8 Внутренняя среда организма

ЛЕКЦИЯ № 7

Внутренняя среда организма.

Возрастные особенности крови и кровообращения. Иммунитет.

План

1. Внутренняя среда организма, ее состав и значение.

2. Кровь, состав и функции крови:

а) характеристика эритроцитов, гемоглобин, малокровие;

б) характеристика тромбоцитов, свертывание крови;

в) характеристика лейкоцитов, иммунитет, аллергия и иммунодефицит.

3. Возрастные особенности системы кровообращения:

а) строение и работа сердца, его возрастные особенности;

б) движение крови по сосудам.

Внутренняя среда организма представлена у человека тремя составляющими: кровью, лимфой и тканевой жидкостью. Между ними происходит постоянный обмен, который обеспечивает получение тканями необходимых веществ и удаление продуктов обмена.

Постоянный состав внутренней среды определяет возможность существования организма при значительных изменениях внешней среды.

Тканевая жидкость образуется из плазмы крови, отличается меньшим содержанием белков.

Лимфа образуется из тканевой жидкости (примерно 2 л в сутки). Количество белков в лимфе примерно в 10 раз меньше, чем в плазме крови.

Функции лимфы:

• дренажная (удаление избытка воды с растворенными в ней веществами из тканей);

• транспортная, в частности, транспорт жиров;

• защитная (в лимфоузлах происходит созревание Т-лимфоцитов, воспалительные процессы приводят к увеличению близлежащих к очагу воспаления лимфатических узлов).

Кровь – соединительная ткань, состоящая из жидкого межклеточного вещества (плазмы) и клеток (форменных элементов). Общее количество крови у взрослых составляет 6-8% от массы тела (4.5 – 6 л), у новорожденных – 15%, в 1 год – 11%. Относительно большее количество крови у детей связано с обеспечением более высокого уровня обмена веществ.

Кровь выполняет следующие функции:

1. Транспортная: а) дыхательная (транспорт кислорода и углекислого газа); б) трофическая (транспорт питательных веществ: глюкозы, аминокислот, липидов и т.д.) в) выделительная (транспорт конечных продуктов метаболизма – мочевины, мочевой кислоты – к органам выделения, г) гуморальная регуляция (транспорт физиологически активных веществ к органам-мишеням).

2. Защитная: а) обеспечение защиты организма от генетически чужеродных агентов (иммунитет), б) свертывание крови и сохранение ее в жидком состоянии.

3. Терморегуляторная (кровь благодаря высокой теплоемкости обеспечивает перераспределение тепла, образующегося в результате метаболизма).

В состав плазмы входят: вода (90 – 92%), растворимые белки, жирные кислоты, аминокислоты, глюкоза, соли Nа⁺, К⁺, Са²⁺ и т.д. Концентрация веществ плазмы определяет осмотическое давление крови, значение которого относится к гомеостатическим константам. При изменении осмотического давления клетки крови могут погибнуть. Осмотическая устойчивость эритроцитов у дошкольников выше, чем у взрослых, а у подростков – ниже, что связано с гормональными перестройками в их организме. Плазма участвует в осуществлении транспортной функции (переносит растворенные в ней вещества) и защитной функции (определенные белки плазмы обладают иммунными свойствами).

Различают три группы клеток крови: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты

Эритроциты – безъядерные дисковидные двояковогнутые клетки диаметром 7-10 мкм. У новорожденного количество эритроцитов составляет около 7 млн в 1мм³, у взрослого человека – 4-5 млн в 1мм³. По мере взросления организма количество эритроцитов волнообразно изменяется, но в целом у детей их количество несколько больше, чем у взрослых.

Функции эритроцитов: транспорт дыхательных газов, аминокислотных остатков, регуляция кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена, адсорбция ядов, регуляция активности свертывающей системы.

Транспорт дыхательных газов обеспечивается наличием в эритроцитах гемоглобина. Гемоглобин состоит из белка глобина и железосодержащей части – гема. Соединение гемоглобина с кислородом нестойкое и легко распадается в тканях. Соединение гемоглобина с углекислым газом также непрочное и распадается в легких.

В 1000 мл крови содержится примерно 120 г гемоглобина.

