2 курс / Нормальная физиология / Нормальная_физиология_Дегтярева_В_П_,_Будылиной_С_М

му в клинической практике чаще применяются коллоидные растворы, способные на длительное время восполнить недостаток жидкости в сосудистом русле.

Часть осмотического давления, создаваемая белками плазмы, называется онкотическим, Несмотря на то что концентрация белков в плазме достаточно велика, общее количество молекул из-за большой молекулярной массы относительно мало, поэтому величина осмотического давления не превышает 0,03—0,04 атм, или 25—30 мм рт. ст. Величина онкотического давления в большей степени зависит от альбуминов, что связано с их относительно малой мол. массой и большим количеством молекул в плазме. Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем оно больше, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани. При снижении величины онкотического давления крови вода выходит из сосудов в интерстициальное пространство, что приводит к отеку тканей.

4.Содержание глюкозы в норме равно 3,3—5,5 ммоль/л.

5.Содержание кислорода и углекислого газа в крови. Арте-

2и 50—52 об.% С02 ;

ввенозной крови 02 12 об.% и С02 55—58 об.%.

6.Кислотно-основное состояние крови (рН). Активная реакция крови обусловлена соотношением водородных и гидроксильных ионов и является жесткой константой, так как только при строго определенном КОС возможно нормальное протекание обменных процессов. Для оценки активной реакции крови используют водородный показатель, или рН крови, равный 7,36 (артериальной крови — 7,4, венозной — 7,35). Увеличение концентрации водородных ионов приводит

ксдвигу реакции крови в кислую сторону — ацидозу. Уменьшение концентрации водородных ионов и увеличение концентрации гидроксильных ионов ОН приводит к сдвигу реакции в щелочную сторону — алкалозу.

Выделяют 4 основных механизма поддержания КОС: буферирование; удаление С02 при внешнем дыхании; регуляцию реабсорбции бикарбонатов в почках; удаление нелетучих кислот с мочой (регуляция секреции и связывания ионов водорода в почках). Постоянство рН крови поддерживается буферными системами: гемоглобиновой, карбонатной, фосфатной, белками плазмы.

• Гемоглобиновый буфер эритроцитов представлен системой «дезоксигемоглобин — оксигемоглобин». Это самая мощная буферная система. На ее долю приходится 75 % буферной емкости крови. Буферные свойства системы обусловлены тем, что при накоплении в эритроцитах избытка водородных ионов дезоксигемоглобин, теряя ион калия, присоединяет к себе ион водорода. Этот процесс происходит в период прохождения

274

эритроцита по капиллярам ткани, благодаря чему в них не возникает закисления среды, несмотря на поступление большого количества угольной кислоты — конечного продукта обмена веществ. В легочных капиллярах в результате повышения Р02 гемоглобин присоединяет его, отдавая ионы водорода, которые выделяются легкими в составе воды.

ж Карбонатный буфер по своей мощности занимает второе место. Он представлен бикарбонатом натрия и угольной кислотой. В норме соотношение этих компонентов должно быть 20:1, потому что вероятность образования в организме кислых продуктов намного выше, чем основных. При появлении в крови избытка водородных ионов в реакцию вступает бикарбонат натрия, в результате чего образуется нейтральная соль и угольная кислота, которая под влиянием фермента карбоангидразы легко распадается на воду и С02 , который через легкие выделяется во внешнюю среду. При появлении в крови избытка оснований в реакцию вступает угольная кислота, в результате чего образуется бикарбонат натрия и вода. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки.

•Фосфатный буфер образован дигидрофосфатом натрия и гидрофосфатом натрия. Первый ведет себя как слабая кислота, второй — как соль слабой кислоты. Если в кровь попадает более сильная кислота, то она реагирует с гидрофосфатом натрия, образуя нейтральную соль и увеличивая количество дигидрофосфата натрия, избыток которого будет выводиться с мочой. Если же в кровь ввести сильное основание, то оно будет взаимодействовать с дигидрофосфатом натрия, образуя гидрофосфат натрия, избыток которого выводится с мочой.

•Белковый буфер. Белки плазмы крови играют роль буфера, потому что обладают амфотерными свойствами, благодаря чему в кислой среде ведут себя как основания, а в основной — как кислоты.

Поддержание констант крови на определенном уровне осуществляется по принципу саморегуляции, что достигается

формированием соответствующих функциональных систем. В качестве примера рассмотрим схему функциональной системы, направленной на поддержание рН крови {рис. 7.1).

