Какое строение имеет кровь. Основные функции крови и состав крови человека. В норме СОЭ равна
Лимфа, тканевая жидкость и кровь составляют внутреннюю среду организма, постоянство ее состава и физико-химических характеристик поддерживается механизмами регуляции и являются показателем здоровья. В случае возникновения патологических или воспалительных процессов, связанных с тем или иным заболеванием, изменяется и состав крови, поэтому ее – первое, что потребуется врачу для постановки диагноза.
Опасным для человека является быстрое снижение количества крови, например, в случае открытой раны, являющееся причиной резкого падения кровяного .
Поскольку по своему составу кровь , в которой во взвешенном состоянии находятся форменные элементы, ее состав определяется методом центрифугирования. В крови человека составляет порядка 55-58%, а остальные форменные элементы - от 42 до 45%, причем в крови их немного больше, чем в крови .
крови содержится в теле человека
В настоящее время количество крови, циркулирующей в теле человека, определяется с достаточно высокой степенью точности. Для этого используется метод, когда в кровь вводится дозированное количество -либо вещества, которое не сразу выводится из ее состава. После того как оно через какое-то время равномерно распределяется по всей кровеносной системе, берут пробу и определяют его концентрацию в крови. Чаще всего в качестве такого вещества используется безвредный для организма коллоидный краситель, например, конго-рот. Еще одним способом для определения количества крови в теле человека является введение в кровь искусственных радиоактивных изотопов. После некоторых манипуляций с кровью, удается подсчитать количество эритроцитов, в которые проникли изотопы, а затем по значению радиоактивности крови и ее объем.
Если в крови образуется излишек жидкости, она перераспределяется в кожу и мышечные ткани, а также выводится через почки.
Как было выяснено, в среднем количество крови составляет около 7% от веса, если ваш вес составляет 60 кг, объем крови будет равен 4,2 литра, 5-ти литровый объем циркулирует в теле человека, весящего 71,5 кг. Объем ее может колебаться от 5 до 9%, но, как правило, эти колебания носят кратковременный характер и связаны с потерей жидкости или, наоборот, введением ее в кровь, а также с обильными кровотечениями. Но механизмы регулирования, действующие в организме, поддерживают количество общего объема крови в нем постоянным.
Кровь относится к жидким соединительным тканям. Она выполняет множество функций для организма и необходима для поддержания жизнедеятельности. Потеря большого количества крови опасна для жизни.
Зачем нужна кровь
Кровь вместе с лимфой и межтканевой жидкостью составляет внутреннюю среду организма. Она несет тканям кислород и питательные вещества, удаляет углекислый газ и продукты обмена, вырабатывает антитела, гормоны, регулирующие различных систем.
Кровь обеспечивает постоянство состава внутренней среды. В зависимости от того, какие вещества она переносит, различают дыхательную, питательную, выделительную, регуляторную, гомеостатическую, терморегуляторную и защитную функции крови.
Связываясь с кислородом и доставляя его от к тканям и органам, а углекислый газ – от периферических тканей к легким, кровь выполняет дыхательную функцию. В транспорте продуктов обмена ( , и других) к выделительным органам (почкам, кишечнику, коже) заключается выделительная функция крови. Перемещением глюкозы, аминокислот и прочих питательных веществ к тканям и органам кровь осуществляет питание организма.
Гомеостаз – это постоянство внутренней среды. Гомеостатическая функция крови заключается в равномерном распределении крови между тканями и органами, поддержании постоянного осмотического давления и уровня pH. Без переноса кровью , выработанных железами внутренней секреции, к органам-мишеням было бы невозможно осуществление гуморальной регуляции.
Защитная роль крови заключается в формировании антител, обезвреживании микроорганизмов и их токсинов, удалении продуктов распада тканей, образовании тромбов, препятствующих кровопотере. Терморегуляторная функция реализуется путем равномерного распределения тепла в организме и переноса тепла из внутренних органов к сосудам кожи.
Кровь обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью, что позволяет сохранять тепло в теле и при перегреве отводить его наружу – к поверхности кожи.
Сколько литров крови в человеке вы вряд ли интересовались без необходимости. Однако этот показатель очень важен в условиях кровопотери по любым причинам. Вроде понимаем, что кровь играет важную роль, что без нее жизни нет. А в каких размерах допустима ее потеря?
Количество крови в организме взрослого человека составляет, в среднем, от четырех до шести литров. Объем циркулирующей крови зависит от возраста, половой принадлежности, массы тела, роста и объема мышечной массы (объем крови у человека, активно занимающегося спортом больше, чем у того, кто ведет малоактивный образ жизни).
Количество крови в организме у женщин несколько меньше, чем y мужчин и обычно составляет от 3.5 до 4.5 литров. Однако, во время беременности, объем циркулирующей крови у женщин значительно увеличивается.
Кровь в организме человека выполняет важнейшие функции. Она обеспечивает:
- транспорт газов (О2, СО2), питательных веществ, гормонов, нейромедиаторов, витаминов, ферментов, электролитов и т.д.;
- насыщение тканей кислородом (перенос кислорода обеспечивает находящийся в эритроцитах гемоглобин);
- насыщение всех клеток и тканей необходимыми питательными веществами;
- доставку конечных продуктов метаболизма к месту их утилизации (почки, потовые железы, дыхательная система, ЖКТ);
- защиту организма от инфекционных агентов за счет наличия в крови бактерицидных факторов, антител, иммунных комплексов и т.д.;
- поддержание терморегуляции и давления;
- регуляцию работы органов и желез, посредством транспорта биологически активных веществ.
Объем крови у разных людей несколько отличается. Однако, приблизительно рассчитать сколько в человеке литров крови можно, зная его вес.
Сколько литров крови у взрослого человека
Объем крови в организме человека находится в пределах от 6-ти до 8-ми процентов от массы тела. У новорожденных объем крови несколько больше, чем у взрослого человека и составляет приблизительно пятнадцать процентов от массы тела.
К первому году жизни количество крови в человеке составляет приблизительно 1% от всей массы тела.
Пример расчетов
- 70*0.06 (шесть процентов от 70 кг) = 4.2 литра;
- 70*0.08 (восемь процентов от 70 кг) = 5.6 литра.
Следовательно, у человека массой 70 кг объем крови, в среднем, составляет от 4.2 до 5.6 литров.
Однако такой расчет позволяет лишь приблизительно рассчитать, сколько литров крови в человеке. Для более точных подсчетов следует ориентироваться на формулы, используемые в интенсивной терапии.
Сколько крови в человеке в литрах – точный подсчет по формуле
Объем циркулирующей крови у женщин рассчитывают по формуле: 
60 миллилитров * на массу тела в килограммах.
Сколько литров крови у пациентов мужского пола определяют по формуле:
70 миллилитров * на массу тела в килограммах.
Пример расчета
Для того, чтобы точно определить, сколько литров крови у человека массой 50 килограмм, необходимо:
- 50* 60 = 3000 миллилитров или 3 литра (для женщин);
- 50*70 = 3500 миллилитров или 3.5 литра (для мужчин).
Как посчитать, сколько крови у женщины во время беременности
В первом триместре беременности объем крови изменяется мало, однако, к концу второго и началу третьего триместра объем циркулирующей крови у женщины значительно увеличивается. Это связано с ростом плода и с увеличением его потребности в кислороде и питательных веществах.
Количество крови в организме беременной женщины рассчитывают по формуле:
75 миллилитров на килограмм массы (75* на вес, в кг).
Сколько крови в организме человека находится в виде плазмы, а сколько в виде форменных элементов
В норме, часть крови находится в кровеносных депо: в печени, селезенке, легких, сосудах кожных покровов и т.д., однако, большая часть крови непрерывно циркулирует в периферическом сосудистом русле. Периферическую часть крови разделяют на плазму (жидкую часть крови) и форменные составляющие (находящаяся в плазме взвесь лейкоцитарных, эритроцитарных, тромбоцитарных клеток).
В норме, плазма составляет от 52 до 58 процентов от общего объема крови, а форменные элементы от 42 до 48 процентов.
