Кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней клеточных (форменных) элементов. Нерастворимые жировые частицы клеточного происхождения, присутствующие в плазме, называют гемокониями (кровяная пыль). Объем К. в норме составляет в среднем у мужчин 5200 мл, у женщин 3900 мл.
Различают красные и белые кровяные тельца (клетки). В норме красных кровяных телец (эритроцитов) у мужчин 4-5×1012/л, у женщин 3,9-4,7×1012/л, белых кровяных телец (лейкоцитов) - 4-9×109/л крови.
Кроме того, в 1 мкл крови содержится 180-320×109/л тромбоцитов (кровяных пластинок). В норме объем клеток составляет 35-45% объема крови.
Физико-химические свойства.
Плотность цельной крови зависит от содержания в ней эритроцитов, белков и липидов Цвет крови меняется от алого до темно-красного в зависимости от соотношения форм гемоглобина, а также присутствия его дериватов - метгемоглобина, карбоксигемоглобина и др. Алый цвет артериальной крови связан с присутствием в эритроцитах оксигемоглобина, темно красный цвет венозной крови - с наличием восстановленного гемоглобина. Окраска плазмы обусловлена присутствием в ней красных и желтых пигментов, главным образом каротиноидов и билирубина; содержание в плазме большого количества билирубина при ряде патологических состояний придает ей желтый цвет.
Кровь представляет собой коллоидно-полимерный раствор, в котором вода является растворителем, соли и низкомолекулярные органические вещества плазмы - растворенными веществами, а белки и их комплексы - коллоидным компонентом.
На поверхности клеток К. имеется двойной слой электрических зарядов, состоящий из прочно связанных с мембраной отрицательных зарядов и уравновешивающего их диффузного слоя положительных зарядов. За счет двойною электрического слоя возникает электрокинетический потенциал (дзета-потенциал), предотвращающий агрегацию (склеивание) клеток и играющий, т.о., важную роль в их стабилизации.
Поверхностный ионный заряд мембран клеток крови непосредственно связан с физико-химическими превращениями, происходящими на клеточных мембранах. Определить клеточный заряд мембран можно с помощью электрофореза. Электрофоретическая подвижность прямо пропорциональна величине заряда клетки. Наибольшей электрофоретической подвижностью обладают эритроциты, наименьшей - лимфоциты.
Проявлением микрогетерогенности К.
является феномен оседания эритроцитов. Склеивание (агглютинация) эритроцитов и связанное с ним оседание во многом зависят от состава среди, в которой они взвешены.
Электропроводность крови, т.е. ее способность проводить электрический ток, зависит от содержания электролитов в плазме и величины гематокритного числа. Электропроводность цельной К. на 70% определяется присутствующими в плазме солями (главным образом хлоридом натрия), на 25% белками плазмы и лишь на 5% клетками крови. Измерение электропроводности крови используют в клинической практике, в частности при определении СОЭ.
Ионная сила раствора - величина, характеризующая взаимодействие растворенных в нем ионов, что сказывается на коэффициентах активности, электропроводности и других свойствах растворов электролитов; для плазмы К. человека эта величина равна 0,145. Концентрация водородных ионов плазмы выражается в величинах водородного показателя. Средний рН крови 7,4. В норме рН артериальной крови 7,35-7,47, венозной крови на 0,02 ниже, содержимое эритроцитов обычно имеет на 0,1-0,2 более кислую реакцию, чем плазма. Поддержание постоянства концентрации водородных ионов в крови обеспечивается многочисленными физико-химическими, биохимическими и физиологическими механизмами, среди которых важную роль играют буферные системы крови. Их свойства зависят от присутствия солей слабых кислот, главным образом угольной, а также гемоглобина (он диссоциирует как слабая кислота), низкомолекулярных органических кислот и фосфорной кислоты. Сдвиг концентрации водородных ионов в кислую сторону называется ацидозом, в щелочную - алкалозом. Для поддержания постоянства рН плазмы наибольшее значение имеет бикарбонатная буферная система (см. Кислотно-щелочное равновесие). Т.к. буферные свойства плазмы почти целиком зависят от содержания в ней бикарбоната, а в эритроцитах большую роль играет также гемоглобин, то буферные свойства цельной К. в большой степени обусловлены содержанием в ней гемоглобина. Гемоглобин, как и подавляющее большинство белков К., при физиологических значениях рН диссоциирует как слабая кислота, при переходе в оксигемоглобин он превращается в значительно более сильную кислоту, что способствует вытеснению угольной кислоты из К. и переходу ее в альвеолярный воздух.
Осмотическое давление плазмы крови определяется ее осмотической концентрацией, т.е. суммой всех частиц - молекул, ионов, коллоидных частиц, находящихся в единице объема. Эта величина поддерживается физиологическими механизмами с большим постоянством и при температуре тела 37° составляет 7,8 мН/м2 (» 7,6 атм). Она в основном зависит от содержания в К. хлористого натрия и других низкомолекулярных веществ, а также белков, главным образом альбуминов, неспособных легко проникать через эндотелий капилляров. Эту часть осмотического давления называют коллоидно-осмотическим, или онкотическим. Оно играет важную роль в движении жидкости между кровью и лимфой, а также в образовании гломерулярного фильтрата.
Одно из важнейших свойств крови - вязкость составляет предмет изучения биореологии. Вязкость крови зависит от содержания белков и форменных элементов, главным образом эритроцитов, от калибра кровеносных сосудов. Измеряемая на капиллярных вискозиметрах (с диаметром капилляра несколько десятых миллиметра), вязкость крови в 4-5 раз выше вязкости воды. Величина, обратная вязкости, называется текучестью. При патологических состояниях текучесть крови существенно изменяется вследствие действия определенных факторов свертывающей системы крови.
Морфология и функция форменных элементов крови. К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты, представленные гранулоцитами (нейтрофильными, эозинофильными и базофильными полиморфно-ядерными) и агранулоцитами (лимфоцитами и моноцитами), а также тромбоциты. В крови содержится незначительное количество плазматических и других клеток. На мембранах клеток крови происходят ферментативные процессы и осуществляются иммунные реакции. Мембраны клеток крови несут информацию о группах К. в тканевых антигенах.
Эритроциты (около 85%) являются безъядерными двояковогнутыми клетками с ровной поверхностью (дискоцитами), диаметром 7-8 мкм. Объем клетки 90 мкм3 площадь 142 мкм2, наибольшая толщина 2,4 мкм, минимальная - 1 мкм, средний диаметр на высушенных препаратах 7,55 мкм. Сухое вещество эритроцита содержит около 95% гемоглобина, 5% приходится на долю других веществ (негемоглобиновые белки и липиды). Ультраструктура эритроцитов однообразна. При исследовании их с помощью трансмиссионного электронного микроскопа отмечается высокая однородная электронно-оптическая плотность цитоплазмы за счет содержащегося в ней гемоглобина; органеллы отсутствуют. На более ранних стадиях развития эритроцита (ретикулоцита) в цитоплазме можно обнаружить остатки структур клеток-предшественников (митохондрии и др.). Клеточная мембрана эритроцита на всем протяжении одинакова; она имеет сложное строение. Если мембрана эритроцитов нарушается, то клетки принимают сферические формы (стоматоциты, эхиноциты, сфероциты). При исследовании в сканирующем электронном микроскопе (растровая электронная микроскопия) определяют различные формы эритроцитов в зависимости от их поверхностной архитектоники. Трансформация дискоцитов вызывается рядом факторов, как внутриклеточных, так и внеклеточных.
Эритроциты в зависимости от размера называют нормо-, микро- и макроцитами. У здоровых взрослых людей количество нормоцитов составляет в среднем 70%.
Определение размеров эритроцитов (эритроцитометрия) дает представление об эритроцитопоэзе. Для характеристики эритроцитопоэза используют также эритрограмму - результат распределения эритроцитов по какому-либо признаку (например, по диаметру, содержанию гемоглобина), выраженный в процентах и (или) графически.
