепосредственной близости к стенкам кровеносных сосудов; эритроциты могут перемещаться как поотдельности, так и группами наподобие уложенных в стопку монет, создавая аксиальный, т.е.концентрирующийся в центре сосуда, поток. Объем крови взрослого мужчины составляет примерно 75 мл накилограмм веса тела; у взрослой женщины этот показатель равен примерно 66 мл. Соответственно общийобъем крови у взрослого мужчины - в среднем ок. 5 л; более половины объема составляет плазма, аостальная часть приходится в основном на эритроциты.Функции крови. Примитивные многоклеточные организмы (губки, актинии, медузы) живут в море, и "кровью"для них является морская вода. Вода омывает их со всех сторон и свободно проникает в ткани, доставляяпитательные вещества и унося продукты метаболизма. Высшие организмы не могут обеспечить своюжизнедеятельность таким простым способом. Их тело состоит из миллиардов клеток, многие из которыхобъединены в ткани, составляющие сложные органы и органные системы. У рыб, например, хотя они и живутв воде, не все клетки находятся настолько близко к поверхности тела, чтобы вода обеспечивала эффективнуюдоставку питательных веществ и удаление конечных продуктов метаболизма. Еще сложнее дело обстоит сназемными животными, вовсе не омываемыми водой. Ясно, что у них должна была возникнуть собственнаяжидкая ткань внутренней среды - кровь, а также распределительная система (сердце, артерии, вены и сетькапилляров), обеспечивающая кровоснабжение каждой клетки. Функции крови значительно сложнее, чемпросто транспорт питательных веществ и отходов метаболизма. С кровью переносятся также гормоны,контролирующие множество жизненно важных процессов; кровь регулирует температуру тела и защищаеторганизм от повреждений и инфекций в любой его части.Транспортная функция. С кровью и кровоснабжением тесно связаны практически все процессы, имеющиеотношение к пищеварению и дыханию - двум функциям организма, без которых жизнь невозможна. Связь сдыханием выражается в том, что кровь обеспечивает газообмен в легких и транспорт соответствующих газов:кислорода - от легких в ткани, диоксида углерода (углекислого газа) - от тканей к легким. Транспортпитательных веществ начинается от капилляров тонкого кишечника; здесь кровь захватывает их изпищеварительного тракта и переносит во все органы и ткани, начиная с печени, где происходитмодификация питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жирных кислот), причем клетки печенирегулируют их уровень в крови в зависимости от потребностей организма (тканевого метаболизма). Переходтранспортируемых веществ из крови в ткани осуществляется в тканевых капиллярах; одновременно в кровьиз тканей поступают конечные продукты, которые далее выводятся через почки с мочой (например, мочевинаи мочевая кислота).См. такжеДЫХАНИЯ ОРГАНЫ;КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА;ПИЩЕВАРЕНИЕ. Кровь переносит также продукты секреции эндокринных желез - гормоны - и тем самымобеспечивает связь между различными органами и координацию их деятельности (см. также ЭНДОКРИННАЯСИСТЕМА). Регуляция температуры тела. Кровь играет ключевую роль в поддержании постояннойтемпературы тела у гомойотермных, или теплокровных, организмов. Температура человеческого тела внормальном состоянии колеблется в очень узком интервале ок. 37° С. Выделение и поглощение тепларазличными участками тела должны быть сбалансированы, что достигается переносом тепла с помощьюкрови. Центр температурной регуляции располагается в гипоталамусе - отделе промежуточного мозга. Этотцентр, обладая высокой чувствительностью к небольшим изменениям температуры проходящей через негокрови, регулирует те физиологические процессы, при которых выделяется или поглощается тепло. Один измеханизмов состоит в регуляции тепловых потерь через кожу посредством изменения диаметра кожныхкровеносных сосудов кожи и соответственно объема крови, протекающей вблизи поверхности тела, где теплолегче теряется. В случае инфекции определенные продукты жизнедеятельности микроорганизмов либопродукты вызванного ими распада тканей взаимодействуют с лейкоцитами, вызывая образование химическихвеществ, стимулирующих центр температурной регуляции в головном мозге. В результате наблюдаетсяподъем температуры тела, ощущаемый как жар. Защита организма от