Кровь и ее значение

Внутренняя среда организма. Клетки, ткани и органы организма могут существовать и нормально функционировать только в определенных условиях, которые создаются внутренней средой, к которой они приспособились в ходе эволюционного развития. Внутренняя среда обеспечивает возможность поступления в клетки необходимых для их жизнедеятельности веществ и вывод про­дуктов обмена. Благодаря поддержанию определенного состава внутренней среды клетки функционируют в постоянных условиях. Сохранение постоянства внутренней среды называется гомеостазом.

В организме на относительно постоянном уровне поддерживаются кровяное давление, температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них белков и сахара, ионов натрия, калия, кальция, хлора и др.

Гомеостаз поддерживается комплексам динамических процессов. Значительная роль в поддержании гомеостаза принадлежит регуляторным системам — нервной и эндокринной. Сохранение по­стоянства внутренней среды возможно только при функционировании системы дыхания, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения и выделения.

Внутренней средой организма человека являются кровь, лимфа и тканевая жидкость.

Значение крови. Поступающие в организм питательные вещества и кислород крови разносятся по организму и из крови поступают в лимфу и тканевую жидкость. В обратном порядке осуществляется выделение продуктов обмена. Находясь в непрерывном движении, кровь обеспечивает постоянство состава тканевой жидкости, непосредственно соприкасающейся с клетками. Следовательно, кровь выполняет важнейшую роль в обеспечении постоянства внутренней среды. Поглощение кровью кислорода и вынос углекислого газа называют дыхательной функцией крови. В легких кровь обогащается кислородом и отдает углекислый газ, который затем удаляется в окружающую среду с выдыхаемым воздухом. Протекая через капилляры различных тканей и органов, кровь отдает им кислород и поглощает углекислый газ.

Кровь осуществляет транспортную функцию — перенос пита­тельных веществ из органов пищеварения в клетки и ткани орга­низма и вынос продуктов распада. В процессе обмена веществ в клетках постоянно образуются вещества, которые уже не могут быть использованы для нужд организма, а часто оказываются и вредными для него. Из клеток эти вещества поступают в тканевую жидкость, а затем в кровь. Кровью эти продукты доставляются к почкам, потовым железам, легким и выводятся из организма.

Кровь выполняет защитную функцию. В организм могут по­ступать ядовитые вещества или микробы. Они подвергаются разрушению и уничтожению некоторыми клетками крови или склеиваются и обезвреживаются особыми защитными веществами.

Кровь участвует в гуморальной регуляции деятельности организма, выполняет терморегуляторную функцию, охлаждая энергоемкие органы и согревая органы, теряющие тепло.

Количество и состав крови. Количество крови в организме человека меняется с возрастом. У детей крови относительно массы тела больше, чем у взрослых (табл. 15). У новорожденных кровь составляет 14,7% массы, у детей одного года—10,9%, у детей 14 лет — 7%. Это связано с более интенсивным протеканием об­мена веществ в детском организме. У взрослых людей массой 60—70 кг общее количество крови 5—5,5 л.

Обычно не вся кровь циркулирует в кровеносных сосудах. Некоторая ее часть находится в кровяных депо. Роль депо крови выполняют сосуды селезенки, кожи, печени и легких. При уси­ленной мышечной работе, при потере больших количеств крови при ранениях и хирургических операциях, некоторых заболеваниях запасы крови из депо поступают в общий кровоток. Депо крови участвуют в поддержании постоянного количества циркулирующей крови.

Плазма крови. Артериальная кровь представляет собой красную непрозрачную жидкость. Если принять меры, предупреждающие свертывание крови, то при отстаивании, а еще лучше при центрифугировании она отчетливо разделяется на два слоя. Верхний слой — слегка желтоватая жидкость — плазма, осадок темно-красного цвета. На границе между осадком и плазмой имеется тонкая светлая пленка. Осадок вместе с пленкой образован форменными элементами крови — эритроцитами, лейкоцитами и кровяными пластинками — тромбоцитами. Все клетки крови живут определенное время, после чего разрушаются. В кроветворных органах (костном мозге, лимфатических узлах, селезенке) проис­ходит непрерывное образование новых клеток крови.

