АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ФІЗІОЛОГІЯ КРОВІ

Кров – основна транспортна система організму. Це в’язка червона непрозора рідина, яка складається з блідо-жовтої плазми та форменних елементів – еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів.

У 1939 р. Г.Ф.Ланг запропонував об’єднати кров і органи, в яких відбувається утворення клітин крові та їх руйнування, – кістковий мозок, вилочкову (загрудинну) залозу, лімфатичні вузли, селезінку і печінку, регулюючий нейрогуморальний апарат – в загальне поняття система крові.

Головним місцем утворення клітин крові є кістковий мозок. У ньому ж здійснюється і руйнування еритроцитів, повторне використання заліза, синтез гемоглобіну, накопичення резервних ліпідів. З кістковим мозком пов’язано походження популяції В-лімфоцитів.

У вилочковій залозі проходить утворення Т-лімфоцитів, які приймають участь у клітинних реакціях імунітету. Крім вилочкової залози за вироблення імунітету відповідають селезінка та лімфатичні вузли. Селезінка приймає участь в процесі утворення лімфоцитів, синтезі імуноглобулінів, руйнуванні еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів, у депонуванні крові. Лімфатичні вузли продукують і депонують лімфоцити.

У регуляції діяльності системи крові важливу роль відіграють гуморальні фактори – еритропоетини, лейкопоетини, тромбопоетини. Крім них діють гормони, наприклад, андрогени. Медіатори (ацетилхолін, адреналін) впливають на систему крові, викликають перерозподіл форменних елементів, та безпосередньо діють на холіно- і адренорецептори клітин. Певний вплив має також нервова система.

Основні функції крові. Основною функцією крові є перенесення різних речовин, за допомогою яких здійснюється захист від впливів зовнішнього середовища або регуляція діяльності окремих органів і систем. У залежності від характеру речовин, які переносяться та їх природи кров виконує наступні функції:

1. дихальну;

2. трофічну;

3. екскреторну;

4. гомеостатичну;

5. регуляторну;

6. терморегуляційну;

7. захисну;

8. креаторних зв’язків.

Дихальна функція. Ця функція крові забезпечує зв’язування і перенесення кисню від легень до тканин і вуглекислого газу від тканин до легень (в оберненому напрямку). У легенях і тканинах обмін газів відбувається за рахунок дифузії. О2 і СО2 містяться в основному в зв’язаному стані і тільки в невеликій кількості у розчиненому.

Трофічна функція. Суть її полягає в тому, що кров переносить речовини від травного тракту до клітин організму. Глюкоза, фруктоза, низькомолекулярні пептиди, амінокислотні залишки, солі, вітаміни, вода всмоктуються в кров безпосередньо в капілярах ворсинок кишківника. Жир і продукти його розпаду всмоктуються в кров і лімфу. Всі речовини, які потрапили, по ворітній вені потрапляють у печінку і тільки потім розносяться по всьому організму. У печінці надлишок глюкози затримується і перетворюється в глікоген, решта – потрапляє до тканин. Амінокислотні залишки, які розносяться по всьому організму, використовуються як пластичний матеріал для білків тканин і енергетичних потреб. Жири, які всмокталися частково в лімфу, потрапляють з неї в кров’яне русло і перероблені в печінці до ліпопротеїнів низької щільності, знов потрапляють у кров. Надлишок жиру відкладається в підшкірній клітковині, сальнику та інших місцях. Звідси він може знов потрапляти в кров і переноситися нею до місця використання.

Екскреторна функція. Суть цієї функції полягає у виділенні непотрібних і навіть шкідливих для організму кінцевих продуктів обміну речовин, надлишку води, мінеральних і органічних речовин, які потрапили з їжею, чи утворилися в організмі в процесі метаболізму. До них відноситься один з продуктів дезамінування амінокислот – аміак. Він є токсичним для організму. Більша частина його знешкоджується, перетворюючись у сечовину. При розпаді пуринових основ утворюється сечова кислота, яку кров переносить до нирок. Жовчні пігменти, які утворюються при розпаді гемоглобіну, кров переносить до печінки і вони виділяються з жовчю. У крові також є отруйні для організму речовини (похідні фенолу, індол тощо), окремі з них є продуктами життєдіяльності гнилісних мікробів товстої кишки.

Гомеостатична функція. Кров бере участь у підтриманні постійності внутрішнього середовища організму: постійного рН, водно-електролітного балансу, рівня глюкози в крові тощо.

