Большая энциклопедия нефти и газа. Как определить pH крови
ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ
В систему крови входят: кровь, циркулирующая по сосудам; органы, в которых происходит образование клеток крови и их разрушение (костный мозг, селезенка, печень, лимфатические узлы), и регулирующий нейрогуморальный аппарат.
Для нормальной деятельности всех органов необходимо постоянное снабжение их кровью. Прекращение кровообращения даже на короткий срок (в мозге всего на несколько минут) вызывает необратимые изменения. Это обусловлено тем, что кровь выполняет в организме важные функции, необходимые для жизни. Основные функции крови следующие.
Трофическая (питательная) функция. Кровь переносит питательные вещества (аминокислоты, моносахариды и др.) от пищеварительного тракта к клеткам организма. Эти вещества нужны клеткам в качестве строительного и энергетического материала, а также для обеспечения их специфической деятельности. Например, через вымя коровы должно пройти 500-550 л крови, чтобы его секретирующие клетки образовали 1 л молока.
Экскреторная (выделительная) функция . С помощью крови происходит удаление из клеток организма конечных продуктов обмена веществ, ненужных и даже вредных (аммиак, мочевина, мочевая кислота, креатинин, различные соли и т. д.). Эти вещества с кровью приносятся к органам выделения и далее выделяются из организма.
Респираторная (дыхательная функция). Кровь переносит кислород от легких к тканям, а образующийся в них углекислый газ транспортирует к легким, откуда он удаляется при выдохе. Объем переноса кислорода и углекислого газа кровью зависит от интенсивности обмена веществ в организме.
Защитная функция. В крови имеется очень большое количество лейкоцитов, обладающих способностью поглощать и переваривать микробы и другие инородные тела, поступающие в организм. Эта способность лейкоцитов была открыта русским ученым Мечниковым (1883 г.) и получила название фагоцитоза, а сами клетки были названы фагоцитами. Как только в организм попадает инородное тело, лейкоциты устремляются к нему, захватывают и переваривают его благодаря наличию мощной системы ферментов. Нередко они погибают в этой борьбе и тогда, скапливаясь в одном месте, образуют гной. Фагоцитарная активность лейкоцитов получила название клеточного иммунитета. В жидкой части крови в ответ на поступление в организм инородных веществ появляются особые химические соединения - антитела. Если они обезвреживают ядовитые вещества, выделяемые микробами, то их называют антитоксинами, если вызывают склеивание микробов и других инородных тел, их называют агглютининами. Под влиянием антител может происходить растворение микробов. Такие антитела носят название лизинов. Существуют антитела, вызывающие осаждение чужеродных белков - преципитины. Наличие антител в организме обеспечивает его гуморальный иммунитет. Такую же роль играет бактерицидная пропердиновая система.
Терморегулирующая функция. В силу своего непрерывного движения и большой теплоемкости кровь способствует распределению тепла по организму и поддержанию определенной температуры тела. Во время работы органа в нем происходит резкое усиление процессов обмена веществ и выделение тепловой энергии. Так, в функционирующей слюнной железе количество тепла увеличивается в 2-З раза по сравнению с состоянием покоя. Еще больше возрастает образование тепла в мышцах во время их деятельности. Но тепло не задерживается в работающих органах. Оно поглощается кровью и разносится по всему телу. Изменение температуры крови вызывает возбуждение центров регуляция тепла, расположенных в продолговатом мозге и гипоталамусе, что приводит к соответствующему изменению образования и отдачи тепла, в результате чего температура тела поддерживается на постоянном уровне.
Коррелятивная функция. Кровь, постоянно двигаясь в замкнутой системе кровеносных сосудов, обеспечивает связь между различными органами, и организм функционирует как единая целостная система. Эта связь осуществляется при помощи различных веществ, поступающих в кровь (гормоны и пр.). Таким образом, кровь участвует в гуморальной регуляции функций организма.
Кровь и ее производные - тканевая жидкость и лимфа - образуют внутреннюю среду организма. Функции крови направлены на то, чтобы поддерживать относительное постоянство состава этой среды. Таким образом, кровь участвует в поддержании гомеостаза.
Кровь, имеющаяся в организме, циркулирует по кровеносным сосудам не вся. В обычных условиях значительная часть ее находится в так называемых депо:
в печени до 20%
в селезенке примерно 16%
в коже до 10% от всего количества крови.
Отношение между циркулирующей и депонированной кровью меняется в зависимости от состояния организма. При физической работе, нервном возбуждении, при кровопотерях часть депонированной крови рефлекторным путем выходит в кровеносные сосуды.
Количество крови различно у животных разного вида, пола, породы, хозяйственного использования. Например, количество крови у спортивных лошадей достигает 14-15 % от массы тела, а у тяжеловозов - 7-8 %. Чем интенсивнее процессы обмена веществ в организме, чем выше потребность в кислороде, тем больше крови у животного.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ
Кровь по своему содержанию неоднородна. При отстаивании в пробирке несвернувшейся крови (с добавлением лимоннокислого натрия) она разделяется на два слоя:
верхний (60-55 % общего объема) - желтоватая жидкость - плазма,
нижний (40-45 % объема) - осадок - форменные элементы крови
(толстый слой красного цвета - эритроциты,
над ним тонкий беловатый осадок - лейкоциты и кровяные пластинки)
Следовательно, кровь состоит из жидкой части (плазмы) и взвешенных в ней форменных элементов.
Вязкость и относительная плотность крови. Вязкость крови обусловлена наличием в ней эритроцитов и белков. В нормальных условиях вязкость крови в З-5 раз больше вязкости воды. Она увеличивается при больших потерях воды организмом (поносы, обильное потение), а также при возрастании количества эритроцитов. При уменьшении числа эритроцитов вязкость крови снижается.
Относительная плотность крови колеблется в очень узких границах (1,035-1,056) (табл. 1). Плотность эритроцитов выше - 1,08-1,09. Благодаря этому происходит оседание эритроцитов, когда свертывание крови предотвращается. Относительная плотность лейкоцитов и кровяных пластинок ниже, чем эритроцитов, поэтому при центрифугировании они образуют слой над эритроцитами. Относительная плотность цельной крови в основном зависит от количества эритроцитов, поэтому у самцов она несколько выше, чем у самок.
Осмотическое и онкотическое давление крови. В жидкой части крови растворены минеральные вещества - соли. У млекопитающих их концентрация составляет около 0,9 %. Они находятся в диссоциированном состоянии в виде катионов и анионов. От содержания этих веществ зависит в основном осмотическое давление крови. Осмотическое давление - это сила, вызывающая движение растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Клетки тканей и клетки самой крови окружены полупроницаемыми оболочками, через которые легко проходит вода и почти не проходят растворенные вещества. Поэтому изменение осмотического давления в крови и тканях может привести к набуханию клеток или потере ими воды. Даже незначительные изменения соленого состава плазмы крови губительны для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Осмотическое давление крови держится на относительно постоянном уровне за счет функционирования регулирующих механизмов. В стенках кровеносных сосудов, в тканях, в отделе промежуточного мозга - гипоталамусе имеются специальные рецепторы, реагирующие на изменение осмотического давления, - осморецепторы. Раздражение осморецепторов вызывает рефлекторное изменение деятельности выделительных органов, и они удаляют избыток воды или солей, поступивших в кровь. Большое значение в этом отношении имеет кожа, соединительная ткань которой впитывает избыток воды из крови или отдает ее в кровь при повышении осмотического давления последней.
Величину осмотического давления обычно определяют косвенными методами. Наиболее удобен и распространен криоскопический способ, когда находят депрессию, или понижение точки замерзания крови. Известно, что температура замерзания раствора тем ниже, чем больше концентрация растворенных в нем частиц, то есть чем больше его осмотическое давление. Температура замерзания крови млекопитающих на О,56-О,58 °С ниже температуры замерзания воды, что соответствует осмотическому давлению 7,6 атм, или 768,2 кПа.