Анемия (малокровие) – это снижение количества эритроцитов (< 3 млн в 1мм³) и гемоглобина (< 100 г/л). Причинами анемии могут быть недостаток железа в пище, кровопотери, снижение кроветворной функции красного костного мозга, инфекционные заболевания. Профилактика анемии: правильное питание, богатое железосодержащими веществами (говяжья печень, мясо, яблоки) и витаминами, нормирование различных видов нагрузки, избегание переутомления, пребывание на свежем воздухе.

Одним из важных клинических анализов крови является реакция оседания эритроцитов (РОЭ). У взрослых она составляет 1-15 мм/ч, у новорожденного – 1- 2 мм/ч, в 7- 12 лет – не более 12 мм/ч. Увеличение РОЭ свидетельствует о наличии заболевания, чаще всего воспалительного.

Тромбоциты – самые мелкие клетки крови, в 1мм³ крови взрослого человека содержится 200-400 тыс. Мышечная работа и различные виды стрессорных факторов могут в несколько раз увеличить количество тромбоцитов. Основная их функция – обеспечение свертывания крови при повреждении целостности стенки кровеносных сосудов. В этом случае возникает опасность кровопотери и проникновения различных инфекционных агентов через рану.

Свертывание крови – это сложный многоступенчатый ферментативный процесс.

При повреждении кровеносного сосуда тромбоциты и другие компоненты крови подвергаются действию кислорода и более низкой температуры. Это приводит к разрушению тромбоцитов, из них высвобождается белок – тромбопластин, который запускает цепь реакций, ведущих к переходу растворимого белка фибриногена в его нерастворимую форму – фибрин при обязательном участии ионов кальция. Образуется тромб, закрывающий просвет кровеносного сосуда.

Для предотвращения свертывания крови внутри кровеносного сосуда в ней присутствуют противосвертывающие вещества. В норме наблюдается баланс между свертывающей и противосвертывающей системами. В старости он нарушается, и увеличивается риск свертывания крови в мелких сосудах.

Возрастные изменения тромбоцитов и свертывания крови изучал А.А.Маркосян, один из основоположников возрастной физиологии в России. Было установлено, что у детей свертывание крови протекает медленнее, а тромб имеет более рыхлую структуру, чем у взрослых.

Учебная нагрузка стимулирует свертывание крови, физическая нагрузка и стрессовые ситуации увеличивают количество тромбоцитов в несколько раз, что может привести к образованию тромбов в сосудах головного мозга и сердечной мышцы.

Лейкоциты – белые кровяные клетки, в 1мм³ крови содержится 4-10 тыс. Их основная функция – обеспечение иммунитета. Лейкоциты могут выходить из кровеносных и лимфатических капилляров и передвигаться к месту скопления чужеродных веществ.

Существует несколько форм лейкоцитов: зернистые (базофилы, нейтрофилы и эозинофилы) и незернистые (Т- и В-лимфоциты и моноциты). Соотношение между ними называют лейкоцитарной формулой. При заболеваниях резко увеличивается количество лейкоцитов и меняется соотношение между их видами.

У новорожденного количество лейкоцитов в несколько раз больше, чем у взрослых, только к 13-15 годам оно становится таким же, как у взрослых. У детей новые клетки образуются очень интенсивно, велико число незрелых лейкоцитов, поэтому их функциональная активность невысока.

Иммунитет – это система защиты организма от генетически чужеродных факторов. Агенты, против которых работает иммунитет называются антигенами.

По структурам, которые обеспечивают иммунитет, его делят на клеточный и гуморальный. Клеточный иммунитет - это поглощение и переваривание генетически чужеродных веществ и клеток лейкоцитами, прежде всего нейтрофилами и Т-лимфоцитами. Явление поглощения микроорганизмов лейкоцитами – фагоцитоз – было открыто выдающимся русским ученым И.И.Мечниковым. Гуморальный иммунитет обеспечивается выработкой антител (веществ белковой природы) в ответ на проникновение в организм антигена.

По направленности на антиген иммунитет делят на специфический и неспецифический.

При специфическом иммунитете для возникновения иммунной реакции необходимо взаимодействие организма с определенным (специфичным) антигеном. Перенесенные в детстве корь, скарлатина, ветряная оспа не повторяются вследствие действия специфического иммунитета. Основную роль в осуществлении специфического иммунитета играют Т- и В-лимфоциты, которые способны не только обеспечивать срочную иммунную реакцию, но и хранить информацию о встрече с определенным антигеном.