Зрелые эритроциты не способны к синтезу нуклеиновых кислот и гемоглобина. Для них характерен относительно низкий уровень обмена, что обусловливает длительную продолжительность их жизни (приблизительно 120 дней). Начиная с 60-го дня после попадания эритроцита в кровяное русло постепенно снижается активность ферментов. Это приводит к нарушению гликолиза и, следовательно, к уменьшению потенциала энергетических процессов в эритроците. Изменения внутриклеточного обмена связаны со старением клетки и в итоге приводят к ее разрушению. Большое число эритроцитов (около 200 млрд.) ежедневно подвергается деструктивным изменениям и погибает.
Лейкоциты.
Гранулоциты - нейтрофильные (нейтрофилы), эозинофильные (эозинофилы), базофильные (базофилы) полиморфно-ядерные лейкоциты - крупные клетки от 9 до 15 мкм, они циркулируют в крови несколько часов, а затем перемещаются в ткани. В процессы дифференциации гранулоциты проходят стадии метамиелоцитов и палочкоядерных форм. В метамиелоцитах бобовидное ядро имеет нежное строение. В палочкоядерных гранулоцитах хроматин ядра более плотно упакован, ядро вытягивается, иногда в нем намечается образование долек (сегментов). В зрелых (сегментоядерных) гранулоцитах ядро обычно имеет несколько сегментов. Все гранулоциты характеризуются наличием в цитоплазме зернистости, которую подразделяют на азурофильную и специальную. В последней, в свою очередь, различают зрелую и незрелую зернистость.
В нейтрофильных зрелых гранулоцитах количество сегментов бывает от 2 до 5; новообразования гранул в них не происходит. Зернистость нейтрофильных гранулоцитов окрашивается красителями от коричневатого до красновато-фиолетового цвета; цитоплазма - в розовый цвет. Соотношение азурофильных и специльных гранул непостоянно. Относительное число азурофильных гранул достигает 10-20%. Важную роль в жизнедеятельности гранулоцитов играет их поверхностная мембрана. По набору гидролитических ферментов гранулы могут быть идентифицированы как лизосомы с некоторыми специфическими особенностями (наличие фагоцитина и лизоцима). При ультрацитохимическом исследовании показано, что активность кислой фосфатазы в основном связана с азурофильными гранулами, а активность щелочной фосфатазы - со специальными гранулами. С помощью цитохимических реакций в нейтрофильных гранулоцитах обнаружены липиды, полисахариды, пероксидаза и др. Основной функцией нейтрофильных гранулоцитов является защитная реакция по отношению к микроорганизмам (микрофаги). Они активные фагоциты.
Эозинофильные гранулоциты содержат ядро, состоящее из 2, реже 3 сегментов. Цитоплазма слабо базофильна. Эозинофильная зернистость окрашивается кислыми анилиновыми красителями, особенно хорошо эозином (от розового до цвета меди). В эозинофилах выявлены пероксидаза, цитохромоксидаза, сукцинатдегидрогеназа, кислая фосфатаза и др. Эозинофильные гранулоциты обладают дезинтоксикационной функцией. Количество их увеличивается при введении в организм чужеродного белка. Эозинофилия является характерным симптомом при аллергических состояниях. Эозинофилы принимают участие в дезинтеграции белка и удалении белковых продуктов, наряду с другими гранулоцитами способны к фагоцитозу.
Базофильные гранулоциты обладают свойством окрашиваться метахроматически, т.е. в оттенки, отличные от цвета краски. Ядро этих клеток не имеет структурных особенностей. В цитоплазме органеллы развиты слабо, в ней определяются специальные гранулы полигональной формы (диаметром 0,15-1,2 мкм), состоящие из электронно-плотных частиц. Базофилы наряду с эозинофилами участвуют в аллергических реакциях организма. Несомненна их роль и в обмене гепарина.
Для всех гранулоцитов характерна высокая лабильность клеточной поверхности, которая проявляется в адгезивных свойствах, способности к агрегации, образованию псевдоподий, передвижению, фагоцитозу. В гранулоцитах обнаружены кейлоны - вещества, которые оказывают специфическое действие, подавляя синтез ДНК в клетках гранулоцитарного ряда.
В отличие от эритроцитов лейкоциты в функциональном отношении являются полноценными клетками с большим ядром и митохондриями, высоким содержанием нуклеиновых кислот и окислительным фосфорилированием. В них сосредоточен весь гликоген крови, служащий источником энергии при недостатке кислорода, например в очагах воспаления. Основная функция сегментоядерных лейкоцитов - фагоцитоз. Их антимикробная и антивирусная активность связана с выработкой лизоцима и интерферона.
Лимфоциты - центральное звено в специфических иммунологических реакциях; они являются предшественниками антителообразующих клеток и носителями иммунологической памяти. Основная функция лимфоцитов - выработка иммуноглобулинов (см. Антитела). В зависимости от величины различают малые, средние и большие лимфоциты. В связи с различием иммунологических свойств выделяют лимфоциты тимусзависимые (Т-лимфоциты), ответственные за опосредованный иммунный ответ, и В-лимфоциты, которые являются предшественниками плазматических клеток и ответственны за эффективность гуморального иммунитета.
Большие лимфоциты имеют обычно круглое или овальное ядро, хроматин конденсируется по краю ядерной мембраны. В цитоплазме находятся одиночные рибосомы. Эндоплазматическая сеть развита слабо. Выявляют 3-5 митохондрий, реже их больше. Пластинчатый комплекс представлен небольшими пузырьками. Определяются электронно-плотные осмиофильные гранулы, окруженные однослойной мембраной. Малые лимфоциты характеризуются высоким ядерно-цитоплазматическим отношением. Плотно упакованный хроматин образует крупные конгломераты по периферии и в центре ядра, которое бывает овальной или бобовидной формы. Цитоплазматические органеллы локализуются на одном полюсе клетки.
Продолжительность жизни лимфоцита колеблется от 15-27 дней до нескольких месяцев и лет. В химическом составе лимфоцита наиболее выраженными компонентами являются нуклеопротеиды. Лимфоциты содержат также катепсин, нуклеазу, амилазу, липазу, кислую фосфатазу, сукцинатдегидрогеназу, цитохромоксидазу, аргинин, гистидин, гликоген.
Моноциты - наиболее крупные (12-20 мкм) клетки крови. Форма ядра разнообразная, клетка окрашивается в фиолетово-красный цвет; хроматиновая сеть в ядре имеет широко-нитчатое, рыхлое строение (рис. 5). Цитоплазма обладает слабобазофильными свойствами, окрашивается в сине-розовый цвет, имея в разных клетках различные оттенки. В цитоплазме определяется мелкая нежная азурофильная зернистость, диффузно распределенная по всей клетке; окрашивается в красный цвет. Моноциты обладают резко выраженной способностью к окрашиванию, амебоидному движению и фагоцитозу, особенно остатков клеток и мелких чужеродных тел.