Определенное осмотическое давление создают и белки плазмы. Оно составляет 1/220 общего осмотического давления плазмы крови и колеблется от 3,325 до 3,99 кПа, или О,О3-О,О4 атм, или 25-ЗО мм рт. ст. Осмотическое давление белков плазмы крови называют онкотическим давлением. Оно значительно меньше давления, создаваемого растворенными в плазме солями, так как белки имеют огромную молекулярную массу, и, несмотря на большее их содержание в плазме крови по массе, чем солей, количество их грамм - молекул оказывается относительно небольшим, к тому же они значительно менее подвижны, чем ионы. А для величины осмотического давления имеет значение не масса растворенных частиц, а них число и подвижность.
Онкотическое давление препятствует чрезмерному переходу воды из крови в ткани и способствует реабсорбции ее из тканевых пространств, поэтом
у при уменьшении количества белков в плазме крови развиваются отеки тканей.
Реакция крови и буферные системы. Кровь животных имеет слабощелочную реакцию. Ее рН колеблется в пределах 7,35-7,55 и сохраняется на относительно постоянном уровне, несмотря на постоянное поступление в кровь кислых и щелочных продуктов обмена. Постоянство реакции крови имеет большое значение для нормальной жизнедеятельности, так как сдвиг рН на О,З-О,4 смертельно опасен для организма. Активная реакция крови (рН) является одной из жестких констант гомеостаза.
Поддержание кислотно-щелочного равновесия достигается наличием в крови буферных систем и деятельностью выделительных органов, удаляющих избытки кислот и щелочей.
В крови имеются следующие буферные системы: гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная, белков плазмы крови.
Гемоглобиновая буферная система. Это самая мощная система. Примерно 75 % буферов крови составляет гемоглобин. В восстановленном состоянии он является очень слабой кислотой, в окисленном - его кислотные свойства усиливаются.
Карбонатная буферная система. Представлена смесы слабой кислоты - угольной и ее солей - бикарбонатов натрия и калия. При обычно существующей в крови концентрации водородных ионов количество растворенной угольной кислоты примерно в 20 раз меньше, чем бикарбонатов. При поступлении в плазму крови более сильной кислоты, чем угольная, анионы сильной кислоты взаимодействуют с катионами натрия бикарбоната, образуя натриевую соль, а ионы водорода, соединяясь с анионами НСО образуют малодиссоциированную угольную кислоту. При поступлении в плазму крови молочной кислоты возникает реакция:
CH 3 CHOHCOOH + NaHCO 3 = CH 3 CHOHCOONa + H 2 CO 3
Так как угольная кислота слабая, при ее диссоциации образуется очень мало водородных ионов. Кроме того, под действием содержащегося в эритроцитах фермента карбоангидразы, или угольной ангидразы, угольная кислота распадается на углекислый газ и воду. Углекислый газ выделяется с выдыхаемым воздухом, и изменения реакции крови не происходит. В случае поступления в кровь оснований они вступают в реакцию с угольной кислотой, образуя бикарбонаты и воду; реакция вновь остается постоянной. На долю карбонатной системы приходится относительно небольшая часть буферных веществ крови, ее роль в организме значительна, так как с деятельностью этой системы связано выведение углекислого газа легкими, что обеспечивает почти мгновенное восстановление нормальной реакции крови.
Фосфатная буферная система. Эта система образована смесы однозамещенного и двузамещенного фосфорнокислого натрия, или дигидрофосфата и гидрофосфата натрия. Первое соединение слабо диссоциирует и ведет себя как слабая кислота, второе - имеет свойства слабой щелочи. Вследствие не большой концентрации фосфатов в крови роль этой системы менее значительна.
Белки плазмы крови. Как и всякие белки, они обладают амфотерными свойствами: с кислотами вступают в реакцию как основания, с основаниями как кислоты, благодаря чему участвуют в поддержании рН на относительно постоянном уровне.
Мощность буферных систем неодинакова у разных видов животных. Особенно велика она у животных, биологически приспособленных к напряженной мышечной работе, например у лошадей, оленей.
Вследствие того что в ходе обмена веществ образуется больше кислотных продуктов, чем щелочных, опасность сдвига реакции в кислую сторону более вероятна, чем в щелочную. В связи с этим буферные системы крови обеспечивают горазд большую устойчивость по отношению к поступлению кислот, чем щелочей Так, для сдвига реакции плазмы крови в щелочную сторону к ней нужно прибавить раствора едкого натра в 40-70 раз больше, чем к воде. Чтобы вызвать сдвиг реакции крови в кислую сторону, к плазме приходится прибавлять соляной кислоты в 327 раз больше, чем к воде. Следовательно, запас щелочных веществ крови значительно больше, чем кислых, то есть щелочной резерв кров во много раз превышает кислотный.
Так как в крови имеется определенное и довольно постоянное отношение между кислотными и щелочными компонентами, принято называть его кислотно-щелочным равновесием.
Величину щелочного резерв крови можно определить по количеству содержащихся в ней бикарбонатов, которое обычно выражают кубических сантиметрах углекислого газа, образовавшегося из бикарбонатов путем прибавления кислоты в условиях равновесия с газовой смесы, где парциальное давление угле кислого газа равно 40 мм рт. ст., что соответствует давлению этого газа альвеолярном воздухе (метод Ван Слайка).
Щелочной резерв у лошадей составляет 55-57 см у крупного рогатого скота - в среднем 60, овец - 56 см углекислого газа 100 мл плазмы крови.
Несмотря на наличие буферных систем и хорошую защищенность организма от сдвига реакции крови изменение кислотно-щелочного равновесия все же возможно. Например при напряженной мышечной работе щелочной резерв крови резко уменьшается - до 20 об % (объемных процентов) Неправильное Одностороннее кормление КРС кислым силосом или концентратами приводит к сильному снижению щелочного резерва (до 10 об %).
Если поступающие в кровь кислоты вызывают лишь уменьшение щелочного резерва но не сдвигают реакцию крови в кислую сторону, то наступает так называемый компенсированный ацидоз. Если не только исчерпывает щелочной резерв, но и сдвигается реакция крови в кислую сторону, возникает состояние некомпенсированного ацидоза.
Различают также компенсированный и некомпенсированный алкалозы. В первом случае происходит увеличение щелочного резерва крови и уменьшение кислотного без сдвига реакции крови. Во втором случае наблюдают и сдвиг реакции крови в щелочную сторону. Это может быть вызвано скармливанием или введением в организм большого количества щелочных продуктов, а также выведением кислот или повышенной задержкой щелочных веществ. Состояние компенсированного алкалоза возникает при гипервентиляции легких и усиленном выведении углекислого газа из организма.
Как ацидоз, так и алкалоз может быть метаболическим (негазовым) и респираторным (дыхательным, газовым). Метаболический ацидоз характеризуется снижением концентрации карбонатов в крови. Респираторный ацидоз, развивается в результате накопления углекислоты в организме. Метаболический алкалоз обусловлен увеличением количества бикарбонатов в крови, например при введении внутрь или парентерально веществ богатых гидроксилами. Газовый алкалоз связан с гипервентиляцией лёгких, при этом углекислый газ усиленно удаляется из организма.
Состав плазмы крови.
Плазма крови - это сложная биологическая система, тесно связанная с тканевой жидкостью организма.
В плазме крови содержится 90-92 % 8- % сухих веществ. в состав сухих веществ входят белки, глюкоза, липиды (нейтральные жиры, лецитин, холестерин и т. д.), молочная и пировиноградная кислота, небелковые азотистые вещества (аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин), различные минеральные соли (преобладает хлористый натрий) ферменты, гормоны, витамины пигменты.
В плазме растворены также кислород, углекислый газ и азот.
Белки плазмы и их функционал значение . Основную часть сухого вещества плазмы составляют белки. общее их количество равно 6-8 %. имеется несколько десятков различных белков, которые делят на две основные группы: альбумины и глобулины. Соотношение между количеством альбуминов и глобулинов в плазме крови животных разных видов различно (табл. 2).