В процессе обмена веществ образуются продукты обмена, которые могут привести к изменению рН крови, т.е. к смещению активной реакции крови в кислую или основную сторону. Вместе с тем у человека в нормальных условиях рН крови сохраняется на относительно постоянном уровне, что обусловлено наличием в крови прежде всего буферных систем.

Если буферные системы не способны противодействовать изменению рН, то включаются другие механизмы. Так, накопление продуктов метаболизма приводит к раздражению хеморецепторов сосудов (прежде всего сосудистых рефлексогенных зон), импульсы от которых поступают в гипоталамо-лимби-

275

Рис. 7.1. Функциональная система, поддерживающая рН крови (по К.В. Судакову, 1997).

ко-ретикулярные структуры головного мозга. Эти структуры на основе поступающей информации формируют ответные реакции, направленные на восстановление исходной величины рН. При этом изменяется деятельность почек, желудочно-ки- шечного тракта, в результате чего из организма удаляется избыток веществ, вызвавших сдвиг рН. Например, при ацидозе почки выделяют больше кислого одноосновного фосфата на-

276

трия, а при алкалозе — больше основных солей. Через потоныс железы удаляется молочная кислота, а изменение легочной вентиляции приводит к удалению С02. В регуляции рН обязательное участие принимает эндокринная система.

Включение всех этих аппаратов реакций приводит к восстановлению константы рН. Если же этого не происходит, то формируется поведенческий компонент функциональной системы. В результате соответствующего поведения (формирование избирательного аппетита — исключение или увеличение потребления кислых или основных компонентов пищи) рН возвращается к исходному уровню.

7.1.2. Взаимосвязь физико-химических свойств крови и функций органов ротовой полости

Система крови является одним из самых чувствительных индикаторов, отражающих состояние организма. Отклонение констант крови от нормы может служить диагностическим признаком ряда заболеваний. При болезнях крови в разной степени поражается слизистая оболочка рта, изменяется состав слюны.

Существует прямая зависимость концентрации солей в слюне от концентрации их в циркулирующей крови. Однако при изменении осмотического давления и ионного состава крови эта зависимость может компенсаторно изменяться в результате изменения реабсорбции ионов натрия и хлора в слюнных протоках.

Пассивным путем переносятся из крови в слюну липиды, глюкоза, мочевина. Путем пиноцитоза из крови в слюну проникают белки. Изменение концентрации их в слюне повторяет динамику концентрации их в крови. Дефицит железа в крови вызывает изменение слизистой оболочки полости рта, атрофию слизистой оболочки языка, десен, щек.

7.2.Характеристика плазмы

иформенных элементов крови

Плазма представляет собой жидкую часть крови желтоватого цвета. Общее количество 2,9—3,0 л, из которых 90 % — воды. Остальные 10 % состава плазмы представлены белками (альбумины, глобулины, фибриноген), липидами, углеводами, продуктами обмена, гормонами, ферментами, витаминами и растворенными в ней газами. Состав плазмы обладает относительным постоянством и во многом зависит от приема пищи, воды и солей. Плазма, из которой удален фибриноген, называется сывороткой.

277

7.2.1. Эритроциты

Общее количество эритроцитов в крови составляет 4— 5-1012/л. Эритроцит представляет собой безъядерную клетку дисковидной двояковогнутой формы, объемом 85—90 мкм3, которая состоит из оболочки и стромы. Эритроцит окружен плазматической мембраной, через которую происходит обмен веществ между цитоплазмой и внеклеточной средой. Мембрана проницаема для ионов натрия, калия, но особенно хорошо она пропускает 02 , С02 , СГ и HCOJ. Белково-липид- ная оболочка и строма эритроцита легко деформируются, что позволяет клеткам проникать в капилляры диаметром менее 3 мкм.

Особый белок — хромопротеид гемоглобин составляет 95 % массы эритроцита. Кроме того, в составе эритроцита содержится около 140 ферментов, АТФ-азы, обеспечивающие транспорт ионов через мембрану и поддержание мембранного потенциала.

Основной функцией эритроцитов является перенос 02 в составе оксигемоглобина от альвеол легких к тканям и частично С02 в составе карбгемоглобина от тканей к легким. Помимо этого, в эритроцитах осуществляется синтез Н2 С03 из поступающего С02 и воды, в котором роль катализатора выполняет карбоангидраза. Ион HCOj , образующийся при диссоциации Н2С03, переходит в плазму, где соединяется с Na+, образуя карбонатный буфер, с участием которого транспортируется примерно 75 % С02 , образующегося в клетках тканей.

