1. Кровь - это жидкая ткань, циркулирующая по сосудам, осуществляющая транспорт различных веществ в пределах организма и обеспечивающая питание и обмен ве-ществ всех клеток тела. Красный цвет крови придает гемоглобин , содер-жащийся в эритроцитах.
У многоклеточных организмов большинство клеток не имеет непо-средственного контакта с внешней средой, их жизнедеятельность обеспе-чивается наличием внутренней среды (кровь, лимфа , тканевая жидкость). Из нее они получают необходимые для жизни вещества и выделяют в нее же продукты метаболизма . Для внутренней среды организма характерно относительное динамическое постоянство состава и физико-химических свойств, которое называется гомеостазом . Морфологическим субстратом, регулирующим обменные процессы между кровью и тканями и поддерживающим гомеостаз, являются гисто-гематические барьеры, состоящие из эндотелия капилляров , базальной мембраны, соединительной ткани, клеточных липопротеидных мембран.
В понятие "система крови" входят: кровь, органы кроветворения (красный костный мозг , лимфатические узлы и др.), органы кроворазрушения и механизмы регуляции (регулирующий нейрогуморальный аппарат). Система крови представляет собой одну из важнейших систем жизнеобеспечения организма и выполняет множество функций. Остановка сердца и прекращение движения крови немедленно приводит организм к гибели.
Физиологические функции крови:
4) терморегуляторная - регуляция температуры тела путем охлаж-дения энергоемких органов и согревания органов, теряющих тепло;
5) гомеостатическая - поддержание стабильности ряда констант гомеостаза: рН, осмотического давления, изоионии и т.д.;
Лейкоциты выполняют множество функций:
1) защитная - борьба с чужеродными агентами; они фагоцитируют (поглощают) чужеродные тела и уничтожают их;
2) антитоксическая - выработка антитоксинов, обезвреживающих продукты жизнедеятельности микробов;
3) выработка антител, обеспечивающих иммунитет, т.е. невос-приимчивость к заразным болезням;
4) участвуют в развитии всех этапов воспаления, стимулируют вос-становительные (регенеративные) процессы в организме и ускоряют за-живление ран;
5) ферментативная - они содержат различные ферменты, необхо-димые для осуществления фагоцитоза;
6) участвуют в процессах свертывания крови и фибринолиза путем выработки гепарина, гнетамина, активатора плазминогена и т.д.;
7) являются центральным звеном иммунной системы организма, осуществляя функцию иммунного надзора ("цензуры"), защиты от всего чужеродного и сохраняя генетический гомеостаз (Т-лимфоциты);
8) обеспечивают реакцию отторжения трансплантата, уничтожение собственных мутантных клеток;
9) образуют активные (эндогенные) пирогены и формируют лихора-дочную реакцию;
10) несут макромолекулы с информацией, необходимой для управле-ния генетическим аппаратом других клеток организма; путем таких меж-клеточных взаимодействий (креаторных связей) восстанавливается и под-держивается целостность организма.
4 . Тромбоцит или кровяная пластинка, - участвующий в свертывании крови форменный эле-мент, необходимый для поддержания целостности сосудистой стенки. Представляет собой округлое или овальное безъядерное образование диа-метром 2-5 мкм. Тромбоциты образуются в красном костном мозге из ги-гантских клеток - мегакариоцитов. В 1 мкл (мм 3) крови у человека в норме содержится 180-320 тысяч тромбоцитов. Увеличение количества тромбо-цитов в периферической крови называется тромбоцитозом, уменьшение - тромбоцитопенией. Продолжительность жизни тромбоцитов составляет 2- 10 дней.
Основными физиологическими свойствами тромбоцитов являются:
1) амебовидная подвижность за счет образования ложноножек;
2) фагоцитоз, т.е. поглощение инородных тел и микробов;
3) прилипание к чужеродной поверхности и склеивание между со-бой, при этом они образуют 2-10 отростков, за счет которых происходит прикрепление;
4) легкая разрушаемость;
5) выделение и поглощение различных биологически активных ве-ществ типа серотонина, адреналина, норадреналина и др.;
Все эти свойства тромбоцитов обусловливают их участие в остановке кровотечения.