Соотношение альбуминов и глобулинов в плазме крови называют белковым коэффициентом . У свиней, овец, коз, собак, кроликов, человека он больше единицы, а у лошадей, крупного рогатого скота количество глобулинов как правило превышает количество альбуминов то есть он меньше единицы. Полагают, что от величины этого коэффициента зависит скорость оседания эритроцитов - она повышается при увеличение количества глобулинов
Для разделения белков плазмы применяют метод электрофореза. Имея различный электрический за ряд, разные белки движутся в электрическом поле с неодинаковой скоростью. С помощью этого метода удалось разделить глобулины на не сколько фракций: α 1 α 2 β γ глобулины. В глобулиновую фракцию входит фибриноген, имеющий большое значение в свертывании крови.
Альбумины и фибриноген образуются в печени, глобулины, кроме печени, еще и в костном мозге, Селезенке, лимфатических узлах.
Белки плазмы крови выполняют многообразные функции. Они поддерживают нормальный объем крови и постоянное количество воды в тканях. Как крупномолекулярные коллоидные частицы, белки не могут проходить через стенки капилляров в тканевую жидкость. Оставаясь в крови, они притягивают некоторое количество воды из тканей в кровь и создают так называемое онкотическое давление. Особенно большое значение в его создании принадлежит альбуминам, имеющим меньшую молекулярную массу и отличающимся большей подвижностью, чем глобулины. На их долю приходится примерно 80 % онкотического давления.
Большую роль играют белки и в транспорте питательных веществ. Альбумины связывают и переносят жирные кислоты, пигменты желчи; α - и β - глобулины переносят холестерин, стероидные гормоны, фосфолипиды; γ - глобулины участвуют в транспорте металлических катионов.
Белки плазмы крови, и прежде всего фибриноген, участвуют в свертывании крови. Обладая амфотерными свойствами, они поддерживают кислотно-щелочное равновесие. Белки создают вязкость крови, имеющую важное значение в поддержании артериального давления. Они стабилизируют кровь, препятствуя чрезмерному оседанию эритроцитов.
Протеины играют большую роль в иммунитете. В γ - глобулиновую фракцию белков входят различные антитела, которые защищают организм от вторжения бактерий и вирусов. При иммунизации животных количество γ - глобулинов увеличивается.
В 1954 г. в плазме крови был открыт белковый комплекс, содержащий липиды и полисахариды, - пропердин. Он способен вступать в реакции с вирусными белками и делать их неактивными, а также вызывать гибель бактерий. Пропердин является важным фактором врожденной невосприимчивости к ряду заболеваний.
Белки плазмы крови, и в первую очередь альбумины, служат источником образования белков различных органов. С помощью методики меченых атомов доказано, что введенные парентерально (минуя пищеварительный тракт) белки плазмы быстро включаются в белки, специфические для различных органов.
Белки плазмы крови осуществляют креаторные связи, то есть передачу информации, влияющей на генетический аппарат клетки и обеспечивающей процессы роста, развития, дифференцировки и поддержании структуры организма.
Небелковые азотсодержащие соединения . В эту группу входят аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, аммиак, которые также относятся к органическим веществам плазмы крови. Они получи ли название остаточного азота. Общее количество его составляет 11- 15 ммоль/л (30-40 мг%). При на рушении функции почек содержание остаточного азота в плазме крови резко возрастает.
Безазотистые органические вещества плазмы крови. К ним относят глюкозу и нейтральные жиры. Количество глюкозы в плазме крови колеблется в зависимости от вида животных. наименьшее ее количество содержится в плазме крови жвачных - 2,2-3,3 ммоль/л (40-60 мг%), животных с однокамерным желудком - 5,54 ммоль/л (100 мг%), в крови кур-7,2 ммоль/л (130-290 мг%).
Неорганические вещества плазмы – соли. У млекопитающих они составляют около 0,9 г% и находятся в диссоциированном состоянии в виде катионов и анионов. От их содержания зависит осмотическое давление.
ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ
Форменные элементы крови делятся на три группы - эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки
Общий объем форменных элементов в 100 объемах крови называют показателем гематокрита.
Эритроциты. Красные кровяные летки составляют главную массу клеток крови. Свое название они получили от греческого слова «эритрос» - красный. Они определяют красный цвет крови. Эритроциты рыб, амфибий, рептилий и птиц - крупные, овальной формы клетки, содержащие ядро. Эритроциты млекопитающих значительно мельче, лишены ядра и имеют форму двояковогнутых дисков (только у верблюдов и лам они овальные).
Двояковогнутая форма увеличивает поверхность эритроцитов и способствует быстрой и равномерной диффузии кислорода через их оболочку. Эритроцит состоит из тонкой сетчатой стромы, ячейки которой заполнены пигментом гемоглобином, и более плотной оболочки. Последняя образована слоем липидов, заключённым между двумя мономолекулярными слоями белков. Оболочка обладает избирательной проницаемостью. Через нее легко проходят вода, анионы, глюкоза, мочевина, однако не пропускает белки и почти непроницаема для большинства катионов.
Эритроциты очень эластичны, легко сжимаются и поэтому могут проходить через узкие капилляры, диаметр которых меньше их диаметра.
Размеры эритроцитов позвоночных колеблются в широких пределах, наименьший диаметр они имеют у млекопитающих, а среди них у дикой и домашней козы; эритроциты наибольшего диаметра найдены у амфибий, в частности у протея.
Количество эритроцитов в крови определяют под микроскопом с помощью счетных камер или электронных приборов - целлоскопов. В крови у животных разных видов содержится неодинаковое число эритроцитов. Увеличение количества эритроцитов в крови вследствие усиленного их образования называют истинным эритроцитозом, если же число эритроцитов в крови увеличивается вследствие поступления их из депо крови, говорят о перераспределительном эритроцитозе.
Совокупность эритроцитов всей крови животного называют эритроном. Это огромная величина. Так, общее количество красных кровяных клеток у лошадей массой 500 кг достигает 436,5 трилл., все вместе они образуют огромную поверхность, что имеет большое значение для эффективного выполнения их функций.
Функции эритроцитов
Они весьма многообразны: перенос кислорода от легких к тканям; перенос углекислого газа от тканей к легким; транспортировка питательных веществ - адсорбированных на их поверхности аминокислот - от органов пищеварения к клеткам организма; поддержание рН крови на относительно постоянном уровне благодаря наличию гемоглобина; активное участие в процессах иммунитета: эритроциты адсорбируют на своей поверхности различные яды, которые затем разрушаются клетками мононуклеарной фагоцитарной системы (МФС); осуществление процесса свертывания крови. В них найдены почти все факторы, которые содержатся в тромбоцитах. Кроме того, их форма удобна для прикрепления нитей фибрина, а их поверхность катализирует гемостаз.
Г е м о л и з. Разрушение оболочки эритроцитов и выход из них гемоглобина называется гемолизом. Он может быть химический, когда их оболочка разрушается химическими веществами (кислотами, щелочами, сапонином, мылом, эфиром, хлороформом и т. д.); физический, который подразделяют на механический (при сильном встряхивании), температурный (под действием высокой и низкой температуры), лучевой (под действием рентгеновских или ультрафиолетовых лучей). Осмотический гемолиз - разрушение эритроцитов в воде или гипотонических растворах, осмотическое давление которых меньше, чем в плазме крови. Вследствие того, что давление внутри эритроцитов больше, чем в окружающей среде, вода переходит в эритроциты, их объем увеличивается и оболочки лопаются, а гемоглобин выходит наружу. Если окружающий раствор имеет достаточно низкую концентрацию соли, наступает полный гемолиз и вместо нормальной непрозрачной крови образуется относительно прозрачная «лаковая» кровь. Если раствор, в котором находятся эритроциты, менее гипотоничен, наступает частичный гемолиз. Биологический гемолиз может возникнуть при переливании крови, если кровь несовместима, при укусах некоторых змей и т.д.
В организме постоянно в небольших количеств происходит гемолиз при отмирании старых эритроцитов. При этом эритроциты разрушаются в печени, селезенке, красном костном мозге, освободившийся гемоглобин поглощается клетками этих органов, а в плазме циркулирующей крови он отсутствует.
