Анатомо-физиологические основы системы крови

ТЕМА «АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ КРОВИ» Студент должен знать: общую характеристику и физиологическое значение жидкостей, образующих внутреннюю среду организма; основные константы внутренней среды; константы крови; состав крови; функции крови; состав сыворотки и плазмы крови; форменные элементы крови; фазы свёртывания крови, свёртывающие и противосвёртывающие факторы; виды и расположение агглютиногенов и агглютининов; группы крови; резус-фактор и его локализация; определение агглютинации; гемолиз и его виды; принципы определения групп крови. Студент должен уметь: применять медицинскую терминологию; различать форменные элементы крови в атласе и таблицах. КРОВЬ КАК ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА Внутренняя среда организма не имеет контакта с внешней средой. Она отделена от неё специальными структурами, которые получили название внешних барьеров. К ним относятся кожа, слизистые оболочки, эпителий ЖКТ. К внутренней среде организма относится три жидкости: кровь, лимфа и межклеточная жидкость. Кровь не соприкасается непосредственно с клетками органов. Как же осуществляется питание клеток и удаление продуктов обмена? Из плазмы крови образуется тканевая (межклеточная) жидкость, которая играет роль непосредственной питательной среды клеток. Кровь - источник образования тканевой жидкости, поэтому её называют универсальной внутренней средой организма. Гистогематические барьеры находятся между кровью и тканевой жидкостью. Они представлены эндотелием кровеносных капилляров, который отделяет содержимое сосуда (кровь) от клеток. Гистогематические барьеры регулируют обменные процессы между кровью и тканями и поддерживают относительное постоянство состава внутренней среды организма. Очень важное свойство внутренней среды организма - способность сохранять постоянство своего состава и свойств, т.е. гомеостаз. Значение гомеостаза заключается в поддержании организма человека, как самостоятельной и саморегулирующейся структуры. Вместе с тем составные части крови чрезвычайно подвижны и быстро отражают наступившие в организме изменения в условиях нормы и патологии. Вот почему в практической медицине получили широкое распространение клинические анализы крови. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ КРОВИ •  Транспортная функция крови состоит в том, что она переносит газы, питательные вещества, продукты обмена веществ, гормоны, медиаторы, электролиты и др. •  Дыхательная функция заключается в транспортировке кислорода гемоглобином эритроцитов от лёгких к тканям организма, а углекислый газ - от клеток к лёгким. •  Питательная (трофическая) функция - перенос питательных веществ от органов пищеварения к тканям организма. •  Экскреторная (выделительная) функция осуществляется за счёт транспорта конечных продуктов обмена веществ, излишне- го количества солей и воды от тканей к местам их выделения (почки, потовые железы, лёгкие, кишечник). •  Водный баланс тканей зависит от концентрации солей и количества белка в крови и тканях, а также от проницаемости сосудистой стенки. •  Регуляция температуры тела осуществляется за счёт физиологических механизмов, способствующих быстрому перераспределению крови в сосудистом русле. •  Кровь выполняет защитную функцию, являясь важнейшей составной частью иммунитета. Это обусловлено наличием в крови антител (специфических белков, обезвреживающих бактерии) и иммунных клеток. •  Одно из важных защитных свойств крови - её способность свёртываться, что при травмах предохраняет организм от кровопотери (гемостатическая функция). Противосвёртывающая функция крови предохраняет от тромбоза. •  Регуляторная функция заключается в том, что поступающие в кровь биологически активные продукты деятельности желез внутренней секреции, соли, ионы и другие влияют на отдельные органы (либо непосредственно, либо рефлекторно, через ЦНС), изменяя их функции. СВОЙСТВА КРОВИ Наличие в крови белков и эритроцитов обусловливает её вязкость. Если вязкость воды принять за 1, то вязкость плазмы будет равна 1,7-2,2; а вязкость цельной крови около 5,1. Вязкость, прежде всего, необходима для удержания жидкой