Регуляторна функція. У кров виділяються біологічно активні речовини, а кров здійснює зв’язок між різними органами. Завдяки цьому організм функціонує як єдина система, яка забезпечує пристосування до умов середовища, тобто гуморальну єдність і адаптивні реакції.

Терморегуляторна функція. Так як кров безперервно рухається і має велику теплоємкість, то вона сприяє не тільки перерозподілу тепла організмом, а й відповідно підтриманню температури тіла. Кров, яка циркулює, об’єднує органи, в яких виробляється тепло, з органами, які його віддають. Наприклад, під час інтенсивної м’язової роботи в м’язах зростає утворення тепла. Тепло поглинає кров і розносить по тілу, викликає збудження гіпоталамічних центрів регуляції тепла. Це веде до зміни співвідношення між продукцією та віддачею тепла. Як результат підтримання температури на постійному рівні.

Захисна функція. Її здійснюють різні складові частини крові, які забезпечують гуморальний (вироблення антитіл) і клітинний імунітет (фагоцитоз). До захисної функції відноситься також зсідання крові. При будь-якому, навіть найменшому, пошкодженні виникає тромб, який сприяє зупинці кровотечі.

Функція креаторних зв’язків. Вона полягає в перенесенні плазмою і форменними елементами макромолекул, які здійснюють в організмі інформаційні зв’язки. Завдяки цьому регулюються внутрішньоклітинні процеси синтезу білка, диференціювання клітин, підтримання постійності структури клітин.

Кров складається з плазми і клітинних (форменних елементів). Розрізняють червоні кров’яні тільця (еритроцити), білі кров’яні тільця (лейкоцити) і кров’яні пластинки (тромбоцити).

Загальна кількість крові залежить від статі, інтенсивності обміну речовин, маси тіла, фізичної тренованості. Чим вищий обмін, тим більша потреба в кисні, тим більше крові (так у новонароджених приблизно 15 % маси тіла). У жінок циркулює менше крові, ніж у чоловіків; у фізично тренованих осіб – більше середнього рівня. Кількість крові в дорослої людини становить 6-8 % маси тіла (4-6 л). Кількість крові в організмі є досить сталою величиною. З розранунку на кілограм маси тіла кількість циркулюючої крові в чоловіків становить – 52-83 мл/кг; у жінок – 50-75 мл/кг. Крові, яка є в організмі циркулює не вся по судинах. Частина її знаходиться в так званих депо: печінці – 20 %, шкірі – 10 %, селезінці – 1,5-2 % від загальної кількості крові. Депонована кров циркулює в 10-20 разів повільніше, вона містить більше форменних елементів.

У здорової людини об’єм циркулюючої крові може збільшуватися (при підвищенні температури середовища, підйомі в гори, виконанні фізичної роботи без значного потовиділення) чи зменшуватися (при зниженні температури середовища, значному потовиділенні).

Плазма – рідка частина крові, яка залишається після видалення форменних елементів. У плазмі міститься 90-91 % води, 6,5-8 % білків, 1,1 % інших органічних речовин і 0,9 % неорганічних компонентів (іонів натрію, кальцію, калію тощо). Плазма містить близько 30 розчинних солей. Густина плазми дорівнює 1,025-1,029, а її рН коливається в межах 7,37-7,43 і складає в середньому біля 7,4 (в артеріальній крові).

З плазмою крові переносяться речовини, які у фізіологічних концентраціях мало впливають на її властивості. До них належать:

а) живильні (поживні) речовини, вітаміни і мікроелементи;

б) продукти проміжного обміну;

в) гормони і ферменти;

г) продукти кінцевого обміну, які мають бути виведені з організму.

Найбільша фракція живильних речовин, які переносяться плазмою – ліпіди. Кількість їх у крові значно коливається і значно зростає після прийому жирної їжі. Тоді плазма крові набуває молочно-білого кольору (ліпемія). На відносно постійному рівні підтримується вміст глюкози і амінокислотних залишків. У плазмі крові постійно присутні всі вітаміни. Вони можуть переноситися або разом з білками, або самостійно. Вміст їх залежить від їжі; синтезу кишківником; факторів, які полегшують їх всмоктування; речовин, які їх руйнують (антивітамінами).

Мікроелементи циркулюють у плазмі крові як металовмісні білки (кобальт – кобаламін, мідь – церулоплазмін, йод – тироксинзв’язуючий білок) або білкові комплекси (залізо – феритин).

Найбільшу кількість продуктів проміжного метаболізму становить молочна кислота. Кількість її зростає при нестачі кисню, інтенсивному фізичному навантаженні. До органічних речовин належить піровиноградна кислота. Вона утворюється при метаболізмі амінокислот і вуглеводів і відіграє провідну роль у енергетичному обміні.

