План лекции:
1. Функциональная система крови (состав, функции, методы исследования).
2. Физико-химический состав гомеостаз внутренней среды (состав и физико-химические показатели крови).
3. Кровь как средство транспорта веществ.
Кровь является частью внутренней среды организма. Внутренняя среда организма – это совокупность жидкостей: крови, лимфы, тканевой и цереброспинальной жидкостей.
Кровь – это непрозрачная красная жидкость, состоящая из бледно-желтой плазмы (плазма, лишенная фибрина, называется сывороткой) и взвешенных в ней форменных элементов – клеток:
· эритроцитов (красных кровяных телец),
· лейкоцитов (белых кровяных телец),
· тромбоцитов (кровяных пластинок).
 | |||
 | |||
 | |||
Функции крови:
| 1. Дыхательная 2. Трофическая 3. Выделительная 4. Гуморальная 5. Терморегуляторная | 6. Защитная (иммунная) 7. Участие в КЩР организма 8. Гемостатическая 9. Креаторная |
Функции крови:
I. Транспортная функция:
· Дыхательная – перенос О2 и СО2;
· Трофическая – питательные вещества;
· Выделительная – продукты метаболизма, Н2О и соли;
· Гуморальная;
· Терморегуляторная (за счет переноса Н2О как вещества, обладающего высокой теплоемкостью, участвует в перераспределении тепла, образующегося в процессе метаболизма, и его выделении через легкие, кожу и дыхательные пути);
· Участие в КЩР организма;
· Креаторная.
II. Защитная функция:
· Гемостатическая – защита от кровопотери (свертывающая и антисвертывающая системы);
· Иммунная – защита от инородных агентов – клеточный и гуморальный иммунитет (за счет фагоцитирующих и антителообразующих клеток).
Состав и физические свойства циркулирующей крови постоянно контролируются механизмами нервной и гуморальной регуляции, за счет чего достигается постоянство внутренней среды организма, в каких бы условиях не находился организм.
Кровь является средством транспорта находящихся в ней веществ и образует формы транспорта этих веществ.
Состав крови. Физико-химический гомеостаз внутренней среды.
В зависимости от объема циркулирующей крови (в N = 6-8% от массы тела) выделяют следующие состояния:
1. Нормоволемия:
a. Простая
b. Олигоцитемическая
c. Полицитемическая
2. Гиперволемия
3. Гиповолемия
Состав циркулирующей крови можно представить себе по гематокриту – это часть объема крови, которая приходится на долю эритроцитов. Норма гематокрита для мужчин = 44-46%, для женщин = 41-43%. Определяют путем центрифугирования цитратной крови (метод Цинтроба).
В зависимости от показателя гематокрита выделяют:
1. Нормоцитемию
2. Полицитемию – увеличение гематокрита
3. Олигоцитемию – уменьшению гематокрита.
Олигоцитемия возникает при угнетении красного костного мозга или при кровопотере. Несовместимая с жизнью кровопотеря – более 30% циркулирующей крови. Механизм: тканевая жидкость устремляется в сосудистое русло через стенку сосуда микроциркуляторного русла. Объем крови может быть частично восстановлен, но количество форменных элементов остается уменьшенным.
Вязкость крови = 3,5 – 5,4 (4,5) относительных единиц. При увеличении гематокрита вязкость возрастает несколько быстрее, чем при линейной зависимости, поэтому при патологическом увеличении гематокрита быстро нарастает вязкость, как результат нарастает гидродинамическое сопротивление, в результате чего может нарушаться кровообращение в некоторых органах.
