4. Механизмы поддержания кислотно-основного равновесия.

Концентрация водородных ионов, которая выражается отрицательным логарифмом мо­лярной концентрации ионов водорода — рН Норма рН: внутри клетки — рН=7,0 или 100 нмоль/л, внеклеточная жидкость — рН 7,4, или 40 нмоль/л, артериальная кровь — рН 7, 4, или 40 нмоль/л, венозная кровь — рН 7,35, или 44 нмоль/л. Крайние пределы колебаний рН крови, совместимые с жизнью, — 7,0—7,8, или от 16 до 100 нмоль/л.

Поддержание рН крови является важнейшей физиологической задачей — если бы не существовало механизма поддержания рН, то огромное количество кислых продуктов, образующихся в результате метаболических процессов вызывало бы закисление (ацидоз). В обычных условиях образуется летучая угольная кислота, в сутки около 20—25 моль, или 550 л, которая удаляется через легкие, а также нелетучие кислоты, в том числе молочная, серная, общее число которых достигает 100 ммоль/сутки и удаление которых осуществля­ется с участием почек и печени. В меньшей степени в организме накапливаются в процессе метаболизма щелочи, которые могут снизить содержание водорода (сместить рН среды в щелочную сторону — алкалоз).

Можно выделить 4 основных механизма поддержания КЩР: 1. буферирование; 2. удале­ние углекислого газа при внешнем дыхании; 3. регуляция реабсорбции бикарбонатов в поч­ках; 4. удаление нелетучих кислот с мочой (регуляция секреции и связывания ионов водо­рода в почках).

Буферные системы крови представлены 4 системами.

1. Гемоглобиновый буфер находится в эритроцитах. Он представлен системой «дезоксигемоглобин–оксигемоглобин». При накоплении в эритроцитах избытка водородных ио­нов дезоксигемоглобин, теряя ион калия, присоединяет к себе Н⁺ (связывает ионы водоро­да).

2. Карбонатный буфер представлен бикарбонатом (гидрокарбонатом) натрия и уголь­ной кислотой (NаНСО₃/Н₂СО₃). В норме соотношение этих компонентов должно быть 20:1, а уровень бикарбонатов — в пределах 24 ммоль/л. При появлении в крови избытка ионов водорода в реакцию вступает бикарбонат натрия, в результате чего образуется нейтральная соль и угольная кислота, происходит замена сильной кислоты (хорошо диссоциирующей на анион и ионы водорода) на более слабую кислоту (она слабее диссоциирует на анион и ион водорода), какой является угольная кислота. Избыток угольной кислоты выделяется легки­ми. При появлении в крови избытка щелочи или щелочного продукта в реакцию вступает второй компонент бикарбонатного буфера — угольная кислота, в результате чего образу­ется бикарбонат натрия и вода. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. 3. Фосфатный буфер представлен солями фосфорной кислоты, двух- и однозамещенным натрием (Na₂HPО₄ и NaН₂PО₄) в соотношении 4:1. При появлении в среде кислого продукта образуется однозамещенный фосфат NаН₂РО₄ — менее кислый продукт, а при защелачивании образуется двузамещенный фосфат Na₂HPО₄. Избыток каждого компонен­та фосфатного буфера выводится с мочой.

4. Белковый буфер. За счет наличия в составе белков плазмы щелочных и кислых ами­нокислот белок связывает свободные ионы водорода, т.е. препятствует закислению среды; одновременно он способен сохранить рН среды при ее защелачивании.