Соотношение плазменной части к форменным элементам называется гематокритом. Уровень гематокрита у женщин в норме равен 42%, а у мужчин – 45%.
Соотношение жидкой части и форменных элементов может незначительно колебаться, однако в целом оно остается постоянным. Плазменная часть крови при этом на 90% состоит из воды и на десять процентов из сухого остатка органического и неорганического характера.
К органическим составляющим плазмы относят:
- белковые элементы;
- азотсодержащие элементы небелкового характера;
- органические компоненты безазотистого типа (глюкоза, , липопротеиды, и т.д.);
- ферментные и проферментные вещества (ферменты, расщепляющие белковые вещества, углеводы, жиры, вещества, участвующие в процессе гемостаза – протромбин).
К неорганическим компонентам плазмы относят катионы (К, Са, Мg), анионы хлора и т.д.
Такие понятия как соотношение плазменных и форменных элементов, а также, сколько литров крови в организме человека – являются постоянными (с минимальными колебаниями). Благодаря этому, в организме поддерживается гомеостаз.
Постоянные состав и объем крови крайне важны для полноценного функционирования всех органов и систем, поэтому организм человека чутко реагирует на малейшие изменения в составе крови.
Чем опасно нарушение гематокрита
При наличии патологических потерь жидкости (обезвоживание на фоне диареи, рвоты и т.д.), за счет нарушения проницаемости сосудов уменьшается количество плазмы и происходит, так называемое, сгущение крови. Увеличение вязкости крови может быть также обусловлено эритроцитозом или наследственными коагулопатиями, сопровождающимися повышенной склонностью тромбоцитов к адгезии и агрегации.
Сгущение крови приводит к:
- значительному увеличению нагрузки на ССС (сердечно-сосудистая система),
- образованию тромбов,
- поражению почек и т.д.
Уменьшение количества всех форменных элементов отмечается при поражении костного мозга и снижении его кроветворной функции (лейкозы). При этом нарушается свертываемость крови, снижается сопротивляемость организма инфекционным агентам, нарушается кислородный обмен в органах и тканях.
Снижение числа эритроцитов свидетельствует об анемиях различного генеза. Снижение уровня эритроцитов и гемоглобина приводит к кислородному голоданию в органах и тканях, нарушению сердечного ритма, снижению иммунитета, постоянной слабости, выпадению волос, ломкости ногтей и т.д.
Дефицит белков плазмы сопровождается развитием отеков, снижением иммунитета и нарушением функции почек и печени.
Нарушение баланса электролитов в крови может проявляться судорогами, тремором, мышечными спазмами, жизнеугрожающими аритмиями, отеками, сердечными блокадами, острой почечной недостаточностью.
Снижение количества плазменной части крови и форменных элементов наблюдается при острых и хронических кровопотерях. Хронические кровопотери развиваются на фоне:
- обильных и длительных менструаций,
- носовых кровотечений,
- геморроидального кровотечения,
- язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки,
- злокачественных новообразований,
- нарушений свертываемости крови.
Внимание. Хроническая кровопотеря сопровождается активизацией компенсаторных механизмов организма, поэтому ее симптомы развиваются постепенно.
У пациентов развивается анемия, их беспокоит слабость, головокружения, снижение остроты зрения, постоянная сонливость, бледно-желтый цвет лица, выпадение волос, сухость кожи, снижение иммунитета и т.д.
Внимание. Симптомы острой кровопотери развиваются быстро, организм не успевает приспособиться к снижению объема циркулирующей крови.
В результате этого развивается:
- артериальная гипотензия,
- гиповолемический шок,
- нарушение сердечной деятельности,
- тканевая и органная гипоксия на фоне снижения сердечного выброса,
- почечная недостаточность.
Сколько крови у человека в литрах теряется при кровопотере легкой, средней и тяжелой степени
Компенсированной кровопотерей считается уменьшение объема циркулирующей крови на десять – пятнадцать процентов. У таких пациентов отмечается нормальное или умеренно пониженное давление, компенсаторное учащение сердечного ритма и небольшая слабость.
Справочно. Умеренной кровопотерей считается снижение количества крови на пятнадцать – тридцать процентов.
Такая кровопотеря проявляется: 
- снижением давления,
- слабостью,
- жаждой,
- нарушением сердечного ритма и компенсаторной тахикардией,
- потливостью,
- учащением дыхания,
- головокружением.
При потере тридцати – тридцати пяти процентов объема циркулирующей крови (ОЦК) отмечают среднетяжелую кровопотерю. Пациенты беспокойны, отмечается резкая бледность, синева под глазами, нарушение тургора кожи, профузная потливость, цианоз, резкое снижение давления, нарушение функции почек, аритмии, значительная тахикардия.
Симптомы тяжелой кровопотери (резко выраженный цианоз, артериальная гипотензия, дыхательная, сердечная и почечная недостаточность, нарушение сознания и т.д.) развиваются при снижении ОЦК на тридцать пять – сорок процентов;
Внимание! Потеря более сорока процентов крови сопровождается тяжелейшим шоком с развитием полиорганной недостаточности.
Сколько литров крови может потерять человек без последствий для здоровья
Для взрослого человека, не имеющего сопутствующих патологий, компенсированной считается кровопотеря до 15% ОЦК.
Потеря более 35% ОЦК сопровождается тяжелыми нарушениями и высоким риском летального исхода.
Что делать если началось кровотечение
При развитии кровотечения необходимо немедленно вызвать скорую помощь. До ее приезда пациенту оказывается первая помощь.
При кровотечении из желудка необходимо положить на живот холод, обеспечить пострадавшему полный покой, давать ему пить маленькими глотками холодную воду.
При носовом кровотечении следует слегка наклонить голову вперед и приложить холод к переносице. Запрокидывать голову нельзя.
При травмах конечностей с артериальным кровотечением (алая кровь вытекает под давлением – «бьет струей»), следует наложить жгут или провести пальцевое прижатие артерии к кости, выше кровотечения.
Жгут следует накладывать на ткань, не на голую кожу. Время наложения жгута в обязательном порядке фиксируется! Зимой жгут можно держать не более 50 минут, летом – 1.5 часа. По истечении данного времени, жгут следует ослабить на 5-10 минут. При необходимости его накладывают снова, выше предыдущего места наложения.
Венозное кровотечение останавливают наложением на рану тугой повязки.
Справочно. Основное лечение проводится в стационаре. Устраняется причина кровопотери, в зависимости от тяжести кровопотери проводится инфузионная терапия с целью коррекции гиповолемии, восстановления ОЦК, баланса электролитов, купирования аритмий, восстановления функции почек и т.д.
По показаниям, пациенту переливают растворы кристаллоидов, коллоидов, эритромассу, препараты альбуминов и т.д.
Наверное, все, даже совсем маленькие дети знают, что кровь — это жидкость красного цвета, которая находится где-то внутри человека. Но что из себя представляет кровь, почему она так важна и откуда она берётся?
На эти вопросы сможет ответить не каждый взрослый, поэтому я попробую рассказать о крови с точки зрения биологии и медицины.
Итак, кровь — это жидкость, которая непрерывно движется по нашему организму и выполняет ряд жизненно важных функций. Думаю, все видели кровь и представляют, что она выглядит как тёмно-красная жидкость. Кровь состоит из двух основным компонентов:
- Плазма крови;
- Форменные элементы крови.
Плазма крови
Плазма — это жидкая часть крови. Если вы когда-нибудь бывали в службе переливания крови, вы могли видеть пакетики со светло-жёлтой жидкостью. Именно так и выглядит плазма.
Подавляющее большинство состава плазмы приходится на воду. Более 90% плазмы — вода. Остальную долю занимает так называемый сухой остаток — органические и неорганические вещества.
Очень важно отметить белки, которые являются органическими веществами — глобулины и альбумины. Глобулины выполняют защитную функцию. Иммуноглобулины — один из важнейших эшелонов нашего организма перед такими врагами, как вирусы или бактерии. Альбумины отвечают за физическое постоянство и однородность крови, именно альбумины поддерживают форменные элементы крови во взвешенном, равномерном состоянии.