Неспецифические иммунные реакции направлены на борьбу с разнообразными антигенами: вирусами, бактериями и т.д. Этот вид иммунитета обеспечивается веществами плазмы крови (гаммаглобулином, интерферонами, лизоцимом и др.) и всеми типами лейкоцитов кроме лимфоцитов.

По способам приобретения различают врожденный и приобретенный иммунитет. При врожденном иммунитете антитела в крови имеются с момента рождения, т.е. он является наследственным. При приобретенном иммунитете антитела по отношению к тому или иному возбудителю заболевания вырабатываются в течении жизни. Если антитела вырабатываются вследствие естественного проникновения возбудителя заболевания в организм, говорят о естественном иммунитете. Помимо естественного различают искусственный иммунитет. Он бывает активным и пассивным. Искусственный иммунитет создается при введении в организм ослабленной или убитой культуры микроба – вакцины. При введении сыворотки с готовыми антителами возникает пассивный искусственный иммунитет. Активный иммунитет длится много лет, пассивный несколько месяцев.

Иммунный ответ организма должен быть адекватным. При недостаточной активности иммунной системы организм остается неполностью защищенным, а при чрезмерной активности – возникают аллергические реакции.

Иммунодефицитное состояние - это врожденное или преобретенное нарушение иммунитета, основанное на неполноценности какого-либо звена иммунной системы. К приобретенным иммунодефицитам относят СПИД.

С момента рождения начинает функционировать собственный иммунологический аппарат ребенка. Образование собственных антител в организме ребенка еще незначительно, особо важное значение имеют антитела, получаемые с молоком матери. Низкое содержание белков иммуноглобулинов и невысокая активность лейкоцитов приводят к легкой восприимчивости детей к различным заболеваниям. Интенсивное развитие иммунной системы идет со второго года примерно до 10 лет, затем иммунные свойства держатся на постоянном уровне и начинают постепенно снижаться после 40 лет.

Большую роль в формировании иммунного статуса детей и подростков имеют профилактические прививки, которые проводят по определенной схеме.

Рекомендуемая литература.

1. Безруких М.М. и др. Возрастная физиология (Физиология развития ребенка): Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений/М.М.Безруких, В.Д.Сонькин, Д.А.Фарбер. - М.: Издательский центр «Академия», 2002. – С.88 – 96.

2. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология: Учеб. пособие для студентов пед. вузов. – М.: Высш. шк., 1985. – С. 293 – 303.

3. Обреимова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков: Учеб. пособие для студ. дефектол. фак. высш. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – С. 82 – 94.

4. Хрипкова А.Г. и др. Возрастная физиология и школьная гигиена: Пособие для студентов пед. ин-тов/А.Г.Хрипкова, М.В.Антропова, Д.А.Фарбер. – М.: Просвещение, 1990. – С. 214 – 222.

Система кровообращения обеспечивает постоянную циркуляцию крови в замкнутой системе, что позволяет ей выполнять транспортную функцию. Она состоит из сердца и кровеносных сосудов.

Центральным звеном сердечно-сосудистой системы является четырехкамерное сердце. Оно состоит из левой и правой половин, каждая из которых включает предсердие и желудочек. Между предсердиями и желудочками имеются отверстия, снабженные створчатыми клапанами (в левой половине – двустворчатый, в правой – трехстворчатый). Вход в аорту и легочные артерии перекрывают полулунные клапаны. Клапанный аппарат обеспечивает движение крови в одном направлении: из предсердий в желудочки, а из желудочков в артерии. Иногда сердечные клапаны не могут плотно закрываться, работа сердца нарушается, возникают пороки сердца. Они могут быть вызваны врожденными аномалиями клапанного аппарата или возникать при повреждении в результате различных заболеваний (ревматизм, атеросклероз).

К моменту рождения у ребенка между предсердиями имеется овальное отверстие, которое зарастает в первые месяцы жизни.

Сердце у детей относительно больше, чем у взрослых, и составляет 0.6-0.8% от массы тела (у взрослого – 0.5%). Наиболее интенсивно сердце растет в течение первого года жизни и в подростковый период.