Г е м о г л о б и н. Свою основную функцию - перенос газов кровью - эритроциты выполняют благодаря наличию в них гемоглобина, который представляет сложный белок - хромопротеид, состоящий из белковой части (глобина) и небелковой пигментной группы (гема), соединенных между собой гистидиновым мостиком. В молекуле гемоглобина четыре гема. Гем построен из четырех пирроловых колец и содержит двухвалентное железо. Он является активной, или так называемой простетической, группой гемоглобина и обладает способностью присоединять и отдавать молекулы кислорода. У всех видов животных гем имеет одинаковое строение, в то время как глобин отличается по аминокислотному составу.
Гемоглобин, присоединивший кислород, превращается в оксигемоглобин (НЬО) ярко-алого цвета, что и определяет цвет артериальной крови. Оксигемоглобин образуется в капиллярах легких, где напряжение кислорода высокое. В капиллярах тканей, где кислорода мало, он распадается на гемоглобин и кислород. Гемоглобин, отдавший кислород, называют восстановленным или редуцированным гемоглобином (НЬ). Он придает венозной крови вишневый цвет. И в оксигемоглобине, и в восстановленном гемоглобине атомы железа находятся в двухвалентном состоянии.
Источник "Медицинский справочник Физиология человека" http://www.medical-enc.ru/physiology/reaktsiya-krovi.shtml
Активная реакция крови, обусловленная концентрацией в ней водородных (Н") и гидроксильных (ОН") ионов, имеет чрезвычайно важное биологическое значение, так как процессы обмена протекают нормально только при определенной реакции.
Кровь имеет слабо щелочную реакцию. Показатель активной реакции (рН) артериальной крови равен 7,4; рН венозной крови вследствие большего содержания в ней углекислоты равен 7,35. Внутри клеток рН несколько ниже и равен 7 - 7,2, что зависит от метаболизма клеток и образования в них кислых продуктов обмена.
Активная реакция крови удерживается в организме на относительно постоянном уровне, что объясняется буферными свойствами плазмы и эритроцитов, а также деятельностью выделительных органов.
Буферные свойства присущи растворам, содержащим слабую (т. е. малодиссоциированную) кислоту и ее соль, образованную сильным основанием. Прибавление к подобному раствору сильной кислоты или щелочи не вызывает такого большого сдвига в сторону кислотности или щелочности, как в том случае, если прибавить то же количество кислоты или щелочи к воде. Это объясняется тем, что прибавленная сильная кислота вытесняет слабую кислоту из ее соединений с основаниями. В растворе при этом образуется слабая кислота и соль сильной кислоты. Буферный раствор, таким образом, препятствует сдвигу активной реакции. При добавлении к буферному раствору сильной щелочи образуется соль слабой кислоты и вода, вследствие чего возможный сдвиг активной реакции в щелочную сторону уменьшается.
Буферные свойства крови обусловлены тем, что в ней содержатся следующие вещества, образующие так называемые буферные системы: 1) угольная кислота - двууглекислый натрий (карбонатная буферная система)-, 2) одноосновный - двухосновный фосфорнокислый натрий (фосфатная буферная система), 3) белки плазмы (буферная система белков плазмы)-, белки, будучи амфолитами, способны отщеплять как водородные, так и гидроксильные ионы в зависимости от реакции среды; 4) гемоглобин - калийная соль гемоглобина (буферная система гемоглобина). Буферные свойства красящего вещества крови - гемоглобина - обусловлены тем, что он, будучи кислотой более слабой, чем H2CO3, отдает ей ионы калия, а сам, присоединяя Н"-ионы, становится очень слабо диссоциирующей кислотой. Примерно 75% буферной способности крови обусловлено гемоглобином. Карбонатная и фосфатная буферные системы имеют для сохранения постоянства активной реакции крови меньшее значение.
Буферные системы имеются также в тканях, благодаря чему рН тканей способен сохраняться на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты. Вследствие наличия буферных систем образующиеся в клетках в ходе процессов обмена веществ углекислота, молочная, фосфорная и другие кислоты, переходя из тканей в кровь, не вызывают обычно значительных изменений ее активной реакции.
Характерным свойством буферных систем крови является более легкий сдвиг реакции в щелочную, чем в кислую сторону. Так, для сдвига реакции плазмы крови в щелочную сторону приходится прибавлять к ней в 40-70 раз больше едкого натра, чем к чистой воде. Для того же чтобы вызвать сдвиг ее реакции в кислую сторону, к ней необходимо добавить в 327 раз больше соляной кислоты, чем к воде. Щелочные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови. Величину последнего можно определить по тому количеству кубических сантиметров углекислоты, которое может быть связано 100 мл крови при давлении углекислоты, равном 40 мм рт. ст., т. е. приблизительно соответствующем обычному давлению углекислоты в альвеолярном воздухе.
Так как в крови имеется определенное и довольно постоянное отношение между кислотными и щелочными эквивалентами, то принято говорить о кислотно-щелочном равновесии крови.
Посредством экспериментов над теплокровными животными, а также клиническими наблюдениями установлены крайние, совместимые с жизнью пределы изменений рН крови. По-видимому, такими крайними пределами являются величины 7,0-7,8. Смещение рН за эти пределы влечет за собой тяжелые нарушения и может привести к смерти. Длительное смещение рН у человека даже на 0,1-0,2 по сравнению с нормой может оказаться гибельным для организма.
Несмотря на наличие буферных систем и хорошую защищенность организма от возможных изменений активной реакции крови, сдвиги в сторону повышения ее кислотности или щелочности все же иногда наблюдаются при некоторых условиях как физиологических, так в особенности патологических. Сдвиг активной реакции в кислую сторону называется ацидозом, сдвиг в щелочную сторону - алкалозом.
Различают компенсированный и некомпенсированный ацидоз и компенсированный и некомпенсированный алкалоз. При некомпенсированном ацидозе или алкалозе наблюдается действительный сдвиг активной реакции в кислую или щелочную сторону. Это происходит вследствие исчерпания регуляторных приспособлений организма, т. е. тогда, когда буферные свойства крови оказываются недостаточными для того, чтобы воспрепятствовать изменению реакции. При компенсированном ацидозе или алкалозе, которые наблюдаются чаще, чем некомпенсированные, не происходит сдвига активной реакции, но уменьшается буферная способность крови и тканей. Понижение буферности крови и тканей создает реальную опасность перехода компенсированных форм ацидоза или алкалоза в некомпенсированные.
Ацидоз может возникнуть, например, вследствие увеличения содержания в крови углекислоты или вследствие уменьшения щелочного резерва. Первый вид ацидоза -газовый ацидоз наблюдается при затрудненном выделении углекислоты из легких, например при легочных заболеваниях. Второй вид ацидоза негазовый, он встречается при образовании в организме избыточного количества кислот, например при диабете, при почечных болезнях. Алкалоз также может быть газовым (усиленное выделение CO3) и негазовым (увеличение резервной щелочности).
Изменения щелочного резерва крови и незначительные изменения ее активной реакции всегда происходят в капиллярах большого и малого круга кровообращения. Так, поступление большого количества углекислоты в кровь тканевых капилляров вызывает закисление венозной крови на 0,01-0,04 рН по сравнению с артериальной кровью. Противоположный сдвиг активной реакции крови в щелочную сторону происходит в легочных капиллярах в результате перехода углекислого газа в альвеолярный воздух.
В сохранении постоянства реакции крови имеет большое значение деятельность дыхательного аппарата, обеспечивающего удаление избытка углекислоты путем усиления вентиляции легких. Важная роль в поддержании реакции крови на постоянном уровне принадлежит также почкам и желудочно-кишечному тракту, выделяющим из организма избыток как кислот, так и щелочей.
При сдвиге активной реакции в кислую сторону, почки выделяют с мочой увеличенные количества кислого одноосновного фосфата натрия, а при сдвиге в щелочную сторону происходит выделение с мочой значительных количеств щелочных солей: двухосновного фосфорнокислого и двууглекислого натрия. В первом случае моча становится резко кислой, а во втором - щелочной (рН мочи в нормальных условиях равен 4,7- 6,5, а при нарушениях кислотно-щелочного равновесия может достигать 4,5 и 8,5).
Выделение относительно небольшого количества молочной кислоты осуществляется также потовыми железами.