5. Белки плазмы крови, их характеристика и функциональное значение. Онкотическое давление крови и его роль. Значение белков плазмы крови многообразно: 1) они обусловливают онкотическое давление, которое определяет обмен воды между кровью и тканями; 2) обладая буфер­ными свойствами, поддерживают рН крови; 3) обеспечивают вязкость плазмы крови, имеющую важное значение в поддержании артериального давления; 4) препятствуют оседанию эритроцитов; 5) участвуют в свертывании крови; 6) являются необходимыми факторами иммунитета; 7) служат переносчиками ряда гормонов, минеральных веществ, липидов, холестерина; 8) представляют собой резерв для построения тканевых белков;

9) осуществляют креаторные связи, т.е. передачу информации, влияющей на генетиче­ский аппарат клеток и обеспечивающей процессы роста, развития, дифференцировки и поддержания структуры организма (примерами таких белков являются так называе­мые «фактор роста нервной ткани», эритропоэтины и т.д.). -,

Молекула глобулина обладает большими размерами и массой, а наибольшую молекулярную массу имеет комплекс белка с липидами — липопротеиды. Изменение свойств и структуры липопротеидов играет важную роль в развитии «ржав­чины жизни» — атеросклероза. Молекула фибриногена имеет удлиненную форму, что об­легчает образование длинных нитей фибрина при свертывании крови.

В плазме крови содержится несколько десятков различных белков, которые состав­ляют 3 основные группы: альбумины, глобулины и фибриноген. Для разделения белков плазмы применяют метод электрофореза, основанный на неодинаковой скорости движе­ния разных белков в электрическом поле. С помощью этого метода глобулины разделены на несколько фракций.

В последние годы применяют более тонкий метод разделения белков плазмы крови — иммуноэлектрофорез, при котором в электрическом поле передвигаются не нативные белки, а комплексы белковых молекул, связанных со специфическими антителами. Это позволило выделить гораздо большее количество белковых фракций. Онкотическое давление плазмы кровиОсмотическое давление, создаваемое белками, (т.е. их способностью притягивать воду), называется онкотическим давлением.

Абсолютное количество белков плазмы крови равно 7—8 % и почти в 10 раз прево­сходит количество кристаллоидов, но создаваемое ими онкотическое давление составляет лишь '/2оо осмотического давления плазмы (равного 7,6 атм), т.е. 0,03—0,04 атм (25—30 мм рт. ст.). Это обусловлено тем, что молекулы белков очень велики и число их в плазме во много раз меньше числа молекул кристаллоидов.

В наибольшем количестве содержатся в плазме альбумины. Величина их молекулы меньше чем молекулы глобулинов и фибриногена, а содержание заметно больше, поэтому онкотическое давление плазмы более чем на 80 % определяется альбуминами.

6. Лейкоциты, их виды. Лейкоцитарная формула. Функции различных видов лейкоцитов. Гуморальная и нервна Лейкоциты, или белые кровяные тельца, играют важную роль в защите организма от микробов, вирусов, от патогенных простейших, любых чужеродных веществ, т. е. они обеспечивают иммунитет.

Лейкоциты делят на 2 группы: гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незер­нистые). В группу гранулоцитов входят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, а в группу агранулоцитов — лимфоциты и моноциты. При оценке изменений количества лейкоцитов в клинике решающее значение придается не столько изменениям их количества, сколько изменениям взаимоотношений. Процентное соотношение отдельных форм лейкоцитов называют лейкоцитарной форму­лой (лейкоформулой), или лейкограммой.

В лейкоформул'е юные составляют не более 1 %, палочкоядерные — 1—5 %, сегментоядер­ные—45—70%. При ряде заболеваний содержание молодых нейтрофилов увеличивается. О соотношении молодых и зрелых форм нейтрофилов судят по величине так называемого сдвига влево (или индекса регенерации). Такое название дано потому, что в бланке леикограммы нейтро­филы распределены по степени их зрелости слева направо. Этот сдвиг вычисляют по отношению миелоцитов, юных и палочкоядерных форм к количеству сегментоядерных. В норме этот показатель равен 0,05—0,1. При тяжелых инфекционных заболеваниях и воспалительных процессах.он может достигать I—2. По степени сдвига судят о тяжести болезни и реакции организма на нее.