Функции тромбоцитов:
1) активно участвуют в процессе свертывания крови и растворения кровяного сгустка (фибринолиза);
2) участвуют в остановке кровотечения (гемостазе) за счет при-сутствующих в них биологически активных соединений;
3) выполняют защитную функцию за счет склеивания (агглютина-ции) микробов и фагоцитоза;
4) вырабатывают некоторые ферменты (амилолитические, протеоли-тические и др.), необходимые для нормальной жизнедеятельности тромбо-цитов и для процесса остановки кровотечения;
5) оказывают влияние на состояние гистогематических барьеров ме-жду кровью и тканевой жидкостью путем изменения проницаемости сте-нок капилляров;
6) осуществляют транспорт креаторных веществ, важных для сохра-нения структуры сосудистой стенки; без взаимодействия с тромбоцитами эндотелий сосудов подвергается дистрофии и начинает пропускать через себя эритроциты.
Скорость (реакция) оседания эритроцитов (сокращенно СОЭ) - показатель, отражающий изменения физико-химических свойств крови и измеряемой величиной столба плазмы, освобождающейся от эритроцитов при их оседании из цитратной смеси (5% раствор цитрата натрия) за 1 час в специальной пипетке прибора Т.П. Панченкова.
В норме СОЭ равна:
У мужчин - 1-10 мм/час;
У женщин - 2-15 мм/час;
Новорожденные — от 2 до 4 мм/ч;
Дети первого года жизни — от 3 до 10 мм/ч;
Дети возрастом 1-5 лет — от 5 до 11 мм/ч;
Дети 6-14 лет — от 4 до 12 мм/ч;
Старше 14 лет — для девочек — от 2 до 15 мм/ч, а для мальчиков — от 1 до 10 мм/ч.
у беременных женщин перед родами - 40-50 мм/час.
Увеличение СОЭ больше указанных величин является, как правило, признаком патологии. Величина СОЭ зависит не от свойств эритроцитов, а от свойств плазмы, в первую очередь от содержания в ней крупномолеку-лярных белков - глобулинов и особенно фибриногена. Концентрация этих белков возрастает при всех воспалительных процессах. При беременности содержание фибриногена перед родами почти в 2 раза больше нормы, по-этому СОЭ достигает 40-50 мм/час.
Лейкоциты имеют свой, независимый от эритроцитов режим оседа-ния. Однако скорость оседания лейкоцитов в клинике во внимание не при-нимается.
Гемостаз (греч. haime - кровь, stasis - неподвижное состояние) - это остановка движения крови по кровеносному сосуду, т.е. остановка кровотечения.
Различают 2 механизма остановки кровотечения:
1) сосудисто-тромбоцитарный (микроциркуляторный) гемостаз;
2) коагуляционный гемостаз (свертывание крови).
Первый механизм способен самостоятельно за несколько минут оста-новить кровотечение из наиболее часто травмируемых мелких сосудов с довольно низким кровяным давлением.
Он слагается из двух процессов:
1) сосудистого спазма, приводящего к временной остановке или уменьшению кровотечения;
2) образования, уплотнения и сокращения тромбоцитарной пробки, приводящей к полной остановке кровотечения.
Второй механизм остановки кровотечения - свертывание крови (гемокоагуляция) обеспечивает прекращение кровопотери при повреждении крупных сосудов, в основном мышечного типа.
Осуществляется в три фа-зы:
I фаза - формирование протромбиназы;
II фаза - образование тромбина;
III фаза - превращение фибриногена в фибрин.
В механизме свертывания крови, помимо стенки кровеносных сосудов и форменных элементов, при-нимает участие 15 плазменных факторов: фибриноген, протромбин, ткане-вой тромбопластин, кальций, проакцелерин, конвертин, антигемофильные глобулины А и Б, фибринстабилизирующий фактор, прекалликреин (фак-тор Флетчера), высокомолекулярный кининоген (фактор Фитцджеральда) и др.
Большинство этих факторов образуется в печени при участии вита-мина К и является проферментами, относящимися к глобулиновой фрак-ции белков плазмы. В активную форму - ферменты они переходят в про-цессе свертывания. Причем каждая реакция катализируется ферментом, образующимся в результате предшествующей реакции.