Ещё один хорошо знакомый вам органический компонент плазмы — это глюкоза . Да, именно уровень глюкозы измеряют при подозрении на сахарный диабет. Именно уровень глюкозы стараются контролировать те, кто им уже заболел. В норме уровень глюкозы равен 3.5 — 5.6 милимоль в литре крови.
Форменные элементы крови
Если взять какое-то количество крови и отделить от неё всю плазму, то останутся форменные элементы крови. А именно:
- Эритроциты
- Тромбоциты
- Лейкоциты
Рассмотрим их по отдельности.
Эритроциты
Эритроциты также иногда называют «красные кровяные тельца». Хотя зачастую эритроциты и относят к клеткам, важно отметить, что они не имеют ядра. Вот как выглядит эритроцит:
Именно эритроциты формируют красный цвет крови. Эритроциты выполняют функцию переноса кислорода к тканям организма. Эритроциты несут кислород к каждой нуждающейся в нём клеточке нашего тела. Также эритроциты забирают углекислый газ и выносят его к лёгким, чтобы впоследствии вовсе удалить из организма.
Эритроциты содержат в себе очень важный белок — гемоглобин. Именно гемоглобин способен связываться с кислородом и с углекислым газом.
Кстати, в нашем организме есть особые зоны, которые способны проверять кровь на правильное соотношение кислорода и углекислого газа. Один из таких участков находится на .
Ещё один важный факт: именно эритроциты отвечают за так называемую группу крови — антигенную характеристику эритроцитов отдельно взятого человека.
Нормальное количество эритроцитов в крови взрослых людей различается по половому признаку. Для мужчин норма — 4.5-5.5×10 12 /л, для женщин — 3.7 — 4.7 ×10 12 /л
Тромбоциты
Представляют из себя обломки клеток красного костного мозга. Как и эритроциты, они не являются полноценными клетками. Вот так примерно выглядит тромбоцит человека:
Тромбоциты — важнейшая часть крови, которая отвечает за свёртывание . Если вы поранитесь, например, кухонных ножом, из места пореза сразу же пойдёт кровь. Кровь будет выделятся несколько минут, скорее всего, вам придётся даже повязать место пореза.
Но потом, даже если вы представите, что вы герой боевика и не будете ничем перевязывать порез, кровь остановится. Для вас это будет выглядеть просто как отсутствие крови, а на самом деле здесь сработают тромбоциты и белки плазмы крови, преимущественно фибриноген. Пройдёт довольно сложная цепь взаимодействия тромбоцитов и веществ плазмы, в итоге образуется крохотный тромб, повреждённый сосуд «заклеится» и кровотечение остановится.
В норме в человеческом организме присутствует 180 — 360×10 9 /л тромбоцитов.
Лейкоциты
Лейкоциты — это главные защитники человеческого организма. В простонародье говорят — «иммунитет упал», «иммунитет ослаб», «часто простужаюсь». Как правило, все эти жалобы связаны с работой лейкоцитов.
Лейкоциты защищают нас от разнообразных вирусных или бактериальных болезней. Если у вас возникло какое-либо острое, гнойное воспаление — например, в результате заусенца под ногтем, вы увидите и почувствуете результаты их работы. Лейкоциты атакуют болезнетворные микрооорганизмы, провоцируя гнойное воспаление. Кстати, гной — это и есть обломки погибших лейкоцитов.
Лейкоциты также составляют основной противораковый барьер. Именно они контролируют процессы деления клеток, не допуская появления атипичных раковых клеток.
Лейкоциты — это полноценные (в отличие от тромбоцитов и эритроцитов) клетки крови, имеющие ядро и способные к передвижению. Ещё одно важнейшее свойство лейкоцитов — фагоцитоз. Если очень сильно упростить этот биологический термин, получится «пожирание». Лейкоциты пожирают наших врагов — бактерии и вирусы. Также они участвуют в сложных каскадных реакциях выработки приобретённого иммунитета.
Лейкоциты делятся на две большие группы: гранулированные лейкоциты и негранулированные лейкоциты. Весьма просто запомнить — одни покрыты гранулами, вторые — гладкие.
В норме у здорово человека кровь содержит 4 — 10×10 9 /л лейкоцитов.
Откуда берётся кровь?
Довольно простой вопрос, на который мало кто из взрослых людей может ответить (кроме медиков и других естественно-научных специалистов). Действительно, в нашем организме целая куча крови — 5 литров у мужчин и чуть более 4 литров у женщин. Где же это всё создаётся?
Кровь создаётся в красном костном мозге . Не в сердце, как ошибочно могут предположить многие. Сердце, на самом деле, не имеет совершенно никакого отношения к кроветворению, не путайте кроветворную и сердечно-сосудистую системы!
Красный костный мозг — это ткань красноватого цвета, которая внешне очень похожа на арбузную мякоть. Красный костный мозг находится внутри тазовых костей, грудины, и в совсем небольшом количестве — внутри позвонков, костей черепа, а также около эпифизов трубчатых костей. Красный костный мозг не имеет отношения к головному мозгу, спинному мозгу или к нервной системе вообще. Я решил отметить местоположение красного костного мозга на картинке со скелетом, чтобы вы имели представление, где производится ваша кровь.
Кстати, если возникает подозрение на тяжёлые болезни, связанные с кроветворением, выполняется особая диагностическая процедура. Речь идёт о стернальной пункции (с латинского «sternum» — грудина). Стернальная пункция — это забор пробы красного костного мозга из грудины при помощи специального шприца с очень толстой иглой.
Все форменные элементы крови начинают своё развитие в красном костном мозге. Однако, Т-лимфоциты (это представители гладких, негранулированных лейкоцитов) на половине своего развития мигрируют в тимус, где продолжают дифференцировку. Тимус — это железа, которая находится за верхней частью грудины. Анатомы называют эту область «верхнее средостение».
Где кровь разрушается?
На самом деле, все форменные элементы крови имеют небольшие сроки жизни. Эритроциты живут порядка 120 дней, лейкоциты — не более 10 дней. Старые, плохо функционирующие клетки в нашем организме обычно поглощаются специальными клетками — тканевыми макрофагами (тоже пожиратели).
Однако форменные элементы крови также разрушаются и в селезёнке . Прежде всего, это касается эритроцитов. Не зря селезёнку называют также «кладбище эритроцитов». Следует отметить, что в здоровом организме старение и распад старых форменных элементов компенсируется созреванием новых популяций. Таким образом формируется гомеостаз (постоянство) содержания форменных элементов.
Функции крови
Итак, мы знаем, из чего состоит кровь, знаем, где она создаётся и где разрушается. Какие же функции она выполняет, для чего она нужна?
- Транспортная, она же дыхательная. Кровь переносит к тканям всем органов кислород и питательные вещества, забирая углекислый газ и продукты распада;
- Защитная. Как уже говорилось ранее, наша кровь — это мощнейшая линия защиты от разнообразных напастей, начиная от банальных бактерий и заканчивая грозными онкологическими болезнями;
- Поддерживающая. Кровь — универсальный механизм регуляции постоянства внутренней среды организма. Кровь регулирует температуру, кислотность среды, натяжение поверхностей и ряд других факторов.
Кровь - жидкость, циркулирующая в кровеносной системе и переносящая газы и другие растворенные вещества, необходимые для метаболизма либо образующиеся в результате обменных процессов.
Кровь состоит из плазмы (прозрачной жидкости бледно-желтого цвета) и взвешенных в ней клеточных элементов. Имеется три основных типа клеточных элементов крови: красные кровяные клетки (эритроциты), белые кровяные клетки (лейкоциты) и кровяные пластинки (тромбоциты). Красный цвет крови определяется наличием в эритроцитах красного пигмента гемоглобина. В артериях, по которым кровь, поступившая в сердце из легких, переносится к тканям организма, гемоглобин насыщен кислородом и окрашен в ярко-красный цвет; в венах, по которым кровь притекает от тканей к сердцу, гемоглобин практически лишен кислорода и темнее по цвету.