Тромбоциты - полиморфные безъядерные образования, окруженные мембраной. В кровяном русле тромбоциты имеют округлую или овальную форму. В зависимости от степени целости различают зрелые формы тромбоцитов, юные, старые, так называемые формы раздражения и дегенеративные формы (последние встречаются у здоровых людей крайне редко). Нормальные (зрелые) тромбоциты - круглой или овальной формы с диаметром 3-4 мкм; составляют 88,2 ± 0,19% всех тромбоцитов. В них различают наружную бледно-голубую зону (гиаломер) и центральную с азурофильной зернистостью - грануломер (рис. 6). При соприкосновении с чужеродной поверхностью волоконца гиаломера, переплетаясь между собой, образуют на периферии тромбоцита отростки различной величины. Юные (незрелые) тромбоциты - несколько больших размеров по сравнению со зрелыми с базофильным содержимым; составляют 4,1 ± 0,13%. Старые тромбоциты - различной формы с узким ободком и обильной грануляцией, содержат много вакуолей; составляют 4,1 ± 0,21%. Процентное соотношение различных форм тромбоцитов отражают в тромбоцитограмме (тромбоцитарной формуле), которая зависит от возраста, функционального состояния кроветворения, наличия патологических процессов в организме. Химический состав тромбоцитов достаточно сложен. Так, в их сухом остатке содержится 0,24% натрия, 0,3% калия, 0,096% кальция, 0,02% магния, 0,0012% меди, 0,0065% железа и 0,00016% марганца. Наличие в тромбоцитах железа и меди позволяет предположить их участие в дыхании. Большая часть кальция тромбоцитов связана с липидами в виде липидно-кальциевого комплекса. Важную роль играет калий; в процессе образования кровяного сгустка он переходит в сыворотку крови, что необходимо для осуществления его ретракции. До 60% сухого веса тромбоцитов составляют белки. Содержание липидов достигает 16-19% от сухого веса. В тромбоцитах выявлены также холинплазмалоген и этанолплазмалоген, играющие определенную роль в ретракции сгустка. Кроме того, в тромбоцитах отмечаются значительные количества b-глюкуронидазы и кислой фосфатазы, а также цитохромоксидазы и дегидрогеназы, полисахариды, гистидин. В тромбоцитах обнаружено соединение, близкое к гликопротеидам, способное ускорять процесс образования кровяного сгустка, и небольшое количество РНК и ДНК, которые локализуются в митохондриях. Хотя в тромбоцитах отсутствуют ядра, в них протекают все основные биохимические процессы, например синтезируется белок, происходит обмен углеводов и жиров. Основная функция тромбоцитов - способствовать остановке кровотечения; они обладают свойством распластываться, агрегировать и сжиматься, обеспечивая тем самым начало образования кровяного сгустка, а после его формирования - ретракцию. В тромбоцитах содержится фибриноген, а также сократительный белок тромбастенин, во многом напоминающий мышечный сократительный белок актомиозин. Они богаты аденилнуклеотидами, гликогеном, серотонином, гистамином. В гранулах содержится III, а на поверхности адсорбированы V, VII, VIII, IX, X, XI и XIII факторы свертывания крови.
Плазматические клетки встречаются в нормальной крови, в единичном количестве. Для них характерно значительное развитие структур эргастоплазмы в виде канальцев, мешочков и др. На мембранах эргастоплазмы очень много рибосом, что делает цитоплазму интенсивно-базофильной. Около ядра локализуется светлая зона, в которой обнаруживается клеточный центр и пластинчатый комплекс. Ядро располагается эксцентрично. Плазматические клетки продуцируют иммуноглобулины
Биохимия.
Перенос кислорода к тканям крови (эритроциты) осуществляет с помощью специальных белков - переносчиков кислорода. Это содержащие железо или медь хромопротеиды, которые получили название кровяных пигментов. Если переносчик низкомолекулярный, он повышает коллоидно-осмотическое давление, если высокомолекулярный - увеличивает вязкость крови, затрудняя ее движение.
Сухой остаток плазмы крови человека около 9%, из них 7% составляют белки, в том числе около 4% приходится на альбумин, поддерживающий коллоидно-осмотическое давление. В эритроцитах плотных веществ значительно больше (35-40%), из них 9/10 приходится на гемоглобин.
Исследование химического состава цельной крови широко используется для диагностики заболеваний и контроля за лечением. Для облегчения интерпретации результатов исследования вещества, входящие в состав крови, делят на несколько групп. В первую группу входят вещества (водородные ионы, натрий, калий, глюкоза и др.), имеющие постоянную концентрацию, которая необходима для правильного функционирования клеток. К ним применимо понятие постоянства внутренней среды (гомеостаза). Ко второй группе относятся вещества (гормоны, плазмоспецифические ферменты и др.), продуцируемые специальными видами клеток; изменение их концентрации свидетельствует о повреждении соответствующих органов. Третья группа включает вещества (некоторые из них токсичны), удаляемые из организма лишь специальными системами (мочевина, креатинин, билирубин и др.); накопление их в крови является симптомом повреждения этих систем. Четвертую группу составляют вещества (органоспецифические ферменты), которыми богаты лишь некоторые ткани; появление их в плазме служит признаком разрушения или повреждения клеток этих тканей. В пятую группу входят вещества, в норме продуцируемые в небольших количествах; в плазме они появляются при воспалении, новообразовании, нарушении обмена веществ и др. К шестой группе относятся токсические вещества экзогенного происхождения.
Для облегчения лабораторной диагностики разработано понятие нормы, или нормального состава, кровь -диапазон концентраций, не свидетельствующих о заболевании. Однако общепринятые нормальные величины удалось установить лишь для некоторых веществ. Сложность заключается в том, что в большинстве случаев индивидуальные различия значительно превышают колебания концентрации у одного и того же человека в разное время. Индивидуальные различия связаны с возрастом, полом, этнической принадлежностью (распространенностью генетически обусловленных вариантов нормального обмена веществ), географическими и профессиональными особенностями, с употреблением определенной пищи.
В плазме крови содержится более 100 различных белков, из которых около 60 выделено в чистом виде. Подавляющее большинство из них гликопротеиды. Плазматические белки образуются в основном в печени, которая у взрослого человека продуцирует их до 15-20 г в день. Плазматические белки служат для поддержания коллоидно-осмотического давления (и тем самым для удержания воды и электролитов), выполняют транспортные, регуляторные и защитные функции, обеспечивают свертывание крови (гемостаз) и могут служить резервом аминокислот. Различают 5 основных фракций белков крови: альбумины, ×a1-, a2-, b-, g-глобулины. Альбумины составляют относительно однородную группу, состоящую из альбумина и преальбумина. Больше всего в крови альбумина (около 60% всех белков). При содержании альбумина ниже 3% развиваются отеки. Определенное клиническое значение имеет отношение суммы альбуминов (более растворимых белков) к сумме глобулинов (менее растворимых)- так называемый альбумин-глобулиновый коэффициент, уменьшение которого служит показателем воспалительного процесса.
Глобулины неоднородны по химической структуре и функциям. В группу a1-глобулинов входят следующие белки: орозомукоид (a1-гликопротеид), a1-антитрипсин, a1-липопротеид и др. К числу a2-глобулинов относятся a2-макроглобулин, гаптоглобулин, церулоплазмин (медьсодержащий белок, обладающий свойствами фермента оксидазы), a2-липопротеид, тироксинсвязывающий глобулин и др. b-Глобулины очень богаты липидами, в них входят также трансферин, гемопексин, стероидсвязывающий b-глобулин, фибриноген и др. g-Глобулины - белки, ответственные за гуморальные факторы иммунитета, в их составе различают 5 групп иммуноглобулинов: lgA, lgD, lgE, lgM, lgG. В отличие от других белков, они синтезируются в лимфоцитах. Многие из перечисленных белков существуют в нескольких генетически обусловленных вариантах. Их присутствие в К. в одних случаях сопровождается заболеванием, в других - является вариантом нормы. Иногда присутствие нетипичного аномального белка приводит к незначительным нарушениям. Приобретенные заболевания могут сопровождаться накоплением специальных белков - парапротеинов, являющихся иммуноглобулинами, которых у здоровых людей значительно меньше. К ним относятся белок Бенс-Джонса, амилоид, иммуноглобулин класса М, J, А, а также криоглобулин. Среди ферментов плазмы К. обычно выделяют органоспецифические и плазмоспецифические. К первым относят те из них, которые содержатся в органах, а в плазму в значительных количествах попадают лишь при повреждении соответствующих клеток. Зная спектр органоспецифических ферментов в плазме, можно установить, из какого органа происходит данная комбинация ферментов и насколько значительно ею повреждение. К плазмоспецифическим относят ферменты, основная функция которых реализуется непосредственно в кровотоке; их концентрация в плазме всегда выше, чем в каком-либо органе. Функции плазмоспецифических ферментов разнообразны.
