Кровь - главная транспортная система организма - ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА ГАРАНТ СТАБИЛЬНОСТИ

У человека кровеносная система замкнутая, и кровь циркулирует по кровеносным сосудам. Кровь выполняет следующие функции:

1) дыхательную - переносит кислород из легких ко всем органам и тканям и выносит углекислый газ из тканей в легкие;

2) питательную - переносит питательные вещества, всосавшиеся в кишечнике, ко всем органам и тканям (таким образом ткани снабжаются водой, аминокислотами, глюкозой, продуктами распада жиров, минеральными солями, витаминами);

3) выделительную — доставляет конечные продукты обмена веществ (мочевину, соли молочной кислоты, креатин и др.) из тканей к местам удаления (почкам, потовым железам) или разрушения (печени);

4) терморегуляционную - переносит с водой плазмы крови тепло от места его образования (скелетные мышцы, печень) к теплопотребляющим

органам (мозг, кожа и др.). В жару сосуды кожи расширяются для того, чтобы отдавать излишки тепла, и кожа краснеет. В холодную погоду сосуды кожи сокращаются, чтобы в кожу поступало меньше крови, и она не отдавала бы тепло, при этом кожа синеет;

5) регуляторную - способна удерживать или отдавать воду тканям, регулируя тем самым содержание в них воды; кроме того, кровь регулирует кислотно-щелочное равновесие в тканях и переносит гормоны и другие физиологически активные вещества от мест их образования к органам, которые они регулируют (органам-мишеням);

6) защитную — содержащиеся в крови вещества защищают организм от потерь крови при разрушении сосудов, образуя тромб. Этим они также препятствуют проникновению в кровь болезнетворных микроорганизмов (бактерий, вирусов, простейших, грибов). Лейкоциты крови защищают организм от токсинов и болезнетворных микроорганизмов путем фагоцитоза и выработки антител.

У новорожденного ребенка объем крови составляет около 250 мл. У взрослого человека масса крови занимает 6-8% от массы тела и равняется 5,0-5,5 л. Часть крови циркулирует по сосудам, а около 40% ее находится в так называемых депо: сосудах кожи, селезенки и печени. При необходимости (например, при высоких физических нагрузках, при кровопотерях) кровь из депо включается в циркуляцию по сосудам и начинает активно выполнять свои функции.

Кровь состоит на 55-60% из плазмы и на 40-45% из форменных элементов (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Компоненты крови

Плазма - жидкая среда крови, содержащая 90-92% воды и 8-10% различных веществ. Белки плазмы (около 7%) выполняют целый ряд функций: альбумины удерживают в плазме воду, глобулины - основа антител, фибриноген необходим для свертывания крови, ряд белков выполняет ферментативные функции и т. д. Разнообразные аминокислотыпереносятся плазмой крови от кишечника ко всем тканям. В плазме содержатся неорганические соли (около 1%), включая NаСl, соли калия, кальция, фосфора, магния и др. Строго определяется концентрация хлорида натрия (0,9%), необходимая для создания стабильного осмотического давления. Если поместить красные кровяные тельца - эритроциты в среду с более низким содержанием NaCl, то они начнут поглощать воду до тех пор, пока не лопнут. При этом образуется очень красивая и яркая “лаковая кровь”, не способная выполнять функции нормальной крови. Вот почему при кровопотерях нельзя вводить в кровь воду. Если же эритроциты поместить в раствор, содержащий более 0,9% NаСl, то вода будет высасываться из эритроцитов, и они сморщатся.

При потерях крови, в случае если нет подходящей по составу крови, можно использовать для переливания физиологический раствор, который по концентрации солей, особенно NаСl, строго соответствует плазме крови.

Глюкоза содержится в плазме крови в концентрации 0,1%. Это важнейшее питательное вещество для всех тканей организма, но особенно для мозга. Если содержание глюкозы в плазме снижается приблизительно в 2 раза (до 0,04%), то мозг лишается источника энергии, человек теряет сознание и может быстро погибнуть.

Жиров в плазме крови около 0,8%. Главным образом это питательные вещества, переносимые кровью к местам потребления.

К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты (рис. 5.2).

* - многодольчатое ядро внутри клетки; ** - специфические гранулы

Рис. 5.2. Форменные элементы крови: а - клетки, образующиеся в красном костном мозге: 1 - эритроцит (красная клетка крови); 2 - нейтрофил; 3 - моноцит; 4 - базофил; 5 - эозинофил; 6 - тромбоциты; б - клетки, образующиеся в лимфоидных органах: 1 - малый лимфоцит; 2 - большой лимфоцит;

Эритроциты - красные кровяные тельца, которые представляют собой безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутого диска диаметром 7 мкм и толщиной 2 мкм. Такая форма обеспечивает эритроцитам наибольшую поверхность при наименьшем объеме и позволяет им проходить через самые мелкие кровеносные капилляры, быстро отдавая тканям кислород. Молодые эритроциты человека имеют ядро, но, созревая, теряют его, а вот зрелые эритроциты большинства животных (рептилий, амфибий, рыб и птиц) сохраняют ядра.