Кровь - довольно вязкая жидкость, причем вязкость ее определяется содержанием эритроцитов и растворенных белков. 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 и характером движения различных типов клеток. Лейкоциты, например, движутся поодиночке, в непосредственной близости к стенкам кровеносных сосудов; эритроциты могут перемещаться как по отдельности, 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 на килограмм веса тела; у взрослой женщины этот показатель равен примерно 66 мл. Соответственно общий объем крови у взрослого мужчины - в среднем около 5 л; более половины объема составляет плазма, а остальная часть приходится в основном на эритроциты.
Функции крови
Функции крови значительно сложнее, чем просто транспорт питательных веществ и отходов метаболизма. С кровью переносятся также гормоны, контролирующие множество жизненно важных процессов; кровь регулирует температуру тела и защищает организм от повреждений и инфекций в любой его части.
Транспортная функция крови . С кровью и кровоснабжением тесно связаны практически все процессы, имеющие отношение к пищеварению и дыханию - двум функциям организма, без которых жизнь невозможна. Связь с дыханием 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. Транспорт питательных веществ начинается от капилляров тонкого кишечника; здесь кровь захватывает их из пищеварительного тракта и переносит во все органы и ткани, начиная с печени, где происходит модификация питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жирных кислот), причем клетки печени регулируют их уровень в крови в зависимости от потребностей организма (тканевого метаболизма). Переход транспортируемых веществ из крови в ткани осуществляется в тканевых капиллярах; одновременно в кровь из тканей поступают конечные продукты, которые далее выводятся через почки с мочой (например, мочевина и мочевая кислота). Кровь переносит также продукты секреции эндокринных желез - гормоны - и тем самым обеспечивает связь между различными органами и координацию их деятельности.
Регуляция температуры тела . Кровь играет ключевую роль в поддержании постоянной температуры тела у гомойотермных, или теплокровных, организмов. Температура человеческого тела в нормальном состоянии колеблется в очень узком интервале около 37° С. Выделение и поглощение тепла различными участками тела должны быть сбалансированы, что достигается переносом тепла с помощью крови. Центр температурной регуляции располагается в гипоталамусе - отделе промежуточного мозга. Этот центр, обладая высокой чувствительностью к небольшим изменениям температуры проходящей через него крови, регулирует те физиологические процессы, при которых выделяется или поглощается тепло. Один из механизмов состоит в регуляции тепловых потерь через кожу посредством изменения диаметра кожных кровеносных сосудов кожи и соответственно объема крови, протекающей вблизи поверхности тела, где тепло легче теряется. В случае инфекции определенные продукты жизнедеятельности микроорганизмов либо продукты вызванного ими распада тканей взаимодействуют с лейкоцитами, вызывая образование химических веществ, стимулирующих центр температурной регуляции в головном мозге. В результате наблюдается подъем температуры тела, ощущаемый как жар.
Защита организма от повреждений и инфекции . В осуществлении этой функции крови особую роль играют лейкоциты двух типов: полиморфноядерные нейтрофилы и моноциты. Они устремляются к месту повреждения и накапливаются вблизи него, причем большая часть этих клеток мигрирует из кровотока через стенки близлежащих кровеносных сосудов. К месту повреждения их привлекают химические вещества, высвобождаемые поврежденными тканями. Эти клетки способны поглощать бактерии и разрушать их своими ферментами.
Таким образом, они препятствуют распространению инфекции в организме.
Лейкоциты принимают также участие в удалении мертвых или поврежденных тканей. Процесс поглощения клеткой бактерии или фрагмента мертвой ткани называется фагоцитозом, а осуществляющие его нейтрофилы и моноциты - фагоцитами. Активно фагоцитирующий моноцит называют макрофагом, а нейтрофил - микрофагом. В борьбе с инфекцией важная роль принадлежит белкам плазмы, а именно иммуноглобулинам, к которым относится множество специфических антител. Антитела образуются другими типами лейкоцитов - лимфоцитами и плазматическими клетками, которые активируются при попадании в организм специфических антигенов бактериального или вирусного происхождения (либо присутствующих на клетках, чужеродных для данного организма). Выработка лимфоцитами антител против антигена, с которым организм встречается в первый раз, может занять несколько недель, но полученный иммунитет сохраняется надолго. Хотя уровень антител в крови через несколько месяцев начинает медленно падать, при повторном контакте с антигеном он вновь быстро растет. Это явление называется иммунологической памятью. П
ри взаимодействии с антителом микроорганизмы либо слипаются, либо становятся более уязвимыми для поглощения фагоцитами. Кроме того, антитела мешают вирусу проникнуть в клетки организма хозяина.
рН крови . pH - это показатель концентрации водородных (H) ионов, численно равный отрицательному логарифму (обозначаемому латинской буквой «p») этой величины. Кислотность и щелочность растворов выражают в единицах шкалы рН, имеющей диапазон от 1 (сильная кислота) до 14 (сильная щелочь). В норме рН артериальной крови составляет 7,4, т.е. близок к нейтральному. Венозная кровь из-за растворенного в ней диоксида углерода несколько закислена: диоксид углерода (СО2), образующийся в ходе метаболических процессов, 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 опасно для 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 по мере надобности выводят из организма кислоты или мочевину (которая дает щелочную реакцию). С другой стороны, рН поддерживается благодаря присутствию в плазме определенных белков и электролитов, обладающих буферным действием (т.е. способностью нейтрализовать некоторый избыток кислоты или щелочи).
Физико-химические свойства крови . Плотность цельной крови зависит главным образом от содержания в ней эритроцитов, белков и липидов. Цвет крови меняется от алого до тёмно-красного в зависимости от соотношения оксигенированной (алой) и неоксигенированной форм гемоглобина, а также присутствия дериватов гемоглобина - метгемоглобина, карбоксигемоглобина и т. д. Окраска плазмы зависит от присутствия в ней красных и жёлтых пигментов - главным образом каротиноидов и билирубина, большое кол-во которого при патологии придаёт плазме жёлтый цвет. Кровь представляет собой коллоидно-полимерный раствор, в котором вода является растворителем, соли и низкомолекулярные органические о-ва плазма - растворёнными веществами, а белки и их комплексы - коллоидным компонентом. На поверхности клеток крови существует двойной слой электрических зарядов, состоящий из прочно связанных с мембраной отрицательных зарядов и уравновешивающего их диффузного слоя положительных зарядов. За счёт двойного электрического слоя возникает электрокинетический потенциал, который играет важную роль стабилизации клеток, предотвращая их агрегацию. При увеличении ионной силы плазмы в связи с попаданием в неё многозарядных положительных ионов диффузный слой сжимается и барьер, препятствующий агрегации клеток, снижается. Одним из проявлений микрогетерогенности крови является феномен оседания эритроцитов. Он заключается в том, что в крови вне кровеносного русла (если предотвращено её свёртывание), клетки оседают (седементируют), оставляя сверху слой плазмы.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) возрастает при различных заболеваниях, в основном воспалительного характера, в связи с изменением белкового состава плазмы. Оседанию эритроцитов предшествует их агрегация с образованием определённых структур типа монетных столбиков. От того, как проходит их формирование, и зависит СОЭ. Концентрация водородных ионов плазмы выражается в величинах водородного показателя, т.е. отрицательного логарифма активности водородных ионов. Средний pH крови равняется 7,4. Поддержание постоянства этой величины большое физиол. значение, поскольку она определяет скорости очень многих хим. и физ.-хим. процессов в организме.
В норме рН артериальной К. 7,35-7,47 венозной крови на 0,02 ниже, содержание эритроцитов обычно имеет на 0,1-0,2 более кислую реакцию, чем плазма. Одно из важнейших свойств крови - текучесть - составляет предмет изучения биореологии. В кровеносном русле кровь в норме ведёт себя как не Ньютоновская жидкость, меняющая свою вязкость в зависимости от условий течения. В связи с этим вязкость крови в крупных сосудах и капиллярах существенно различается, а приводимые в литературе данные по вязкости носят условный характер. Закономерности течения крови (реология крови) изучены недостаточно. Неньютоновское поведение крови объясняется большой объёмной концентрацией клеток крови, их асимметрией, присутствием в плазме белков и другими факторами. Измеряемая на капиллярных вискозиметрах (с диаметром капилляра несколько десятых миллиметра) вязкость крови в 4-5 раз выше вязкости воды.