На даний час відомо більше 50 різних гормонів і ферментів плазми крові. За будовою вони є білками, поліпептидами, амінами, амідами або стероїдами.

До найважливіших кінцевих продуктів обміну (шлаків) належать СО2, сечовина, сечова кислота, креатинін, білірубін, аміак. Всі ці речовини, крім СО2, містять азот і виводяться нирками.

Фізико-хімічні характеристики системи крові. Гематокрит. Частина об’єму крові, яка припадає на долю еритроцитів, називається гематокритом. У нормі він дорівнює в чоловіків 0,40-0,48 л/л (40-48 %), у жінок – 0,36-0,42 л/л (0,36-42 %). У новонароджених гематокрит на 10 % вищий, а у маленьких дітей приблизно настільки ж нижчий порівняно з дорослими.

Концентрація розчинених у плазмі речовин може бути виражена осмотичним тиском.

Осмотичний тиск плазми в крові в нормі складає 7,3-7,6 атм (5600 мм рт.ст. або 745 кПа). Це відповідає температурі замерзання, яка дорівнює – 0,54 0С. Розчини, осмотичний тиск яких такий же, як плазми, називаються гіпертонічними, а з меншим – гіпотонічними. 96 % від загального осмотичного тиску крові припадає на частку неорганічних речовин (електролітів) і головним чином хлориду натрію. Молекулярна маса NaCl мала, і тому в одиниці маси цієї речовини є багато молекул.

Осмотичний тиск залежить від концентрації осмотично активних частинок у розчині і визначається іхньою кількістю незалежно від маси, заряду чи розміру. У внутрішньоклітинній рідині це К+ (основний катіон), фосфат (основний аніон) і білок, у позаклітинній – Nа+, Сl– і білок. Більшість мембран організму є навіпроникні, вони вільно пропускають молекули води, але частково чи повністю не пропускають інші молекули. Тому по обидва боки мембрани виникає різна осмотична концентрація, яка рухає воду з меншої концентрації до більшої. Це триває до встановленя ізотонічного стану (вирівнювання концентрацій).

Разом з водою в клітину транспортуються розчинні в ній іони, О2, глюкоза, аміно- и жирні кислоти, а з неї виводяться Nа+, Н2СО3 та інші продукти обміну речовин.

Будь-яке відхилення осмотичного тиску рідин позаклітинного простору від нормальних величин призводить до змін у клітинах. Якщо міжклітинна рідина стає гіпотонічною, то вода входить у клітини та викликає їх набряк, що може призвести до руйнування їхніх мембран. У гіпертонічних середовищах клітини навпаки втрачають воду і зморщуються. Життєдіяльність клітин у двох випадках суттєво порушується. Ізотонічність середовища – одна з основних умов підтримання життєдіяльності клітин, але при цьому повинно бути збережене співвідношення між окремими іонами.

Білки плазми крові. Білкову фракцію плазми складають декілька десятків різних білків. Їх кількісне та якісне визначення проводять за допомогою електрофорезу. У плазмі крові людини в 1 літрі є 65-85 г білка. Білки плазми діляться на альбуміни (35-50 г/л), глобуліни (α1 – 1-4 г/л, α2 – 4-8 г/л, β – 6-12 г/л, γ – 8-16 г/л) і фібриноген (2-4 г/л).

Альбуміни на 80 % забезпечують онкотичний тиск крові (колоїдно-осмотичний). Це впливає на розподіл води між плазмою та міжклітинною рідиною. Так як стінки капілярів вільно пропускають невеликі молекули, концентрація їх, а, отже, осмотичний тиск, який вони створюють у плазмі й міжклітинній рідині, приблизно однакові. Великі ж молекули білків важко проходять через стінки капілярів. Завдяки цьому, а також тому, що білки захоплюються клітинами й переносяться лімфою, між плазмою та міжклітинною рідиною створюється градієнт концетрації білків, який зумовлює різницю в онкотичному тиску, яке складає біля 22 мм рт.ст. (3 кПа).

Велика загальна площа поверхні багатьох дрібних молекул альбумінів дуже велика, тому вони добре виконують функцію переносників багатьох транспортованих кров’ю речовин, таких як білірубін, уробілін, жирні кислоти, солі жовчних кислот, солі важких металів, фармакологічні препарати (пеніцілін, сульфаніламіди, антибіотики тощо).