В плазме крови циркулируют все аминокислоты, входящие в состав белков, а также некоторые родственные им аминосоединения - таурин, цитруллин и др. Азот, входящий в состав аминогрупп, быстро обменивается путем переаминирования аминокислот, а также включения в состав белков. Общее содержание азота аминокислот плазмы (5-6 ммоль/л) примерно в два раза ниже, чем азота, входящего в состав шлаков. Диагностическое значение имеет в основном увеличение содержания некоторых аминокислот, особенно в детском возрасте, которое свидетельствует о недостаточности ферментов, осуществляющих их метаболизм.
К безазотистым органическим веществам относятся липиды, углеводы и органические кислоты. Липиды плазмы не растворимы в воде, поэтому переносятся кровь только в составе липопротеинов. Это вторая по величине группа веществ, уступающая белкам. Среди них больше всего триглицеридов (нейтральных жиров), затем идут фосфолипиды - главным образом лецитин, а также кефалин, сфингомиелин и лизолецитии. Для выявления и типирования нарушений жирового обмена (гиперлипидемий) большое значение имеет исследование содержания в плазме холестерина и триглицеридов.
Глюкоза крови (иногда ее не совсем правильно идентифицируют с сахаром крови) - основной источник энергии для многих тканей и единственный для головного мозга, клетки которого очень чувствительны к уменьшению ее содержания. Помимо глюкозы в крови присутствуют в небольших количествах другие моносахариды: фруктоза, галактоза, а также фосфорные эфиры сахаров - промежуточные продукты гликолиза.
Органические кислоты плазмы крови (не содержащие азота) представлены продуктами гликолиза (большая часть их фосфорилирована), а также промежуточными веществами цикла трикарбоновых кислот. Среди них особое место занимает молочная кислота, которая накапливается в больших количествах, если организм совершает более значительный объем работы, чем получает для этого кислорода (кислородный долг). Накопление органических кислот происходит также при различных видах гипоксии. b-Оксимасляная и ацетоуксусная кислоты, которые вместе с образующимся из них ацетоном относятся к кетоновым телам, в норме вырабатываются в сравнительно небольших количествах как продукты обмена углеводородных остатков некоторых аминокислот. Однако при нарушении углеводного обмена, например при голодании и сахарном диабете, вследствие недостатка щавелевоуксусной кислоты изменяется нормальная утилизация остатков уксусной кислоты в цикле трикарбоновых кислот, и поэтому кетоновые тела могут накапливаться в крови в больших количествах.
Печень человека продуцирует холевую, уродезоксихолевую и хенодезоксихолевую кислоты, которые выделяются с желчью в двенадцатиперстную кишку, где, эмульгируя жиры и активируя ферменты, способствуют пищеварению. В кишечнике под действием микрофлоры из них образуются дезоксихолевая и литохолевая кислоты. Из кишечника желчные кислоты частично всасываются в крови, где большая часть их находится в виде парных соединений с таурином или глицином (конъюгированные желчные кислоты).
Все продуцируемые эндокринной системой гормоны циркулируют в крови. Их содержание у одного и того же человека в зависимости от физиологического состояния может очень значительно изменяться. Для них характерны также суточные, сезонные, а у женщин и месячные циклы. В крови всегда присутствуют продукты неполного синтеза, а также распада (катаболизма) гормонов, которые часто обладают биологическим действием, поэтому в клинической практике широкое распространение имеет определение сразу целой группы родственных веществ, например 11-оксикортикостероидов, йодсодержащих органических веществ. Циркулирующие в К. гормоны быстро выводятся из организма; период их полувыведения обычно измеряется минутами, реже часами.
В крови содержатся минеральные вещества и микроэлементы. Натрий составляет 9/10 всех катионов плазмы, концентрация его поддерживается с очень большим постоянством. В составе анионов доминируют хлор и бикарбонат; их содержание менее постоянно, чем катионов, поскольку выделение угольной кислоты через легкие приводит к тому, что венозная кровь бывает богаче бикарбонатом, чем артериальная. В процессе дыхательного цикла хлор перемещается из эритроцитов в плазму и обратно. В то время как все катионы плазмы представлены минеральными веществами, примерно 1/6 часть всех содержащихся в ней анионов приходится на белок и органические кислоты. У человека и почти у всех высших животных электролитный состав эритроцитов резко отличается от состава плазмы: вместо натрия преобладает калий, содержание хлора также значительно меньше.
Железо плазмы крови полностью связано с белком трансферрином, в норме насыщая его на 30-40%. Поскольку одна молекула этого белка связывает два атома Fe3+, образовавшихся при распаде гемоглобина, двухвалентное железо предварительно окисляется до трехвалентного. В плазме содержится кобальт, входящий в состав витамина В12. Цинк находится преимущественно в эритроцитах. Биологическая роль таких микроэлементов, как марганец, хром, молибден, селен, ванадий и никель, полностью не ясна; количество этих микроэлементов в организме человека во многом зависит от содержания их в растительной пище, куда они попадают из почвы или с промышленными отходами, загрязняющими окружающую среду.
В крови могут появиться ртуть, кадмий и свинец. Ртуть и кадмий в плазме крови связаны с сульфгидрильными группами белков, в основном альбумина. Содержание свинца в крови служит показателем загрязненности атмосферы; согласно рекомендациям ВОЗ, оно не должно превышать 40 мкг%, то есть 0,5 мкмоль/л.
Концентрация гемоглобина в крови зависит от общего количества эритроцитов и содержания в каждом из них гемоглобина. Различают гипо-, нормо- и гиперхромную анемию в зависимости от того, сопряжено понижение гемоглобина крови с уменьшением или увеличением его содержания в одном эритроците. Допустимые концентрации гемоглобина, при изменении которых можно судить о развитии анемии, зависят от пола, возраста и физиологического состояния. Большую часть гемоглобина у взрослого человека составляет HbA, в небольших количествах присутствуют также HbA2 и фетальный HbF, который накапливается в крови у новорожденных, а также при ряде заболеваний крови. У некоторых людей генетически обусловлено наличие в крови аномальных гемоглобинов; всего их описано более сотни. Часто (но не всегда) это сопряжено с развитием заболевания. Небольшая часть гемоглобина существует в виде его дериватов - карбоксигемоглобина (связанного с СО) и метгемоглобина (в нем железо окислено до трехвалентного); при патологических состояниях появляются цианметгемоглобин, сульфгемоглобин и др. В небольших количествах в эритроцитах присутствуют лишенная железа простетическая группа гемоглобина (протопорфирин IX) и промежуточные продукты биосинтеза - копропорфирин, аминолевуленовая кислота и др.
ФИЗИОЛОГИЯ
Основной функцией крови является перенос различных веществ, в т.ч. тех, с помощью которых организм защищается от воздействия окружающей среды или регулирует функции отдельных органов. В зависимости от характера переносимых веществ различают следующие функции крови.