Кровь циркулирует в результате циклической работы сердца, главной функцией которого является нагнетание крови в артериальную систему организма.

Период, включающий одно сокращение (систолу) и последующее расслабление (диастолу) сердца, составляет сердечный цикл.

Показатели работы сердца.

1. Частота сердечных сокращений (ЧСС). У новорожденного этот показатель составляет 120-140 сокращений в минуту, что связано с интенсивным обменом веществ и отсутствием влияний блуждающего нерва. С возрастом ЧСС уменьшается и у подростков приближается к величине взрослых (70-75 сокращений в минуту). У детей большое влияние на ЧСС оказывают различные факторы: сильные эмоции, повышение температуры внешней среды, физические нагрузки увеличивают ЧСС, понижение температуры ведет к уменьшению ЧСС. У детей с дошкольного возраста и до 14-15 лет ярко выражена дыхательная аритмия: во время вдоха ЧСС увеличивается, а во время выдоха – уменьшается.

2. Систолический (ударный) объем крови – количество крови, поступающее в кровеносные сосуды за одно сокращение (систолу). У новорожденного – 2.5 – 3 мл, к 12 годам – увеличивается в 16 раз, у взрослых – 60 – 80 мл.

3. Минутный объем крови – количество крови, выбрасываемое сердцем в сосуды за одну минуту. С возрастом этот показатель увеличивается с 0.33 л/мин у новорожденного до 4-5 л/мин у взрослого.

Кровеносные сосуды делят на артерии, вены и капилляры. Артерии – это сосуды, по которым кровь движется от сердца. По венам кровь движется к сердцу. Капилляры – мельчайшие кровеносные сосуды, через стенку которых происходит обмен веществами между кровью и тканями.

Кровь движется по сосудам благодаря сокращениям сердца и разнице давления крови в разных частях сосудистой системы.

Давление, которое кровь оказывает на стенку артерий, называют артериальным. У детей оно значительно ниже, чем у взрослых. Величина АД у детей легко изменяется под влиянием различных факторов: переход из положения лежа в вертикальное положение увеличивает АД на 10-20 мм рт.ст. Сильные эмоции увеличивают верхнее давление на 20-40 мм рт.ст. У грудных детей даже прием пищи приводит к повышению АД.

В период полового созревания рост сердца опережает рост кровеносных сосудов, что отражается на величине артериального давления, иногда наблюдается так называемая юношеская гипертония. При этом нагнетательная сила сердца встречает сопротивление со стороны относительно узких кровеносных сосудов. Юношеская гипертония носит временный характер, но требует осторожности при дозировании различных видов нагрузки.

С возрастом уменьшается скорость движения крови, увеличивается время кругооборота крови, что связано с увеличением общей длины сосудов.

Деятельность сердечно-сосудистой системы регулируется нервной системой и гуморальными факторами. Влияние симпатических нервов приводит к увеличению частоты и силы сердечных сокращений, повышению артериального давления. Парасимпатические нервы действуют противоположным образом. Гормоны адреналин, тироксин увеличивают ЧСС, ацетилхолин, ионы калия тормозят работу сердца.

На ранних этапах развития преобладает влияние симпатической нервной системы на сердце и сосуды, поэтому частота сердечного ритма и артериальное давление у детей выше, чем у взрослых. Первые влияния блуждающего нерва (парасимпатического) появляются в 2,5 – 3 месяца, когда ребенок начинает держать головку. Закрепление парасимпатического влияния отмечают в трех-четырехлетнем возрасте.

Рекомендуемая литература.

1. Безруких М.М. и др. Возрастная физиология (Физиология развития ребенка): Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений/М.М.Безруких, В.Д.Сонькин, Д.А.Фарбер. - М.: Издательский центр «Академия», 2002. – С.88 – 96.

2. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология: Учеб. пособие для студентов пед. вузов. – М.: Высш. шк., 1985. – С. 293 – 303.

3. Обреимова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков: Учеб. пособие для студ. дефектол. фак. высш. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – С. 82 – 94.

4. Хрипкова А.Г. и др. Возрастная физиология и школьная гигиена: Пособие для студентов пед. ин-тов/А.Г.Хрипкова, М.В.Антропова, Д.А.Фарбер. – М.: Просвещение, 1990. – С. 214 – 222.