Пусковым механизмом свертывания крови служит освобождение тромбопластина поврежденной тканью и распадающимися тромбоцитами. Для осуществления всех фаз процесса свертывания необходимы ионы кальция.
Кровяной сгусток образуют сеть из волокон нерастворимого фибрина и опутанные ею эритроци-ты, лейкоциты и тромбоциты. Прочность обра-зовавшегося кровяного сгустка обеспечивается фактором XIII - фибрин-стабилиризующим фактором (ферментом фибриназой, синтезируемой в печени). Плазма крови, лишенная фибриногена и некоторых других ве-ществ, участвующих в свертывании, называется сывороткой. А кровь, из которой удален фибрин, называется дефибринированной.
Время полного свертывания капиллярной крови в норме составляет 3-5 минут, венозной крови - 5-10 мин.
Кроме свертывающей системы, в организме имеются одновременно еще две системы: противосвертывающая и фибринолитическая.
Противосвертывающая система препятствует процессам внутрисосудистого свер-тывания крови или замедляет гемокоагуляцию. Главным антикоагулянтом этой системы является гепарин, выделяемый из ткани легких и печени, и продуцируемый базофильными лейкоцитами и тканевыми базофилами (тучными клетками соединительной ткани). Количество базофильных лей-коцитов очень мало, зато все тканевые базофилы организма имеют массу 1,5 кг. Гепарин тормозит все фазы процесса свертывания крови, подавляет активность многих плазменных факторов и динамические превращения тромбоцитов. Выделяемый слюнными железами медицинских пиявок ги-рудин действует угнетающе на третью стадию процесса свертывания кро-ви, т.е. препятствует образованию фибрина.
Фибринолитическая система способна растворять образовавшийся фибрин и тромбы и является антиподом свертывающей системы. Главная функция фибринолиза - расщепление фибрина и восстановление просвета закупоренного сгустком сосуда. Расщепление фибрина осуществляется протеолитическим ферментом плазмином (фибринолизином), который находится в плазме в виде профермента плазминогена. Для его превраще-ния в плазмин имеются активаторы, содержащиеся в крови и тканях, и ингибиторы (лат. inhibere - сдерживать, останавливать), тормозящие пре-вращение плазминогена в плазмин.
Нарушение функциональных взаимосвязей между свертывающей, противосвертывающей и фибринолитической системами может привести к тяжелым заболеваниям: повышенной кровоточивости, внутрисосудистому тромбообразованию и даже эмболии.
Группы крови - совокупность признаков, характеризующих антигенную структуру эритроцитов и специфичность антиэритроцитарных антител, которые учитываются при подборе крови для трансфузий (лат. transfusio - переливание).
В 1901 г. австриец К. Ландштейнер и в 1903 г. чех Я. Янский обна-ружили, что при смешивании крови разных людей часто наблюдается склеивание эритроцитов друг с другом - явление агглютинации (лат. agglutinatio - склеивание) с последующим их разрушением (гемолизом). Было установлено, что в эритроцитах имеются агглютиногены А и В, склеиваемые вещества гликолипидного строения, антигены. В плазме бы-ли найдены агглютинины α и β, видоизмененные белки глобулиновой фракции, антитела, склеивающие эритроциты.
Агглютиногены А и В в эритроцитах, как и агглютинины α и β в плазме, у разных людей могут быть по одному или вместе, либо отсутствовать. Агглютиноген А и агглю-тинин α, а также В и β называются одноименными. Склеивание эритроци-тов происходит в том случае, если эритроциты донора (человека, дающего кровь) встречаются с одноименными агглютининами реципиента (челове-ка, получающего кровь), т.е. А + α, В + β или АВ + αβ. Отсюда ясно, что в крови каждого человека находятся разноименные агглютиноген и агглю-тинин.
Согласно классификации Я. Янского и К. Ландштейнера у людей име-ется 4 комбинации агглютиногенов и агглютининов, которые обозначают-ся следующим образом: I(0) - αβ., II(А) - А β, Ш(В) - В α и IV(АВ). Из этих обозначений следует, что у людей 1 группы в эритроцитах отсутствуют агглютиногены А и В, а в плазме имеются оба агглютинина α и β . У людей II группы эритроциты имеют агглютиноген А, а плазма - агглютинин β. К III группе относятся люди, у которых в эритроцитах находится агглютино-ген В, а в плазме - агглютинин α. У людей IV группы в эритроцитах со-держатся оба агглютиногена А и В, а агглютинины в плазме отсутствуют. Исходя из этого, нетрудно представить, каким группам можно переливать кровь определенной группы (схема 24).