Иммунитет — это способ защиты организма от микробов, вирусов, паразитов и генетически чуждых клеток и веществ. Эозинофилы составляют 1—5 % всех лейкоцитов. Зернистость в их цитоплазме окрашивается кислыми красками (эозином и др.), что и определило их название. Эози­нофилы обладают фагоцитарной способностью, но из-за малого количества в крови их роль в этом процессе невелика. Основная функция эозинофилов заключается в обезвре­живании и разрушении токсинов белкового происхождения, чужеродных белков, комп­лексов антиген — антитело. Эозинофилы фагоцитируют гранулы базофилов и тучных клеток, которые содержат много гистамина. Эозинофилы продуцируют фермент гиста-миназу, разрушающую поглощенный гистамин. Базофилы (0—1 % всех лейкоцитов) представляют самую малочисленную группу гранулоцитов. Их крупная зернистость окрашивается основными красками, за что они и получили свое название. Функции базофилов обусловлены наличием в них биологи­чески активных веществ. Они, как и тучные клетки соединительной ткани, продуцируют гистамин и гепарин, поэтому эти клетки объединены в группу гепариноцитов. Количество базофилов нарастает во время регенеративной (заключительной) фазы острого воспаления и немного увеличивается при хроническом воспалении. Гепарин базофилов препятствует свертыванию крови в очаге воспаления, а гистамин расширяет капилляры, что способствует рассасыванию и заживлению. Значение базофилов возрастает при различных аллергических реакциях, когда из них и туч­ных клеток под влиянием комплекса антиген — антитело освобождается гистамин, который опреде­ляет клинические проявления крапивницы, бронхиальной астмы и других аллергических заболева­ний.

Моноциты составляют 2—10 % всех лейкоцитов, способны к амебовидному движе­нию, проявляют выраженную фагоцитарную и бактерицидную активность. Моноциты фагоцитируют до 100 микробов, в то время как нейтрофилы — лишь 20—30. Моноциты появляются в очаге воспаления после нейтрофилов и проявляют максимум активности в кислой среде, в которой нейтрофилы теряют свою активность. В очаге воспаления моноциты фагоцитируют микробы, а также погибшие лейкоциты, поврежденные клетки воспаленной ткани, очищая очаг воспаления и подготавливая его для регенерации. За эту функцию моноциты называют «дворниками организма».

7. Эритроциты, их функции. Виды гемоглобина, его соединения, их физиологическое значение. Гемолиз. Гуморальная и нервная регуляция эритропоэза. Эритроциты, или красные кровяные тельца, представляют собой клетки, которые у человека и млекопитающих не имеют ядра. В крови у мужчин содержится в среднем б-Ю^/л эритроцитов (6000000 в 1 мкл), у женщин—около 4,5•10¹²/л (4 500 000 в 1 мкл). Основная функция эритроцитов — транспорт кислорода и углекислого газа — реализу­ется за счет гемоглобина и фермента карбоангидразы.

Гемоглобин является основной составной частью эритроцитов и обеспечивает дыхательную функцию крови, являясь дыхательным ферментом. Он находится внутри эритроцитов, а не в плазме крови, что: а) обеспечивает уменьшение вязкости крови (растворение такого же количества гемоглобина в плазме повысило бы вязкость крови в несколько раз и резко затруднило бы работу сердца и кровообращение); б) уменьшает онкотическое давление плазмы, предотвращая обезвоживание тканей; в) предупреж­дает потерю организмом гемоглобина вследствие его фильтрации в клубочках почек и выделения с мочой. В норме гемоглобин содержится в виде 3 физиологических соединений. Гемоглобин, присоединивший кислород, превращается в оксигемоглобин — НЬ02. Это соединение по цвету отличается от гемоглобина, поэтому артериальная кровь имеет ярко-алый цвет. Оксигемоглобин, отдавший кислород, называют восстановленным или дезоксигемоглобином (НЬ). Он находится в венозной крови, которая имеет более темный цвет, чем артериальная. Кроме того, в венозной крови содержится соединение гемоглобина с углекислым газом — карбгемоглобин, который транспортирует С02 из тканей к легким. Гемоглобин обладает способностью образовывать и патологические соединения. Одним из них является карбоксигемоглобин — соединение гемоглобина с угарным газом (НЬСО). Сродство железа гемоглобина к СО превышает его сродство к Ог, по­этому даже 0,1 % СО в воздухе ведет к превращению 80 % гемоглобина в НЬСО, который неспособен присоединять кислород, что является опасным для жизни.

