Кровь — жидкая и подвижная соединительная ткань внутренней среды организма.
Кровь животных заключена в систему замкнутых трубок –
кровеносных сосудов. Кровь состоит из жидкой части (плазмы, 52-60%) и
форменных элементов (эритроцитов,лейкоцитов и тромбоцитов, 40-48%).
Кровь – это разновидность соединительной ткани, которая включает два компонента:
форменные элементы – кровяные тельца, клетки крови;
плазму – жидкое межклеточное вещество.
Клетки крови вырабатываются в организме человека красным костным мозгом, тимусом, в селезёнке, лимфатических узлах, тонком кишечнике. Кровяные тельца бывают трёх видов. Они отличаются строением, формой, размером, решаемыми задачами.
По химическому составу плазма крови на 90 % состоит из воды. Остальную часть занимают:
органические вещества – белки, аминокислоты, мочевина, глюкоза, жиры и т.д.;
неорганические вещества – соли, анионы, катионы.
Также содержит продукты распада, которые фильтруются почками и выводятся через мочевыделительную систему, витамины, микроэлементы.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ
Цвет крови определяется наличием в эритроцитах особого белка –гемоглобина.Артериальная кровь характеризуется ярко-красной окраской, что зависит от содержания в ней гемоглобина, насыщенного кислородом (оксигемоглобин). Венозная кровь имеет темно-красную с синеватым оттенком окраску, что объясняется наличием в ней не только оксигемоглобина, но и восстановленного гемоглобина.Относительная плотность крови колеблется от 1,052 до 1,062 и зависит преимущественно от содержания эритроцитов. Относительная плотность плазмы крови в основном определяется концентрацией белков и составляет 1,029 – 1,032.
Вязкость крови определяется по отношению к вязкости воды и соответствует 4,0 – 5,0. Вязкость крови зависит главным образом от содержания эритроцитов и в меньшей степени от белков плазмы. Вязкость венозной крови несколько больше, чем артериальной, что связано с поступлением в эритроциты СО2, благодаря чему незначительно увеличивается их размер. Вязкость крови возрастает при опорожнении депо крови, содержащей большее число эритроцитов.
Осмотическое давление крови. Осмотическим давлением называется сила, которая заставляет переходить растворитель (для крови это вода) через полупроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. Осмотическое давление крови определяют криоскопическим методом определения депрессии (точка замерзания), которая для крови составляет 0,54—0,58 °С. Осмотическое давление крови равно 7,3— 7,6 атм. Осмотическое давление крови зависит от растворенных в ней низкомолекулярных соединений, главным образом солей. Около 95% от общего осмотического давления приходится на долю неорганических электролитов, из них 60 % — на долю NaCl. Осмотическое давление в крови, лимфе, тканевой жидкости, тканях приблизительно одинаково и отличается постоянством Даже в случаях, когда в кровь поступает значительное количество воды или соли, осмотическое давление не претерпевает существенных изменений. При избыточном поступлении в кровь вода быстро выводится почками и переходит в ткани и клетки, что восстанавливает исходную величину осмотического давления.
Онкотическое давление зависит от содержания крупномолекулярных соединений (белков) в растворе. Хотя концентрация белков в плазме довольно велика, общее количество молекул из-за их большой молекулярной массы относительно мало, благодаря чему онкотическое давление не превышает 30 мм рт. ст. Онкотическое давление в большей степени зависит от альбуминов (80 %), что связано с их относительно малой молекулярной массой и большим количеством молекул в плазме.Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем больше его величина, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в кишечнике. Поэтому кровезамещающие растворы должны содержать в своем составе коллоидные вещества, способные удерживать воду. При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, так как вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани.