 |
 |
Удельный вес: нативной крови = 1,050-1,060 г/см3
плазмы = 1,025
эритроцитов = 1,090
Состав плазмы крови
 |  | ||
 90% массы плазмы приходится на долю воды
|   10% - сухой остаток
| |
Органические вещества – 9%
| Неорганические вещества – 1% | |
| А. Белки плазмы крови – 6,5-8%: - альбумины – 4,5%; - глобулины – 2-3%; - фибриноген – 0,4% | ||
| Б. Азотсодержащие вещества небелковой природы. | ||
| Они составляют показатель – остаточный азот – 14,3-28,6 мкмоль/л. Остаточный азот включает следующие компоненты: азот мочевины, азот мочевой кислоты, азот аминокислот (глутамина и глутаминовой кислоты). При некоторых патологических состояниях содержание остаточного азота увеличивается – развивается азотемия, которая бывает 2х форм: 1) Ретенционная – возникает при снижении выделения через почки азотсодержащих продуктов, но при нормальном поступлении их в кровь; 2) Продукционная – возникает при увеличении поступления азотсодержащих веществ в кровь (например, при опухолях – распад тканевых белков), но при нормальном выделении их с мочой. | ||
| С. Безазотистые органические вещества плазмы: 1) глюкоза – 3,5-5,5 ммоль/л; 2) молочная и пировиноградная кислоты; 3) липиды – фосфолипиды, жирные кислоты, лецитин. Липиды находятся в плазме в основном в виде липопротеидов, связанных с α- и β-глобулинами | ||
| Д. Гормоны, ферменты, витамины | ||
БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ
В плазме крови (ее объем до 3 л) содержится в общем 200-300 г белков (65-85 г/л – общий белок крови – показатель биохимического анализа крови), они составляют 3 основные группы:
1. Альбумины – молекулярная масса 69 000, от 1 до 10 нм в диаметре = 37-41 г/л;
2. Глобулины – α1, α2, β, γ – молекулярная масса от 90 000 до 160 000, диаметр до 30 нм = 30-34 г/л (26-36 г/л);
3. Фибриноген – молекулярная масса 400 000, диаметр свыше 30 нм = 3,0 – 3,3 г/л.
Частицы таких размеров относятся к коллоидным, отсюда концентрация белков в плазме создает осмотически-коллоидное (онкотическое) давление. Величина онкотического давления – 25-30 мм рт.ст. Сама величина небольшая, но его наличие предполагает важную роль в регулировании распределения воды между плазмой и интерстициальной жидкостью, т.е. тканями. Это и будем считать первой функцией белков плазмы.
Функции белков плазмы:
1. Формирование онкотического давления, за счет которого обеспечивается регулирование водного обмена между кровью и тканями. В связи с тем, что стенки капилляров свободно пропускают небольшие молекулы, концентрация этих молекул, а следовательно, и создаваемое ими осмотическое давление, в плазме и тканях одинаково. Крупные молекулы белков плазмы с большим трудом проходят через стенки капилляров. Благодаря этому между плазмой и интерстициальной жидкостью существует градиент концентрации белков и формируется онкотическое давление. Это обеспечивает нормальный водный баланс в тканях. При снижении концентрации альбуминов в крови (а именно они принимают активную роль в формировании онкотического давления в силу своего количества и малого молекулярного размера) обмен воды искажается и она задерживается в тканях (интерстициальный отек – голодные отеки).
2. Питательная или трофическая функция – клетки из плазмы захватывают не сами белки, а их мономеры – аминокислоты, однако клетки РЭС захватывают белки плазмы и расщепляют их при помощи своих внутриклеточных ферментов до аминокислот, которые сразу же поступают в кровь и используются для синтеза белков другими клетками. Этот кругооборот белков плазмы настолько интенсивен, что суточную потребность в белках можно полностью удовлетворить путем парентерального введения.
3. Неспецифические переносчики катионов крови. 2/3 Са2+ крови находятся в составе неспецифических связей с белками плазмы, за счет чего ионы Са2+ теряют свою диффундирующую способность и находятся в равновесии со свободно растворенным Са2+ в крови.
4. Стабилизирующая функция для эритроцитов, за счет создания вязкости.
5. Вязкость – для артериального давления (АД).
6. Буферные свойства – возможность поддержания рН, входят в состав кислотно-щелочной системы крови.
7. Содержат факторы иммунитета (антитела – γ-глобулины).
8. Участвуют в свертывании крови (фибриноген).
9. Транспортная функция – белки плазмы крови обладают большим количество липофильных и гидрофильных участков на своих молекулах (присоединяют к своим липофильным участкам жирорастворимые вещества и удерживают их в крови, транспортируя их от кишечника или депо к месту потребления).
Альбумины – около 60% всех белков плазмы, берут на себя 80% онкотического давления. Основной трофический белок. Транспортирующий белок – переносит билирубин (связывает до 25-50 мол.), жирные кислоты, соли желчных кислот, при введении – пенициллин, сульфониламиды, ртуть.