Метгемоглобин (MetHb) тоже патологическое соединение, является окисленным гемоглоби­ном, в котором под влиянием сильных окислителей (феррицианид, перманганат калия, амил- и пропилнитрит, анилин, бертолетовая соль, фенацетин) железо гема из двухвалентного превраща­ется в трехвалентное. При накоплении в крови больших количеств метгемоглобина транспорт кислорода тканям нарушается и может наступить смерть. Миоглобин. В скелетных мышцах и миокарде находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином. Его простетическая группа идентична гемоглобину крови, а белковая часть — глобин — обладает меньшей молекулярной массой. Миоглобин человека связывает до 14 % общего количества кислорода в организме. Это его свойство играет важную роль в снабжении работающих мышц. При сокращении мышц их крове­носные капилляры сдавливаются, и кровоток уменьшается либо прекращается. Однако благодаря наличию кислорода, связанного с миоглобином, в течение некоторого времени снабжение мышечных волокон кислородом сохраняется. Гемолиз Гемолизом называют разрушение оболочки эритроцитов, сопровождающееся выходом из них гемоглобина в плазму крови, которая окрашивается при этом в красный цвет и становится прозрачной («лаковая кровь»).

Разрушение эритроцитов может быть вызвано уменьшением осмотического давле­ния, .что вначале приводит к набуханию, а затем к разрушению эритроцитов,— это так называемый осмотический гемолиз. Мерой осмотической стойкости (резистентности) эритроцитов является концентрация Nad, при которой начинается гемолиз. У человека это происходит в 0,4 % растворе, а в 0,34 % растворе разрушаются все эритроциты. При некоторых заболеваниях осмотическая стойкость эритроцитов уменьшается, и гемолиз наступает при больших концентрациях NaCI в плазме.

Химический гемолиз происходит под влиянием веществ, разрушающих белково-липидную оболочку эритроцитов (эфир, хлороформ, алкоголь, бензол, желчные кислоты, сапонин и Др.).

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

Термический гемолиз наблюдается при замораживании и размораживании крови.

Биологический гемолиз, развивается при переливании несовместимой крови, при укусах некоторых змей, под влиянием иммунных гемолизинов и т. Первые сведения об эритропоэтине были получены в 1906 г. Карнотом и Дефландором. На сегодня известно, что эритропоэтин продуцируется в почках в клетках ЮГА, в печени (клетки Купфера) и селезенке. Однако основное место синтеза — почки. В нормальных условиях продуцируется небольшое количество эритропоэтина, который достигает клеток красного мозга и взаимодействует с рецепторами для эритропоэтина, в результате чего из­меняется концентрация в клетке цАМФ, что повышает синтез гемоглобина. Продукция эритропоэтина существенно возрастает в почках при гипоксии любого происхождения. Именно благодаря этому при подъеме в горы у человека значительно повышается продук­ция эритроцитов. Если человека быстро опустить на равнину, то некоторое время у него в крови все еще будет сохраняться высокий уровень эритроцитов, что облегчает транспорт кислорода. Эта методика используется высококвалифицированными спортсменами при подготовке к важнейшим соревнованиям сезона.

Стимуляция эритропоэза проходит также под влиянием таких неспецифических факторов как АКТГ, глюкокортикоиды, ТТГ, Т₃, Т₄, катехоламины (при их взаимодействии с бета-адренорецепторами), андрогены, ПГЕ₁, ПГЕ₂, а также при активации симпатической нерв­ной системы. Ряд факторов оказывает тормозное влияние на эритропоэз, в том числе эстрогены, парасимпатическая система, а также, возможно, специфический гормон — ингибитор эритропоэза. Тот факт, что эстрогены тормозят эритропоэз, вероятно, приводит к тому, что в период беременности уровень эритроцитов часто снижен (имеет место анемия). Однако в нормальных условиях этой анемии препятствует бета-адреномиметик, существование ко­торого обнаружено в наших исследованиях.