Температура крови во многом зависит от интенсивности обмена веществ того органа, от которого она оттекает, и колеблется в пределах 37–40 °
Активная реакция (рН) крови составляет 7,4 (предельные колебания рН от 7,0 до 7,8); сдвиги реакции крови ниже и выше этих пределов ведут к гибели организма. Постоянство рН плазмы крови обеспечивают четыре буферные системы: карбонатная, фосфатная, гемоглобина и белков плазмы крови.Кровь выполняет транспортную, терморегуляторную и защитную роли. Циркулируя по сосудам, она доставляет питательные вещества и кислород, биологически активные вещества к тканям, а от тканей продукты обмена к органам выделения;переносит гормоны, макромолекулы и тем самым обеспечивает креаторные связи и гормональную регуляцию. Способствует распределению образующейся теплоты, является носителем факторов иммунитета.
Относительное постоянство состава и физико-химических свойств крови, как и всей внутренней среды организма, поддерживается целым рядом систем организма.
Все форменные элементы крови — эритроциты, лейкоциты и тромбоциты образуются в костном мозге из единой полипотентной, плюрипотентной, стволовой клетки (ПСК). В костном мозге все кроветворные клетки собраны в грозди, окружены фибробластами и эндотелиальными клетками. Созревшие клетки пробивают себе путь среди расщелин, образованных фибробластами и эндотелием, в синусы, откуда поступают в венозную кровь.
Эритроциты
Эритроциты, или красные кровяные клетки, впервые обнаружил в крови лягушки Мальпиги (1661), Левенгук (1673) показал, что они также присутствуют в крови млекопитающих. Эритроцит состоит из соломы и полупроницаемой оболочки.В крови млекопитающих эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска. Особая форма эритроцитов способствует выполнению ими основной функции – переноса дыхательных газов, так как при такой форме диффузионная поверхность увеличивается, а диффузионное расстояние уменьшается. Кроме того, благодаря своей форме эритроциты обладают большой способностью к обратимой деформации при прохождении через узкие изогнутые капилляры. Мембрана эритроцита состоит из билипидного слоя, который пронизан гликофорином, белками каналов.
Основные функции эритроцитов обусловлены наличием в их составе особого белка хромопротеида — гемоглобина. Молекулярная масса гемоглобина человека равна 68 800. Гемоглобин состоит из белковой (глобин) и железосодержащей (гем) частей. На 1 молекулу глобина приходится 4 молекулы гема.
Основное назначение гемоглобина — транспорт О2 и СО2. Кроме того, гемоглобин обладает буферными свойствами, а также способностью связывать некоторые токсичные вещества.
Гемоглобин человека и различных животных имеет разное строение.
Это касается белковой части — глобина, так как гем у всех представителей животного мира имеет одну и ту же структуру. Гем состоит из молекулы порфирина, в центре которой расположен ион Fе2+, способный присоединять О2.
Гемоглобин, соединяясь с диоксидом углерода, превращается в карбгемоглобин(НОСО),транспортируя часть диоксида углерода от тканей к лёгким.
Эритроцитам присущи три основные функции: транспортная, защитная и регуляторная.
Транспортная функция эритроцитов заключается в том, что они транспортируют О2 и СО2, аминокислоты, полипептиды, белки, углеводы, ферменты, гормоны, жиры, холестерин, различные биологически активные соединения (простагландины, лейкотриены и др.), микроэлементы и др.
Защитная функция эритроцитов заключается в том, что они играют существенную роль в специфическом и неспецифическом иммунитете и принимают участие в сосудисто-тромбоцитарном гемостазе, свертывании крови и фибринолизе.
Регуляторную функцию эритроциты осуществляют благодаря содержащемуся в них гемоглобину; регулируют рН крови, ионный состав плазмы и водный обмен
Лейкоциты
Лейкоциты, или белые кровяные тельца, представляют собой образования различной формы и величины. По строению лейкоциты делят на две большие группы: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. К гранулоцитам относятся нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, к агранулоцитам — лимфоциты и моноциты. Свое наименование клетки зернистого ряда получили от способности окрашиваться различными красителями: эозинофилы воспринимают кислые красители (эозин), базофилы — щелочные (гематоксилин), а нейтрофилы — и те, и другие.