Дыхательная функция включает транспорт кислорода от легочных альвеол к тканям и углекислоты от тканей к легким. Питательная функция - перенос питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жирных кислот, триглицеридов и др.) от органов, где эти вещества образуются или накапливаются, к тканям, в которых они подвергаются дальнейшим превращениям, этот перенос тесно связан с транспортом промежуточных продуктов обмена веществ. Экскреторная функция состоит в переносе конечных продуктов обмена веществ (мочевины, креатинина, мочевой кислоты и др.) в почки и другие органы (например, кожу, желудок) и участии в процессе образования мочи. Гомеостатическая функция - достижение постоянства внутренней среды организма благодаря перемещению крови, омыванию ею всех тканей, с межклеточной жидкостью которых ее состав уравновешивается. Регуляторная функция заключается в переносе гормонов, вырабатываемых железами внутренней секреции, и других биологически активных веществ, с помощью которых осуществляется регуляция функций отдельных клеток тканей, а также удаление этих веществ и их метаболитов после того, как их физиологическая роль выполнена. Терморегуляторная функция реализуется путем изменения величины кровотока в коже, подкожной клетчатке, мышцах и внутренних органах под влиянием изменения температуры окружающей среды: перемещение крови благодаря ее высокой теплопроводности и теплоемкости увеличивает потери тепла организмом, когда существует угроза перегревания, или, наоборот, обеспечивает сохранение тепла при понижении температуры окружающей среды. Защитную функцию выполняют вещества обеспечивающие гуморальную защиту организма от инфекции и попадающих в крови токсинов (например, лизоцим), а также лимфоциты, участвующие в образовании антител. Клеточную защиту осуществляют лейкоциты (нейтрофилы, моноциты), которые переносятся током крови в очаг инфекции, к месту проникновения возбудителя, и совместно с тканевыми макрофагами формируют защитный барьер. Током крови удаляются и обезвреживаются образующиеся при повреждении тканей продукты их деструкции. К защитной функции крови относится также ее способность к свертыванию, образованию тромба и прекращению кровотечения. В этом процессе принимают участие факторы свертывания крови и тромбоциты. При значительном снижении количества тромбоцитов (тромбоцитопении) наблюдается замедленное свертывание крови.
Группы крови.
Количество крови в организме - величина довольно постоянная и тщательно регулируемая. В течение всей жизни человека не меняется также его группа крови - иммуногенетические признаки К. позволяющие объединять крови людей в определенные группы по сходству антигенов. Принадлежность крови к той или иной группе и наличие нормальных или изоиммунных антител предопределяют биологически благоприятное или, наоборот, неблагоприятное совместимое сочетание К. различных лиц. Это может иметь место при поступлении эритроцитов плода в организм матери во время беременности или при переливании крови. При разных группах К. у матери и плода и при наличии у матери антител к антигенам К. плода у плода или новорожденного развивается гемолитическая болезнь.
Переливание реципиенту крови не той группы в связи с наличием у него антител к вводимым антигенам донора приводит к несовместимости и повреждению перелитых эритроцитов с тяжелыми последствиями для реципиента. Поэтому основным условием при переливании К. является учет групповой принадлежности и совместимости крови донора и реципиента.
Генетические маркеры крови- свойственные форменным элементам и плазме крови признаки, используемые в генетических исследованиях для типирования индивидов. К генетическим маркерам крови относят групповые факторы эритроцитов, антигены лейкоцитов, ферментные и другие белки. Различают также генетические маркеры клеток крови - эритроцитов (групповые антигены эритроцитов, кислая фосфатаза, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа и др.), лейкоцитов (антигены HLA) и плазмы (иммуноглобулины, гаптоглобин, трансферрин и др.). Изучение генетических маркеров крови оказалось весьма перспективным при разработке таких важных проблем медицинской генетики, молекулярной биологии и иммунологии, как выяснение механизмов мутаций и генетического кода, молекулярной организации.
Особенности крови у детей. Количество крови у детей изменяется в зависимости от возраста и массы ребенка. У новорожденного на 1 кг массы тела приходится около 140 мл крови, у детей первого года жизни - около 100 мл. Удельный вес крови у детей, особенно раннего детского возраста, выше (1,06-1,08), чем у взрослых (1,053-1,058).
У здоровых детей химический состав крови отличается определенным постоянством и сравнительно мало меняется с возрастом. Между особенностями морфологического состава крови и состоянием внутриклеточного обмена существует тесная связь. Содержание таких ферментов крови, как амилаза, каталаза и липаза, у новорожденных понижено, у здоровых детей первого года жизни отмечается повышение их концентраций. Общий белок сыворотки крови после рождения постепенно уменьшается до 3-го месяца жизни и после 6-го месяца достигает уровня подросткового возраста. Характерны выраженная лабильность глобулиновых и альбуминовых фракций и стабилизация белковых фракций после 3-го месяца жизни. Фибриноген в плазме крови обычно составляет около 5% общего белка.
Антигены эритроцитов (А и В) достигают активности только к 10-20 годам, а агглютинабельность эритроцитов новорожденных составляет 1/5 часть агглютинабельности эритроцитов взрослых. Изоантитела (a и b) начинают вырабатываться у ребенка на 2-3-м месяце после рождения, и титры их остаются низкими до года. Изогемагглютинины обнаруживаются у ребенка с 3-6-месячного возраста и только к 5-10 годам достигают уровня взрослого человека.
У детей средние лимфоциты в отличие от малых в 11/2 раза больше эритроцита, цитоплазма их шире, в ней чаще содержится азурофильная зернистость, ядро менее интенсивно окрашивается. Большие лимфоциты почти вдвое больше малых лимфоцитов, ядро их окрашивается в нежные тона, располагается несколько эксцентрично и имеет часто почковидную форму из-за вдавления сбоку. В цитоплазме голубого цвета могут содержаться азурофильная зернистость и иногда вакуоли.
Изменения крови у новорожденных и детей первых месяцев жизни обусловлены наличием красного костного мозга без очагов жирового, большой регенераторной способностью красного костного мозга и при необходимости мобилизацией экстрамедуллярных очагов кроветворения в печени и селезенке.
Снижение у новорожденных содержания протромбина, проакцелерина, проконвертина, фибриногена, а также тромбопластической активности крови способствует изменениям в свертывающей системе и склонности к геморрагическим проявлениям.
Изменения в составе крови у грудных детей менее выражены, чем у новорожденных. К 6-му месяцу жизни количество эритроцитов уменьшается в среднем до 4,55×1012/л, гемоглобина - до 132,6 г/л; диаметр эритроцитов становится равным 7,2-7,5 мкм. Содержание ретикулоцитов в среднем равно 5%. Количество лейкоцитов составляет около 11×109/л. В лейкоцитарной формуле преобладают лимфоциты, выражен умеренный моноцитоз и часто встречаются плазматические клетки. Количество тромбоцитов у грудных детей равно 200-300×109/л. Морфологический состав крови ребенка со 2-го года жизни до момента полового созревания постепенно приобретает черты, характерные для взрослых.
Заболевания крови.
Частота заболеваний самой К. относительно невелика. Однако изменения в крови возникают при многих патологических процессах. Среди болезней крови выделяют несколько основных групп: анемии (самая многочисленная группа), лейкозы, геморрагические диатезы.
С нарушением гемоглобинообразования связано возникновение метгемоглобинемии, сульфгемоглобинемии, карбоксигемоглобинемии. Известно, что для синтеза гемоглобина необходимы железо, белки и порфирины. Последние образуются эритробластами и нормобластами костного мозга и гепатоцитами. Отклонения в порфириновом обмене могут вызывать заболевания, получившие название порфирий. Генетические дефекты эритроцитопоэза лежат в основе наследственных эритроцитозов, протекающих с повышенным содержанием эритроцитов и гемоглобина.
Значительное место среди болезней крови занимают гемобластозы - заболевания опухолевой природы, среди которых выделяют миелопролиферативные и лимфопролиферативные процессы. В группе гемобластозов выделяют лейкозы. Парапротеинемические гемобластозы рассматривают как лимфопролиферативные заболевания в группе хронических лейкозов. Среди них различают болезнь Вальденстрема, болезнь тяжелых и легких цепей, миеломную болезнь. Отличительной особенностью этих заболеваний является способность опухолевых клеток синтезировать патологические иммуноглобулины. К гемобластозам относят также лимфосаркомы и лимфомы, характеризующиеся первичной локальной злокачественной опухолью, исходящей из лимфоидной ткани.
К заболеваниям системы крови относятся болезни моноцитарно-макрофагальной системы: болезни накопления и гистиоцитозы X.
Нередко патология в системе крови проявляется агранулоцитозом. Причиной его развития может быть иммунный конфликт или воздействие миелотоксических факторов. Соответственно различают иммунный и миелотоксический агранулоцитоз. В некоторых случаях нейтропения представляет собой следствие генетически обусловленных дефектов гранулоцитопоэза (см. Нейтропении наследственные).