части крови в сосудистом русле. При снижении вязкости возникают отёки. Относительная плотность крови - 1,050-1,060 - зависит в основном от количества эритроцитов, содержания в них гемоглобина и белкового состава плазмы крови. Для нормальной жизнедеятельности клеток необходима определённая реакция среды, обусловленная концентрацией водородных ионов. Реакция крови всегда слабощелочная (рН = 7,36-7,42). Изменениям реакции крови в ту или другую сторону препятствуют буферные свойства находящихся в ней веществ, связывающих кислоты или основания. К таким веществам относятся гемоглобин, белки плазмы, соли угольной и фосфорной кислот. Несмотря на наличие буферных систем, препятствующих сдвигу реакции крови, в ряде случаев это происходит. При сдвиге рН в сторону кислотной реакции, возникает ацидоз, а в сторону щелочной реакции - алкалоз. СОСТАВ КРОВИ Кровь - жидкая соединительная ткань, состоящая из плазмы (примерно 54% объёма) и форменных элементов (около 46% объёма). Состав плазмы В состав плазмы входят вода (90-92%) и сухой остаток (8-10%). Сухой остаток состоит из органических и неорганических веществ. Органические вещества плазмы крови •  Белки плазмы - альбумины (около 4,5%), глобулины (2-3,5%), фибриноген (0,2-0,4%). Общее количество белка в плазме составляет 7-8%. •  Небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак и др.). Общее количество небелкового азота в плазме (так называемого остаточного азота) составляет 11-15 ммоль/л. •  Безазотистые органические вещества: глюкоза (норма - 4,4- 6,6 ммоль/л), нейтральные жиры, липиды. •  Ферменты и проферменты: некоторые из них участвуют в процессах свёртывания крови и фибринолиза, в частности протромбин и профибринолизин. В плазме содержатся также ферменты, расщепляющие гликоген, жиры, белки и др. Неорганические вещества плазмы крови (в основном соли) составляют 0,9% её состава. Солевой раствор с концентрацией 0,9% называется изотоническим, с концентрацией больше 0,9% - гипертоническим, а с более низкой концентрацией - гипотоническим. В гипертоническом растворе вода выходит из эритроцитов и они сморщиваются, а в гипотоническом - эритроциты набухают за счёт поступления в них воды и лопаются. Разрушение эритроцитов с выходом гемоглобина в окружающую эритроцит-среду называется гемолизом. Существует осмотический гемолиз, вызывающийся гипотоническими растворами, механический, химический и физический гемолиз. Например, при переливании несовместимой группы крови может возникнуть гемолиз эритроцитов, приводящий к гемотрансфузионному шоку. Форменные элементы крови К ним относят эритроциты, лейкоциты, тромбоциты (рис. 12.1). Эритроциты - высокоспециализированные красные клетки, лишены ядра, имеют форму двояковогнутого диска. В 1 л крови мужчин содержится 4,5-5,5х1012/л эритроцитов, у женщин - 3,5-4,5х1012/л. Повышение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом, а понижение - эритропенией. В цитоплазме эритроциты содержат гемоглобин - дыхательный пигмент крови красного цвета, состоящий из белка глобина и четырех молекул гема. Молекула гема, содержащая атом железа, обладает способностью присоединять или отдавать молекулу кислорода. Гемоглобин, присоединивший к себе кислород, превращается в оксигемоглобин, а соединенный с молекулой углекислого газа - карбгемоглобин. У мужчин в крови содержится 130-160 г/л гемоглобина, у женщин - 120-140 г/л. Снижение уровня гемоглобина называется анемией. Лейкоциты - бесцветные клетки непостоянной формы (они напоминают простейшие одноклеточные - амёбы), подвижные, содержащие ядро. Рис. 1 Форменные элементы крови (Стерки П., 1984). 1 - эритроциты; 2 - базофил; 3 - эозинофил; 4 - нейтрофил; 5 - моноцит; 6 - лимфоцит. В крови здоровых людей в состоянии покоя количество лейкоцитов колеблется в пределах 4,0-9,0х109/л. Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом, уменьшение - лейкопенией. Лейкоциты делятся на две группы: зернистые лейкоциты, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. Зернистые лейкоциты отличаются от незернистых тем, что их протоплазма имеет включения в виде зерен, которые способны окрашиваться различными красителями. К гранулоцитам относятся: эозинофилы (1-5%) с зернистостью красного цвета, базофилы (0,5-1%) с зернистостью синего цвета, нейтрофилы (55-70%) с зернистостью фиолетового цвета. Нейтрофилы по степени зрелости делятся на юные нейтрофилы, палочкоядерные и сегментоядерные. Основную массу в крови здоровых людей составляют сегментоядерные нейтрофилы, а юных нет совсем. К агранулоцитам относят лимфоциты (25-30%) и моноциты (6-8%). Различают Т-лимфоциты (тимусзависимые), созревающие в вилочковой железе, и В-лимфоциты, образующиеся в групповых лимфатических фолликулах (пейеровых бляшках). Процентное соотношение между отдельными видами лейкоцитов называют лейкоцитарной формулой. •  Базофилы - 0,5-1%. •  Эозинофилы - 1-5%. •  Нейтрофилы - 55-70%. - Юные нейтрофилы - 0%. - Палочкоядерные нейтрофилы - 3-5%. - Сегментоядерные нейтрофилы - 60-65%. •  Лимфоциты - 25-30%. •  Моноциты - 6-8%. При некоторых заболеваниях характер лейкоцитарной формулы меняется. Так, например, при острых воспалительных процессах увеличивается количество нейтрофилов, при аллергических состояниях возрастает содержание эозинофилов. Таким образом, анализ лейкоцитарной формулы имеет диагностическое значение. Основной из функций лейкоцитов является фагоцитарная активность (фагоцитоз), т.е. способность поглощать и переваривать инородные тела и микроорганизмы. Лейкоциты поглощают не только попавшие в организм бактерии, но и отмирающие клетки самого организма. Тромбоциты - клетки овальной или округлой формы без ядра. Количество тромбоцитов в крови составляет 200-400х109/л. Увеличение содержания тромбоцитов в периферической крови называется тромбоцитозом, уменьшение - тромбоцитопенией. Тромбоциты принимают активное участие в процессе свёртывания крови и фибринолиза (растворения кровяного сгустка). В тромбоцитах обнаружены биологически активные соединения, за счёт которых они участвуют в остановке кровотечения (гемостазе). Для физиологических и клинических исследований большое значение имеет определение количества форменных элементов в крови, которое производят под микроскопом с помощью счётной камеры Бюркера и камеры Горяева или же автоматически действующих электронных приборов - целлоскопов. Содержание гемоглобина определяется калориметрическим способом, т.е. путем сравнения цвета исследуемого и стандартного растворов с помощью гемометра Сали или автоматически при использовании фотоэлектрокалориметра. Для определения скорости оседания эритроцитов (СОЭ) используют метод Панченкова: в крови, предохранённой от свёртывания, происходит оседание форменных элементов, в результате чего кровь разделяется на два слоя (верхний - плазма, нижний - осевшие на дно сосуда клетки крови), через 1 ч после стояния измеряют в миллиметрах слой плазмы над осевшими клетками крови в приборе Панченкова. СВЁРТЫВАНИЕ КРОВИ Гемостаз - совокупность физиологических процессов, завершающихся остановкой кровотечения при повреждении сосудов. Свёртывание крови - сложный многоступенчатый ферментативный процесс. Его можно разделить на три этапа. Первый этап характеризуется прилипанием тромбоцитов к по- вреждённой поверхности сосуда и склеиванием их между собой. Часть тромбоцитов распадается, при этом в присутствии ионов кальция и некоторых белков плазмы образуется белок тромбопластин. Второй этап начинается с взаимодействия тромбопластина с протромбином, который превращается в фермент тромбин. Протромбин синтезируется клетками печени и постоянно находится в крови. Превращение протромбина в тромбин происходит только в присутствии ионов кальция и витамина К. Третий этап заключается во взаимодействии тромбина с растворенным в плазме белком фибриногеном и превращение его в нерастворимый фибрин. Нити фибрина - основной компонент тромба, образующегося в месте повреждения. Уплотнение сгустка и выделение сыворотки происходит в результате сокращений нитей фибрина. Сыворотка - это плазма крови, лишённая фибриногена. Иммунные сыворотки, содержащие антитела от определённых болезней, используют для прививок. Тромб закрывает просвет сосуда или раны и останавливает кровотечение. Затем образуется соединительная ткань - рубец. Процесс свёртывания (коагуляции) крови имеет большое приспособительное значение в случае повреждения сосудов, т.