д.

8. Тромбоциты, их функции. Участие в процессах свёртывания крови. Содержание тромбоцитов, или кровяных пла­стинок, в крови здорового человека (определяемое по методу Фонио, наиболее часто используемому в клинической диагностике) составляет 150-300 тыс. в 1 мкл. Диаметр этих плоских безъядерных клеток неправильной округлой формы составляет (в на­правлении наибольшей длины) 1-4 мкм, а тол­щина-0,5-0,75 мкм. Кровяные пластинки обра­зуются в костном мозгу (рис. 18.5) путем отщепле­ния участков цитоплазмы от гигантских клеток -мегакариоцитов; из каждой такой клетки может возникнуть до 1000 тромбоцитов. Образование кровяных пластинок, как и эритроцитов, регули­руется гликопротеиновым гормоном, образуемым в почках,-тромбопоэтином. Тромбоциты циркули­руют в крови в течение 5-11 дней и затем разру­шаются в печени, легких и селезенке.

В крови тромбоциты пребывают в неактиви­рованном состоянии. Их активация наступает в результате контакта с поверхностью и действия некоторых факторов свертывания. Активированные тромбоциты выделяют ряд веществ, необходимых для гемостаза.

Гемостаз

Адгезия тромбоцитов. У здорового человека кровотечение из мелких сосудов при их ранении останавливается за 1-3 мин (так называемое время кровотечения). Этот первичный гемостаз почти целиком обусловлен сужением сосудов и их механической закупоркой агрегатами тромбо­цитов. Адгезия (прилипание) тромбоцитов к волок­нам соединительной ткани по краям раны обуслов­лена олигомерным гликопротеином, содержащимся в субэндотелии и кровяных пластинках,-фактором Виллебранда.

В процессе адгезии форма тромбоцитов ме­няется-отл становятся округлыми клетками с шиловидными отростками. Под влиянием АДФ (это вещество частично выделяется из поврежденных клеток) и адреналина повышается способность тромбоцитов к агрегации (вначале обратимой). При этом выделяются и начинают действовать агенты, содержащиеся в электроноплотных и а-гранулах К этим веществам относятся серотонин (сосудосуживающий агент), катехоламины, хра­нящиеся в гранулах, и АДФ (в том числе образую­щийся из АТФ). В результате действия сосудосужи­вающих веществ просвет поврежденных сосудов уменьшается (возникает функциональная ишемия) и перекрывается массой тромбоцитов, прилипших к коллагеновым волокнам.

9. Понятие о гемостазе. Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз и его фазы. Факторы, ускоряющие и замедляющие свёртывание крови. СОСУДИСТО-ТРОМБОЦИТАРНЫЙ ГЕМОСТАЗ. Этот механизм способен самостоятельно прекратить кровотечение из наиболее часто травмируемых микроциркуляторных сосудов с низким артериальным давлением. Он складывается из ряда последовательных процессов:

1. Рефлекторный спазм поврежденных сосудов. Эта реакция обеспечивается сосудо­суживающими веществами, освобождающимися из тромбоцитов (серотонин, адрена­лин, норадреналин). Спазм приводит лишь к временной остановке или уменьшению кро­вотечения.

2. Адгезия тромбоцитов (приклеивание) к месту травмы. Данная реакция связана с изменением отрицательного электрического заряда сосуда в месте повреждения на положительный. Отрицательно заряженные тромбоциты прилипают к обнажившимся волокнам коллагена базальной мембраны. Адгезия тромбоцитов обычно завершается -за 3—10 с.

3. Обратимая агрегация (скучивание) тромбоцитов. Она начинается почти одно­временно с адгезией. Главным стимулятором этого процесса являются «внешняя» АДФ, выделяющаяся из поврежденного сосуда, и «внутренняя» АДФ, освобождающаяся из тромбоцитов и эритроцитов. Образуется рыхлая тромбоцитарная пробка, которая пропу­скает через себя плазму крови.