Утворюються альбуміни в печінці; за добу (за умов нормального харчування) виробляється їх біля 17 г; період піврозпаду альбумінів складає 10-15 днів.

Глобуліни – це група білків, яких електрофоретично (в порядку спадання електрофоретичної рухомості) розділяють на α1, α2, β і γ. Але навіть ці субфракції можна розділити (наприклад, з допомогою імуноелектрофорезу).

До складу фракції α1-глобулінів входять білки, простетичною групою яких є вуглеводи, переважно гексози і гексозиміни. Ці білки називаються глікопротеїнами. В їх складі циркулює біля 60 % всієї глюкози плазми. (Цю зв’язану глюкозу можна визначити тільки після її відділення від білків методом кислотного гідролізу). До субфракції глікопротеїнів відноситься ще одна група вуглеводовмісних білків – мукопротеїни, які містять мукополісахариди.

Фракція α2-глобулінів включає гаптоглобіни, які за хімічним складом є мукопротеїнами, і мідьвмісний білок церулоплазмін. На кожну білкову молекулу останнього припадає вісім атомів міді, що зумовлює оксидантну активність цього білка. Церулоплазмін зв’язує біля 90 % міді, яка є в плазмі, але з током крві до клітин переноситься мідь, яка зв’язана не стільки з церулоплазміном, як з альбуміном. До інших білків фракції α2-глобулінів належить тироксин-зв’язуючий білок, транскобаламін (вітамін В12-зв’язуючий глобулін), білірубін-зв’язуючий глобулін, транскортин (кортизолзв’язуючий глобулін).

До β-глобулінів належать важливі білкові переносники ліпідів і полісахаридів. Важливе значення ліпопротеїнів полягає в тому, що вони утримують в розчині нерозчинні в воді жири і ліподії і забезпечують таким чином їх перенесення кров’ю. Бета-глобуліни приймають участь у транспорті фосфоліпідів, холестерину, стероїдних гормонів, катіонів металів. Біля 75 % усіх жирів і ліпоїдів плазми входять до складу ліпопротеїнів. Незначна кількість ліпопротеїнів входить до α1-фракції глобулінів. Металовмісний білок трансферин переносить мідь і, що дуже важливо, залізо. Саме він забезпечує транспорт цього елементу кров’ю (кожна молекула трансферину містить два атоми тривалентного заліза).

До фракції γ-глобулінів входять різні антитіла, багато з яких мають ферментативну активність. Так як потреба в них різна, то розміри і склад фракції гама-глобулінів значно коливається.

При збільшенні цієї фракції зменшується фракція альбумінів і тому загальна кількість білків плазми звичайно залишається приблизно однаковою). До γ-глобулінів належать також аглютиніни крові (α- і β).

Утворюються глобуліни в печінці, кістковому мозку, селезінці, лімфатичних вузлах. За добу виробляється біля 5 г глобулінів. Період їх піврозпаду – 5 днів.

Фібриноген є розчинним попередником фібрину. З його переходом у фібрин відбувається зсідання крові і перетворення його в щільний згусток. Плазма крові, яка не містить фібриногену називається сироваткою. Утворюється фібриноген у печінці.

Буферні системи крові. Нормальна функція клітини залежить від постійності об’єму, складу і рН рідин організму. Регуляторні механізми, які контролюють нормальний об’єм, осмотичну концентрацію, іонний склад і вміст Н+ в рідинах організму взаємопов’язані. Система, яка підтримує рН, є системою динамічної рівноваги: Н+ постійно з’являється у внутрішньоклітинному середовищі як метаболіт і виділяється з нього. Кислотність або основність крові залежить від концентрації Н+. рН артеріальної крові – 7,35-7,45, венозної – на 0,02 одиниці нижче.

З їжею поступає багато кислих і основних солей, вуглеводів, білків, жирів, електролітів і мікроелементів. Їх метаболізм тісно взаємозв’язаний і при цьому утворюються кислоти – вугільна, молочна, піровиноградна, ацетооцтова, β-оксимасляна, сірчана, хлористоводнева та ін. Різні зміни рН попереджуються хімічними буферами рідин організму, діяльністю легень, нирок і кишківника.

Буфер є хімічною системою, яка або зв’язує надлишок іонів Н+, або звільняє їх.

Буферну ємкість позаклітинної рідини складають чотири системи: карбонатна, фосфатна, білкова, гемоглобінова. Кожна з них включає слабку кислоту і одну з її солей.

Карбонатна буферна система складається з вугільної кислоти (Н2СО3), бікарбонатів натрію і калію (NаНСО3, КНСО3). Це головний буфер крові.