При патологии и травмах текучесть крови существенно изменяется вследствие действия определённых факторов свёртывающей системы крови. В основном работа этой системы заключается в ферментативном синтезе линейного полимера - фабрина, образующего сетчатую структуру и придающего крови свойства студня. Этот «студень» имеет вязкость, в сотни и тысячи превышающую вязкость крови в жидком состоянии, проявляет прочностные свойства и высокую адгезивную способность, что позволяет сгустку удерживаться на ране и защищать её от механических повреждений. Образование сгустков на стенках кровеносных сосудов при нарушении равновесия в свёртывающей системе является одной из причин тромбозов. Образованию сгустка фибрина препятствует противосвёртывающая система крови; разрушение образовавшихся сгустков происходит под действием фибринолитической системы. Образовавшийся сгусток фибрина вначале имеет рыхлую структуру, затем становится более плотным, происходит ретракция сгустка.
Компоненты крови
Плазма . После отделения взвешенных в крови клеточных элементов остается водный раствор сложного состава, называемый плазмой. Как правило, плазма представляет собой прозрачную или слегка опалесцирующую жидкость, желтоватый цвет которой определяется присутствием в ней небольшого количества желчного пигмента и других окрашенных органических веществ. Однако после потребления жирной пищи в кровь попадает множество капелек жира (хиломикронов), в результате чего плазма становится мутной и маслянистой. Плазма участвует во многих процессах жизнедеятельности организма. Она переносит клетки крови, питательные вещества и продукты метаболизма и служит связующим звеном между всеми экстраваскулярными (т.е. находящимися вне кровеносных сосудов) жидкостями; последние включают, в частности, межклеточную жидкость, и через нее осуществляется связь с клетками и их содержимым.
Таким образом плазма контактирует с почками, печенью и другими органами и тем самым поддерживает постоянство внутренней среды организма, т.е. гомеостаз. Основные компоненты плазмы и их концентрации приведены в таблице. 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 (положительно заряженных ионов) относятся катионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+) и магния (Mg2+); к числу важнейших анионов (отрицательно заряженных ионов) - хлорид-анионы (Cl-), бикарбонат (HCO3-) и фосфат (HPO42- или H2PO4-). Основные белковые компоненты плазмы - альбумин, глобулины и фибриноген.
Белки плазмы . Из всех белков в наибольшей концентрации в плазме присутствует альбумин, синтезируемый в печени. Он необходим для поддержания осмотического равновесия, обеспечивающего нормальное распределение жидкости между кровеносными сосудами и экстраваскулярным пространством. При голодании или недостаточном поступлении белков с пищей содержание альбумина в плазме падает, что может привести к повышенному накоплению воды в тканях (отек). Это состояние, связанное с белковой недостаточностью, называется голодным отеком. В плазме присутствуют глобулины нескольких типов, или классов, важнейшие из которых обозначаются греческими буквами a (альфа), b (бета) и g (гамма), а соответствующие белки - a1, a2, b, g1 и g2. После разделения глобулинов (методом электрофореза) антитела обнаруживаются 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, витамина В12, стероидов и других гормонов. В эту же группу белков входят и факторы коагуляции, которые наряду с фибриногеном участвуют в процессе свертывания крови. Основная функция фибриногена состоит в образовании 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 кровяного сгустка; не содержащая фибриногена плазма, обычно имеющая вид прозрачной жидкости бледно-желтого цвета, 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 двояковогнутого диска, т.е. плоские стороны диска как бы сжаты, что делает его похожим на пончик без дырки. В зрелых эритроцитах нет ядер. Они содержат главным образом гемоглобин, концентрация которого во внутриклеточной водной среде около 34%. [В пересчете на сухой вес содержание гемоглобина в эритроцитах - 95%; в расчете на 100 мл крови содержание гемоглобина составляет в норме 12-16г (12-16 г%), причем у мужчин оно несколько выше, чем у женщин.] Кроме гемоглобина эритроциты содержат растворенные неорганические ионы (преимущественно К+) и различные ферменты. Две вогнутые стороны обеспечивают эритроциту оптимальную площадь поверхности, через которую может происходить обмен газами: диоксидом углерода и кислородом.
Таким образом, форма клеток во многом определяет эффективность протекания физиологических процессов. У человека площадь поверхностей, через которые совершается газообмен, составляет в среднем 3820 м2, что в 2000 раз превышает поверхность тела. В организме плода примитивные красные кровяные клетки вначале образуются в печени, селезенке и тимусе. С пятого месяца внутриутробного развития в костном мозге постепенно начинается эритропоэз - образование полноценных эритроцитов. В исключительных обстоятельствах (например, при замещении нормального костного мозга раковой тканью) взрослый организм может вновь переключиться на образование эритроцитов в печени и селезенке. 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 формирования эритроцитов (в клетках, еще находящихся в костном мозге) четко выявляется клеточное ядро. По мере созревания в клетке накапливается гемоглобин, образующийся в ходе ферментативных реакций. Перед тем как попасть в кровоток, клетка утрачивает ядро - за счет экструзии (выдавливания) или разрушения клеточными ферментами. При значительных кровопотерях эритроциты образуются быстрее, чем в норме, и в этом случае в кровоток могут попадать незрелые формы, содержащие ядро; очевидно, это происходит из-за того, что клетки слишком быстро покидают костный мозг.
Срок созревания эритроцитов в костном мозге - от момента появления самой юной клетки, узнаваемой как предшественник эритроцита, и до ее полного созревания - составляет 4-5 дней. Срок жизни зрелого эритроцита в периферической крови - в среднем 120 дней. Однако при некоторых аномалиях самих этих клеток, целом ряде болезней или под воздействием определенных лекарственных препаратов время жизни эритроцитов может сократиться. Большая часть эритроцитов разрушается в печени и селезенке; при этом гемоглобин высвобождается и распадается на составляющие его гем и глобин. Дальнейшая судьба глобина не прослеживалась; что же касается гема, то из него высвобождаются (и возвращаются в костный мозг) ионы железа. Утрачивая железо, гем превращается в билирубин - красно-коричневый желчный пигмент. После незначительных модификаций, происходящих в печени, билирубин в составе желчи выводится через желчный пузырь в пищеварительный тракт. По содержанию в кале конечного продукта его превращений можно рассчитать скорость разрушения эритроцитов. В среднем во взрослом организме ежедневно разрушается и вновь образуется 200 млрд. эритроцитов, что составляет примерно 0,8% общего их числа (25 трлн.).
Гемоглобин . Основная функция эритроцита - транспорт кислорода из легких к тканям организма. Ключевую роль в этом процессе играет гемоглобин - органический пигмент красного цвета, состоящий из гема (соединения порфирина с железом) и белка глобина. Гемоглобин отличается высоким сродством к кислороду, 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 стенки кровеносных сосудов и водную среду плазмы и попадает в эритроциты; там он связывается с гемоглобином - образуется оксигемоглобин. В тканях, где концентрация кислорода невелика, молекулы кислорода отделяются от гемоглобина и проникают в ткани за счет диффузии. Недостаточность эритроцитов или гемоглобина приводит к снижению транспорта кислорода и тем самым к нарушению биологических процессов 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 которых приводит 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 от наличия или отсутствия в их цитоплазме особых гранул. Клетки, не содержащие гранул (агранулоциты), - это лимфоциты и моноциты; их ядра имеют преимущественно правильную круглую форму. Клетки со специфическими гранулами (гранулоциты) характеризуются, как правило, наличием ядер неправильной формы со множеством долей и потому называются полиморфноядерными лейкоцитами. Их разделяют на три разновидности: нейтрофилы, базофилы и эозинофилы. Они отличаются друг от друга по картине окрашивания гранул различными красителями. У здорового человека в 1 мм3 крови содержится от 4000 до 10 000 лейкоцитов (в среднем около 6000), что составляет 0,5-1% объема крови. Соотношение отдельных видов клеток в составе лейкоцитов может значительно варьировать у разных людей и даже у одного и того же человека в разное время.
Полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы и базофилы) образуются в костном мозге из клеток-предшественников, начало которым дают стволовые клетки, вероятно, те же самые, что дают и предшественников эритроцитов. По мере созревания ядра в клетках появляются гранулы, типичные для каждого вида клеток. В кровотоке эти клетки перемещаются вдоль стенок капилляров в первую очередь за счет амебоидных движений. Нейтрофилы способны покидать внутреннее пространство сосуда и скапливаться в месте инфекции. Время жизни гранулоцитов, по-видимому, около 10 дней, после чего они разрушаются в селезенке. Диаметр нейтрофилов - 12-14 мкм. Большинство красителей окрашивает их ядро в фиолетовый 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 двух X-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 размерам сходны с нейтрофилами. Их ядро редко имеет больше трех долей, а цитоплазма содержит множество крупных гранул, которые четко окрашиваются в ярко-красный цвет красителем эозином. В отличие от эозинофилов у базофилов цитоплазматические гранулы окрашиваются основными красителями в синий цвет.
Моноциты . Диаметр этих незернистых лейкоцитов составляет 15-20 мкм. Ядро овальное или бобовидное, и лишь у небольшой части клеток оно поделено на крупные доли, которые перекрывают друг друга. Цитоплазма при окраске голубовато-серая, содержит незначительное число включений, окрашивающихся красителем азуром в сине-фиолетовый цвет. Моноциты образуются как в костном мозге, так и в селезенке и в лимфатических узлах. Их основная функция - фагоцитоз.
Лимфоциты . Это небольшие одноядерные клетки. Большинство лимфоцитов периферической крови имеет диаметр меньше 10 мкм, но иногда встречаются лимфоциты и большего диаметра (16 мкм). Ядра клеток плотные и круглые, цитоплазма голубоватого цвета, с очень редкими гранулами. Несмотря на то что лимфоциты выглядят морфологически однородно, они отчетливо различаются по своим функциям и свойствам 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 в лимфоидные 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 в тимус (вилочковую железу) - орган, расположенный в грудной клетке за грудиной. Там они дифференцируются 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 стимулируют образование B-клетками антител. Есть и клетки-супрессоры, которые подавляют функции B-клеток и синтезируют 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.
Тромбоциты представляют собой бесцветные безъядерные тельца сферической, овальной или палочкообразной формы диаметром 2-4 мкм. В норме содержание тромбоцитов в периферической крови составляет 200 000-400 000 на 1 мм3. Продолжительность их жизни - 8-10 дней. Стандартными красителями (азур-эозин) они окрашиваются в однородный бледно-розовый цвет. С помощью электронной микроскопии показано, что по структуре цитоплазмы тромбоциты сходны с обычными клетками; однако по сути они являются не клетками, а фрагментами цитоплазмы очень крупных клеток (мегакариоцитов), присутствующих в костном мозге. Мегакариоциты происходят из потомков тех же стволовых клеток, которые дают начало эритроцитам и лейкоцитам. Как будет показано в следующем разделе, тромбоциты играют ключевую роль в свертывании крови. Повреждения костного мозга под действием лекарств, ионизирующего излучения или при раковых заболеваниях могут приводить к значительному снижению содержания тромбоцитов в крови, что служит причиной спонтанных гематом и кровотечений.
Свертывание крови Свертыванием крови, или коагуляцией, называется процесс превращения жидкой крови в эластичный сгусток (тромб). Свертывание крови в месте ранения - жизненно важная реакция, обеспечивающая остановку кровотечения. Однако этот же процесс лежит и в основе тромбоза сосудов - крайне неблагоприятного явления, при котором происходит полная или частичная закупорка их просвета, препятствующая кровотоку.
Гемостаз (остановка кровотечения) . Когда повреждается тонкий или даже средний кровеносный сосуд, например при надрезе или сдавливании тканей, возникает внутреннее или наружное кровотечение (геморрагия). Как правило, остановка кровотечения наступает за счет образования в месте повреждения сгустка крови. Через несколько секунд после повреждения просвет сосуда сокращается в ответ на действие высвобождаемых химических веществ и нервных импульсов. При повреждении эндотелиальной выстилки кровеносных сосудов обнажается расположенный под эндотелием коллаген, на который быстро налипают циркулирующие в крови тромбоциты. Они высвобождают химические вещества, вызывающие сужение сосуда (вазоконстрикторы). Тромбоциты секретируют и другие вещества, которые участвуют в сложной цепи реакций, ведущей к превращению фибриногена (растворимого белка крови) в нерастворимый фибрин. Фибрин образует кровяной сгусток, нити которого захватывают клетки крови. Одно из важнейших свойств фибрина - его способность полимеризоваться с образованием длинных волокон, которые сжимаются и выталкивают из сгустка сыворотку крови.
Тромбоз - аномальное свертывание крови в артериях или венах. В результате артериальных тромбозов ухудшается поступление крови в ткани, что вызывает их повреждение. Это происходит при инфаркте миокарда, вызванном тромбозом коронарной артерии, или при инсульте, обусловленном тромбозом сосудов головного мозга. Тромбоз вен препятствует нормальному оттоку крови от тканей. Когда происходит закупорка тромбом крупной вены, вблизи места закупорки возникает отек, который иногда распространяется, например, на всю конечность. Случается, что часть венозного тромба отрывается и попадает в кровоток в виде движущегося сгустка (эмбола), который со временем может оказаться в сердце или легких и привести к опасному для жизни нарушению кровообращения.
Выявлено несколько факторов, предрасполагающих к внутрисосудистому тромбообразованию; к ним относятся:
- замедление венозного кровотока вследствие малой физической активности;
- изменения сосудов, вызванные повышением кровяного давления;
- локальное уплотнение внутренней поверхности кровеносных сосудов вследствие воспалительных процессов или - в случае артерий - вследствие т.н. атероматоза (отложения липидов на стенках артерий);
- повышение вязкости крови вследствие полицитемии (повышенного содержания в крови эритроцитов);
- увеличение количества тромбоцитов в крови.
Как показали исследования, последний из перечисленных факторов играет особую роль в развитии тромбоза. Дело в том, что целый ряд содержащихся в тромбоцитах веществ стимулирует образование кровяного сгустка, а потому любые воздействия, вызывающие повреждение тромбоцитов, могут ускорять этот процесс. При повреждении поверхность тромбоцитов становится более липкой, что приводит к их соединению между собой (агрегации) и высвобождению их содержимого. Эндотелиальная выстилка кровеносных сосудов содержит т.н. простациклин, который подавляет высвобождение из тромбоцитов тромбогенного вещества - тромбоксана А2. Большую роль играют также другие компоненты плазмы, препятствующие тромбообразованию в сосудах за счет подавления ряда ферментов системы свертывания крови. Попытки предотвратить тромбозы до сих пор дают лишь частичные результаты. В число профилактических мер входят регулярные физические упражнения, снижение повышенного кровяного давления и лечение антикоагулянтами; после операций рекомендуется как можно раньше начинать ходить. Следует отметить, что ежедневный прием аспирина даже в небольшой дозе (300 мг) уменьшает слипание тромбоцитов и значительно понижает вероятность тромбозов.
Переливание крови С конца 1930-х годов переливание крови или ее отдельных фракций получило широкое распространение в медицине, особенно в военной. Основная цель переливания крови (гемотрансфузии) - замена эритроцитов больного и восстановление объема крови после массивной кровопотери. Последняя может произойти либо спонтанно (например, при язве двенадцатиперстной кишки), либо в результате травмы, в ходе хирургической операции или при родах. Переливание крови применяют также для восстановления уровня эритроцитов при некоторых анемиях, когда организм теряет способность вырабатывать новые кровяные клетки с той скоростью, какая требуется для нормальной жизнедеятельности. Общее мнение авторитетных медиков таково, что переливание крови следует производить только в случае строгой необходимости, поскольку оно связано с риском осложнений и передачи больному инфекционного заболевания - гепатита, малярии или СПИДа.