На мембране эритроцитов находятся молекулы белковой природы, что позволяет им адсорбировать некоторые биологически активные вещества (простагландины, лейкотриены, цитокины и др.), гормоны, аминокислоты, пептиды, жиры, холестерин, углеводы, ферменты (холинэстераза, угольная ангидраза, фосфатаза), микроэлементы и в таком виде транспортировать их. В эритроцитах содержится ряд компонентов свертывающей и противосвертывающей систем крови, а также витамины В,, В2, В6, аскорбиновая кислота.

В кровотоке эритроциты живут 80—120 сут. Продолжительность жизни эритроцитов у мужчин несколько больше, чем у женщин.

Образование эритроцитов — эригпропоэз — осуществляется в костном мозге, который находится в плоских костях и метафизах трубчатых костей. В норме клеточные элементы эритропоэза размножаются очень интенсивно. Эритроидные предшественники от момента образования из стволовой кроветворной клетки (СКК) претерпевают 5—10 делений, превращаясь в колониеобразующую единицу эритроцитов (КОЕэ), которая является предшественницей эритроидного ряда, из которой

278

появляется эритробласт. Эритробласт через ряд промежуточных стадий дает поколение молодых эритроцитов — ретикулоцитов. Эти клетки содержат остатки эндоплазматической сети, митохондрии и РНК. Достигнув стадии ретикулоцита, клетка еще в течение суток находится в костном мозге, а затем вымывается в кровоток, где и превращается за 50—70 ч в нормоцит. 15 норме в крови содержится не более 1 % ретикулоцитов. По содержанию ретикулоцитов в периферической крови можно судить об. интенсивности эритропоэза. В физиологических условиях эритропоэз усиливается при гипоксии — недостатке Ь2 в тканях. При этом состоянии почки, селезенка, печень, костный мозг реагируют на недостаток 02 синтезом специфического вещества эритропоэтина — физиологического регулятора кроветворения. По-видимому, нервные и эндокринные влияния на эритропоэз также выражаются в стимуляции продукции эритропоэтина. Помимо этого, для нормального эритропоэза необходимо наличие микроэлементов, гормонов, факторов роста, интерлейкинов, витаминов и в первую очередь витамина В12. Этот витамин поступает в организм человека вместе с пищей. Для его всасывания требуется внутренний фактор кроветворения — гастромукопротеин. Основная масса витамина Bi2 откладывается в печени. По мере потребности оттуда он доставляется в костный мозг, где принимает участие в эритропоэзе.

Немаловажную роль в регуляции эритропоэза играют и другие витамины группы В. Фолиевая кислота, или витамин В9, откладывается в печени и под влиянием витамина В,2 и аскорбиновой кислоты переходит в активное соединение — фолиевую кислоту. При дефиците витамина В]2 и фолиевой кислоты нарушается синтез гемоглобина, ДНК и РНК. Витамин В6 необходим для образования гема в эритробластах. Витамин В2 необходим для нормального течения окислительновосстановительных процессов. При его дефиците развивается анемия. Витамин В3 (пантотеновая кислота) необходим для образования липидной стромы эритроцита.

Эритроциты вместе с кроветворной тканью носят название

красного роста крови, или эритрона. Разница между эритроиом и другими тканями организма заключается в том, что продукты разрушения эритроцитов используются на построение новых клеток. Таким образом, эритрон является замкнутой системой, в которой в норме количество разрушившихся эритроцитов соответствует числу вновь образующихся. В сутки образуется -2-1011 эритроцитов.

Разрушение эритроцитов происходит несколькими путями. Во-первых, вследствие механического травмирования при циркуляции по сосудам (10—15 % эритроцитов), при этом чаще разрушаются молодые эритроциты; во-вторых, клетками мононуклеарной фагоцитарной системы, которых особен-

279

но много в печени и селезенке (они фагоцитируют 80 % эритроцитов); в-третьих, в результате гемолиза (5—10 % эритроцитов).

При старении эритроциты становятся сферичнее и гемолизируются прямо в циркулирующей крови.

Гемолизом называется процесс разрушения оболочки эритроцитов, вследствие которого гемоглобин выходит в плазму.

Осмотический гемолиз возникает в гипотонической среде. Мерой осмотической стойкости (резистентности) эритроцитов является концентрация раствора хлорида натрия, при которой начинается гемолиз. У человека границы стойкости эритроцитов находятся в пределах от 0,4 до 0,34 %, в растворе такой концентрации разрушаются все эритроциты. При некоторых заболеваниях осмотическая стойкость эритроцитов снижается, т.е. гемолиз начинается при более высоких концентрациях раствора хлорида натрия.