У здоровых людей соотношение между плазмой и форменными элементами колеблется незначительно (55% плазмы и 45% форменных элементов). У детей раннего возраста процентное содержание форменных элементов несколько выше.

Плазма состоит на 90—92% из воды, 8—10% составляют органические и неорганические соединения. Концентрация растворенных в жидкости веществ создает определенное осмотическое давление. Поскольку концентрация органических веществ (белки, углеводы, мочевина, жиры, гормоны и др.) невелика, осмотиче­ское давление определяется в основном неорганическими солями.

Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны мно­гих клеток, в том числе и клеток крови, обладают избирательной проницаемостью. Поэтому при помещении клеток крови в раство­ры с различной концентрацией солей, следовательно, и с разным осмотическим давлением в клетках крови могут произойти серьезные изменения.

Растворы, которые по своему качественному составу и концентрации солей соответствуют составу плазмы, называют физиологическими растворами. Они изотоничны. Такие жидкости используют как заменители крови при кровопотерях.

Осмотическое давление в организме поддерживается на постоянном уровне за счет регулирования поступления воды и минеральных солей и их выделения почками и потовыми железами. В плазме поддерживается также постоянство реакции, которая обозначается как рН крови; она определяется концентрацией ионов водорода. Реакция крови слабощелочная (рН равняется 7,36). Поддержание постоянства рН достигается наличием в крови буферных систем, которые нейтрализуют избыточно поступившие в организм кислоты и щелочи. К ним относятся белки крови, бикарбонаты, соли фосфорной кислоты. В постоянстве реакции крови важная роль принадлежит также легким, через которые удаляется углекислый газ, и органам выделения, выводящим избыток веществ, имеющих кислую или щелочную реакцию.

Форменные элементы крови. Форменные элементы, определяющие возможность осуществления важнейшей функции крови — дыхательной,— эритроциты (красные кровяные клетки). Количество эритроцитов в крови взрослого человека 4,5—5,0 млн. в 1 мм³ крови.

Если расположить все эритроциты человека в один ряд, то получилась бы цепочка длиной около 150 тыс. км; если положить эритроциты один на другой, то образовалась бы колонна высотой, превосходящей длину экватора земного шара (50— 60 тыс. км). Количество эритроцитов не строго постоянно. Оно может значительно увеличиваться при недостатке кислорода на больших высотах, при мышечной работе. У людей, живущих в высокогорных районах, эритроцитов примерно на 30% больше, чем у жителей морского побережья. При переезде из низменных районов в высокогорные количество эритроцитов в крови увеличивается. Когда же потребность в кислороде уменьшается, количество эритроцитов в крови снижается.

Осуществление эритроцитами дыхательной функции связано с наличием в них особого вещества — гемоглобина, являющегося переносчиком кислорода. В состав гемоглобина входит двухвалентное железо, которое, соединяясь с кислородом, образует непрочное соединение оксигемоглобин. В капиллярах такой оксигемоглобин легко распадается на гемоглобин и кислород, который поглощается клетками. Там же в капиллярах тканей гемоглобин соединяется с углекислым газом. Это соединение распадается в легких, углекислый газ выделяется в атмосферный воздух.

Содержание гемоглобина в крови измеряется либо в абсолютных величинах, либо в процентах. За 100% принято наличие 16,7 г гемоглобина в 100 мл крови. У взрослого человека обычно в крови содержится 60—80% гемоглобина. Содержание гемоглобина зависит от количества эритроцитов в крови, питания, в кото­ром важно наличие необходимого для функционирования гемоглобина железа, пребывания на свежем воздухе и других причин.

Содержание эритроцитов в 1 мм³ крови меняется с возрастом. В крови новорожденных количество эритроцитов может пре­вышать 7 млн. в 1 мм³, кровь новорожденных характеризуется высоким содержанием гемоглобина (свыше 100%). К 5—6-му дню жизни эти показатели снижаются. Затем к 3—4 годам количест­во гемоглобина и эритроцитов несколько увеличивается, в 6—7 лет отмечается замедление в нарастании числа эритроцитов и содержании гемоглобина, с 8-летнего возраста вновь нарастает число эритроцитов и количество гемоглобина.