Как видно из схемы, людям I группы можно переливать кровь только этой группы. Кровь же I группы можно переливать людям всех групп. По-этому людей с I группой крови называют универсальными донорами. Лю-дям с IV группой можно переливать кровь всех групп, поэтому этих людей называют универсальными реципиентами. Кровь же IV группы можно пе-реливать людям с кровью IV группы. Кровь людей II и III групп можно переливать людям с одноименной, а также с IV группой крови.
Однако в настоящее время в клинической практике переливают толь-ко одногруппную кровь, причем в небольших количествах (не более 500 мл), или переливают недостающие компоненты крови (компонентная те-рапия). Это связано с тем, что:
во-первых, при больших массивных переливаниях разведения агглю-тининов донора не происходит, и они склеивают эритроциты реципиента;
во-вторых, при тщательном изучении людей с кровью I группы были обнаружены иммунные агглютинины анти-А и анти-В (у 10-20% людей); переливание такой крови людям с другими группами крови вызывает тя-желые осложнения. Поэтому людей с I группой крови, содержащих агглю-тинины анти-А и анти-В, сейчас называют опасными универсальными до-норами;
в-третьих, в системе АВО выявлено много вариантов каждого агглю-тиногена. Так, агглютиноген А существует более, чем в 10 вариантах. Раз-личие между ними состоит в том, что А1 является самым сильным, а А2-А7 и другие варианты обладают слабыми агглютинационными свойствами. Поэтому кровь таких лиц может быть ошибочно отнесена к I группе, что может привести к гемотрансфузионным осложнениям при перелива-нии ее больным с I и III группами. Агглютиноген В тоже существует в не-скольких вариантах, активность которых убывает в порядке их нумерации.
В 1930 г. К. Ландштейнер, выступая на церемонии вручения ему Но-белевской премии за открытие групп крови, предположил, что в будущем будут открыты новые агглютиногены, а количество групп крови будет расти до тех пор, пока не достигнет числа живущих на земле людей. Это предположение ученого оказалось верным. К настоящему времени в эрит-роцитах человека обнаружено более 500 различных агглютиногенов. Толь-ко из этих агглютиногенов можно составить более 400 млн. комбинаций, или групповых признаков крови.
Если же учитывать и все остальные агг-лютиногены, встречающиеся в крови, то число комбинаций достигнет 700 млрд., т.е значительно больше, чем людей на земном шаре. Это определяет удивительную антигенную неповторимость, и в этом смысле каждый че-ловек имеет свою группу крови. Данные системы агглютиногенов отлича-ются от системы АВО тем, что не содержат в плазме естественных агглю-тининов, подобных α- и β-агглютининам. Но при определенных условиях к этим агглютиногенам могут вырабатываться иммунные антитела - агг-лютинины. Поэтому повторно переливать больному кровь от одного и того же донора не рекомендуется.
Для определения групп крови нужно иметь стандартные сыворотки, содержащие известные агглютинины, или цоликлоны анти-А и анти-В, содержащие диагностические моноклональные антитела. Если смешать каплю крови человека, группу которого надо определить, с сывороткой I, II, III групп или с цоликлонами анти-А и анти-В, то по наступившей агг-лютинации можно определить его группу.
Несмотря на простоту метода в 7-10% случаев группа крови опреде-ляется неверно, и больным вводят несовместимую кровь.
Для избежания такого осложнения перед переливанием крови обязательно проводят:
1) определение группы крови донора и реципиента;
2) резус-принадлежность крови донора и реципиента;
3) пробу на индивидуальную совместимость;
4) биологическую пробу на совместимость в процессе переливания: вливают вначале 10-15 мл донорской крови и затем в течение 3-5 минут наблюдают за состоянием больного.
