Глава 6.

ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА. ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ

6.1. Внутренняя среда организма

Клетки организма нуждаются в постоянной доставке питательных веществ, кислорода и удалении продуктов жизнедеятельности. Эту взаимосвязь осуществляют кровь, лимфа, тканевая и спинномозговая жидкости. Эти жидкости называют внутренней средой организма (понятие введено французским физиологом К. Бернаром в 1878 г.).

Тканевая жидкость образуется из плазмы крови и продуктов жизнедеятельности клеток. Состоит из воды с растворенными в ней питательными веществами и продуктов распада (диссимиляции) клеток. Является промежуточной средой между кровью и тканями. Переносит из крови в ткани кислород, питательные вещества, минеральные соли, гормоны. Возвращает в кровь прямо или косвенно (через лимфу) воду, углекислый газ, продукты диссимиляции.

Лимфа — бесцветная жидкость, близкая по составу к плазме крови. Основным ее компонентом является вода. В среднем в лимфе содержится 3–4 % белка, 0,1 % глюкозы, 0,9 % минеральных солей. В сутки у человека вырабатывается около 1,5 л лимфы, а в 1 мкл лимфы содержится 2×103–2×104 лимфоцитов. Образование лимфы связано с постоянным переходом жидкости из артериальных капилляров в мельчайшие промежутки между клетками — тканевую жидкость. Последняя, проникая в просвет между лимфатическими капиллярами, превращается в лимфу. Из слияния лимфатических капилляров образуются лимфатические сосуды, отходящие от органов, которые по своему ходу прерываются лимфатическими узлами, располагающимися группами в определенных местах тела, где могут размножаться лимфоциты. Лимфатические сосуды впадают в общий грудной проток, а он в свою очередь в верхнюю полую вену. Следовательно, лимфа возвращает в кровеносное русло жидкость, очищает ее, обогащает лимфоцитами, обеспечивает отток избытка тканевой жидкости.

Таким образом, внутренняя среда организма — это совокупность жидкостей, принимающих участие в процессах обмена веществ и поддержании гомеостаза организма. Гомеостаз — относительное динамическое постоянство физико-хими- ческого состава внутренней среды организма. Основными показателями гомеостаза (константами) являются температура тела, содержание катионов, анионов, глюкозы, осмотическое давление, объем жидких сред организма, кислотность плазмы и др., которые колеблются в узких физиологических пределах. Благодаря работе нервной и эндокринной систем колебания констант не выходят за пределы нормы.

6.2. Кровь

Кровь — жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе позвоночных животных и человека и осуществляющая перенос различных химических веществ в клетки, вследствие чего происходит единое течение биохимических процессов. Масса крови у человека составляет 6–8 % массы тела и равняется 5 л. У детей количество крови относительно массы тела несколько больше, чем у взрослых. В состоянии покоя циркулирует 40–50 % всей крови, остальная часть сосредоточена в депо (печень,

88

Рекомендовано к покупке и прочтению разделом по анатомии человека сайта https://meduniver.com/

6.2. Кровь

селезенка, кожа). В малом круге кровообращения находится 20–25 % объема крови, большой круг кровообращения вмещает 75–80 % крови. В артериальной системе циркулирует 15–20 % крови, в венозной — 70–75 %, в капиллярах — 5–7 %. Из малого круга кровообращения сердце получает 8–10 %, а легкие — 12–15 % крови.

Потеря 20–30 % всей массы крови опасна для жизни человека, а 50 % — смертельна.

Кровь и все органы, в которых происходит образование и разрушение ее составных частей, называются системой крови.

Состав крови. Кровь состоит из форменных элементов (45 %) и жидкой части, называемой плазмой (55 %).

Плазма — это бледно-желтая жидкость, состоящая из 90 % воды и 10 % сухих веществ: 7–8 % белка, 2 % органических и неорганических веществ. Основу белков плазмы крови составляют альбумины, глобулины и фибриноген, выполняющие разнообразные функции (защитные, регуляторные, транспортные и др.). В плазме крови содержится около 0,1 % глюкозы, которая служит одним из основных источников энергии для всех клеток организма. Плазма крови содержит также жиры и жироподобные вещества (липиды) — 0,8 %, ферменты, гормоны, азотистые вещества (аминокислоты, мочевина и др.), микроэлементы. Среди неорганических веществ наибольшее значение имеют ионы натрия, кальция, калия, магния и др. Больше всего в плазме ионов натрия и хлора. Минеральные соли оказывают влияние на ряд физиологических функций организма. Определенная концентрация ионов калия и кальция в крови имеет важное значение для деятельности сердца. Ионы кальция необходимы для свертывания крови. Ионы магния — для углеводного обмена.