Снижение числа эритроцитов ниже 3 млн. и количества гемоглобина ниже 60% свидетельствует о наличии анемического состояния (малокровия).

Если кровь предохранить от свертывания и оставить на несколько часов в капиллярных трубочках, то эритроциты в силу тяжести начинают оседать. Они оседают с определенной скоростью; у мужчин 1 —10 мм/ч, у женщин — 2—15 мм/ч. С возрастом изменяется скорость оседания эритроцитов. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) широко используется как важный диагностический показатель, свидетельствующий о наличии воспалительных процессов и других патоло­гических состояний. Поэтому важное значение имеет знание нормативных показателей СОЭ у детей разного возраста.

У новорожденных скорость оседания эритроцитов низкая (от 1 до 2 мм/ч). У детей до 3 лет величина СОЭ колеблется в пределах от 2 до 17 мм/ч. В возрасте от 7 до 12 лет величина СОЭ не превышает 12 мм/ч.

Лейкоциты — белые кровяные клетки. Важнейшей функцией! лейкоцитов является защита от попадающих в кровь микроорганизмов и токсинов. Защитная функция лейкоцитов связана с их способностью передвигаться самостоятельно к тому участку, куда проникли микробы или инородное тело. Приблизившись к ним, лейкоциты обволакивают их, втягивают внутрь и переваривают. Явление поглощения микроорганизмов лейкоцитами называется фагоцитозом.

Рис.5. Фагоцитоз бактерии лейкоцитом (три последние стадии)

Впервые оно было открыто выдающимся русским ученым И. И. Мечниковым. Важным фактором, определяющим защитные свойства лейкоцитов, является также их участие в иммунных механизмах.

По форме, строению и функции различают разные типы лейкоцитов. Основные из них: лимфоциты, моноциты, нейтрофилы. Лимфоциты образуются в основном в лимфатических узлах. Они не способны к фагоцитозу, но, вырабатывая антитела, играют большую роль в обеспечении иммунитета. Нейтрофилы вырабатываются в красном костном мозге: они являются самыми многочис­ленными лейкоцитами и выполняют основную роль в фагоцитозе. Один нейтрофил может поглотить 20—30 микробов. Через час все они оказываются переваренными внутри нейтрофила. Это происходит при участии специальных ферментов, разрушающих микроорганизмы. Если инородное тело по своим размерам превы­шает лейкоцит, то вокруг него накапливаются группы нейтрофилов, образуя барьер.

Развитие иммунитета в онтогенезе. В отличие от системы специфического иммунитета факторы неспецифической защиты у новорожденных выражены хорошо. Они формируются раньше специфических и берут на себя основную функцию защиты организма плода и новорожденного. В околоплодных водах и в крови плода отмечается высокая активность лизоцима, которая сохраняется до рождения ребенка, а затем снижается. Способность к образованию интерферона сразу после рождения высока, на протяжении года она снижается, но с возрастом постепенно увеличивается и достигает максимума к 12-18 годам.