Перелитая кровь всегда действует многосторонне. В клинической практике выделяют:
1) заместительное действие - замещение потерянной крови;
2) иммуностимулирующее действие - с целью стимуляции защитных сил;
3) кровоостанавливающее (гемостатическое) действие - с целью ос-тановки кровотечения, особенно внутреннего;
4) обезвреживающее (дезинтоксикационное) действие - с целью уменьшения интоксикации;
5) питательное действие - введение белков, жиров, углеводов в лег-коусвояемом виде.
кроме основных агглютиногенов А и В, в эритроцитах могут быть другие дополнительные, в частности так называемый резус-агглютиноген (резус-фактор). Впервые он был найден в 1940 г. К.Ландштейнером и И.Винером в крови обезьяны макаки-резуса. У 85% людей в крови имеется этот же резус-агглютиноген. Такая кровь на-зывается резус-положительной. Кровь, в которой отсутствует резус-агглютиноген, называется резус-отрицательной (у 15% людей). Система резус имеет более 40 разновидностей агглютиногенов - О, С, Е, из которых наиболее активен О.
Особенностью резус-фактора является то, что у лю-дей отсутствуют антирезус-агглютинины. Однако если человеку с резус-отрицательной кровью повторно переливать резус-положительную кровь, то под влиянием введенного резус-агглютиногена в крови выра-батываются специфические антирезус-агглютинины и гемолизины. В этом случае переливание резус-положительной крови этому человеку может вызвать агглютинацию и гемолиз эритроцитов - возникнет гемотрансфузионный шок.
Резус-фактор передается по наследству и имеет особое значение для течения беременности. Например, если у матери отсутствует резус-фактор, а у отца он есть (вероятность такого брака составляет 50%), то плод может унаследовать от отца резус-фактор и оказаться резус-положительным. Кровь плода проникает в организм матери, вызывая образование в ее кро-ви антирезус-агглютининов. Если эти антитела поступят через плаценту обратно в кровь плода, произойдет агглютинация. При высокой концен-трации антирезус-агглютининов может наступить смерть плода и выки-дыш. При легких формах резус-несовместимости плод рождается живым, но с гемолитической желтухой.
Резус-конфликт возникает лишь при высокой концентрации антирезус-гглютининов. Чаще всего первый ребенок рождается нормальным, по-скольку титр этих антител в крови матери возрастает относительно медленно (в течение нескольких месяцев). Но при повторной беременности резус-отрицательной женщины резус-положительным плодом угроза резус-конфликта нарастает вследствие образования новых порций антирезус-агглютининов. Резус-несовместимость при беременности встречается не очень часто: примерно один случай на 700 родов.
Для профилактики резус-конфликта беременным резус-отрица-тельным женщинам назначают антирезус-гамма-глобулин, который ней-трализует резус-положительные антигены плода.
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.
Такая тема, как и функции крови, однозначно заслуживает внимания, поскольку раскрывает одну из основ полноценной работы всего организма человека. Понимать ценность кровотока важно по причине его значительного влияния на все ключевые процессы, происходящие в теле.
Что такое кровь
Под кровью стоит понимать жидкую которая обеспечивает постоянство ключевых биохимических и физиологических параметров, осуществляя при этом гуморальную связь между органами. Изучая кровь, ее состав и функции, важно понимать суть двух основных терминов:
Периферическая кровь (она состоит из плазмы);
Форменные элементы (находятся внутри крови во взвешенном состоянии).
Кровь также можно определить как своеобразную форму ткани, характеризующуюся несколькими особенностями: составные части ее имеют различное происхождение, данная жидкая среда организма находится в постоянном движении, все элементы крови образуются и разрушаются за пределами самого кровотока.
В рамках темы: «Система крови, состав и функции» стоит отметить, что к данной системе относятся органы кроветворения и кроверазрушения (печень, костный мозг, лимфатические узлы, селезенка), а также периферическая кровь.
Состав крови
Большую половину крови - 60% - составляет плазма, и лишь 40% заполняют такие элементы, как эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Вязкая густая жидкость (плазма) содержит вещества, важные для жизнедеятельности организма. Они перемещаются по тканям и органам, обеспечивая нужную химическую реакцию и полноценную деятельность всей нервной системы. Производимые железами внутренней секреции гормоны попадают в плазму и после разносятся по всему телу кровотоком. Антитела - ферменты, защищающие организм от различных видов угроз - содержатся в плазме.