Методы лабораторного исследования крови разнообразны. Одним из наиболее распространенных методов является изучение количественного и качественного состава крови. Эти исследования применяют в целях диагностики, изучения динамики патологического процесса, эффективности терапии и прогнозирования заболевания. Внедрение в практику унифицированных методов лабораторных исследований средств и методов контроля качества проводимых анализов, а также использование гематологических и биохимических автоанализаторов обеспечивают современный уровень проведения лабораторных исследований, преемственность и сопоставимость данных различных лабораторий. Лабораторные методы исследования крови включают световую, люминесцентную, фазово-контрастную, электронную и сканирующую микроскопию, а также цитохимические методы исследования крови (визуальную оценку специфических цветных реакций), цитоспектрофотометрию (выявление количества и локализацию химических компонентов в клетках крови по изменению величины поглощения света с определенной длиной волны), клеточный электрофорез (количественную оценку величины поверхностного заряда мембраны клеток крови), радиоизотопные методы исследования (оценку временной циркуляции клеток крови), голографию (определение размеров и формы клеток крови), иммунологические методы (выявление антител к тем или иным клеткам крови).
Для нормального функционирования человеческого организма как единого целого необходимо наличие связи между всеми его органами. Важнейшее значение в этом отношении имеет циркуляция жидкостей в организме, прежде всего крови и лимфы. Кровь переносит гормоны и биологически активные вещества, участвующие в регуляции деятельности организма. В крови и лимфе находятся специальные клетки, выполняющие защитные функции. Наконец, эти жидкости играют важную роль в поддержании физико-химических свойств внутренней среды организма, что обеспечивает существование клеток организма в относительно постоянных условиях и уменьшает влияние на них внешней среды.
Кровь состоит из плазмы и форменных элементов - клеток крови. К последним относятся эритроциты - красные кровяные клетки, лейкоциты - белые кровяные клетки и тромбоциты - кровяные пластинки (рис. 1). Общее количество крови у взрослого человека - 4-6 л (около 7% массы тела). У мужчин крови несколько больше - в среднем 5,4 л, у женщин - 4,5 л. Потеря 30% крови опасна, 50% - смертельна.
Плазма
Плазма - это жидкая часть крови, на 90-93% состоящая из воды. По существу, плазма является межклеточным веществом жидкой консистенции. В плазме содержится 6,5-8% белков, еще 2-3,5% составляют другие органические и неорганические соединения. Белки плазмы, альбумины и глобулины, выполняют трофическую, транспортную, защитную функции, участвуют в свертывании крови и создают определенное осмотическое давление крови. В плазме присутствуют глюкоза (0,1%), аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, липиды. Неорганические вещества составляют менее 1% (ионы Na, K, Mg, Ca, Cl, P и др.).
Эритроциты (от греч. erythros - красный) - высокоспециализированные клетки, предназначенные для переноса газообразных веществ. Эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков диаметром 7-10 мкм, толщиной 2-2,5 мкм. Такая форма увеличивает поверхность для диффузии газов, а также делает эритроцит легко деформируемым при движении по узким извитым капиллярам. Эритроциты не имеют ядра. Они содержат белок гемоглобин , с помощью которого и осуществляется перенос дыхательных газов. Небелковая часть гемоглобина (гем) имеет ион железа.
В капиллярах легких гемоглобин образует непрочное соединение с кислородом - оксигемоглобин (рис. 2). Кровь, насыщенная кислородом, называется артериальной и имеет ярко-алый цвет. Эта кровь по сосудам доставляется каждой клетке человеческого тела. Оксигемоглобин отдает клеткам тканей кислород и соединяется с поступившим из них углекислым газом. Бедная кислородом кровь имеет темный цвет и называется венозной. По сосудистой системе венозная кровь от органов и тканей доставляется в легкие, где вновь насыщается кислородом.
У взрослых людей эритроциты образуются в красном костном мозге, который находится в губчатом веществе костей. В 1 л крови содержится 4,0-5,0´1012 эритроцитов. Общее количество эритроцитов взрослого человека достигает 25´1012, а площадь поверхности всех эритроцитов - около 3800 м2. При уменьшении числа эритроцитов в крови или снижении количества гемоглобина в эритроцитах нарушается снабжение тканей кислородом и развивается анемия - малокровие (см. рис. 2).
Продолжительность циркуляции эритроцитов в крови составляет около 120 дней, после чего они разрушаются в селезенке и печени. Ткани других органов также способны при необходимости разрушать эритроциты, о чем свидетельствует постепенное исчезновение кровоизлияний (синяков).
Лейкоциты
Лейкоциты (от греч. leukos
- белый) - имеющие ядро клетки размером 10-15 мкм, которые могут самостоятельно двигаться. Лейкоциты содержат большое количество ферментов, способных расщеплять различные вещества. В отличие от эритроцитов, которые работают, находясь внутри кровеносных сосудов, лейкоциты осуществляют свои функции непосредственно в тканях, куда попадают через межклеточные щели в стенке сосудов. В 1 л крови взрослого человека содержится 4,0-9,0´109 лейкоцитов, количество может меняться в зависимости от состояния организма.
Различают несколько типов лейкоцитов. К так называемым зернистым лейкоцитам относят нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты, к незернистым - лимфоциты и моноциты. Лейкоциты образуются в красном костном мозге, а незернистые лейкоциты - еще и в лимфатических узлах, селезенке, миндалинах, тимусе (вилочковая железа). Продолжительность жизни большинства лейкоцитов - от нескольких часов до нескольких месяцев.
Нейтрофильные лейкоциты (нейтрофилы) составляют 95% зернистых лейкоцитов. Они циркулируют в крови не более 8-12 ч, а затем мигрируют в ткани. Нейтрофилы разрушают своими ферментами бактерии и продукты распада тканей. Известный русский ученый И.И. Мечников назвал явление разрушения лейкоцитами чужеродных тел фагоцитозом, а сами лейкоциты - фагоцитами. При фагоцитозе нейтрофилы погибают, а выделяемые ими ферменты разрушают окружающие ткани, способствуя формированию гнойника. Гной состоит главным образом из остатков нейтрофилов и продуктов распада ткани. Количество нейтрофилов в крови резко возрастает при острых воспалительных и инфекционных заболеваниях.
Эозинофильные лейкоциты (эозинофилы) - это около 5% всех лейкоцитов. Особенно много эозинофилов в слизистой оболочке кишечника и дыхательных путей. Эти лейкоциты участвуют в иммунных (защитных) реакциях организма. Количество эозинофилов в крови увеличивается при глистных инвазиях и аллергических реакциях.
Базофильные лейкоциты составляют около 1% всех лейкоцитов. Базофилы продуцируют биологически активные вещества гепарин и гистамин. Гепарин базофилов препятствует свертыванию крови в очаге воспаления, а гистамин расширяет капилляры, что способствует процессам рассасывания и заживления. Базофилы также осуществляют фагоцитоз и участвуют в аллергических реакциях.
Число лимфоцитов достигает 25-40% всех лейкоцитов, но в лимфе они преобладают. Различают Т-лимфоциты (образуются в тимусе) и В-лимфоциты (образуются в красном костном мозге). Лимфоциты выполняют важные функции в реакциях иммунитета.
Моноциты (1-8% лейкоцитов) пребывают в кровеносной системе 2-3 дня, после чего мигрируют в ткани, где превращаются в макрофаги и выполняют свою главную функцию - защиту организма от чужеродных веществ (участвуют в иммунных реакциях).
Тромбоциты
Тромбоциты - мелкие тельца различной формы, размером 2-3 мкм. Количество их достигает 180,0-320,0´109 в 1 л крови. Тромбоциты участвуют в свертывании крови и остановке кровотечений. Продолжительность жизни тромбоцитов - 5-8 дней, после чего они попадают в селезенку и легкие, где разрушаются.