повреждений и инфекции. Восуществлении этой функции крови особую роль играют лейкоциты двух типов: полиморфноядерныенейтрофилы и моноциты. Они устремляются к месту повреждения и накапливаются вблизи него, причембольшая часть этих клеток мигрирует из кровотока через стенки близлежащих кровеносных сосудов. К меступовреждения их привлекают химические вещества, высвобождаемые поврежденными тканями. Эти клеткиспособны поглощать бактерии и разрушать их своими ферментами. Таким образом, они препятствуютраспространению инфекции в организме. Лейкоциты принимают также участие в удалении мертвых илиповрежденных тканей. Процесс поглощения клеткой бактерии или фрагмента мертвой ткани называетсяфагоцитозом, а осуществляющие его нейтрофилы и моноциты - фагоцитами. Активно фагоцитирующиймоноцит называют макрофагом, а нейтрофил - микрофагом. В борьбе с инфекцией важная рольпринадлежит белкам плазмы, а именно иммуноглобулинам, к которым относится множество специфическихантител. Антитела образуются другими типами лейкоцитов - лимфоцитами и плазматическими клетками,которые активируются при попадании в организм специфических антигенов бактериального или вирусногопроисхождения (либо присутствующих на клетках, чужеродных для данного организма). Выработкалимфоцитами антител против антигена, с которым организм встречается в первый раз, может занятьнесколько недель, но полученный иммунитет сохраняется надолго. Хотя уровень антител в крови черезнесколько месяцев начинает медленно падать, при повторном контакте с антигеном он вновь быстро растет.Это явление называется иммунологической памятью. При взаимодействии с антителом микроорганизмылибо слипаются, либо становятся более уязвимыми для поглощения фагоцитами. Кроме того, антителамешают вирусу проникнуть в клетки организма хозяина (см. также ИММУНИТЕТ).рН крови. pH - это показатель концентрации водородных (H) ионов, численно равный отрицательномулогарифму (обозначаемому латинской буквой "p") этой величины. Кислотность и щелочность раствороввыражают в единицах шкалы рН, имеющей диапазон от 1 (сильная кислота) до 14 (сильная щелочь). В нормерН артериальной крови составляет 7,4, т.е. близок к нейтральному. Венозная кровь из-за растворенного в нейдиоксида углерода несколько закислена: диоксид углерода (СО2), образующийся в ходе метаболическихпроцессов, при растворении в крови реагирует с водой (Н2О), образуя угольную кислоту (Н2СО3).Поддержание рН крови на постоянном уровне, т.е., другими словами, кислотно-щелочного равновесия,исключительно важно. Так, если рН заметно падает, в тканях снижается активность ферментов, что опаснодля организма. Изменение рН крови, выходящее за рамки интервала 6,8-7,7, несовместимо с жизнью.Поддержанию этого показателя на постоянном уровне способствуют, в частности, почки, поскольку они помере надобности выводят из организма кислоты или мочевину (которая дает щелочную реакцию). С другойстороны, рН поддерживается благодаря присутствию в плазме определенных белков и электролитов,обладающих буферным действием (т.е. способностью нейтрализовать некоторый избыток кислоты илищелочи).КОМПОНЕНТЫ КРОВИРассмотрим более подробно состав плазмы и клеточных элементов крови.Плазма. После отделения взвешенных в крови клеточных элементов остается водный раствор сложногосостава, называемый плазмой. Как правило, плазма представляет собой прозрачную или слегкаопалесцирующую жидкость, желтоватый цвет которой определяется присутствием в ней небольшогоколичества желчного пигмента и других окрашенных органических веществ. Однако после потребленияжирной пищи в кровь попадает множество капелек жира (хиломикронов), в результате чего плазма становитсямутной и маслянистой. Плазма участвует во многих процессах жизнедеятельности организма. Она переноситклетки крови, питательные вещества и продукты метаболизма и служит связующим звеном между всемиэкстраваскулярными (т.е. находящимися вне кровеносных сосудов) жидкостями; последние включают, вчастности, межклеточную жидкость, и через нее осуществляется связь с клетками и их содержимым. Такимобразом плазма контактирует с почками, печенью и другими органами и тем самым поддерживаетпостоянство внутренней среды организма, т.