к. препятствует потере крови. С другой стороны, очень важно, чтобы кровь, циркулирующая в сосудах, не свёртывалась. Свёртыванию крови препятствует гепарин. В сыворотке крови содержится фермент фибринолизин, растворяющий образующийся фибрин. Таким образом, в организме существует две системы: свёртывающая и противосвёр- тывающая. Они находятся в равновесии, при нарушении которого в сосудах образуются тромбы или напротив возникают кровотечения. Свёртывающие факторы называются коагулянтами, противосвёрты- вающие - антикоагулянтами. ГЕМОПОЭЗ Сложный процесс образования, развития и созревания форменных элементов крови называется гемопоэзом (кроветворением). Эритроциты образуются интраваскулярно (в сосуде), в синусах красного костного мозга. Лейкоциты образуются экстраваскулярно (вне сосуда). При этом гранулоциты и моноциты созревают в красном костном мозге, а лимфоциты - в вилочковой железе, лимфатических узлах, миндалинах, лимфатических фолликулах ЖКТ, селезёнке. Тромбоциты образуются из гигантских клеток мегакариоцитов в красном костном мозге и лёгких. ГРУППЫ КРОВИ И РЕЗУС-ФАКТОР В 1901 г. австрийский исследователь Ландштейнер установил наличие в эритроцитах людей агглютиногенов (склеиваемых или агглютинируемых веществ) и предположил наличие в сыворотке соответствующих агглютининов (склеивающее или агглютинирующее вещество). Были обнаружены два агглютиногена и два агглютинина. Первые обозначают буквами латинского алфавита А и В, вторые - буквами греческого алфавита α и β. Агглютиногены - антигены, участвующие в реакции агглютинации (склеивания). Агглютинины - антитела, агглютинирующие (склеивающие) антигены. Агглютинация происходит в том случае, если в крови человека встречаются агглютиноген с одноимённым агглютинином, т.е. агглютиноген А с агглютинином α, или агглютиноген В с агглютинином β. При переливании несовместимой крови в результате агглютинации эритроцитов и последующего их гемолиза (разрушения) развивается тяжёлое состояние - гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти. В физиологических условиях в крови человека никогда не происходит встреча одноимённых агглютининов и агглютиногенов. В зависимости от наличия или отсутствия в эритроцитах агглютиногенов, а в плазме агглютининов, различают четыре группы крови. •  I Группа - в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины α и β. •  II Группа - в эритроцитах находится агглютиноген А, в плазме агглютинин β. •  III Группа - в эритроцитах обнаруживается агглютиноген В, в плазме - агглютинин α. •  IV Группа - в эритроцитах содержатся агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет. При переливании крови необходимо, чтобы кровь донора нормально функционировала в кровеносной системе реципиента. По новым стандартам допускается переливание только одногруппной крови. Кроме агглютиногенов, определяющих четыре группы крови, эритроциты могут содержать в разных комбинациях и многие другие агглютиногены. Среди них особенно большое практическое значение имеет резус-фактор. У 85% людей в крови содержится резус-фактор, такие люди называются резус-положительными (Rh+). У 15% людей резус-фактор отсутствует - это резус-отрицательные люди (Rh-). При больших кровопотерях, при сниженном уровне гемоглобина и по другим показаниям выполняют переливание крови и её составляющих. Для этого необходима донорская служба, которая организована на станциях переливания крови, где производится взятие крови у доноров и её хранение. Перед переливанием крови необходимо выяснить, совместима ли кровь донора и реципиента, в том числе по резус-фактору. Если кровь резус положительного донора перелить резус-отрицательному реципиенту, то в организме последнего будут образовываться специфические антитела по отношению к резус-фактору. При повторных гемотрансфузиях резус-положительной крови реципиенту у него разовьется тяжелое осложнение, протекающее по типу гемотрансфузионного шока - резус-конфликт. Резус-конфликт связан с агглютинацией эритроцитов донора антирезус-агглютининами и их разрушением. Резус-отрицательным реципиентам можно переливать только резус-отрицательную кровь. Резус-конфликт возникает при резус-несовместимости матери и плода, что опасно развитием гестоза и гемолитической болезни плода. Для предупреждения осложнений, связанных с переливанием крови, в начале переливания проводят биологическую пробу, заключающуюся в трёхкратном капельном введении небольшого количества (20-30 мл) донорской крови с перерывами 3-4 мин. Если за это время состояние пациента ухудшается (озноб, боль в пояснице, слабость и т.