Новорожденный получает от матери значительное количество гамма-глобулинов. Эта неспецифическая защита оказывается достаточ­ной при первоначальном столкновении организма с микрофлорой окружающей среды. К тому же у новорожденного отмечается «физиологический лейкоцитоз» — количество лейкоцитов в 2 раза выше, чем у взрослого, как естественная подготовка организма к новым условиям существования. Однако многочисленные лимфоциты новорожденных представлены незрелыми формами и не способны синтезиро­вать необходимое количество глобулинов и интерферона. Фагоциты тоже недостаточно активны. В результате этого детский организм отвечает на проникновение микроорганизмов генерализованным воспалением. Часто такую реакцию вызывает бытовая микрофлора, безопасная для взрослого. В организме новорожденного специфические иммунные системы не сформированы, иммунной памяти нет, неспецифические механизмы тоже еще не созрели. Поэтому столь важно кормление материнским молоком, в котором содержатся иммунореактивные вещества. В возрасте от 3 до 6 месяцев иммунная система ребенка уже реагирует на вторжение микроорганизмов, но практически не формируется иммунная память. В это время неэффективны прививки, заболевание не оставляет после себя стойкого иммунитета. Второй год жизни ребенка выделяется как «критический» период в развитии иммунитета. В этом возрасте расширяются возможности и повышается эффективность иммунных реакций, однако система местного иммунитета еще недостаточно развита и дети чувствительны к респираторным вирусным инфекциям. В возрасте 5-6 лет созревает неспецифический клеточный иммунитет. Формирование собственной системы неспеци­фической гуморальной иммунной защиты завершается на 7-м году жизни, в результате чего заболеваемость респираторными вирусными инфекциями снижается.

Особенности гормональной регуляции функций. Регуляция функций в организме человека осуществляется нервным и гуморальным путем. Нервная регуляция обусловлена скоростью проведения нервного импульса, гуморальная — скоростью движения крови по сосудам или скоростью диффузии молекул химических веществ в межклеточную жидкость. Нервная регуляция более быстрая, поэтому она является ведущей в организме, но и у нее есть свои недостатки. Нервный импульс приводит лишь к кратковременному изменению поляризации мембраны клетки. Для долговременного воздействия нервные импульсы должны поступать один за другим, что приводит к утомлению нервных центров, в результате чего нервное влияние ослабевает. При гуморальном воздействии информация поступает ко всем клеткам, хотя воспринимается лишь той клеткой, которая имеет специализированный рецептор. Информационная молекула, достигнув такой клетки, прикрепляется к ее мембране, изменяет ее свойства и остается там до тех пор, пока не достигается ожидаемый результат, после чего специальные механизмы разрушают эту молекулу. Таким образом, если управляющее влияние должно быть срочным и кратковременным — преимущество за нервной регуляцией, а если продолжительным — за гуморальной. Поэтому в организме существу­ют и нервный, и гуморальный способы регуляции, которые действу­ют согласованно в зависимости от условий.

Среди биологически активных веществ для физиологической регуляции функций организма наиболее важны медиаторы, гормоны, ферменты и витамины. Медиаторы представлены веществами небелковой природы, которые выделяются окончаниями нервных клеток в результате прохождения нервного импульса. Чаще всего в качестве медиатора выступают ацетилхолин, адреналин, норадреналин, дофамин и гамма-аминомасляная кислота.

Способны к фагоцитозу и моноциты — клетки, образующиеся в селезенке и печени.

В крови взрослого человека содержится 4000—9000 лейкоцитоз в 1 мкл. Существует определенное соотношение между разными типами лейкоцитов, выраженное в процентах, так называемая лейкоцитарная формула. При патологических состояниях изменяется как общее число лейкоцитов, так и лейкоцитарная формула.

Количество лейкоцитов и их соотношение изменяются с воз­растом. У новорожденного лейкоцитов значительно больше, чем у взрослого человека (до 20 тыс. в 1 мм³ крови). В первые сутки жизни число лейкоцитов возрастает (происходит рассасывание продуктов распада тканей ребенка, тканевых кровоизлияний, воз­можных во время родов) до 30 тыс. в 1 мм³ крови.

Начиная со вторых суток жизни число лейкоцитов, снижается и к 7—12-му дню достигает 10—12 тыс. Такое количество лейкоцитов сохраняется у детей первого года жизни, после чего оно снижается и к 13—15 годам достигает величин взрослого чело­века. Чем меньше возраст ребенка, тем его кровь содержит боль­ше незрелых форм лейкоцитов.

Лейкоцитарная формула в первые годы жизни ребенка харак­теризуется повышенным содержанием лимфоцитов и пониженным числом нейтрофилов. К 5—6 годам количество этих форменных элементов выравнивается, после этого процент нейтрофилов не­уклонно растет, а процент лимфоцитов понижается. Малым со­держанием нейтрофилов, а также недостаточной их зрелостью отчасти объясняется большая восприимчивость детей младших возрастов к инфекционным болезням. К тому же фагоцитарная ак­тивность нейтрофилов у детей первых лет жизни наиболее низкая.