е. гомеостаз. Основные компоненты плазмы и их концентрацииприведены в табл. 1. Среди растворенных в плазме веществ - низкомолекулярные органические соединения(мочевина, мочевая кислота, аминокислоты и т.д.); большие и очень сложные по структуре молекулы белков;частично ионизированные неорганические соли. К числу наиболее важных катионов (положительнозаряженных ионов) относятся катионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+) и магния (Mg2+); к числуважнейших анионов (отрицательно заряженных ионов) - хлорид-анионы (Cl-), бикарбонат (HCO3-) и фосфат(HPO42- или H2PO4-). Основные белковые компоненты плазмы - альбумин, глобулины и фибриноген.Таблица 1. КОМПОНЕНТЫ ПЛАЗМЫ(в миллиграммах на 100 миллилитров) Натрий 310-340Калий 14-20Кальций 9-11Фосфор 3-4,5Хлорид-ионы 350-375Глюкоза 60-100Мочевина 10-20Мочевая кислота 3-6Холестерин 150-280Белки плазмы 6000-8000Альбумин 3500-4500Глобулин 1500-3000Фибриноген 200-600Диоксид углерода 55-65(объем в миллилитрах,с поправкой на температуруи давление, в расчетена 100 миллилитров плазмы) Белки плазмы. Из всех белков в наибольшей концентрации в плазме присутствует альбумин, синтезируемыйв печени. Он необходим для поддержания осмотического равновесия, обеспечивающего нормальноераспределение жидкости между кровеносными сосудами и экстраваскулярным пространством (см. ОCМОС).При голодании или недостаточном поступлении белков с пищей содержание альбумина в плазме падает, чтоможет привести к повышенному накоплению воды в тканях (отек). Это состояние, связанное с белковойнедостаточностью, называется голодным отеком. В плазме присутствуют глобулины нескольких типов, иликлассов, важнейшие из которых обозначаются греческими буквами a (альфа), b (бета) и g (гамма), асоответствующие белки - a1, a2, b, g1 и g2. После разделения глобулинов (методом электрофореза) антителаобнаруживаются лишь во фракциях g1, g2 и b. Хотя антитела часто называют гамма-глобулинами, тот факт,что некоторые из них присутствуют и в b-фракции, обусловил введение термина "иммуноглобулин". В a- и b-фракциях содержится множество различных белков, обеспечивающих транспорт в крови железа, витаминаВ12, стероидов и других гормонов. В эту же группу белков входят и факторы коагуляции, которые наряду сфибриногеном участвуют в процессе свертывания крови. Основная функция фибриногена состоит вобразовании кровяных сгустков (тромбов). В процессе свертывания крови, будь то in vivo (в живом организме)или in vitro (вне организма), фибриноген превращается в фибрин, который и составляет основу кровяногосгустка; не содержащая фибриногена плазма, обычно имеющая вид прозрачной жидкости бледно-желтогоцвета, называется сывороткой крови.Эритроциты. Красные кровяные клетки, или эритроциты, представляют собой круглые диски диаметром 7,2-7,9 мкм и средней толщиной 2 мкм (мкм = микрон = 1/106 м). В 1 мм3 крови содержится 5-6 млн.эритроцитов. Они составляют 44-48% общего объема крови. Эритроциты имеют форму двояковогнутогодиска, т.е. плоские стороны диска как бы сжаты, что делает его похожим на пончик без дырки. В зрелыхэритроцитах нет ядер. Они содержат главным образом гемоглобин, концентрация которого вовнутриклеточной водной среде ок. 34%. В пересчете на сухой вес содержание гемоглобина в эритроцитах -95%; в расчете на 100 мл крови содержание гемоглобина составляет в норме 12-16 г (12-16 г%), причем умужчин оно несколько выше, чем у женщин. Кроме гемоглобина эритроциты содержат растворенныенеорганические ионы (преимущественно К+) и различные ферменты. Две вогнутые стороны обеспечиваютэритроциту оптимальную площадь поверхности, через которую может происходить обмен газами: диоксидомуглерода и кислородом. Таким образом, форма клеток во многом определяет эффективность протеканияфизиологических процессов. У человека площадь поверхностей, через которые совершается газообмен,составляет в среднем 3820 м2, что в 2000 раз превышает поверхность тела. В организме плода примитивныекрасные кровяные клетки вначале образуются в печени, селезенке и тимусе. С пятого месяцавнутриутробного развития в костном мозге постепенно начинается эритропоэз - образование полноценныхэритроцитов. В исключительных обстоятельствах (например, при замещении нормального костного мозгараковой тканью) взрослый организм может вновь переключиться на образование эритроцитов в печени иселезенке. Однако в нормальных условиях эритропоэз у взрослого человека идет лишь в плоских костях(ребрах, грудине, костях таза, черепа и позвоночника). Эритроциты развиваются из клеток-предшественников, источником которых служат т.