Гранулоциты составляют большую часть лейкоцитов, и к ним относятся нейтрофилы (окрашиваются кислыми и основными красителями), эозинофилы (окрашиваются кислыми красителями) и ба- зофилы (окрашиваются основными красителями).
Неитрофилы способны к амебовидному движению, проходят через эндотелий капилляров, активно перемещаются к месту повреждения или воспаления. Они фагоцитируют живые и мертвые микроорганизмы, а затем переваривают их при помощи ферментов. Нейтрофилы секретируют лизосомные белки и продуцируют интерферон.
Эозинофилы обезвреживают и разрушают токсины белкового происхождения, чужеродные белки, комплексы антиген — антитело. Они продуцируют фермент гистаминазу, поглощают и разрушают гистамин. Их число возрастает при поступлении в организм различных токсинов.
Базофилы принимают участие в аллергических реакциях, выделяя после встречи с аллергеном гепарин и гистамин, которые препятствуют свертыванию крови, расширяют капилляры и способствуют рассасыванию при воспалениях. Число их возрастает при травмах и воспалительных процессах.
Агранулоциты подразделяются на моноциты и лимфоциты.
Моноциты обладают выраженной фагоцитарной и бактерицидной активностью в кислой среде. Участвуют в формировании иммунного ответа. Число их возрастает при воспалительных процессах.
Лимфоциты осуществляют реакции клеточного и гуморального иммунитета. Способны проникать в ткани и возвращаться обратно в кровь, живут несколько лет. Они отвечают за формирование специфического иммунитета и осуществляют иммунный надзор в организме, сохраняют генетическое постоянство внутренней среды.
Часть лимфоцитов дифференцируется в тимусе (вилочковая железа) и поэтому они называются Т-лимфоцитами.
Т-лимфоциты образуются в костном мозге, поступают и проходят дифференцировку в тимусе, а затем расселяются в лимфатические узлы, селезенку и циркулируют в крови
В-лимфоциты образуются в костном мозге, но у млекопитающих проходят дифференцировку в лимфоидной ткани кишечника, нёбных и глоточных миндалинах. При встрече с антигеном В-лимфоциты активируются, мигрируют в селезенку, лимфатические узлы, где размножаются и трансформируются в плазматические клетки, продуцирующие антитела и гамма-глобулины.
Нулевые лимфоциты не проходят дифференцировку в органах иммунной системы, но при необходимости способны превращаться в В- и Т-лимфоциты.
Число лимфоцитов возрастает при проникновении в организм микроорганизмов.
Тромбоциты — мелкие кровяные пластинки. После образования в красном костном мозге они попадают в кровоток. Тромбоциты обладают подвижностью, фагоцитарной активностью, задействованы в иммунных реакциях. Разрушаясь, тромбоциты выделяют компоненты системы свертывания крови, участвуют в свертывании крови, ретракции сгустка и лизисе образующегося при этом фибрина. Они регулируют также ангиотрофическую функцию благодаря находящемуся в них фактору роста. Под влиянием этого фактора усиливается пролиферация эндотелиальных и гладкомышечных клеток кровеносных сосудов. Тромбоциты обладают способностью к адгезии (прилипание) и агрегации (способность склеиваться друг с другом).
Тромбоциты образуются и развиваются в красном костном мозге. Продолжительность их жизни составляет в среднем 8 сут, и затем они разрушаются в селезенке. Число этих клеток возрастает при травмах и повреждении сосудов.
Гемодинамика — движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках кровеносной системы (кровь движется из области высокого давления в область низкого). Зависит от сопротивления току крови стенок сосудов и вязкости самой крови. Одним из наиболее важных показателей гемодинамики принято считать минутный объем кровообращения.