Глобулины – в порядке убывания электрофоретической активности могут быть разделены на α1, α2, β, γ-глобулины:
· α1 – гликопротеины; 2/3 всей глюкозы плазмы циркулирует в составе α1-глобулинов;
· α2 – это мукопротеины и медьсодержащий белок церулоплазмин – переносчик меди в крови. Кроме этого, сюда относятся тироксинсвязывающий белок, билирубинсвязывающий белок, кортизолсвязывающий белок, витамин В12-связывающий белок;
· β -глобулины – белки-переносчики липидов и полисахаридов;
· γ -глобулины – в большинстве своем к ним относятся защитные вещества крови. Они обладают ферментативной активностью и являются готовым антителами. Повышение γ-глобулинов сопровождается снижением альбуминов, что приводит к снижению альбуминно-глобулинового коэффициента (А/Г коэффициент – соотношение количества альбуминов к количеству глобулинов; в норме А/Г коэффициент составляет 1,5-2,3). К γ-глобулинам относятся α- и β-агглютинины.
Фибриноген – растворенный предшественник фибрина. Молекула вытянутая, соотношение длины/ширины = 17/1. Раствор фибриногена имеет высокую вязкость.
Синтез и обновление белков плазмы: в сутки образуется при нормальном питании 17 г альбумина и 5 г глобулина. Период полураспада альбумина равен 10-15 дней, а глобулина – 5 дней. Это значит, что за такой срок 50% белков плазмы заменяются вновь синтезированными.
Таким образом, белки и электролиты плазмы обеспечивают ее основные свойства, поэтому их называют функциональными компонентами плазмы. Другие вещества лишь транспортируются плазмой:
a. питательные вещества, витамины, микроэлементы:
i. липиды в связи с глобулинами и альбуминами (вещества, растворимые в эфире, - жиры, липоиды, стероиды);
ii. аминокислоты;
iii. витамины (их транспорт зависит и от успешного всасывания – внутренний фактор Касла для витамина В12);
iv. микроэлементы:
1. железо – всасывается в кишечнике в составе белкового комплекса – ферритина;
2. медь – в связи с церулоплазмином (α2-глобулин);
3. Со – для образования В12;
4. Йод – в связи с тироксинсвязывающим белком;
b. продукты промежуточного обмена – молочная кислота, пировиноградная кислота;
c. гормоны и ферменты – 50 гормонов и ферментов плазмы крови;
d. вещества, подлежащие выведению (конечные продукты обмена – шлаки) – СО2, мочевина, мочевая кислота, креатинин, билирубин, аммиак. Эти вещества являются азотсодержащими и при нормальной функции почек выводятся из организма. При нарушении функции почек уровень этих веществ в крови увеличивается.
Кровь обладает тремя физико-химическими свойствами:
1)
|
Суспензионными;
Коллоидными;
Электролитными.
1. Электролитные свойства плазмы, а следственно, и крови, создаются минеральными соединениями. Электролиты плазмы:
a. Катионы: Na+, K+, Ca2+, Mg2+
b. Анионы: SO42-, Cl-, HCO3-, HPO42-, H2CO3, органические кислоты (молочная, лимонная, пировиноградная)
Концентрация электролитов выражается в милиэквивалентах на л (мэкв/л):
Na+ - 130-150 мэкв/л
К+ - 3,4-4,9 мэкв/л
Са2+ - до 10 мэкв/л
Mg2+ - 0-5 мэкв/л
Неорганические вещества плазмы – минеральные соли, которые создают осмотическое давление, рН, участвуют в процессах свертывания.
В организме человека существует 3 основных водных пространства:
| 1. Плазма – около 3,5 л 2. Межклеточная жидкость – около 10 л – это внешняя среда для всех клеток организма 3. Внутриклеточная жидкость – около 30 л | Для человека с массой тела 65-70 кг |
Концентрация растворенных в плазме веществ создает осмотическое давление.
Осмотическое давление плазмы =5600 мм рт.ст. или 6,6-7,6 атм или 285-300 мосм/л.
Обмен водой и веществами можно представить схематично. Этот обмен происходит по законам осмоса (согласно наличию осмотического давления).
Растворы, осмотическое давление которых такое же, как у плазмы, называются изотоническими
с большим давлением – гипертонические
с меньшим – гипотонические.