4. Необратимая агрегация тромбоцитов (при которой тромбоцитарная пробка стано­вится непроницаемой для крови). Эта реакция возникает под влиянием тромбина, изме­няющего структуру тромбоцитов («вязкий метаморфоз» кровяных пластинок). Следы тромбина образуются под влиянием тканевой тромбиназы, которая появляется через 5—10 с после повреждения сосуда. Тромбоциты теряют свою структурность и сливаются в гомогенную массу. Тромбин разрушает мембрану тромбоцитов, и их содержание осво-бождается в кровь. При этом выделяются все пластиночные факторы и новые количества АДФ, увеличивающие размеры тромбоцитарного тромба. Освобождение фактора 3 дает начало образованию тромбоцитарной протромбиназы — включению механизма коагуля-ционного гемостаза. На агрегатах тромбоцитов образуется небольшое количество нитей фибрина, в сетях которого задерживаются эритроциты и лейкоциты.

5. Ретракция тромбоцитарного тромба — его уплотнение и закрепление в поврежден­ных сосудах за счет сокращения тромбостенина. В результате образования тромбоцитар­ной пробки кровотечение из микроциркуляторных сосудов, чаще всего повреждаемых при бытовых травмах (ссадины, порезы кожи), останавливается за несколько минут. Факторы, ускоряющие и замедляющие свёртывание крови. ПРОТИВОСВЕРТЫВАЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ Циркулирующая кровь имеет все необходимое для свертывания, однако остается жидкой. Сохранение жидкого состояния крови — одного из важных параметров гомеостаза — главная функция системы гемокоагуляции. Свертывание крови представляет вторичное, защитное приспособление, включающееся при повреждении сосудов. Система гемокоагуляции в естественных условиях поддерживает жидкое состояние крови и опти­мальное состояние стенок сосудов.

Жидкое состояние крови сохраняется за счет многих механизмов: 1) свертыванию крови препятствует гладкая поверхность эндотелия сосудов, что предотвращает актива­цию фактора Хагемана и агрегацию тромбоцитов; 2) стенки сосудов и форменные элемен­ты крови имеют отрицательные заряды, что отталкивает клетки крови от сосудистых стенок; 3) стенки сосудов покрыты тонким слоем растворимого фибрина адсорбирующим активные факторы свертывания, особенно тромбин; 4) свертыванию мешает большая скорость течения крови, что не позволяет факторам гемокоагуляции достигнуть нужной концентрации в одном месте; 5) жидкое состояние крови поддерживается имеющимися в ней естественными антикоагулянтами.

Имеющиеся в организме антикоагулянты делят на две группы: 1) предсуществую-щие (первичные) и 2) образующиеся в процессе свертывания крови и фибринолиза (вто­ричные).

В первую группу входит несколько антитромбопластинов, тормозящих образование и действие протромбиназы. В крови имеется несколько антитромбинов. Самым мощным из них является антитромбин III. При врожденном дефиците антитромбина III разви­ваются тяжелые тромбоэмболические явления. Вторым по мощности среди первичных антикоагулянтов является «г-макроглобулин (или анти УСКОРЯЮЩИЕ СВЁРТЫВАЕМОСТЬ КРОВИ. В последние годы в тромбоцитах обнаружено много специфических соединений, участвующих в свертывании крови. Их называют тромбоцитарными (пластиночными) факторами и нумеруют арабскими цифрами.

Одним из наиболее важных тромбоцитарных соединений является фактор 3 — тромбоццтарный тромбопластан, или тромбопластический фактор. Он представляет собой фосфалипид и нахо­дится в мембране кровяных пластинок и их гранул. Этот фактор освобождается после разрушения тромбоцитов и используется в I фазе свертывания крови.

Фактор 4—антигепариновый—связывает гепарин и таким путем ускоряет процесс гемоко­агуляции.