Эритроциты
Рассматривая состав и основные функции крови, необходимо уделить внимание эритроцитам. Это красные кровяные тельца, которые определяют цвет крови. По своей очень похож на тонкую губку, в порах которой находится гемоглобин. В среднем каждый эритроцит способен переносить 267 миллионов частиц гемоглобина, "заглатывающего" углекислоту и кислород, вступая с ними в соединение.
Углубляясь в тему: «Состав и функции крови: эритроциты», нужно понимать, что данные частицы могут переносить большое количество гемоглобина благодаря безъядерной структуре. Что касается размеров эритроцита, то они достигают 8 микрометров в длину и 3 микрометра в ширину. При этом количество красных кровяных телец без преувеличения огромно: каждую секунду в костном мозге образуется более 2 миллионов этих частиц, общая их масса в теле составляет приблизительно 26 триллионов.
Лейкоциты
Эти элементы также являются неотъемлемыми составляющими кровотока. Лейкоцитами называют белые кровяные тельца, размер которых может отличаться. Они имеют округлую неправильную форму. Поскольку лейкоциты - это частицы, обладающие ядром, они способны передвигаться самостоятельно. Их значительно меньше, чем эритроцитов, но при этом лейкоциты активно участвуют в функции защиты организма от инфекций. Состав крови и функции крови не могут быть полноценными без белых кровяных телец.
Лейкоциты обладают специальными ферментами, которые способны связывать и расщеплять продукты распада и чужеродные белковые вещества, а также поглощать опасные микроорганизмы. Помимо этого, некоторые формы лейкоцитов могут вырабатывать антитела - белковые частицы, выполняющие одну из важных функций: поражение любых чужеродных микроорганизмов, попавших в кровь, слизистые оболочки и другие ткани или органы.
Тромбоциты
Эти кровяные пластинки двигаются в непосредственной близости к стенкам сосудов. Их основная функция - восстановление сосудов в случае повреждения. Если использовать медицинскую терминологию, то можно сказать, что тромбоциты активно участвуют в обеспечении гемостаза На один кубический миллиметр в среднем приходится более 500 тыс. этих частиц. Тромбоциты живут меньше остальных элементов крови - от 4 до 7 дней.
Передвигаются они свободно вместе с кровотоком и задерживаются лишь в тех местах, где поток крови переходит в более спокойное состояние (селезенка, печень, подкожная ткань). В момент активации форма тромбоцитов становится сферической, при этом образуются псевдоподии (специальные выросты). Именно при помощи псевдоподий эти элементы крови способны соединяться друг с другом и фиксироваться в месте повреждения стенки сосуда.
Состав крови и функции крови стоит рассматривать только с учетом действия тромбоцитов.
Лимфоциты
Под этим термином подразумеваются небольшие одноядерные клетки. Лимфоциты в своём большинстве имеют размер до 10 мкм. Ядра таких клеток круглые и плотные, а цитоплазма состоит из мелких гранул и окрашена в голубоватый цвет. При поверхностном изучении можно заметить, что все лимфоциты имеют одинаковый вид. Это не меняет следующего факта - они различаются по свойствам клеточной мембраны и своим функциям.
Эти одноядерные элементы крови делятся на три основные категории: 0-клетки, B-клетки и T-клетки. Функция В-лимфоцитов заключается в том, чтобы служить предшественниками клеток, которые образуют антитела. В свою очередь, Т-клетки обеспечивают трансформацию В-лейкоцитов. Стоит отметить, что Т-лимфоциты - это специфическая группа клеток иммунной системы, которая выполняет несколько важных функций. Например, с их участием происходит процесс синтезирования факторов активации макрофагов и факторов роста интерферонов, равно как и В-клеток. Можно выделить и индукторные Т-клетки, которые участвуют в стимуляции образования антител. На примере действия различных категорий лимфоцитов отчетливо видна взаимосвязь состава и функции крови.
Что касается 0-клеток, то они значительно отличаются от остальных, поскольку не имеют поверхностных антигенов. Некоторые из этих элементов крови выполняют функцию «естественных киллеров», уничтожая те клетки, которые имеют структуру раковых или заражены вирусом.