В одном кубическом миллиметре крови содержится около 5,5 млн эритроцитов. Основная роль эритроцитов — дыхательная: они доставляют ко всем тканям кислород из легких и выносят из тканей значительное количество углекислого газа. Кислород и СО₂ в эритроцитах связываются дыхательным пигментом - гемоглобином. В каждом эритроците содержится около 270 млн молекул гемоглобина. Гемоглобин представляет собой соединения белка - глобина - и четырех небелковых частей - гемов. Каждый гем содержит молекулу двухвалентного железа и может присоединять или отдавать молекулу кислорода. При присоединении к гемоглобину кислорода в капиллярах легких образуется нестойкое соединение - оксигемоглобин. Дойдя до капилляров тканей, эритроциты, содержащие оксигемоглобин, отдают тканям кислород, и образуется так называемый восстановленный гемоглобин, который теперь способен присоединить СО₂

Получившееся соединение Нb с O₂ - НbO₂ также нестойко и, попав с током крови в легкие, распадается, а образовавшийся СO₂ удаляется через дыхательные пути. Надо учитывать, что значительная часть СO₂ выносится из тканей не гемоглобином эритроцитов, а в виде анионов угольной кислоты (НСО3-!!!), образующейся при растворении СO₂ в плазме крови. Из этого аниона в легких образуется СO₂, выдыхаемый наружу. К сожалению, гемоглобин способен образовывать прочное соединение с угарным газом (СО), называемое карбоксигемоглобином. Присутствие во вдыхаемом воздухе всего 0,03% СО приводит к быстрому связыванию молекул гемоглобина, и эритроциты теряют способность переносить кислород. При этом наступает быстрая смерть от удушья.

Эритроциты способны циркулировать по кровяному руслу, выполняя свои функции, около 130 дней. Затем они разрушаются в печени или селезенке, причем небелковая часть гемоглобина - гем многократно используется в дальнейшем при образовании новых эритроцитов. Новые эритроциты образуются в красном костном мозге губчатого вещества из стволовых клеток.

Если эритроциты разрушаются в результате какого-либо повреждения, например, при травме сосудов, вызванной ушибом, гемоглобин, выходя в окружающие ткани, постепенно распадается, меняя окраску. Из красного продукты его распада становятся фиолетовыми, бурыми, желтыми и, наконец, зелеными. Теперь ясно, почему место ушиба “переливается” всеми цветами радуги.

Когда человеку в окружающем воздухе не хватает кислорода (например, при подъеме в горы), выработка эритроцитов и соответственно гемоглобина резко усиливается. В результате в ткани переносится из легких достаточное количество кислорода. После возвращения на уровень моря организм не может сразу перестроиться и образование эритроцитов в течение нескольких дней остается повышенным. В этот краткий период человек обладает большей выносливостью, особенно при длительных нагрузках. Этим феноменом быстро воспользовались тренеры, и так стали подготавливать к ответственным соревнованиям спортсменов в горах. Затем придумали еще более хитрый прием. После адаптации, т. е. привыкания к горной среде, у спортсмена брали некоторое количество крови, из которой выделяли эритроциты. Эти “горные эритроциты” с высоким содержанием гемоглобина хранили в особых условиях и вводили в вены спортсмена непосредственно перед соревнованиями. В результате его мышцы получали заметно больше кислорода, чем у конкурентов, что позволяло этому спортсмену их опережать. Сейчас такие приемы приравнены к использованию допингов и запрещены.

Лейкоциты - клетки крови, имеющие ядра. Они обеспечивают выполнение кровью ее защитных функций. Размер лейкоцита варьирует от 8 до 12 мкм. В 1 мм^3!!! крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов, но это число может сильно изменяться, возрастая, например, при инфекционных заболеваниях. Такое увеличенное содержание лейкоцитов в крови называют лейкоцитозом. Некоторые лейкоциты способны к самостоятельным амебоидным движениям.

Различают пять типов лейкоцитов: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты. О роли каждой разновидности клеток “белой крови” в реакциях иммунитета будет подробнее сказано в следующей главе.

Образуются лейкоциты в красном костном мозге и лимфатических узлах, а разрушаются в селезенке.

Тромбоциты - очень мелкие безъядерные клетки. В 1 мм³ крови содержится 200-300 тыс. тромбоцитов. Они образуются в красном костном мозге, циркулируют в кровяном русле 5-11 дней, а затем разрушаются в печени и селезенке. При повреждении сосуда тромбоциты выделяют вещества, необходимые для свертывания крови, способствуя образованию тромба (см. § 5.4).