Кровь, циркулирующая в сосудах, выполняет следующие функции:
Транспортная – перенос различных веществ: кислорода, углекислого газа, питательных веществ, гормонов, медиаторов, электролитов, ферментов и др.
Дыхательная (разновидность транспортной функции) – перенос кислорода от легких к тканям организма, а углекислого газа – от клеток к легким.
Трофическая (разновидность транспортной функции) – перенос основных питательных веществ от органов пищеварения к тканям организма.
Экскреторная (разновидность транспортной функции) – транспорт конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты и др.), избытка воды, органических и минеральных веществ к органам их выделения (почки, потовые железы, легкие, кишечник).
Терморегуляторная – перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым.
Защитная – осуществление неспецифического и cпецифического иммунитета; свертывание крови предохраняет от кровопотери при травмах.
Регуляторная (гуморальная) – доставка гормонов, пептидов, ионов и других физиологически активных веществ от мест их синтеза к клеткам организма, что позволяет осуществлять регуляцию многих физиологических функций.
Гомеостатическая – поддержание постоянства внутренней среды организма (кислотно-основного равновесия, водно-электролитного баланса и др.).
Объем и физико-химические свойства крови. Объем крови – общее количество крови в организме взрослого человека составляет в среднем 6-8% от массы тела, что соответствует 5- 6 л. Повышение общего объема крови называют гиперволемией, уменьшение – гиповолемией.
Относительная плотность крови 1,050-1,060 г/мл зависит в основном от количества эритроцитов. Относительная плотность плазмы крови 1,025-1,034 г/мл определяется концентрацией белков.
Вязкость крови 5 усл.ед., плазмы – 1,7-2,2 усл.ед. зависит от наличия в крови эритроцитов и в меньшей степени белков плазмы, при этом за условную единицу принята вязкость воды.
Осмотическое давление крови – сила, с которой растворитель переходит через полунепроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор.
Кислотно-основное состояние крови (КОС) . Активная реакция крови обусловлена соотношением водородных и гидроксильных ионов. Для определения активной реакции крови используют водородный показатель рН – концентрацию ионов водорода. В норме рН – 7,36 (реакция слабоосновная); артериальной крови – 7,4; венозной – 7,35. При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться от 7,3 до 7,5. Активная реакция крови является жесткой константой, обеспечивающей ферментативную деятельность. Крайние пределы рН крови, совместимые с жизнью, равны 7,0-7,8.
Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом , который обусловливается увеличением в крови ионов водорода.
Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом . Это связано с увеличением концентрации гидроксильных ионов ОН – и уменьшением концентрации ионов водорода.
К буферным системам крови относятся гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная и белковая.
Буферные системы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей, тем самым препятствуя сдвигу активной реакции крови. В организме образуется кислых продуктов в большей степени в процессе метаболизма. Поэтому запасы щелочных веществ в крови во много раз превышают запасы кислых, их рассматривают как щелочной резерв крови.
Гемоглобиновая буферная система на 75% обеспечивает буферную емкость крови. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем восстановленный гемоглобин. Оксигемоглобин обычно бывает в виде калиевой соли. В капиллярах тканей в кровь поступает большое количество кислых продуктов распада. Одновременно в тканевых капиллярах при диссоциации оксигемоглобина происходит отдача кислорода и появление большого количества щелочнореагирующих солей гемоглобина. Последние взаимодействуют с кислыми продуктами распада, например угольной кислотой. В результате образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин. В легочных капиллярах гемоглобин, отдавая ионы водорода, присоединяет кислород и становится сильной кислотой, которая связывает ионы калия. Ионы водорода используются для образования угольной кислоты, в дальнейшем выделяющейся из легких в виде Н 2 О и СО 2 .
Карбонатная буферная система по своей мощности занимает второе место. Она представлена угольной кислотой (Н 2 СО 3) и бикарбонатом натрия или калия (NaНСО 3 , КНСО 3) в пропорции 1:20. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то в реакцию вступает, например, бикарбонат натрия. Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота. Угольная кислота под действием карбоангидразы эритроцитов распадается на Н 2 О и СО 2 , последний выделяется легкими в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота, образуя гидрокарбонат натрия и воду. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используется для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма.
Фосфатная буферная система состоит из натрия дигидрофосфата (NаН 2 РО 4) и натрия гидрофосфата (Nа 2 НРО 4). Первое соединение обладает свойствами слабой кислоты и взаимодействует с поступившими в кровь щелочными продуктами. Второе соединение имеет свойства слабой щелочи и вступает в реакцию с более сильными кислотами.
Белковая буферная система осуществляет роль нейтрализации кислот и щелочей благодаря амфотерным свойствам: в кислой среде белки плазмы ведут себя как основания, в основной – как кислоты.
Буферные системы имеются и в тканях, что способствует поддержанию рН тканей на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты.
Состав крови . Кровь состоит из жидкой части плазмы и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. На долю форменных элементов приходится 40-45%, на долю плазмы – 55-60% от объема крови. Это соотношение получило название гематокритного соотношения , или гематокритного числа . Часто под гематокритным числом понимают только объем крови, приходящийся на долю форменных элементов.
Плазма крови. В состав плазмы крови входят вода (90-92%) и сухой остаток (8-10%). Сухой остаток состоит из органических и неорганических веществ. К органическим веществам плазмы крови относятся белки, которые составляют 7-8%. Белки представлены альбуминами (4,5%), глобулинами (2-3,5%) и фибриногеном (0,2-0,4%).
Белки плазмы крови выполняют разнообразные функции:
1) коллоидно-осмотический и водный гомеостаз; 2) обеспечение агрегатного состояния крови; 3) кислотно-основной гомеостаз; 4) иммунный гомеостаз; 5) транспортную; 6) питательную;
7) участие в свертывании крови.
Фибриноген – первый фактор свертывания крови. Под воздействием тромбина переходит в нерастворимую форму – фибрин, обеспечивая образование сгустка крови. Фибриноген образуется в печени.
Белки и липопротеиды способны связывать поступающие в кровь лекарственные вещества.
К органическим веществам плазмы крови относятся также небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак). Общее количество небелкового азота в плазме так называемого остаточного азота составляет 11-15 ммоль/л (30-40 мг %). Содержание остаточного азота в крови резко возрастает при нарушении функции почек.
В плазме крови содержатся также безазотистые органические вещества: глюкоза 4,4-6,6 ммоль/л (80-120 мг %), нейтральные жиры, липиды, ферменты, расщепляющие гликоген, жиры и белки, проферменты и ферменты, участвующие в процессах свертывания крови и фибринолиза.
Неорганические вещества плазмы крови составляют 0,9-1%. К этим веществам относятся в основном катионы Nа + , Са 2+ , К + , Mg 2+ и анионы Сl - , НРО 4 2- , НСО 3 - . Содержание катионов является более жесткой величиной, чем содержание анионов. Ионы обеспечивают нормальную функцию всех клеток организма, в том числе клеток возбудимых тканей, обусловливают осмотическое давление, регулируют рН.
В плазме постоянно присутствуют все витамины, микроэлементы, промежуточные продукты метаболизма (молочная и пировиноградная кислоты).
Форменные элементы крови. К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. В норме в крови у мужчин содержится 4,0-5,5·10 12 в 1 л, или 4000000-5000000 эритроцитов в 1 мкл, у женщин – 3,7-5,1·1000000/л, или 4500000 в 1 мкл. Повышение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом , уменьшение – эритропенией , что часто сопутствует малокровию, или анемии . При анемии может быть снижено или число эритроцитов, или содержание в них гемоглобина, или и то и другое. Как эритроцитозы, так и эритропении бывают истинными и ложными в случаях сгущения или разжижения крови.
Эритроциты человека лишены ядра и состоят из стромы, заполненной гемоглобином, и белково-липидной оболочки. Эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска диаметром 7,5 мкм, толщиной на периферии 2,5 мкм, в центре – 1,5 мкм. Эритроциты такой формы называются нормоцитами . Особая форма эритроцитов приводит к увеличению диффузионной поверхности, что способствует лучшему выполнению основной функции эритроцитов – дыхательной. Специфическая форма обеспечивает также прохождение эритроцитов через узкие капилляры. Лишение ядра не требует больших затрат кислорода на собственные нужды и позволяет более полноценно снабжать организм кислородом.