Химический гемолиз происходит под воздействием веществ, разрушающих белково-липидную оболочку эритроцитов (эфир, хлороформ).

Механический гемолиз возникает при сильных механических воздействиях на кровь (например, при встряхивании ампулы с донорской кровью).

Термический гемолиз наблюдается при замораживании и размораживании крови.

Биологический гемолиз возникает при попадании в кровь химических веществ, образующихся в живых организмах (при переливании несовместимой крови, под влиянием иммунных гемолизинов, например при действии биологических ядов, при укусе змей, пчел).

7.2.2. Лейкоциты

Лейкоциты — белые кровяные клетки, в которых имеется ядро и цитоплазма. Совокупность различных видов лейкоцитов, циркулирующих в крови, вместе с кроветворной тканью и тканью, где они разрушаются, а также системой их нейрогуморальной регуляции, образуют лейкон. Общее количество лейкоцитов в крови составляет 4—9-109/л. Увеличение количества лейкоцитов называется лейкоцитозом. Различают физиологический и реактивный лейкоцитоз. Физиологический лейкоцитоз по своей природе является перераспределительным и наблюдается после приема пиши, при мышечной работе, сильных эмоциях, болевых ощущениях, во время беременности. Реактивный лейкоцитоз возникает при воспалительных процессах и инфекционных заболеваниях и обусловлен увеличенным выходом клеток из органов кроветворения с преобладанием молодых форм.

280

Уменьшение количества лейкоцитов в периферической крови называется лейкопенией. Она наблюдается при некоторых инфекционных заболеваниях. Неинфекционная лейкопения связана главным образом с повышением радиоактивного фона и применением некоторых лекарственных препаратов.

В лейкоцитах содержится целый ряд ферментов: протеазы, пептидазы, липазы, дезоксирибонуклеазы. Лейкоциты способны адсорбировать на своей поверхности гормоны и другие вещества и переносить их. Все виды лейкоцитов обладают в различной степени амебоидной подвижностью. При наличии определенных химических раздражителей лейкоциты могут проходить через эндотелий капилляров, перемещаться к раздражителю (микроорганизму, распадающейся клетке, инородным телам или комплексу антиген—антитело) и поглощать (фагоцитировать) его, а затем с помощью своих ферментов расщеплять. Кроме того, лейкоциты образуют ряд важных для защиты организма веществ: антитела, обладающие антибактериальными и антитоксическими свойствами, цитокины — регуляторы гемопоэза и иммунного ответа, а также вещества фагоцитарной реакции и заживления ран.

Большая часть (более 50 %) лейкоцитов находится за пределами сосудистого русла, около 30 % — в костном мозге. Очевидно, для лейкоцитов, за исключением базофилов, кровь играет роль прежде всего переносчика — она доставляет их от места образования к областям, где они необходимы.

В зависимости от того, содержит ли цитоплазма гранулы или она однородна, лейкоциты делят на 2 группы: зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты). К зернистым лейкоцитам относят эозинофилы, базофилы и нейтрофилы, к незернистым — лимфоциты и моноциты. При оценке состояния «белой крови» имеет значение не только общее количество лейкоцитов, но и процентное соотношение всех форм лейкоцитов — лейкоцитарная формула (лейкограмма). Эти показатели находят отражение в анализе крови.

Эозинофилы обладают фагоцитарной способностью, но из-за малого количества в крови их роль в этом процессе невелика. Основная их функция заключается в разрушении токсинов белкового происхождения, чужеродных белков и комплексов антиген—антитело. Эозинофилы фагоцитируют гранулы разрушившихся базофилов и тучных клеток, в которых содержится большое количество гистамина, особенно при глистной инвазии, аллергических состояниях, а также при антибактериальной терапии. Гистамин стимулирует образование эозинофилов. Эозинофилы продуцируют фермент гистаминазу, которая разрушает поглощенный ими гистамин. Они участвуют в процессе фибринолиза, так как в них происходит

281

выработка плазминогена — предшественника плазмина — одного из главных факторов фибринолитической активности крови.

Базофилы продуцируют и содержат биологически активные вещества (гистамин, гепарин), которые регулируют свертываемость крови, тонус и проницаемость сосудов и бронхов. Гепарин препятствует свертыванию крови в очаге воспаления, а гистамин расширяет капилляры, что способствует активации процессов рассасывания и заживления ран. В этом заключается физиологический смысл увеличения количества базофилов в заключительную фазу острого воспаления.