н. стволовые клетки. На ранних стадиях формированияэритроцитов (в клетках, еще находящихся в костном мозге) четко выявляется клеточное ядро. По мересозревания в клетке накапливается гемоглобин, образующийся в ходе ферментативных реакций. Перед темкак попасть в кровоток, клетка утрачивает ядро - за счет экструзии (выдавливания) или разрушенияклеточными ферментами. При значительных кровопотерях эритроциты образуются быстрее, чем в норме, и вэтом случае в кровоток могут попадать незрелые формы, содержащие ядро; очевидно, это происходит из-затого, что клетки слишком быстро покидают костный мозг. Срок созревания эритроцитов в костном мозге - отмомента появления самой юной клетки, узнаваемой как предшественник эритроцита, и до ее полногосозревания - составляет 4-5 дней. Срок жизни зрелого эритроцита в периферической крови - в среднем 120дней. Однако при некоторых аномалиях самих этих клеток, целом ряде болезней или под воздействиемопределенных лекарственных препаратов время жизни эритроцитов может сократиться. Большая частьэритроцитов разрушается в печени и селезенке; при этом гемоглобин высвобождается и распадается насоставляющие его гем и глобин. Дальнейшая судьба глобина не прослеживалась; что же касается гема, то изнего высвобождаются (и возвращаются в костный мозг) ионы железа. Утрачивая железо, гем превращается вбилирубин - красно-коричневый желчный пигмент. После незначительных модификаций, происходящих впечени, билирубин в составе желчи выводится через желчный пузырь в пищеварительный тракт. Посодержанию в кале конечного продукта его превращений можно рассчитать скорость разрушенияэритроцитов. В среднем во взрослом организме ежедневно разрушается и вновь образуется 200 млрд.эритроцитов, что составляет примерно 0,8% общего их числа (25 трлн.). КЛЕТКИ КРОВИ Гемоглобин. Основная функция эритроцита - транспорт кислорода из легких к тканям организма. Ключевуюроль в этом процессе играет гемоглобин - органический пигмент красного цвета, состоящий из гема(соединения порфирина с железом) и белка глобина. Гемоглобин отличается высоким сродством ккислороду, за счет чего кровь способна переносить гораздо больше кислорода, чем обычный водный раствор.Степень связывания кислорода с гемоглобином зависит прежде всего от концентрации кислорода,растворенного в плазме. В легких, где кислорода много, он диффундирует из легочных альвеол через стенкикровеносных сосудов и водную среду плазмы и попадает в эритроциты; там он связывается с гемоглобином -образуется оксигемоглобин. В тканях, где концентрация кислорода невелика, молекулы кислородаотделяются от гемоглобина и проникают в ткани за счет диффузии. Недостаточность эритроцитов илигемоглобина приводит к снижению транспорта кислорода и тем самым к нарушению биологическихпроцессов в тканях. У человека различают гемоглобин плода (тип F, от fetus - плод) и гемоглобин взрослых(тип A, от adult - взрослый). Известно много генетических вариантов гемоглобина, образование которыхприводит к аномалиям эритроцитов или их функции. Среди них наиболее известен гемоглобин S,обусловливающий серповидноклеточную анемию.Лейкоциты. Белые клетки периферической крови, или лейкоциты, делят на два класса в зависимости отналичия или отсутствия в их цитоплазме особых гранул. Клетки, не содержащие гранул (агранулоциты), - этолимфоциты и моноциты; их ядра имеют преимущественно правильную круглую форму. Клетки соспецифическими гранулами (гранулоциты) характеризуются, как правило, наличием ядер неправильнойформы со множеством долей и потому называются полиморфноядерными лейкоцитами. Их разделяют натри разновидности: нейтрофилы, базофилы и эозинофилы. Они отличаются друг от друга по картинеокрашивания гранул различными красителями. У здорового человека в 1 мм3 крови содержится от 4000 до 10000 лейкоцитов (в среднем около 6000), что составляет 0,5-1% объема крови. Соотношение отдельных видовклеток в составе лейкоцитов может значительно варьировать у разных людей и даже у одного и того жечеловека в разное время. Типичные значения приведены в табл. 2.Полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы и базофилы) образуются в костном мозге изклеток-предшественников, начало которым дают стволовые клетки, вероятно те же самые, что дают ипредшественников эритроцитов. По мере созревания ядра в клетках появляются гранулы, типичные длякаждого вида клеток. В кровотоке эти клетки перемещаются вдоль стенок капилляров в первую очередь засчет амебоидных движений. Нейтрофилы способны покидать внутреннее пространство сосуда искапливаться в месте инфекции. Время жизни гранулоцитов, по-видимому, ок. 10 дней, после чего ониразрушаются в селезенке. Диаметр нейтрофилов - 12-14 мкм. Большинство красителей окрашивает их ядро вфиолетовый цвет; ядро нейтрофилов периферической крови может иметь от одной до пяти долей.Цитоплазма окрашивается в розоватый цвет; под микроскопом в ней можно различить множество интенсивно-розовых гранул. У женщин примерно 1% нейтрофилов несет половой хроматин (образованный одной из двухX-хромосом) - тельце в форме барабанной палочки, прикрепленное к одной из ядерных долей. Эти т.н.тельца Барра позволяют определять пол при исследовании образцов крови. Эозинофилы по своим размерамсходны с нейтрофилами. Их ядро редко имеет больше трех долей, а цитоплазма содержит множествокрупных гранул, которые четко окрашиваются в ярко-красный цвет красителем эозином. В отличие отэозинофилов у базофилов цитоплазматические гранулы окрашиваются основными красителями в синий цвет.Моноциты. Диаметр этих незернистых лейкоцитов составляет 15-20 мкм. Ядро овальное или бобовидное, илишь у небольшой части клеток оно поделено на крупные доли, которые перекрывают друг друга.Цитоплазма при окраске голубовато-серая, содержит незначительное число включений, окрашивающихсякрасителем азуром в сине-фиолетовый цвет. Моноциты образуются как в костном мозге, так и в селезенке и влимфатических узлах. Их основная функция - фагоцитоз.Лимфоциты. Это небольшие одноядерные клетки. Большинство лимфоцитов периферической крови имеетдиаметр меньше 10 мкм, но иногда встречаются лимфоциты и большего диаметра (16 мкм). Ядра клетокплотные и круглые, цитоплазма голубоватого цвета, с очень редкими гранулами. Несмотря на то чтолимфоциты выглядят морфологически однородно, они отчетливо различаются по своим функциям исвойствам клеточной мембраны. Их делят на три большие категории: B-клетки, Т-клетки и 0-клетки (нуль-клетки, или ни В, ни Т). B-лимфоциты созревают у человека в костном мозге, после чего мигрируют влимфоидные органы. Они служат предшественниками клеток, образующих антитела, т.н. плазматических.Для того чтобы B-клетки трансформировались в плазматические, необходимо присутствие Т-клеток.Созревание Т-клеток начинается в костном мозге, где образуются протимоциты, которые затем мигрируют втимус (вилочковую железу) - орган, расположенный в грудной клетке за грудиной. Там онидифференцируются в Т-лимфоциты - весьма неоднородную популяцию клеток иммунной системы,выполняющих различные функции. Так, они синтезируют факторы активации макрофагов, факторы роста B-клеток и интерфероны. Есть среди Т-клеток индукторные (хелперные) клетки, которые стимулируютобразование B-клетками антител. Есть и клетки-супрессоры, которые подавляют функции B-клеток исинтезируют фактор роста Т-клеток - интерлейкин-2 (один из лимфокинов). 0-клетки отличаются от B- и Т-клеток тем, что у них нет поверхностных антигенов. Некоторые из них служат "естественными киллерами", т.е.убивают раковые клетки и клетки, зараженные вирусом. Однако в целом роль 0-клеток неясна.Лейкоцитоз. Содержание в крови белых клеток может по разным причинам возрастать значительно вышенормального уровня. Это возрастание обозначается как лейкоцитоз. Причины его лучше всего рассмотреть напримере отдельных типов лейкоцитов. Обычно лейкоцитоз связан с повышением содержания нейтрофилов вответ на бактериальную инфекцию. Например, при долевой пневмонии число лейкоцитов в крови нередкодостигает 25 000-30 000 в 1 мм3. Аналогичное явление могут вызывать также раковые заболевания иповреждения тканей в результате травм или патологических процессов (тромбоз коронарной артерии,тяжелые ожоги или кровотечения). Эозинофильный лейкоцитоз возникает при аллергических реакциях,бронхиальной астме и паразитарных инвазиях. Уровень базофилов возрастает довольно редко. Лимфоцитознаблюдается при вирусных инфекциях&nbs