Важнейший защитный механизм, предохраняющий организм от кровопотерь. Это остановка кровотечения путем образования сгустка крови (тромб), плотно закупоривающего отверстие в поврежденном сосуде. У здорового человека кровотечение при ранении мелких сосудов прекращается в течение 1-3 минут. При повреждении стенки кровеносного сосуда тромбоциты склеиваются и прилипают к краям раны, из тромбоцитов высвобождаются биологически активные вещества, которые вызывают сужение сосудов.
При более значительных повреждениях остановка кровотечения происходит в результате сложного многоступенчатого процесса ферментативных цепных реакций. Под влиянием внешних причин в поврежденных сосудах активизируются факторы свертывания крови: белок плазмы протромбин, образующийся в печени, превращается в тромбин, который, в свою очередь, вызывает образование из растворимого белка плазмы фибриногена нерастворимого фибрина. Нити фибрина формируют основную часть тромба, в которой застревают многочисленные клетки крови (рис. 3). Образовавшийся тромб закупоривает место повреждения. Свертывание крови происходит за 3-8 минут, однако при некоторых заболеваниях это время может увеличиваться или уменьшаться.
Группы крови
Практический интерес представляет знание группы крови . В основе деления на группы лежат разные типы сочетаний антигенов эритроцитов и антител плазмы, которые являются наследственным признаком крови и формируются на начальных этапах развития организма.
Принято выделять четыре основные группы крови по системе АВ0: 0(I), А(II), B(III) и AB(IV), что учитывается при ее переливании. В середине XX века предполагалось, что кровь группы 0(I)Rh- совместима с любыми другими группами. Люди с 0(I) группой крови считались универсальными донорами, и их кровь могла быть перелита любому нуждающемуся, а им самим - только кровь I группы. Люди, имеющие IV группу крови, считались универсальными реципиентами, им вводили кровь любой группы, но их кровь - только людям с IV группой.
Сейчас в России по жизненным показаниям и при отсутствии одногруппных по системе АВ0 компонентов крови (за исключением детей) допускается переливание резус-отрицательной крови 0(I) группы реципиенту с любой другой группой крови в количестве до 500 мл. При отсутствии одногруппной плазмы реципиенту может быть перелита плазма группы АВ(IV).
При несовпадении групп крови донора и реципиента происходит склеивание эритроцитов переливаемой крови и их последующее разрушение, что может привести к смерти реципиента.
В феврале 2012 года, ученые из США в сотрудничестве с японскими и французскими коллегами, открыли две новые «дополнительные» группы крови, включающие два белка на поверхности эритроцитов — ABCB6 и ABCG2. Они относятся к транспортным белкам - участвуют в переносе метаболитов, ионов внутри клетки и из нее.
К настоящему времени известно более 250 антигенов групп крови, объединенных в 28 дополнительных систем в соответствии с закономерностями их наследования, большинство из которых встречается гораздо реже, чем AB0 и резус-фактор.
Резус-фактор
При переливании крови учитывается также резус-фактор (Rh-фактор). Как и группы крови, он был открыт венским ученым К. Ландштейнером. Этот фактор имеют 85% людей, их кровь - резус-положительная (Rh+); у других этот фактор отсутствует, их кровь - резус-отрицательная (Rh-). Тяжелые последствия имеет переливание крови донора с Rh+ человеку с Rh-. Резус-фактор имеет значение для здоровья новорожденного и при повторной беременности резус-отрицательной женщины от резус-положительного мужчины.
Лимфа
Лимфа оттекает из тканей по лимфатическим сосудам, являющимся частью сердечно-сосудистой системы. По составу лимфа напоминает плазму крови, однако в ней меньше белков. Лимфа образуется из тканевой жидкости, которая, в свою очередь, возникает за счет фильтрации плазмы крови из кровеносных капилляров.
Исследование крови
Исследование крови имеет большое диагностическое значение. Изучение картины крови проводится по многим показателям, среди которых количество клеток крови, уровень гемоглобина, содержание различных веществ в плазме и др. Каждый показатель, взятый отдельно, сам по себе не специфичен, а получает определенное значение только в совокупности с другими показателями и в связи с клинической картиной заболевания. Именно поэтому каждый человек в течение жизни неоднократно сдает каплю своей крови на анализ. Современные методы исследования позволяют на основании изучения одной лишь этой капли многое понять в состоянии здоровья человека.
Кровь состоит из жидкой части называемой плазмой и клеток. В плазме находятся (точнее плавают как планктон в море) 3 вида клеток: Лейкоциты – белые клетки крови. Это клетки, отвечающие за иммунитет и борьбу с инфекцией Тромбоциты. Клетки отвечающие за свертывание крови Эритроциты – красные клетки крови. Именно они переносят кислород от легких по кровеносным сосудам к мозгу и другим органам и тканям. Наши органы нуждаются в постоянной доставке кислорода кровью, для их нормального функционирования. Эритроциты содержат гемоглобин – красный, богатый железом белок именно он придает крови красный цвет. Гемоглобин, содержащийся в эритроцитах, дает им возможность переносить кислород и удалять из органов и тканей углекислый газ. Большинство клеток крови, включая эритроциты, регулярно продуцируются костным мозгом – губчатое вещество находящиеся в крупных костях. Для того чтобы синтезировать гемоглобин и клетки крови, необходимо железо, белки и витамины, которые поступают с пищей. Подробнее о крови И так, кровь состоит из форменных элементов (или клеток крови) и плазмы. На плазму приходится 55-60% всего объема крови, клетки крови составляют соответственно 40-45%. Плазма представляет собой слегка желтоватую полупрозрачную жидкость с удельным весом 1,020-1,028 (удельный вес крови 1,054-1,066) и состоит из воды, органических соединений и неорганических солей. 90-92% составляет вода, 7-8% - белки, 0,1% - глюкоза и 0,9% - соли. В плазме крови взвешены красные кровяные тельца, или эритроциты. Эритроциты многих млекопитающих и человека представляют двояковогнутые диски, не имеющие ядер. Диаметр эритроцитов человека равен 7-8 µ, а толщина - 2-2,5 µ. Образование эритроцитов происходит в красном костном мозге, в процессе созревания они теряют ядра, а затем поступают в кровь. Средняя продолжительность жизни одного эритроцита составляет примерно 127 дней, затем эритроцит разрушается (преимущественно в селезенке) . Кровь держит пять видов белых кровяных телец, или лейкоцитов, - бесцветных клеток, содержащих ядро и цитоплазму. Они образуются в красном костном мозгу, лимфатических узлах и селезенке. Лейкоциты лишены гемоглобина и способны к активному амебоидному движению. Лейкоцитов меньше, чем эритроцитов - в среднем около 7 000 на 1 мм3, но число их колеблется в пределах от 5 000 до 9 000 (или 10 000) у разных людей и даже у одного и того же человека в разное время суток: меньше всего их рано утром, а больше всего - после полудня. Лейкоциты делятся на три группы: 1) зернистые лейкоциты, или гранулоциты (их цитоплазма содержит гранулы) , среди них различают нейтрофилы, эозинофилы и базофилы; 2) незернистые лейкоциты, или агранулоциты, - лимфоциты; 3) моноциты. Есть еще одна группа форменных элементов - это тромбоциты, или кровяные пластинки, - наименьшие из всех клеток крови. Они образуются в костном мозгу. Количество их в 1 мм3 крови колеблется от 300 000 до 400 000. Они играют важную роль в начале процесса свертывания крови. У большинства позвоночных тромбоциты представляют собой небольшие овальные клетки, имеющие ядро, тогда как у млекопитающих - это мельчайшие дисковидные пластинки; некоторые кровяные пластинки образуются из фагоцитов в легких. Кровяные пластинки содержат 12 факторов, участвующих в свертывании крови и в остановке кровотечения. При кровотечениях их них выделяется вещество серотонин, вызывающее сужение сосудов. Содержание тромбоцитов увеличивается при мышечной работе (миогенный тромбоцитоз) . В тромбоцитах обнаружены железо и медь, а также дыхательные ферменты. Вероятно, они принимают некоторое участие в переносе кислорода. Свертывание крови имеет большое биологическое значение, предохраняя организм от значительной потери крови. При ранениях кровь свертывается в течение 3-4 минут. Свертывание обусловлено превращением находящегося в плазме растворимого белка фибриогена в нерастворимый фибрин и образованием сгустка, закупоривающего поврежденный сосуд.