От концентрации в крови различных ионов зависит осмотическое давление плазмы. Осмотическое давление крови определяется суммарным числом молекул и ионов. Основу создают соли, особенно натрия хлорид, на долю которого приходится 60 % составляющих осмотического давления. На величину осмотического давления оказывают влияние белки плазмы. Они способствуют удержанию воды внутри сосудистой системы. Раствор, осмотическое давление которого такое же, как у плазмы крови, считается физиологическим. Раствор с большим, чем у плазмы крови, осмотическим давлением — гипертоническим, а с меньшим — гипотоническим. Неизменность осмотического давления необходима для правильного течения физиологических и биохимических процессов.

Среди минеральных веществ плазмы важнейшее значение имеют ионы водорода. Они входят в состав всех кислот, и от их концентрации зависит кислотность крови, для выражения которой используют водородный показатель — рН. Кровь имеет слабощелочную реакцию, рН составляет 7,36. Поддержание постоянства рН крови и тканей обеспечивается наличием в них особых веществ, образующих буферные системы. Существует несколько буферных систем (карбонатная, фосфатная, белковая, гемоглобиновая), которые представляют собой щелочной и кислотный резерв для предохранения организма от сдвига рН крови.

Форменные элементы крови (табл. 6.1)

Эритроциты — красные кровяные клетки. Они лишены ядра и имеют двояковогнутую форму. Средний диаметр эритроцитов составляет 7–8 мкм и примерно равен внутреннему диаметру кровеносного капилляра. Форма эритроцита повышает

89

Глава 6. Внутренняя среда. физиология крови

Таблица 6.1. Форменные элементы крови

Клетка	Место образования	Выполняемая функция
Эритроциты	Красный костный мозг	Переносят кислород и углекислый газ
Лейкоциты:
а) гранулоциты:	Красный костный мозг
нейтрофилы		Захватывают бактерии
эозинофилы		Вызывают антигистаминное действие
базофилы		Образуют гистамин и гепарин
б) агранулоциты:
моноциты	Красный костный мозг	Захватывают бактерии
лимфоциты	Красный костный мозг, лимфоид-	Клеточный и гуморальный иммунитет
	ные ткани, селезенка
Тромбоциты	Красный костный мозг	Участвуют в свертывании крови

возможности газообмена, способствуя диффузии газов с поверхности внутрь клетки. Вследствие эластичности мембраны эритроцит может изменить свою форму и двигаться через капилляры, просвет которых меньше его диаметра. В 1 мм3 крови мужчин содержится около 5 млн эритроцитов, в крови женщин — 4,5 млн. Во время усиленной физической нагрузки количество эритроцитов в крови может увеличиваться до 6–10 млн. Это связано с выходом в круг кровообращения депонированной крови.

Важнейшая особенность эритроцитов — присутствие в них гемоглобина, который связывает непрочно кислород, превращаясь в оксигемоглобин, и отдает его периферическим тканям. Кровь, насыщенная кислородом (оксигемоглобином), является артериальной. В капиллярах тканей гемоглобин образует непрочное соединение с углекислым газом — карбогемоглобин. Кровь, насыщенная углекислым газом (карбогемоглобином), является венозной. В капиллярах легких, где содержание углекислого газа значительно меньше, углекислота отщепляется от гемоглобина.

Гемоглобин может прочно соединяться с угарным газом (карбоксигемоглобин). При содержании в воздухе 0,1 % угарного газа больше половины гемоглобина вступает с ним в связь. В этом случае клетки и ткани не обеспечиваются необходимым количеством кислорода, и в результате кислородного голодания появляется мышечная слабость, потеря сознания, судороги и может наступить смерть.