Типирование крови . Перед переливанием определяют совместимость крови донора и реципиента, для чего проводится типирование крови. В настоящее время типированием занимаются квалифицированные специалисты. Небольшое количество эритроцитов добавляют к антисыворотке, содержащей большое количество антител к определенным эритроцитарным антигенам. Антисыворотку получают из крови доноров, специально иммунизированных соответствующими антигенами крови. Агглютинацию эритроцитов наблюдают невооруженным глазом или под микроскопом. В таблице показано, как можно использовать антитела анти-А и анти-В для определения групп крови системы АВ0. В качестве дополнительной проверки in vitro можно смешать эритроциты донора с сывороткой реципиента и, наоборот, сыворотку донора с эритроцитами реципиента - и посмотреть, не будет ли при этом агглютинации. Данный тест называют перекрестным типированием. Если при смешивании эритроцитов донора и сыворотки реципиента агглютинирует хотя бы небольшое количество клеток, кровь считается несовместимой.
Переливание крови и ее хранение . Первоначальные методы прямого переливания крови от донора реципиенту отошли в прошлое. Сегодня донорскую кровь берут из вены в стерильных условиях в специально подготовленные емкости, куда предварительно внесены антикоагулянт и глюкоза (последняя - в качестве питательной среды для эритроцитов при хранении). Из антикоагулянтов чаще всего используют цитрат натрия, который связывает находящиеся в крови ионы кальция, необходимые для свертывания крови. Жидкую кровь хранят при 4°С до трех недель; за это время остается 70% первоначального количества жизнеспособных эритроцитов. Поскольку этот уровень живых эритроцитов считается минимально допустимым, кровь, хранившуюся больше трех недель, для переливания не используют. В связи с растущей потребностью в переливании крови появились методы, позволяющие сохранить жизнеспособность эритроцитов в течение более длительного времени. В присутствии глицерина и других веществ эритроциты могут храниться сколь угодно долго при температуре от -20 до -197° С. Для хранения при -197° С используют металлические контейнеры с жидким азотом, в которые погружают контейнеры с кровью. Кровь, бывшую в заморозке, успешно применяют для переливания. Заморозка позволяет не только создавать запасы обычной крови, но и собирать и хранить в специальных банках (хранилищах) крови редкие ее группы.
Раньше кровь хранили в стеклянных контейнерах, но сейчас для этой цели используются в основном пластиковые емкости. Одно из главных преимуществ пластикового мешка состоит в том, что к одной емкости с антикоагулянтом можно прикрепить несколько мешочков, а затем с помощью дифференциального центрифугирования в «закрытой» системе выделить из крови все три типа клеток и плазму. Это очень важное новшество в корне изменило подход к переливанию крови.
Сегодня уже говорят о компонентной терапии, когда под переливанием имеется в виду замена лишь тех элементов крови, в которых нуждается реципиент. Большинству людей, страдающих анемией, нужны только цельные эритроциты; больным лейкозом требуются в основном тромбоциты; больные гемофилией нуждаются лишь в определенных компонентах плазмы. Все эти фракции могут быть выделены из одной и той же донорской крови, после чего останутся только альбумин и гамма-глобулин (и тот, и другой имеют свои сферы применения). Цельная кровь применяется лишь для компенсации очень большой кровопотери, и сейчас ее используют для переливания менее чем в 25% случаев.
Банки крови . Во всех развитых странах создана сеть станций переливания крови, которые обеспечивают гражданскую медицину необходимым количеством крови для переливания. На станциях, как правило, только собирают донорскую кровь, а хранят ее в банках (хранилищах) крови. Последние предоставляют по требованию больниц и клиник кровь нужной группы. Кроме того, они обычно располагают специальной службой, которая занимается получением из просроченной цельной крови как плазмы, так и отдельных фракций (например, гамма-глобулина). При многих банках имеются также квалифицированные специалисты, проводящие полное типирование крови и изучающие возможные реакции несовместимости.
Древние говорили, что тайна скрыта в воде. Так ли это? Давайте подумаем. Две важнейшие жидкости в организме человека - кровь и лимфа. Состав и функции первой мы сегодня подробно рассмотрим. Люди всегда помнят о заболеваниях, их симптомах, важности ведения здорового образа жизни, но забывают о том, что огромное влияние на здоровье оказывает кровь. Поговорим подробно о составе, свойствах и функциях крови.
Знакомство с темой
Для начала стоит определиться с тем, что же такое кровь. Говоря в целом, это особый вид соединительной ткани, которая в своей сути представляет жидкое межклеточное вещество, которое циркулирует по кровеносным сосудам, принося каждой клетке организма полезные вещества. Без крови человек умирает. Есть ряд заболеваний, о которых мы поговорим ниже, которые портят свойства крови, что приводит к негативным или даже смертельным последствиям.
В теле взрослого человека содержится примерно четыре-пять литров крови. Также считается, что красная жидкость составляет треть веса человека. 60% приходится на плазму и 40% на форменные элементы.
Состав
Состав крови и функции крови многочисленны. Начнем рассмотрение состава. Плазма и форменные элементы являются основными компонентами.
Форменные элементы, которые будут подробно рассмотрены ниже, состоят из эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Как выглядит плазма? Она напоминает почти прозрачную жидкость с желтоватым оттенком. Почти на 90% плазма состоит из воды, но также в ней есть минеральные и органические вещества, белки, жиры, глюкоза, гормоны, аминокислоты, витамины и разнообразные продукты процесса метаболизма.
Плазма крови, состав и функции которой рассматриваем, является той необходимой средой в которой существуют форменные элементы. Плазма состоит из трех основных белков - глобулинов, альбуминов и фибриногена. Занимательно, что в ней в небольшом количестве содержатся даже газы.
Эритроциты
Состав крови и функции крови невозможно рассмотреть без детального изучения эритроцитов - красных клеток. Под микроскопом было обнаружено, что по виду они напоминают вогнутые диски. Ядер не имеют. В цитоплазме содержится важный для здоровья человека белок гемоглобина. Если его недостаточно, человек заболевает анемией. Поскольку гемоглобин - сложное вещество, состоит он из пигмента гема и белка глобина. Важным структурным элементом является железо.
Эритроциты выполняют важнейшую функцию - переносят кислород и углекислый газ по сосудам. Именно они питают организм, помогают ему жить и развиваться, ведь без воздуха человек гибнет за несколько минут, а мозг при недостаточной работе эритроцитов может испытывать кислородное голодание. Хотя сами красные тельца не имеют ядра, они всё же развиваются из ядерных клеток. Последние созревают в красном костном мозге. По мере созревания красные клетки теряют ядро и становятся форменными элементами. Занимательно, что жизненный цикл эритроцитов составляет около 130 дней. После этого они разрушаются в селезенке или печени. Из белка гемоглобина образуется желчный пигмент.
Тромбоциты
Тромбоциты не имеют ни цвета, ни ядра. Это клетки закругленной формы, которые внешне напоминают пластинки. Главная их задача - обеспечить достаточную свертываемость крови. В одном литре человеческой крови может находится от 200 до 400 тысяч этих клеток. Место образования тромбоцитов - красный костный мозг. Разрушаются клетки в случае даже малейшего повреждения кровеносных сосудов.
Лейкоциты
Лейкоциты тоже выполняют важные функции, о которых будет сказано ниже. Сначала поговорим об их внешнем виде. Лейкоциты - это белые тельца, не имеющие фиксированной формы. Образование клеток происходит в селезенке, лимфатических узлах и костном мозге. Кстати, лейкоциты имеют ядра. Их жизненный цикл куда короче, чем у эритроцитов. Они существуют в среднем три дня, после чего разрушаются в селезенке.
Лейкоциты выполняют очень важную функцию - защищают человека от разнообразных бактерий, инородных белков и т.д. Лейкоциты могут проникать через тонкие капиллярные стенки, анализируя среду в межклеточном пространстве. Дело в том, что эти маленькие тельца обладают огромной чувствительностью к различным химическим выделениям, которые образуются при распаде бактерий.
Если говорить образно и понятно, то можно представить себе работу лейкоцитов следующим образом: попадая в межклеточное пространство они анализируют среду и ищут бактерии или продукты распада. Найдя негативный фактор, лейкоциты приближаются к нему и всасывают в себя, то есть поглощают, затем внутри тельца происходит расщепление вредного вещества при помощи выделяемых ферментов.