Система функціонує так: при поступанні в плазму крові сильнішої кислоти, ніж вугільна, аніони сильної кислоти взаємодіють з катіонами натрію й утворюють нейтральну сіль. У той же час іони водню з’єднуються з аніонами НСО3–. При цьому виникає малодисоційована вугільна кислота. Під дією ферменту карбоангідрази, який є в еритроцитах, вона розпадається на СО2 і Н2О. Вуглекислий газ виділяється легенями і змін реакції крові не спостерігається.

При попаданні в кров основ вони вступають в реакцію з вугільною кислотою. Утворюються при цьому бікарбонатами і вода. Реакція знов лишається постійною.

Фосфатна буферна система є сумішшю одно- і двозаміщеного фосфатнокислого натрію (NаН2РО4 і Nа2НРО4). Перший слабо дисоціює і має властивості слабкої кислоти, другий має властивості слабкої основи. Кислоти й основи, які потрапляють у кров, взаємодіють з одним з компонентів системи, тому рН крові зберігається.

Білкова буферна система – протеїн/протеїнат нейтралізує кислоти і луги завдяки наявності амфотерних властивостей: з кислотами вони вступають у реакцію як основи, з основами – як кислоти.

Гемоглобінова буферна система. Система гемоглобін-оксигемоглобін має буферну дію тому, що оксигемоглобін у 80 разів кисліший відновленого. Перехід окисленої форми в редуковану попереджує зсув рН крові в кислий бік під час контакту її з тканинами, де вона збагачується Н2СО3. Утворення оксигемоглобіну в легеневих капілярах попереджує зсув реакції крові в лужний бік за рахунок переходу СО2 і Сl– з еритроцитів у плазму крові і утворення NаНСО3. Легені регулюють виділення СО2 і поглинання О2.

Одночасно відбувається і ниркова регуляція, яка забезпечує баланс між нелеткими кислотами і позаклітинним НСО3–. Нирки виводять надлишок кислот трьома механізмами: виділенням кислот у чистому вигляді (ацидогенез), обміном Н+ на Nа+ і утворення аміаку: NН3 + Н+ ⇄ NН4.

Печінка бере участь у регуляції кислотно-основної рівноваги за допомогою кількох механізмів. Вона зв’язує багато кислих радикалів, які потрапляють у портальний кровотік з травного тракту. З аміаку (NН3).і хлориду амонію (NН4Сl) печінка синтезує сечовину СО(NН2)2, яка є нейтральною речовиною і виводиться нирками. Також печінка може окислювати до кінцевих продуктів обміну (Н2О і СО2) деякі неорганічні кислоти, а також нагромаджувати і секретувати НСО3–. Печінка виділяє в кишківник з жовчю надлишок кислих і лужних продуктів метаболізму.

Шлунок є головним поставщиком хлористоводневої кислоти, а кишківник – натрію гідрокарбонату.

Оцінка кислотно-основної рівноваги проводиться за наступними показниками:

рН – відображає концентрацію Н+ або ступінь активної реакції розчину, за змінами якої можна думати про розміри компенсації порушень. В нормі дорівнює 7,35-7,45.

рСО2 – дихальний компонент кислотно-основної рівноваги. Зростання його вказує на надлишок СО2 в крові, зниження – на підвищене виведення. Величина рСО2 у венозній крові залежить від продукції СО2 у тканинах, а в артеріальній відповідає рСО2 альвеолярного повітря. Для артеріальної крові дорівнює 40 мм рт.ст. (5,33 кПа), для венозної – 46 мм рт.ст. (6,11 кПа).

ВЕ (ВD) – надлишок або дефіцит основ – головний критерій метаболічного компоненту кислотно-основної рівноваги. Нормальні показники ±2,3 ммоль/л. Переваги цього показника в тому, що він прямо і кількісно вказує на надлишок (дефіцит) кислот або основ у крові.

SB – стандартний бікарбонат – відображає вміст НСО3– у плазмі крові при рСО2 40 мм рт.ст. (5,33 кПа), температурі тіла 38 0С, повному насиченні крові О2. Він є метаболічним компонентом кислотно-основної рівноваги. У нормі дорівнює 24-27 ммоль/л.

АВ – істинний бікарбонат – вказує на наявність НСО3– у крові при даних рН і рСО2. Змінюється під впливом і метаболічних, і респіраторних порушень. Нормальні величини – 19-25 ммоль/л.

ВВ – сума всіх буферних систем крові. Нормальні величини – 40-60 ммоль/л.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 431 | Нарушение авторских прав