Гемоглобин состоит из белка глобина и гема, содержащего двухвалентное железо, которое и придают крови красный цвет. Под влиянием сильных окислителей (анилин, перманганат калия, феррицианид и др.) двухвалентное железо становится трехвалентным, а гемоглобин при этом окисляется (метгемоглобин) и становится не способным выполнять свою транспортную функцию. В норме в крови содержится около 140 г/л гемоглобина: у мужчин — 135–155 г/л, у женщин — 120–140 г/л.

Снижение количества гемоглобина называется анемией. Она возникает при кровотечениях, интоксикациях, изменении формы эритроцитов, дефиците витамина В12 и фолиевой кислоты и др. Продолжительность жизни эритроцитов — около 3 месяцев. Каждую секунду в печени и селезенке разрушается от 2 до 10 млн эритроцитов.

В скелетных и сердечной мышцах содержится близкий по своему строению к гемоглобину белок — миоглобин, который более активно соединяется с кислородом

90

Рекомендовано к покупке и прочтению разделом по анатомии человека сайта https://meduniver.com/

6.2. Кровь

и создает в них некоторый резерв, используемый при мышечной деятельности. Под влиянием спортивной тренировки количество миоглобина в мышцах повышается.

СОЭ — скорость оседания эритроцитов, зависит главным образом от состава плазмы, а не от свойств эритроцитов. У мужчин СОЭ равняется 5–7 мм/ч, у женщин 8–12 мм/ч. Повышенная СОЭ характерна для беременных (до 30 мм/ч), больных с инфекционными и воспалительными процессами, а также злокачественными новообразованиями (до 50 мм/ч и более).

Лейкоциты — белые кровяные клетки. По размеру они больше эритроцитов, имеют ядра разнообразной формы. Продолжительность жизни лейкоцитов — несколько дней (есть долгожители). Количество лейкоцитов в 1 мм3 крови в норме составляет 4–9 тыс. и колеблется в течение суток. Меньше всего их утром, натощак. После приема пищи, мышечной нагрузки, особенно при воспалительных процессах, происходящих в организме, их количество увеличивается. По наличию в цитоплазме зернистости лейкоциты делятся на гранулоциты (зернистые лейкоциты) и агранулоциты (незернистые лейкоциты).

Гранулоциты составляют 72 % общего количества лейкоцитов, из них 70 % нейтрофилов, 1,5 % эозинофилов, 0,5 % базофилов. Нейтрофилы способны проникать в межклеточное пространство к инфицированным участкам тела, поглощать и переваривать болезнетворные бактерии (это явление называется фагоцитозом). Количество эозинофилов увеличивается при аллергических реакциях, бронхиальной астме, сенной лихорадке, они обладают антигистаминным действием. Базофилы вырабатывают гепарин и гистамин.

Агранулоциты — лейкоциты, состоящие из ядра овальной формы и незернистой цитоплазмы. К ним относятся моноциты и лимфоциты. Моноциты (4 %) содержат ядро бобовидной формы и образуются в костном мозге. Они активно проникают в очаги воспаления и поглощают (фагоцитируют) бактерии. Лимфоциты (24 %) образуются в вилочковой железе (тимусе) и лимфоидной ткани, селезенке. Главная функция лимфоцитов — выработка антител и участие в клеточных иммунных реакциях.

Соотношение различных видов лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой. Изменение содержания отдельных видов лейкоцитов позволяет поставить правильный диагноз. При инфекционных заболеваниях (коклюше, брюшном тифе) возрастает уровень лимфоцитов, при малярии — моноцитов, а при пневмонии — нейтрофилов. При аллергических заболеваниях, скарлатине повышается содержание эозинофилов. Увеличение количества лейкоцитов называется лейкоцитозом и является признаком патологических состояний. Снижение содержания лейкоцитов — лейкопения — часто встречается при лучевой болезни, действии токсических веществ и др.

Тромбоциты (кровяные пластинки) — бесцветные сферические безъядерные тельца диаметром 2–3 мкм. Они образуются из крупных клеток костного мозга. Продолжительность жизни тромбоцитов — около 3–5 дней. Разрушаются в селезенке. Они играют важную роль в свертывании крови. Значительная их часть содержится в селезенке, печени, легких и по мере необходимости поступает в кровь. Мышечная работа, прием пищи повышают количество тромбоцитов в крови. В норме содержание тромбоцитов составляет около 300–400 тыс. в 1 мм3 крови.

91