д.), переливание прекращают. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Вопросы для самоподготовки 1. Значение крови в организме. 2. Функции крови. 3. Состав плазмы, строение, функции клеток крови. 4. Понятие о гипотонических, гипертонических, изотонических растворах. 5. Гемолиз и его виды. 6. Лейкоцитарная формула. 7. Фазы свёртывания крови. Свёртывающие и противосвёртывающие факторы. 8. История открытия групп крови. 9. Группы крови человека по системе АВ0, их краткая характеристика. 11. Значение резус-фактора. 12. Значение донорства, станций переливания крови и банков крови. Задания для самоподготовки Тестовое задание. Выберите одно правильное утверждение или ответ. 1. Что обладает фагоцитарной активностью? A. Тромбоциты. B. Лейкоциты. C. Эритроциты. D. Плазма крови. 2. Каково количество гемоглобина в периферической крови? A. 2-4%. B. 120-160 г/л. C. 90-100 ммоль/л. D. 120/80 мм рт.ст. 3. Какова функция гемоглобина? A. Защитная. B. Выделительная. C. Свёртывающая. D. Транспортная. 4. Как называют сдвиг реакции крови в кислую сторону? A. Гемостаз. B. Алкалоз. C. Пиноцитоз. D. Ацидоз. 5. Какова основная функция тромбоцитов? A. Свёртывающая. B. Выделительная. C. Дыхательная. D. Регуляторная. 6. Где содержатся агглютиногены? A. В эритроцитах. B. В тромбоцитах. C. В лейкоцитах. D. В плазме крови. 7. Что может возникать, если активность противосвёртывающей системы выше, чем свёртывающей? А. Тромбоз. 8. Кровотечение. C. Анемия. D. Гипоксия. 8. Что определяет резус-принадлежность крови? A. Плазма крови. B. Тромбоциты. C. Лейкоциты. D. Эритроциты. 9. Что может проникать через неповреждённую стенку капилляра? A. Эритроциты. B. Лейкоциты. C. Тромбоциты. D. Ничто не может проникать. 10. Что происходит в гипотоническом растворе с эритроцитами? A. Эритроциты сморщиваются. B. Эритроциты не изменяются. C. Эритроциты разбухают и разрушаются. D. Эритроциты агглютинируют. Задание 1. Найти соответствие. Физиологические функции крови Факторы, обеспечивающие физиологические функции крови Транспортная функция Механизмы, обеспечивающие перераспределение крови в сосудистом русле Дыхательная функция Транспорт продуктов обмена от тканей к органам выделения Экскреторная функция Антитела, иммунные клетки Функция, определяющая водный баланс тканей Тромбоциты, фибриноген Регуляция температуры тела Эритроциты, белки Защитная функция Гемоглобин Гемостатическая функция Соли, белок Ситуационные задачи: 1. Реципиент получил 1 л донорской крови. На сколько граммов в среднем обогатилась его кровь гемоглобином? 2. При определении группы крови реакция агглютинации произошла с сыворотками I и III групп. Какая группа крови у обследуемого? 3. При определении группы крови реакция агглютинации произошла с сыворотками I, II и III групп. К какой группе относится кровь обследуемого? 4. При определении группы крови агглютинация произошла с сыворотками I и II групп. Какая группа крови у обследуемого? 5. При определении группы крови реакция агглютинации не произошла ни с одной из стандартных гемагглютинирующих сывороток. К какой группе относится кровь обследуемого? Эталоны ответов Тестовое задание: 1 - В, 2 - В, 3 - D, 4 - D, 5 - А, 6 - А, 7 - В, 8 - D, 9 - В, 10 - С. Задание 1 Физиологические функции крови Факторы, обеспечивающие физиологические функции крови Транспортная функция Эритроциты, белки Дыхательная функция Гемоглобин Экскреторная функция Транспорт продуктов обмена от тканей к органам выделения Функция, определяющая водный баланс тканей Соли, белок Регуляция температуры тела Механизмы, обеспечивающие перераспределение крови в сосудистом русле Защитная функция Антитела, иммунные клетки Гемостатическая функция Тромбоциты, фибриноген Ответы на ситуационные задачи 1. 120-160 г. 2. II Группа. 3. IV Группа. 4. III Группа. 5. I Группа.