Непрерывность движения крови. Сердце сокращается ритмично, поэтому кровь поступает в кровеносные сосуды порциями. Однако по кровеносным сосудам кровь течет непрерывным потоком. Непрерывный ток крови в сосудах объясняется эластичностью стенок артерий и сопротивлением току крови, возникающим в мелких кровеносных сосудах. Благодаря этому сопротивлению кровь задерживается в крупных сосудах и вызывает растяжение их стенок. Растягиваются стенки артерий и при поступлении крови под давлением из сокращающихся желудочков сердца при систоле. Во время диастолы кровь из сердца в артерии не поступает, стенки сосудов, отличающиеся эластичностью, спадаются и продвигают кровь, обеспечивая непрерывное движение ее по кровеносным Сосудам.
Причины движения крови по сосудам. Кровь движется по сосудам благодаря сокращениям сердца и разнице давления крови, устанавливающейся в разных частях сосудистой системы. В крупных сосудах сопротивление току крови невелико, с уменьшением диаметра сосудов оно возрастает.
Преодолевая трение, обусловленное вязкостью крови, последняя утрачивает часть энергии, сообщенной ей сокращающимся сердцем. Давление крови постепенно снижается. Разность давления крови в различных участках кровеносной системы служит практически основной причиной движения крови в кровеносной системе. Кровь течет от места, где ее давление выше, туда, где давление крови ниже.
Микроциркуляция — ток крови через терминальные артериолы, метартериолы, прекапиллярные сфинктеры, капилляры и посткапиллярные венулы. Терминальные артериолы — сосуды, выстланные эндотелием, который окружен слоем гладкомышечных волокон И незначительным количеством опорной соединительной ‘ткани.
Метартериола — боковая веточка артериолы аналогичной структуры; доставляет кровь к капиллярам.
Микроциркуляция обеспечивает сбалансированный оптимальный кровоток, который дает возможность эффективно осуществлять обмен через стенки сосудов. Микроциркуляция связана с деятельностью лимфатических сосудов, специальных клеток той или иной ткани, соединительнотканных клеток и особых клеток, выделяющих ряд физиологически активных веществ, по-разному действующих на микрососуды, регулирующих их просвет. Все перечисленные компоненты составляют функциональный элемент органа.
Каждая ткань имеет свои особенности кровоснабжения па уровне микроциркуляторной системы, которая работает в виде своеобразного ансамбля. Центральную часть системы составляют капилляры.
На микроциркуляцию влияет текучесть крови. Гемореология —
наука о текучести крови, которая изучает прежде всего способность эритроцитов изменять свою форму при прохождении через микрососуды. Стенки сосудов и клетки крови имеют разноименные электрические заряды и взаимно отталкиваются. Напряженная работа того или иного органа сопровождается перераспределением циркулирующей крови. Кровоснабжение работающих органов увеличивается за счет уменьшения кровоснабжения других органов. Например, в период пищеварения усиливается приток крови к пищеварительным органам, одновременно уменьшается кровоснабжение кожи и скелетных мыши. Напряжённая мышечная работа сопровождается расширением сосудов мышц и сужением сосудов органов системы пищеварения.
Приспособление кровоснабжения органов к складывающимся условиям связано с изменением объема циркулирующей крови и емкости сосудистой системы. В состоянии покоя до 45 % всего объема крови в организме находится в кровяных депо: селезенкс, печени, подкожном сосудистом сплетении и легких.
[Кровяное депо — орган или ткань, обладающие способностью накапливать в своих сосудах значительное количество крови.При необходимости, функциональных нагрузках кровь из депо поступает в сосуды, чем предотвращается падение артериального давления и притока крови к сердцу.В селезенке кровь задерживается в венозных синусах вследствие сокращения кольцевых мыинпи, расположенных на месте перехода синуса в вену. Плазма крови переходит в тканевую жидкость,кровь в синусах становится более концентрированной. За счет сокрашения гладких мышц капсулы селезенки и ее трабекул форменные элементы крови могут поступать в кровоток. Избыток жидкой части крови удаляется почками.