Будет полезно знать, что эти белые тельца крови обладают внутриклеточным пищеварением. При этом, защищая организм от вредных бактерий, большое количество лейкоцитов гибнет. Таким образом, бактерия не уничтожается и вокруг нее накапливаются продукты распада и гной. Со временем новые лейкоциты поглощают это всё и переваривают. Занимательно, что этим явлением очень увлекся И. Мечников, который назвал белые форменные элементы фагоцитами, а самому процессу поглощения вредных бактерий дал название фагоцитоз. В более обширном смысле это слово употребятся в значении общей защитной реакции организма.
Свойства крови
Кровь имеет определенные свойства. Выделяют три самых главных:
- Коллоидные, которые напрямую зависят от количества белка в плазме. Известно, что молекулы белка могут удерживать воду, поэтому благодаря этому свойству жидкий состав крови стабилен.
- Суспензионные: тоже связанные с наличием белка и соотношением альбуминов и глобулинов.
- Электролитные: влияют на осмотическое давление. Зависят от соотношения анионов и катионов.
Функции
Работа кровеносной системы человека не прерывается ни на минуту. В каждую секунду времени кровь выполняет ряд важнейших для организма функций. Каких именно? Специалисты выделяют четыре самых главных функций:
- Защитная. Понятно, что одна из главных функций - защищать организм. Происходит это на уровне клеток, которые отталкивают или уничтожают чужеродные, или вредные бактерии.
- Гомеостатическая. Организм правильно работает только в стабильной среде, поэтому постоянство играет огромную роль. Поддержание гомеостаза (равновесия) означает контроль за водно-электролитным балансом, кислотно-основным и т. д.
- Механическая - важная функция, обеспечивающая здоровье органам. Заключается в тургорном напряжении, которое испытывают органы во время прилива крови.
- Транспортная - ещё одна функция, которая заключается в том, что через кровь организм получает всё необходимое. Все полезные вещества, которые поступают с пищей, водой, витаминами, уколами и т. д. не напрямую расходится к органам, а посредством крови, которая питает одинаково все системы организма.
Последняя функция имеет несколько подфункций, которые стоит рассмотреть отдельно.
Дыхательная заключается в том, что кислород переносится от легких к тканям, а углекислый газ - от тканей к легким.
Питательная подфункция означает доставку питательных веществ к тканям.
Выделительная подфункция заключается в транспортировке отработанных продуктов к печени и легким для их дальнейшего выведения из организма.
Не менее важна терморегуляция, от которой зависит температура тела. Регуляторная подфункция заключается в транспортировке гормонов - сигнальных веществ, которые необходимы всем системам организма.
Состав крови и функции форменных элементов крови определяют здоровье человека и его самочувствие. Недостаток или избыток определённых веществ может вести к легким недомоганиям вроде головокружения или к серьезным заболеваниям. Кровь выполняет свои функции четко, главное, чтобы продукты транспортировки были полезными для организма.
Группы крови
Состав, свойства и функции крови мы подробно рассмотрели выше. Теперь стоит поговорить о группах крови. Принадлежность к той или иной группе определяется набором конкретных антигенных свойств красных кровяных телец. Каждый человек имеет определённую группу крови, которая не меняется в течении жизни и носит врожденный характер. Наиболее важная группировка - деление на четыре группы по системе «AB0» и на две группы по резус-фактору.
В современном мире очень часто требуется переливание крови, о котором мы еще скажем ниже. Так вот, для успешности этого процесса кровь донора и реципиента должна совпадать. Однако не всё решает совместимость, есть интересные исключения. Люди, у которых I группа крови, могут быть универсальными донорами для людей с любой группой крови. Те, у кого IV группа крови - универсальные реципиенты.
Спрогнозировать группу крови будущего малыша вполне реально. Для этого необходимо знать группу крови родителей. Подробный анализ позволит с большой вероятностью угадать будущую группу крови.
Переливание крови
Переливание крови может потребоваться при ряде заболеваний или же при большой потере крови в случае сильной травмы. Кровь, строение, состав и функции которой мы рассмотрели, это не универсальная жидкость, поэтому важно своевременное переливание именной той группы, в которой нуждается больной. При большой кровопотере падает внутренние кровяное давление и снижается количество гемоглобина, а внутренняя среда перестает быть стабильной, то есть организм не может нормально функционировать.
Приблизительный состав крови и функции элементов крови были известны ещё в древности. Тогда лекари тоже занимались переливанием, которое нередко спасало жизнь больному, однако смертность от такого метода лечения была невероятно высока из-за того, что понятия о совместимости групп крови тогда еще не было. Однако смерть могла наступить не только в результате этого. Иногда смертельный исход наступал из-за того, что донорские клетки склеивались и образовывали комочки, которые закупоривали сосуды и нарушали кровообращение. Такой эффект от переливания называется агглютинацией.
Заболевания крови
Состав крови, основные функции её влияют на общее самочувствие и здоровье. Если есть какие-то нарушения, могут возникнуть разные заболевания. Изучением клинической картины заболеваний, их диагностикой, лечением, патогенезом, прогнозированием и профилактикой занимается гематология. Однако болезни крови могут быть и злокачественными. Их изучением занимается онкогематология.
Одно из самых распространенных заболеваний - анемия, в этом случае следует железосодержащими продуктами насыщать кровь. Состав, количество и функции её страдают от этого заболевания. Кстати, если болезнь запустить, можно оказаться в больнице. В понятие «анемия» входит ряд клинических синдромов, которые связаны единым симптомом - снижением количество гемоглобина в крови. Очень часто это происходит на фоне уменьшения количества эритроцитов, но не всегда. Не стоит понимать анемию, как одно заболевание. Нередко она является лишь симптомом другой болезни.
Гемолитическая анемия - болезнь крови, при которой в организме происходит массовое разрушение красных кровяных телец. Гемолитическая болезнь у новорождённых наступает в том случае, когда наблюдается несовместимость матери и ребенка по группе крови или резус-фактору. В таком случае организм матери воспринимает как чужеродных агентов форменные элементы крови ребенка. По этой причине дети чаще всего и болеют желтухой.
Гемофилия - болезнь, которая проявляется плохой свертываемостью крови, что при небольших повреждениях тканей без немедленного вмешательства может привести к смертельному исходу. Состав крови и функции крови могут и не являться причиной болезни, иногда она кроется в кровеносных сосудах. Например, при геморрагическом васкулите повреждаются стенки микрососудов, что вызывает образование микротромбов. Такой процесс поражает более всего почки и кишечник.
Кровь животных
Состав крови и функции крови у животных имеет свои отличия. У беспозвоночных животных доля крови от общей массы тела равна примерно 20-30%. Занимательно, что у позвоночных тот же показатель достигает всего 2-8%. В мире зверей кровь более разнообразна, чем у людей. Отдельно стоит поговорить о составе крови. Функции крови схожи, но вот состав может быть совершенно разным. Есть кровь железосодержащая, которая течет в жилах позвоночных животных. Она красная по цвету, подобна человеческой крови. Железосодержащая кровь на основе гемэритрина характерна для червей. Пауки и разные головоногие природой награждены кровью на основе гемоцианина, то есть их кровь содержит не железо, а медь.
Кровь животных используют по-разному. Из нее готовят национальные блюда, создают альбумин, лекарства. Однако во многих религиях запрещено употреблять в пищу кровь любого животного. Из-за этого есть определённые техники забоя и приготовления животной пищи.
Как мы уже поняли, самая важная роль в организме отводится системе крови. Состав и функции её определяют здоровье каждого органа, мозга и всех других систем организма. Что надо делать, чтобы быть здоровым? Всё очень просто: подумайте о том, какие вещества ежедневно ваша кровь разносит по организму. Это правильная полезная еда, в которой соблюдены правила приготовления, пропорции и т. д. или же это фабрикаты, еда из магазинов быстрого питания, вкусная, но вредная пища? Обратите особое внимание на качество воды, которую вы употребляете. Состав крови и функции крови во многом зависят от ее состава. Чего стоит тот факт, что сама плазма на 90% состоит из воды. Кровь (состав, функции, обмен - в статье выше) представляет собой важнейшую жидкость для организма, помните об этом.