Эритроциты выполняют в организме следующие функции:
Дыхательная – перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;
Регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;
Питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма;
Защитная – адсорбция на своей поверхности токсических веществ;
Участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови;
Эритроциты являются носителями разнообразных ферментов (холинэстеразы, угольной ангидразы, фосфатазы) и витаминов (В 1 , В 2 , В 6 , аскорбиновая кислота);
Эритроциты несут в себе групповые признаки крови.
Гемоглобин
– особый белок хромопротеида, благодаря которому эритроциты выполняют дыхательную функцию и поддерживают рН крови. У мужчин в крови содержится в среднем
134-167 г/л гемоглобина, у женщин – 117-160 г/л.
Гемоглобин состоит из одного белка глобина и четырех молекул гема. Гем имеет в своем составе атом железа, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому присоединяется кислород, не изменяется, т.е. железо остается двухвалентным. Гемоглобин, присоединивший к себе кислород, превращается в оксигемоглобин . Это соединение непрочное. В виде оксигемоглобина переносится большая часть кислорода. Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным, или дезоксигемоглобином . Гемоглобин, соединенный с углекислым газом, носит название карбгемоглобин . Это соединение также легко распадается. В виде карбгемоглобина переносится 20% углекислого газа.
В особых условиях гемоглобин может вступать в соединение и с другими газами. Соединение гемоглобина с угарным газом (СО) называется карбоксигемоглобин . Карбоксигемоглобин является прочным соединением. Гемоглобин блокирован в нем угарным газом и неспособен осуществлять перенос кислорода. Сродство гемоглобина к угарному газу выше его сродства к кислороду, поэтому даже небольшое количество угарного газа в воздухе является опасным для жизни.
При некоторых патологических состояниях, например, при отравлении сильными окислителями (бертолетовой солью, перманганатом калия и др.) образуется прочное соединение гемоглобина с кислородом – метгемоглобин , в котором происходит окисление железа, и оно становится трехвалентным. В результате этого гемоглобин теряет способность отдавать кислород тканям, что может привести к гибели человека.
В скелетных и сердечной мышцах находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином. Он играет важную роль в снабжении кислородом работающих мышц.
В клинических условиях принято вычислять степень насыщения эритроцитов гемоглобином – это так называемый цветовой показатель . В норме он равен 1. Такие эритроциты называются нормохромными. При цветовом показателе более 1,1 эритроциты гиперхромные, менее 0,85 – гипохромные. Цветовой показатель важен для диагностики анемий различной этиологии.
Процесс разрушения оболочки эритроцитов и выход гемоглобина в плазму крови называется гемолизом . При этом плазма окрашивается в красный цвет и становится прозрачной – «лаковая кровь».
Осмотический гемолиз может возникнуть в гипотонической среде. Концентрация раствора NаСl, при которой начинается гемолиз, носит название осмотической резистентности эритроцитов. Для здоровых людей границы минимальной и максимальной стойкости эритроцитов находятся в пределах от 0,4 до 0,34%.
Химический гемолиз
может быть вызван хлороформом, эфиром, разрушающими белково-липидную оболочку эритро-
цитов.
Биологический гемолиз встречается при действии ядов змей, насекомых, микроорганизмов, при переливании несовместимой крови под влиянием иммунных гемолизинов.
Температурный гемолиз возникает при замораживании и размораживании крови в результате разрушения оболочки эритроцитов кристалликами льда.
Механический гемолиз происходит при сильных механических воздействиях на кровь, например встряхивании ампулы с кровью.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) у здоровых мужчин составляет 2- 10 мм в час, у женщин – 2- 15 мм в час. СОЭ зависит от многих факторов: количества, объема, формы и величины заряда эритроцитов, их способности к агрегации, белкового состава плазмы. В большей степени СОЭ зависит от свойств плазмы, чем эритроцитов. СОЭ растет при беременности, стрессе, воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваниях, при уменьшении числа эритроцитов, при повышении содержания фибриногена. СОЭ снижается при увеличении количества альбуминов. Многие стероидные гормоны (эстрогены, глюкокортикоиды), а также лекарственные вещества (салицилаты) вызывают повышение СОЭ.
Разрушение эритроцитов происходит в печени, селезенке, костном мозге посредством клеток мононуклеарной фагоцитарной системы. Продукты распада эритроцитов также являются стимуляторами кроветворения.
Лейкоциты , или белые кровяные тельца, представляют собой бесцветные клетки, содержащие ядро и протоплазму, размером от 8 до 20 мкм.
Количество лейкоцитов в периферической крови взрослого человека колеблется в пределах 4,0-8,0·10 9 /л, или 4000-9000 в
1 мкл. Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом
, уменьшение – лейкопенией
. Лейкоцитозы могут быть физиологическими и патологическими (реактивными). Лейкоциты в зависимости от того, однородна ли их протоплазма или содержит зернистость, делят на две группы: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. Гранулоциты в зависимости от гистологических красок, какими они окрашиваются, бывают трех видов: базофилы (окрашиваются основными красками), эозинофилы (кислыми красками) и нейтрофилы (и основными, и кислыми красками). Нейтрофилы по степени зрелости делятся на метамиелоциты (юные), палочкоядерные и сегментоядерные. Агранулоциты бывают двух видов: лимфоциты и моноциты.
В клинике имеет значение не только общее количество лейкоцитов, но и процентное соотношение всех видов лейкоцитов, получившее название лейкоцитарной формулы , или лейкограммы (таблица).
При ряде заболеваний характер лейкоцитарной формулы меняется. Увеличение количества юных и палочкоядерных нейтрофилов называется сдвигом лейкоцитарной формулы влево . Он свидетельствует об обновлении крови и наблюдается при острых инфекционных и воспалительных заболеваниях, а также при лейкозах.
Все виды лейкоцитов выполняют в организме защитную функцию.
Лейкоциты разрушаются в слизистой оболочке пищеварительного тракта, а также в ретикулярной ткани.
Лейкоцитарная формула здорового человека, в %
Тромбоциты , или кровяные пластинки – плоские клетки неправильной округлой формы диаметром 2-5 мкм. Тромбоциты человека не имеют ядер. Количество тромбоцитов в крови человека составляет 200-400·10 9 /л, или 180000-320000 в 1 мкл. Имеют место суточные колебания: днем тромбоцитов больше, чем ночью. Увеличение содержания тромбоцитов в периферической крови называется тромбоцитозом , уменьшение – тромбоцитопенией .
Тромбоциты образуются в красном костном мозге из гигантских клеток мегакариоцитов.
Главной функцией тромбоцитов является участие в гемостазе. Тромбоциты способны прилипать к чужеродной поверхности (адгезия), а также склеиваться между собой (агрегация) под влиянием разнообразных причин. Тромбоциты продуцируют и выделяют ряд биологически активных веществ: серотонин, адреналин, норадреналин, а также вещества, получившие название пластинчатых факторов свертывания крови.
Учение о группах крови возникло в связи с проблемой переливания крови. В 1901 г. К. Ландштейнер обнаружил в эритроцитах людей агглютиногены А и В . В плазме крови находятся агглютинины a и b (гамма-глобулины). Согласно классификации К.Ландштейнера и Я.Янского, в зависимости от наличия или отсутствия в крови конкретного человека агглютиногенов и агглютининов различают четыре группы крови. Эта система получила название АВО , группы крови в ней обозначаются цифрами и теми агглютиногенами, которые содержатся в эритроцитах данной группы. Групповые антигены – это наследственные врожденные свойства крови, не меняющиеся в течение всей жизни человека. Агглютининов в плазме крови новорожденных нет. Они образуются в течение первого года жизни ребенка под влиянием веществ, поступающих с пищей, а также вырабатываемых кишечной микрофлорой.