Плазма крови
В состав плазмы крови входит вода (90-90%) и твердые вещества: белки, жиры, глюкоза, различные соли, продукты обмена веществ, витамины, гормоны и др. Одним из ключевых является осмотическое давление. Также плазма переносит питательные вещества, клетки крови и продукты метаболизма. Изучая состав и функции плазмы крови, можно заметить, что она служит связующим звеном между жидкостями, которые находятся вне кровеносных сосудов.
Плазма на постоянной основе контактирует с почками, печенью и другими органами, поддерживая тем самым гомеостаз - постоянство внутренней среды организма.
Физико-химические свойства крови
Изучая такую тему, как состав, свойства и функции крови, стоит уделить внимание определенным фактам. Объем крови в организме взрослого человека в среднем равен 6-8% массы его тела. У мужчин этот показатель достигает отметки в 5-6 л, у женщин - от 4 до 5. Именно такое количество крови ежедневно проходит через сердце 1 тыс. раз. Стоит знать, что кровь не заполняет сосудистую систему полностью, значительная ее часть остается свободной. Плотность крови зависит от количества в ней эритроцитов и равна приблизительно 1,050-1,060 г/см 3 . Вязкость достигает 5 условных единиц.
Активная реакция крови обуславливается соотношением гидроксильных и водородных ионов. Определяет эту активность такой водородный показатель, как pH (концентрация водородных ионов). Изменения при которых организм может функционировать, колеблются в диапазоне 7,0-7,8. Если происходит сдвиг активной реакции крови в кислую сторону, то подобное состояние можно определить как ацидоз. Его развитие обусловлено увеличением уровня водородных ионов. Если же реакция сдвигается в щелочную сторону, то есть смысл говорить об алкалозе. Данное изменение pH является следствием уменьшения концентрации водородных ионов и увеличения концентрации гидроксильных ионов OH.
Транспортная функция крови
Это одна из ключевых задач, которую выполняет кровоток. К процессу транспортирования различных элементов можно отнести следующие функции:
Трофическая: перенос во все части организма питательных веществ, микроэлементов и витаминов;
Регуляторная: транспортировка гормонов и других веществ, которые входят в гуморальную систему регуляции организма;
Дыхательная: перенос дыхательных газов O2 и CO2 от легких к тканям и в обратном направлении;
Терморегуляторная: удаление избыточного тепла от мозга и внутренних органов к коже;
Выделительная: продукты обмена переносятся к органам выделения.
Гемостаз
Суть этой функции сводится к следующему процессу: в случае повреждения среднего или тонкого кровеносного сосуда (при сдавливании или надрезе ткани) и возникновения наружного или внутреннего кровотечения на месте разрушения сосуда образуется сгусток крови. Именно он препятствует значительной кровопотере. Под воздействием высвобождаемых нервных импульсов и химических веществ просвет сосуда сокращается. Если так случилось, что была повреждена эндотелиальная выстилка кровеносных сосудов, расположенный под эндотелием коллаген обнажается. На него достаточно быстро налипают тромбоциты, которые циркулируют в крови.
Гомеостатическая и защитная функции
Изучая кровь, ее состав и функции, стоит обратить внимание на процесс гомеостаза. Суть его сводится к сохранению водно-солевого и ионного баланса (следствие осмотического давления), и поддержанию pH внутренней среды организма.
Что касается защитной функции, то ее суть заключается в защите организма посредством иммунных антител, фагоцитарной активности лейкоцитов и антибактериальных веществ.
Система крови
К можно отнести сердце и сосуды: кровеносные и лимфатические. Ключевая задача системы крови - это своевременное и полноценное снабжение органов и тканей всеми необходимыми для жизнедеятельности элементами. Движение крови по системе сосудов обеспечивается посредством нагнетательной деятельности сердца. Углубляясь в тему: «Значение, состав и функции крови» стоит определить тот факт, что непосредственно сама кровь двигается по сосудам непрерывно и поэтому способна поддерживать все жизненно важные функции, о которых шла речь выше (транспортная, защитная и др.).
Ключевым органом в системе крови является сердце. Оно имеет структуру полого мышечного органа и посредством вертикальной цельной перегородки делится на левую и правую половины. Есть еще одна перегородка - горизонтальная. Ее задача сводится к разделению сердца на 2 верхние полости (предсердия) и 2 нижние (желудочки).