Нейтрофилы проявляют выраженную фагоцитарную активность. Они защищают организм от патогенных микробов и их токсинов. Они быстро появляются на месте повреждения или воспаления. Скорость их движения в интерстициальном пространстве достигает 40 мкм/мин. Нейтрофилы фагоцитируют живые и погибающие микроорганизмы, разрушающиеся клетки, чужеродные частицы, а затем расщепляют их при помощи собственных ферментов. Эти клетки секретируют факторы хемотаксиса, лизосомные белки, продуцируют интерферон, оказывающий противовирусное действие.

Моноциты проявляют выраженную фагоцитарную активность. Она максимальна в кислой среде, в которой нейтрофилы активность теряют. В очаге воспаления моноциты фагоцитируют микробы, погибшие лейкоциты, опухолевые и зараженные вирусами клетки, поврежденные клетки воспаленной ткани, т.е. они очищают очаг воспаления и подготавливают место для регенерации ткани. Моноциты являются центральным звеном мононуклеарной фагоцитарной системы.

Лимфоциты обладают большим (до 20 лет и более) сроком жизни. Они могут не только проникать из крови в ткани, но и возвращаться обратно в кровь. Лимфоциты являются одним из центральных звеньев иммунной системы организма, так как осуществляют формирование специфического иммунитета. Благодаря их способности различать «свое» и «чужое» при помощи мембранных рецепторов, которые активируются при контакте с чужеродными белками, лимфоциты реализуют функцию иммунного надзора за чистотой клеточного состава организма. Лимфоциты регулируют взаимодействие других клеток в иммунных реакциях, процессах пролиферации и регенерации тканей, дифференцировки клеток. Лимфоциты осуществляют синтез антител, лизис чужеродных клеток, обеспечивают реакцию отторжения трансплантата, уничтожают мутантные клетки организма и обеспечивают иммунную память.

Лимфоциты делят на три группы: Т — тимусзависимые, В — бурсазависимые и 0 — нулевые.

282

Т-лимфоциты образуются в костном мозге, дифференцировку проходят в вилочковой железе (тимусе), а затем попадают в селезенку, лимфатические узлы или циркулируют в крови. Различают несколько форм Т-лимфоцитов. Клеткихелперы (помощники) взаимодействуют с В-лимфоцитами, превращая их в плазматические клетки. Клетки-супрессоры (угнетатели) блокируют чрезмерные реакции В-лимфоцитов и поддерживают постоянное соотношение разных форм лимфоцитов. Т-хелперы, Т-супрессоры и другие иммунорегуляторные фракции лимфоцитов участвуют в процессах взаимодействия Т-лимфоцитов с антигеном. Клетки-киллеры (убийцы) непосредственно осуществляют реакции клеточного иммунитета. Взаимодействуя с чужеродными клетками или своими клетками, которые приобрели несвойственные им качества (опухолевые клетки, клетки-мутанты), они разрушают их, тем самым сохраняя генетический гомеостаз. Клетки памяти содержат информацию о встрече иммунной системы с антигеном.

В-лимфоциты образуются в костном мозге, дифференцировку проходят в лимфоидной ткани кишечника, червеобразного отростка, небных и глоточных миндалинах. Их основная функция заключается в создании гуморального иммунитета путем выработки антител (иммуноглобулинов — Ig), которые при встрече с соответствующими им инородными веществами связывают их и нейтрализуют, тем самым подготавливая процесс последующего фагоцитоза. В-лимфоциты продуцируют [g следующих типов:

•IgA (15—20 % от всех типов Ig) — содержится в плазме и секретах эндокринных желез (в слюне, слезах); блокирует прикрепление бактерий к слизистой оболочке, нейтрализует микробы;

•IgD (< 1 %) — иммуноглобулин с неустановленной функцией;

•IgE ( 0,004 %) вырабатывается клетками пищеварительного канала и дыхательных путей; вызывает дегрануляцию тучных клеток, обладает противоглистной активностью;

•IgG ( 75 %) вырабатывается при вторичном иммунном ответе, действие направлено против бактерий, вирусов, токсинов; усиливает фагоцитоз; активирует систему комплемента; способен проходить плацентарный барьер;

•IgM (8—10 %) — главный класс Ig на ранних стадиях первичного иммунного ответа.

О-лимфоциты могут быть предшественниками Т- и В-кле- ток, составляя их резерв. Кроме того, к О-лимфоцитам относятся натуральные природные киллеры, или NK-лимфоциты.

Эти клетки секретируют белки — перфорины и цитолизины.

283