I группа (О ) – в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины a и b ;
II группа (А ) – в эритроцитах содержится агглютиноген А , в плазме – агглютинин b ;
III группа (В ) – в эритроцитах находится агглютиноген В , в плазме – агглютинин a ;
IV группа (АВ ) – в эритроцитах обнаруживаются агглютиногены А и В , в плазме агглютининов нет.
У жителей Центральной Европы I группа крови встречается в 33,5%, II группа – 37,5%, III группа – 21%, IV группа – 8%. У 90% коренных жителей Америки встречается I группа крови. Более 20% населения Центральной Азии имеют III группу крови.
Агглютинация происходит в том случае, если в крови человека встречается агглютиноген с одноименным агглютинином: агглютиноген А с агглютинином а или агглютиноген В с агглютинином b . При переливании несовместимой крови в результате агглютинации и последующего гемолиза развивается гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти. Поэтому было разработано правило переливания небольших количеств крови (200 мл), по которому учитывали наличие агглютиногенов в эритроцитах донора и агглютининов в плазме реципиента.
В 1940 г. К.Ландштейнер и А.Винер в эритроцитах обезьяны макаки-резуса обнаружили антиген, который назвали резус-фактором . Этот антиген находится в крови у 85% людей белой расы. У некоторых народов, например эвенов, резус-фактор встречается в 100%. Кровь, содержащая резус-фактор, называется резус-положительной (Rh+). Кровь, в которой резус-фактор отсутствует, называется резус-отрицательной (Rh-). Резус-фактор передается по наследству.
Концентрация ионов водорода [Н+] в клетках и жидкостях определяет их кислотно-щелочное равновесие (КЩР). КЩР оценивают по величине рН - водородному показателю: рН - отрицательный десятичный логарифм молярной в среде.
Реакция крови - слабощелочная: рН = 7,35-7,55 - одна из жёстких констант гомеостаза. Сдвиг рН на 0,3-0,4 смертелен.
В организме образуются почти в 20 раз больше кислых продуктов, чем щелочных. В связи с этим необходимы системы нейтрализации избытка соединений с кислыми свойствами. Регуляция КЩР осуществляется как химическими механизмами, так и физиологическими.
1. Химические механизмы регуляции протекают на молекулярном уровне. К ним относятся буферные системы крови и щелочной резерв.
Буферные системы. Принцип действия буферных систем основан на замене сильной кислоты слабой, при диссоциации которых образуется меньше ионов Н+, и, следовательно, рН понижается в меньшей степени. Буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований.
1.Гемоглобиновая буферная система. На ее долю приходится 75% буферной емкости цельной крови. Эта система включает восстановленный гемоглобин и калиевую соль восстановленного гемоглобина (ННb/КНb). Буферные свойства системы обусловлены тем, что КНb как соль слабой кислоты отдает ион К+ и присоединяет при этом ион Н+, образуя слабодиссоциированную кислоту:
H+ + KHb = K+ + HHb
Величина рН крови, притекающей к тканям, благодаря восстановленному гемоглобину, способному связывать СО2 и Н+-ионы, остается постоянной. В этих условиях ННb выполняет функции основания. В легких гемоглобин ведет себя как кислота (оксигемоглобин ННbО2 является более сильной кислотой, чем СО2), что предотвращает защелачивание крови.
2. Карбонатная буферная система (H2CO3/NaHCO3) по своей мощности занимает второе место. Ее функции осуществляются следующим образом: NaHCO3 диссоциирует на ионы Na+ и НСО3-. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то происходит обмен ионами Na+ с образованием слабодиссоциированной и легко растворимой угольной кислоты, что предотвращает повышение концентрации ионов Н+ в крови. Увеличение же концентрации угольной кислоты приводит к ее распаду (это происходит под влиянием фермента карбоангидразы, находящегося в эритроцитах) на Н2О и СО2. Последний поступает в легкие и выделяется в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то она реагирует с угольной кислотой, образуя натрия гидрокарбонат (NaНСО3) и воду, что опять-таки препятствует сдвигу рН в щелочную сторону.
В цельной крови 75 % буферных свойств обеспечивает гемоглобиновая система, а в плазме - карбонатная.
3. Фосфатная буферная система образована натрия дигидрофосфатом и натрия гидрофосфатом (NaH2PO4/Na2HPO4). Первое соединение ведет себя как слабая кислота, второе — как соль слабой кислоты. При увеличении уровня кислот в плазме крови увеличивается концентрация H2CO3 и уменьшается содержание NaHCO3:
H2CO3 + Na2HPO4 = NaHCO3 + NaH2PO4
В результате избыток угольной кислоты устраняется, а уровень NaHCO3 возрастает. Избыточное количество NaH2PO4 удаляется с мочой, благодаря чему соотношение NaH2PO4/Na2HPO4 не изменяется.
Фосфатная буферная система способствует поддержанию карбонатной буферной системы.
4. Белковая буферная система: белки - полимеры аминокислот СООН - R - NH3
Белковая буферная система (белок-COOH/белок-COONa) - главный внутриклеточный буфер. Белки являются амфотерными соединениями и могут нейтрализовывать как кислоты, так и щёлочи (в кислой среде ведут себя как основания, а в основной — как кислоты).
Наиболее мощные буферные системы у животных, биологически приспособленных к тяжёлой мышечной работе. В процессе обмена веществ в организме образуется больше кислотных продуктов, чем щелочных, поэтому в крови имеется запас щелочных веществ - щелочной резерв.
Щелочной резерв крови - это сумма всех щелочных веществ крови, главным образом бикарбонатов натрия и калия. Величина щелочного резерва определяется по тому количеству СО2, которое может быть связано 100 мл крови при напряжении СО2, равному 40 мм рт. ст. - газометрический способ определения щелочного резерва крови. Титрометрический способ основан на определении кислотной емкости крови (см. Лабораторные методики).
Величины щелочного резерва крови, определяемого титрометрическим и газометрическим способами
| Вид животного | Щёлочной резерв, мг % | Щёлочной резерв, мл СО2 |
| КРС | 460- 540 | 55 |
| Овца | 460- 520 | 48 |
| Лошадь | 470- 620 | 57 |
| Собака | - | 50 |
2. Физиологические механизмы регуляция КЩР включают сложные нейрогуморальные механизмы, затрагивающие функции различных систем органов (почки, потовые и слюнные железы, печень, поджелудочная железа, ЖКТ).
Важная роль в поддержании постоянства рН крови отводится нервной регуляции. При этом преимущественно раздражаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, импульсы от которых поступают в продолговатый мозг и другие отделы ЦНС, что рефлекторно включает в реакцию периферические органы — почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт и др., деятельность которых направлена на восстановление исходной величины рН. Так, при сдвиге рН в кислую сторону почки усиленно выделяют с мочой анион Н2РО4-. При сдвиге рН крови в щелочную сторону увеличивается выделение почками анионов НРО2- и НСО3-. Потовые железы способны выводить избыток молочной кислоты, а легкие — СО2.
При некоторых физиологических и патологических реакциях возможно увеличение содержания в крови кислых или щелочных продуктов. Сдвиг КЩР в кислую сторону называется ацидозом, а в щелочную - алкалозом.
По величине сдвига КЩР ацидозы и алкалозы бывают компенсированными и некомпенсированными:
- компенсированный ацидоз или алкалоз - pH крови не изменяется, но уменьшается запас буферной ёмкости;
- некомпенсированный ацидоз или алкалоз - уменьшается запас буферной ёмкости и изменяется реакция крови. Алкалозы встречаются реже.
По механизмам возникновения ацидозы и алкалозы могут быть газовыми и негазовыми.
Газовый ацидоз - развивается при затруднении дыхания, скученном содержании животных, содержании в плохо вентилируемых помещениях. В крови накапливается СО2, превращающийся в угольную кислоту.