96% от общего осмотического давления крови приходится на долю неорганических электролитов, главным образом (до 60%) – натрия хлорида. Раствор натрия хлорида, концентрация которого 0,9%, называется физиологическим. Его осмотическое давление такое же, как и у плазмы, поэтому в этом растворе объемные форменные элементы не теряют своих функций. Любое отклонение осмотического давления плазмы и интерстициальной жидкости от нормальных величин приводит к перераспределению воды между клетками и тканевой жидкостью, что, в свою очередь, сопровождается движением воды между тканевой жидкостью и кровью. Если плазма становится гипотоничной (большой приток крови в организм через ЖКТ с низким содержанием солей – ключевая, талая вода), то вода входит в клетки и эритроциты крови и вызывает клеточный отек и осмотический гемолиз крови (эритроциты лопаются, лаковая кровь). Это происходит при концентрации натрий хлора от 0,45% до 0,28% (минимальная и максимальная резистентность эритроцитов). При концентрации 0,45% разрушается до 50% всего количества эритроцитов, при 0,28% разрушаются почти все. Отсюда % гемолизированной крови в норме 10 ммоль/л. Гемолиз может произойти и в результате других причин. Согласно этому обстоятельству различают виды гемолиза:
1. Механический (в донорской крови – при встряхивании; в условиях целостного организма – маршевая вибрация);
2. Биологический (при действии ядов – анафилактический шок, при переливании крови, несовместимой по групповой принадлежности);
3. Температурный (при повышении температуры тела выше 40°С);
4. Химический (при вдыхании паров растворителей – ацетон, хлороформ, эфир (дыхательный наркоз)).
Функции электролитов плазмы – изотоничность среды:
1. Создание осмотического давления – одно из основных условий поддержания жизнедеятельности организма;
2. рН крови (и, прежде всего, плазмы).
Физико-химический гомеостаз крови
рН – это отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода.
Буферные системы крови:
1. Карбонатная (Н2СО3 + NaHCO3);
2. Фосфатная (NaH2PO4 + Na2HPO4);
3. Белковый буфер (белки плазмы и гемоглобин);
4. Буферные основания – это анионы всех слабых кислот: бикарбонаты и анионные группы белков («протеинаты»).
Вся совокупность этих соединений не позволяется смещаться рН крови в норме ниже 7,37 и повышаться более 7,43, т.е. создается постоянная слабощелочная реакция крови. Это необходимо для протекания всех процессов метаболизма, которые обеспечиваются целым набором ферментов, работающих только в определенной полосе рН. Крайние пределы смещения = 7,0 – 7,8. Смещение рН даже на 0,1-0,2 по отношению к указанному уровню может вызвать гибель организма, даже если это смещение будет кратковременным.
Постоянство рН не всегда может поддерживаться 3 указанными механизмами на постоянном уровне. Сдвиг рН в кислую сторону (< 7,37) называется ацидозом, сдвиг рН в щелочную сторону (>7,43) – алкалозом. Каждый из этих двух типов сдвигов, в свою очередь, подразделяется на несколько разновидностей в зависимости от причин сдвига рН.
Дыхательный (респираторный) ацидоз и алкалоз
При снижении функции легких напряжение СО2 в крови увеличивается, а при гипервентиляции напряжение СО2 уменьшается, соответственно, развивается ацидоз или алкалоз.
Метаболический ацидоз и алкалоз
При нарушениях реакций метаболизма – например, при сахарном диабете – в крови могут накапливаться продукты – нелетучие кислоты. И наоборот, поступление в кровь оснований или выделение с рвотой соляной кислоты приводит к ее защелачиванию. При нарушении функции почек почечные канальцы не справляются с функцией реабсорбции Н+ и их выделением. Все эти сдвиги рН называются нереспираторными ацидозом и алкалозом.
В клинике особое значение придается оценке состояния КЩР. Для этого определяют:
1. рН крови (при нормальной рН еще нельзя уверенно говорить о нормальном КЩР);
2. Р СО2 крови (в норме 35-45 мм рт.ст.) – изменение этого показателя наряду с нормальным рН свидетельствует о респираторном ацидозе или алкалозе.
3. Избыток оснований (в норме от -2,5 до +2,5 ммоль/л) – изменения этого показателя непосредственно отражают снижение или увеличение содержания нелетучих кислот в крови.
Все 3 исследования позволяют выявить при наличии ацидоза или алкалоза его вид:
- компенсированный – связан с уменьшением буферной емкости крови, но сдвига рН не происходит;
- некомпенсированный – происходит сдвиг рН, связанный с истощением буферной емкости и невозможностью поддержания КЩР.