Из чего состоит кровь?Кровь - это жидкая соединительная ткань красного цвета, которая все время находится в движении и выполняет много сложных и важных для организма функций. Она постоянно циркулирует в системе кровообращения и переносит необходимые для обменных процессов газы и растворенные в ней вещества.
Кровь состоит из плазмы и находящихся в ней в виде взвеси особых кровяных клеток. Плазма - это прозрачная жидкость желтоватого цвета, составляющая более половины всего объема крови. В ней находится три основных вида форменных элементов:
Эритроциты - красные клетки, которые придают крови красный цвет за счет находящегося в них гемоглобина;
Лейкоциты - белые клетки;
Тромбоциты - кровяные пластинки.
Артериальная кровь, которая поступает из легких в сердце и затем разносится ко всем органам, обогащена кислородом и имеет ярко-алый цвет. После того как кровь отдаст кислород тканям, она по венам возвращается к сердцу. Лишенная кислорода, она становится более темной.
В кровеносной системе взрослого человека циркулирует примерно от 4 до 5 литров крови. Примерно 55% объема занимает плазма, остальное приходится на форменные элементы, при этом большую часть составляют эритроциты - более 90%.
Кровь - это вязкая субстанция. Вязкость зависит от количества находящихся в ней белков и эритроцитов. Это качество влияет на кровяное давление и скорость движения. Плотностью крови и характером движения форменных элементов обусловлена ее текучесть. Клетки крови двигаются по-разному. Они могут перемещаться группами или поодиночке. Эритроциты могут двигаться как по отдельности, так и целыми «стопками», как сложенные монеты, как правило, создают поток в центре сосуда. Белые клетки перемещаются поодиночке и обычно держатся около стенок.
Состав крови
Плазма - жидкая составляющая светло-желтого цвета, который обусловлен незначительным количеством желчного пигмента и других окрашенных частиц. Примерно на 90 % она состоит из воды и приблизительно на 10% из органических веществ и минералов, растворенных в ней. Ее состав не отличается постоянством и меняется в зависимости от принятой пищи, количества воды и солей. Состав растворенных в плазме веществ следующий:
Органические - около 0,1% глюкозы, примерно 7% белков и около 2% жиров, аминокислот, молочной и мочевой кислоты и других;
Минералы составляют 1% (анионы хлора, фосфора, серы, йода и катионы натрия, кальция, железа, магния, калия.
Белки плазмы принимают участие в обмене воды, распределяют ее между тканевой жидкостью и кровью, придают крови вязкость. Некоторые из белков являются антителами и обезвреживают чужеродных агентов. Важная роль отводится растворимому белку фибриногену. Он принимает участие в процессе свертывания крови, превращаясь под действием свертывающих факторов в нерастворимый фибрин.
Кроме этого, в плазме есть гормоны, которые вырабатываются железами внутренней секреции, и другие необходимые для деятельности систем организма биоактивные элементы. Плазма, лишенная фибриногена, называется сывороткой крови.
Эритроциты. Самые многочисленные клетки крови, составляющие порядка 44-48 % от ее объема. Они имеют вид дисков, двояковогнутых в центре, диаметром около 7,5 мкм. Форма клеток обеспечивает эффективность физиологических процессов. За счет вогнутости увеличивается площадь поверхности сторон эритроцита, что важно для обмена газами. Зрелые клетки не содержат ядер. Главная функция эритроцитов - доставка кислорода из легких в ткани организма.
Название их переводится с греческого как «красный». Своим цветом эритроциты обязаны очень сложному по строению белку гемоглобину, который способен связываться с кислородом. В составе гемоглобина - белковая часть, которая называется глобином, и небелковая (гем), содержащая железо. Именно благодаря железу гемоглобин может присоединять молекулы кислорода.
Эритроциты образуются в костном мозге. Срок их полного созревания составляет примерно пять дней. Продолжительность жизни красных клеток - около 120 дней. Разрушение эритроцитов происходит в селезенке и печени. Гемоглобин распадается на глобин и гем. Из гема высвобождаются ионы железа, возвращаются в костный мозг и идут на производство новых эритроцитов. Гем без железа преобразуется в желчный пигмент билирубин, который с желчью поступает в пищеварительный тракт.
Снижение уровня эритроцитов в крови приводит к такому состоянию, как анемия, или малокровие.
Лейкоциты - бесцветные клетки периферической крови, защищающие организм от внешних инфекций и патологически измененных собственных клеток. Белые тельца делятся на зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты). К первым относятся нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, которые отличают по реакции на разные красители. Ко вторым - моноциты и лимфоциты. Зернистые лейкоциты имеют гранулы в цитоплазме и ядро, состоящее из сегментов. Агранулоциты лишены зернистости, их ядро имеет обычно правильную округлую форму.
Гранулоциты образуются в костном мозге. После созревания, когда образуется зернистость и сегментоядерность, поступают в кровь, где передвигаются вдоль стенок, совершая амебоидные движения. Защищают организм преимущественно от бактерий, способны покидать сосуды и скапливаться в очагах инфекций.
Моноциты - крупные клетки, которые образуются в костном мозге, лимфоузлах, селезенке. Их главная функция - фагоцитоз. Лимфоциты - небольшие клетки, которые делятся на три вида (В-, Т, 0-лимфоциты), каждый из которых выполняет свою функцию. Эти клетки вырабатывают антитела, интерфероны, факторы активации макрофагов, убивают раковые клетки.
Тромбоциты - небольшие безъядерные бесцветные пластинки, которые представляют собой фрагменты клеток мегакариоцитов, находящихся в костном мозге. Они могут иметь овальную, сферическую, палочкообразную форму. Продолжительность жизни - около десяти дней. Главная функция - участие в процессе свертывания крови. Тромбоциты выделяют вещества, принимающие участие в цепи реакций, которые запускаются при повреждении кровяного сосуда. В результате белок фибриноген превращается в нерастворимые нити фибрина, в которых запутываются элементы крови и образуется тромб.
Функции крови
В том, что кровь необходима организму, вряд ли кто сомневается, а вот зачем она нужна, ответить, возможно, смогут не все. Эта жидкая ткань выполняет несколько функций, среди которых:
Защитная. Главную роль в защите организма от инфекций и повреждений играют лейкоциты, а именно нейтрофилы и моноциты. Они устремляются и скапливаются в месте повреждения. Главная их назначение фагоцитоз, то есть поглощение микроорганизмов. Нейтрофилы относятся к микрофагам, а моноциты - к макрофагам. Другие виды лейкоцитов - лимфоциты - вырабатывают против вредных агентов антитела. Кроме этого, лейкоциты участвуют в удалении из организма поврежденных и мертвых тканей.
Транспортная. Кровоснабжение оказывает влияние практически на все процессы, происходящие в организме, в том числе наиболее важные - дыхание и пищеварение. С помощью крови осуществляется перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким, органических веществ от кишечника к клеткам, конечных продуктов, которые затем выводятся почками, транспортировка гормонов и других биоактивных веществ.
Регуляция температуры. Кровь нужна человеку для поддержания постоянной температуры тела, норма которой находится в очень узком диапазоне - около 37°C.
— это 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.
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 .
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.
рН крови.
Поддержание рН крови на постоянном уровне, т.е., другими словами, кислотно-щелочного равновесия, исключительно важно.