Негазовый, или метаболический ацидоз - при накоплении в крови не угольной, а других кислот - молочной, фосфорной и др. Развивается при:
- тяжёлой мышечной работе,
- при скармливании большого количества кислого силоса;
- расстройстве жирового и отчасти белкового обмена, ведущего к накоплению в организме ацетоновых тел, что наблюдается при сахарном диабете, голодании, лихорадочных процессах;
-- нарушении выделительной функции почек, ввиду чего уменьшается удаление из организма кислых фосфатов и в тканях задерживаются недоокисленные продукты;
- сердечной недостаточности и патологии дыхательного аппарата, которые приводят к резким нарушениям окислительных процессов в организме и накоплению в нем недоокисленных продуктов.
Газовый алкалоз - при усиленной вентиляции лёгких, кровь содержит меньше СО2 и защелачивается.
Негазовый алкалоз связан с поступлением в организм большого количества щелочных солей, в этом случае увеличивается резервная щелочность крови;
- при уменьшении содержания в тканях ионов хлора, что бывает при больших потерях желудочного сока, вызванных повторными рвотами.
4. изменение онкотического давления
6. Гомеостаз - это:
1. разрушение эритроцитов
2. соотношение плазмы крови и форменных элементов
3. образование тромба
Постоянство показателей внутренней среды
7. К функциям крови не относится
1. трофическая
2. защитная
Синтез гормонов
4. дыхательная
8. Количество минеральных веществ в плазме крови равно:
3. 0,8-1 %
9. Ацидоз это:
1. сдвиг реакции крови в кислую сторону
2. сдвиг реакции крови в щелочную сторону
3. изменение осмотического давления
4. изменение онкотического давление.
10. Количество крови в организме:
1. 6-8 % от веса тела
2. 1-2 % от веса тела
3. 8-10 литров
4. 1-2 литра
11. Вязкость крови это взаимодействие:
1. эритроцитов с солями плазмы
Клеток крови и белков между собой
3. клеток сосудистого эндотелия
4. кислот и оснований в плазме крови
12. Белки плазмы крови не выполняют функцию:
1. защитную
2. трофическую
Транспорт газов
4. пластическую
13. Физиологический раствор это:
1. 0,9 % NaCl
14. Укажите бикарбонатный буфер:
1. NaH 2 PO 4 3. HHb
Na 2 HPO 4 KHbO 2
2. H 2 CO 3 4. Рt CООН
NaHCO 3 NН 2
15. Гематокрит в норме равен:
4. 40-45 %
16. Вязкость крови зависит от:
Количества белков и клеток крови
2. кислотно-основного состояния
3. объема крови
4. осмотичности плазмы
17. Гемолиз происходит в растворе:
1. гипертоническом
Гипотоническом
3. изоионическом
4. физиологическом
18. Онкотическое давление крови определяет обмен воды между:
Плазмой крови и тканевой жидкостью
2. плазмой крови и эритроцитами
3. кислотами и основаниями плазмы
4. эритроцитами и лейкоцитами
19. Наибольшей буферной емкостью обладает буфер:
1. карбонатный
2. фосфатный
Гемоглобиновый
4. белковый
20. Основными органами депо крови являются:
1. кости, связки
Печень, кожа, селезенка
3. сердце, лимфатическая система
4. центральная нервная система
21. Вязкость и плотность цельной крови раны:
3. 5 и 1,05
22. Плазмолиз эритроцитов происходит в растворе:
Гипертоническом
2. гипотоническом
3. физиологическом
4. изоионическом
23. Активная реакция крови определяется соотношением:
1. лейкоцитов и эритроцитов
Кислот и оснований
3. минеральных солей
4. фракций белков
24. Осмотическое давление крови это сила:
1. взаимодействия форменных элементов друг с другом
2. взаимодействие клеток крови со стенкой сосудов
Обеспечивающая движение молекул воды через полупроницаемую мембрану
4. обеспечивающая движение крови
25. В состав гистогематического барьера входит:
1. только ядро клетки
2. только митохондрии клетки
3. мембрана митохондрий и включений
Мембрана клетки и сосудистая стенка
26. Относительное, динамическое постоянство внутренней среды называется:
1. гемолиз
2. гемостаз
Гомеостаз
4. гемотрансфузия
27. К белкам плазмы крови не относятся:
1. альбумины
2. глобулины
3. фибриноген
Гемоглобин
28. Активная реакция крови (рН) в норме равна:
29. Изоионический раствор содержит вещества, соответственно их количеству в крови:
2. эритроциты
3. лейкоциты
30. В состав внутренней среды не входят следующие жидкости:
3. межклеточная жидкость
4. пищеварительные соки
31. Как называется снижение количества эритроцитов?
1. эритроцитоз
Эритропения
3. эритрон
4. эритропоэтин
32. Основная функция Т-киллеров - это:
Фагоцитоз
2. образование антител
3. уничтожение чужеродных клеток и антигенов
4. участие в регенерации тканей
33. Процентное содержание эозинофилов ко всем лейкоцитам в крови составляет:
34. Какой тип гемоглобина у человека не существует?
1. примитивный
2. фетальный
3. взрослый
Животный
35. Функции Т – лимфоцитов:
1. обеспечивают гуморальные формы иммунного ответа
Отвечают за развитие клеточных иммунологических реакций
3. участие в неспецифическом иммунитете
4. выработка гепарина, гистамина, серотонина
36. Для определения СОЭ используют:
1. гемометр Сали
2. камеру Горяева
Аппарат Панченкова
4. фотоэлектроколориметр (ФЭ
37. Цветовым показателем крови называется:
1. отношение объема эритроцитов к объему крови в %
2. отношение содержания эритроцитов к ретикулоцитам
Относительное насыщение эритроцитов гемоглобином
4. отношение объема плазмы к объему крови
38. Что понимают под лейкоцитарной формулой?
Процентное соотношение отдельных форм лейкоцитов
2. процентное соотношение количества лейкоцитов к эритроцитам
3. процентное соотношение всех форменных элементов крови
4. процентное соотношение базофилов и моноцитов
1. у мужчин и женщин 4,0 -9,О х 10 9 /л
2. у мужчин 5,0- 6,0, у женщин 3,9-4,7 х 10 12 /л
3. у мужчин и женщин 18О-32О х 1О 9 /л
4. у мужчин 4,5-5,0, у женщин 4,0-4,5х10 12 /л
40. Как называется соединение гемоглобина с кислородом:
1. карбгемоглобин
Оксигемоглобин
3. метгемоглобин
4. карбоксигемоглобин
41. Функции нейтрофилов:
1. фагоцитируют гранулы тучных клеток
Микрофаги, первые приходят в очаг поражения
3. синтезируют гепарин, гистамин, серотонин
4. транспортируют газы крови
42. Уменьшение количества лейкоцитов называется
1. лейкоцитоз
Лейкопения
3. лейкоцитурия
43. Лимфоциты наиболее важную роль играют в процессе:
1. свертывания крови
2. гемолиза
3. фибринолиза
Иммунитета
44. Нормальный показатель СОЭ:
Мм/ч у женщин, 3-9 мм/час у мужчин
2. 15-20 мм/ч у мужчин, 1-10 мм/ч у женщин
3. 3-25 мм/ч у женщин, 2-18 мм/ч у мужчин
4. 13-18 мм/ч у женщин, 5-15 мм/ч у мужчин
45. Этот элемент содержится в гемоглобине:
Железо
46. Количество базофилов в крови составляет:
1. 14 – 16г %
2. 0,5 – 1 % от всех видов лейкоцитов
3. 4 – 10 9 /л
4. 60 – 70 % от всех видов лейкоцитов
47. Увеличение количества лейкоцитов называется:
1. лейкопения
Лейкоцитоз
3. лейкоцитурия
48. Количество нейтрофилов в крови взрослого человека составляет:
1. 6-8 % всех лейкоцитов
2. 45-75 % всех лейкоцитов
3. 1-2 % всех лейкоцитов
4. 25-30 % всех лейкоцитов
49. Какие лейкоциты обладают наиболее выраженным фагоцитозом:
1. базофилы
2. эозинофилы
Моноциты
4. лимфоциты.
50. К физиологическим соединениям гемоглобина относится все, кроме:
1. дезоксигемоглобин
2. оксигемоглобин
Метгемоглобин
4. карбгемоглобин
51. Что отражает цветовой показатель?
1. степень диссоциации оксигемоглобина