Изучая состав и функции крови человека, важно понимать принцип действия кругов кровообращения. В системе крови функционируют два круга движения: большой и малый. Это означает, что кровь внутри организма двигается по двум замкнутым системам сосудов, которые соединяются с сердцем.
В качестве начальной точки большого круга выступает аорта, отходящая от левого желудочка. Именно она дает начало мелким, средним и крупным артериям. Они (артерии), в свою очередь, разветвляются на артериолы, завершающиеся капиллярами. Непосредственно сами капилляры образуют широкую сеть, которая пронизывает все ткани и органы. Именно в этой сети происходит отдача питательных веществ и кислорода клеткам, равно как и процесс получения продуктов метаболизма (углекислого газа в том числе).
От нижней части туловища кровь поступает в от верхней, соответственно, в верхнюю. Именно эти две полые вены и завершают большой круг кровообращения, попадая в правое предсердие.
Касаясь малого круга кровообращения, стоит отметить, что он начинается легочным стволом, отходящим от правого желудочка и несущим в легкие венозную кровь. Сам разделяется на две ветви, которые идут к правому и левому легкому. Легочные артерии делятся на более мелкие артериолы и капилляры, переходящие впоследствии в венулы, образующие вены. Ключевая задача малого круга кровообращения заключается в обеспечении регенерации газового состава в легких.
Изучая состав крови и функции крови, нетрудно прийти к выводу, что она имеет крайне важное значение для тканей и внутренних органов. Поэтому в случае серьёзной кровопотери или нарушения кровотока появляется реальная угроза жизни человека.
Кровь - это жидкая субстанция в организме человека, которая выполняет транспортные функции для кислорода и питательных веществ от кишечника ко всем органам и системам организма. Также через кровь выводятся токсичные вещества и продукты обмена. Кровь обеспечивает человеку нормальную жизнедеятельность и жизнь в целом.
Состав крови и краткое описание составных элементов
Кровь достаточно хорошо изучена. Сегодня по ее составу врачи легко определяют состояние здоровья человека и возможные заболевания.
Кровь состоит из плазмы (жидкой части) и трех плотных групп элементов: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Нормальный состав крови содержит примерно 40-45% плотных элементов. Повышение этого показателя приводит к загущению крови, а уменьшение - к разжижению. Повышение плотности/густоты крови происходит из-за большой потери жидкости организмом, например, из-за поноса, при обильном потоотделении и так далее. Разжижение происходит, наоборот, из-за задержки жидкости в организме и при обильном питье (в случае, когда почки не успевают выводить лишнюю воду).
Из чего состоит плазма крови
В плазме крови присутствует до 92% воды, остальное - это жиры, белки, углеводы, минералы и витамины.
Белки в составе плазмы обеспечивают крови нормальную свертываемость, переносят различные вещества от одних органов к другим, поддерживают различные биохимические реакции организма.
Какие белки входят в состав плазмы крови:
- альбумины (являются основным строительным материалом для аминокислот, сохраняют кровь внутри сосудов, переносят некоторые вещества);
- глобулины (делятся на три группы, две из них переносят различные вещества, третья участвует в формировании группы крови);
- фибриногены (принимают участие в процессе свертываемости крови).
Кроме белков в плазме крови еще могут присутствовать аминокислотные остатки в виде азотистых соединений, цепочки . Также в плазме присутствуют еще некоторые вещества, которые не должны превышать определенных показателей. В противном случае, при увеличении показателей, диагностируют нарушение выделительных функций почек.
Прочие органические соединения в плазме - это глюкоза, ферменты и липиды.
Плотные элементы крови человека
Эритроциты - это клетки без ядра. Описание было дано в предыдущей статье.
Лейкоциты отвечают за . Задача лейкоцитов - захват и обезвреживание инфекционных элементов, а также создание базы данных, которая передается последующим поколениям. Таким образом от родителей к детям передаются либо недуги, либо иммунитет.
Тромбоциты обеспечивают крови нахождение в кровяном русле. Особенность этих клеток в том, что у них нет ядра, как и у эритроцитов, и они способны прилипать куда угодно. Именно они обеспечивают свертываемость крови при повреждениях сосудов и кожи, создавая тромбозные уплотнения и не позволяя крови вытечь наружу.