Тромбоциты и свертывание крови. Тромбоциты (кровяные пластины) — самые мелкие из форменных элементов крови. Количе­ство их варьирует от 200 до 400 тыс. в 1 мм³ (мкл). Днем их больше, а ночью меньше. После тяжелой мышечной работы ко­личество кровяных пластинок увеличивается в 3—5 раз.

Образуются тромбоциты в красном костном мозге и селезенке. Основная функция тромбоцитов связана с их участием в свертывании крови. При ранении кровеносных сосудов тромбоциты разрушаются. При этом из них выходят в плазму вещества, необходимые для формирования кровяного сгустка — тромба.

В нормальных условиях кровь в неповрежденных кровеносных сосудах не свертывается благодаря наличию в организме противосвертывающих факторов. При некоторых воспалительных процес­сах, сопровождающихся повреждением внутренней стенки сосуда, и при сердечно-сосудистых заболеваниях происходит свертывание крови, образуется тромб.

Нормальное функционирование кровообращения, препятствующее как кровопотере, так и свертыванию крови внутри сосуда, достигается определенным равновесием двух существующих в организме систем — свертывающей и противосвертывающей.

Свертывание крови у детей в первые дни после рождения замедленно, особенно это заметно на 2-й день жизни ребенка. С 3-го по 7-й день жизни свертывание крови ускоряется и при­ближается к норме взрослых. У детей дошкольного и школьного возраста время свертывания крови имеет широкие индивидуаль­ные колебания. В среднем начало свертывания в капле крови наступает через 1—2 мин, конец свертывания — через 3—4 мин.

Группы крови и переливание крови. При переливании крови от одного человека к другому необходимо учитывать группы кро­ви. Это связано с тем, что в форменных элементах крови — эритроцитах содержатся особые вещества антигены, или агглютиногены, а в белках плазмы агглютинины, при определенном сочета­нии этих веществ происходит склеивание эритроцитов — агглютинация. Классификация групп основана на наличии в крови тех или иных агглютининов и агглютиногенов. Агглютиногенов в эритроцитах два типа, их обозначают буквами латинского алфавита А, В. В эритроцитах они могут быть по одному или вместе либо отсутствовать. Агглютининов (склеивающих эритроцитов) в плазме тоже два, их обозначают греческими буквами а и р. В крови разных людей содержится либо один, либо два, либо ни одного агглютинина. Агглютинация наступает в том случае, если агглютиногены донора встречаются с одноименными агглютининами реципиента (человека, которому переливают кровь). Понятно, что в крови каждого человека агглютинины и агглютиногены разноименные. В случае если агглютинин а взаимодействует с агтлютиногеном А или агглютинин в с агглютиногеном В — наступает агглютинация, грозящая организму гибелью. У людей имеется 4 комбинации агглютиногенов и агглютининов и соответственно выделяют 4 группы крови: I группа — в плазме содержатся агглютинины а и в, в эритроцитах агглютиногенов нет; II группа — в плазме содержится агглютинин в, а в эритроцитах агглютиноген А; III группа — в плазме находится агглютинин а, в эритроцитах агглютиноген В; IV группа — агглютининов в плазме нет, а в эритроцитах содержатся агглютиногены А и В.

I группу имеют примерно 40% людей, II — 39%, Ш группу — 15%, IV —6%.

В крови имеются также и другие агглютиногены, не входящие в систему классификации групп. Среди них один из наиболее су­щественных, который надо учитывать при переливании,— резус-фактор. Он содержится у 85% людей (резус-положительные), у 15% этого фактора в крови нет (резус-отрицательные). При переливании резус-положительной крови резус-отрицательному че­ловеку в крови появляются резус-отрицательные антитела, и при повторном переливании резус-положительной крови могут наступить серьезные осложнения в виде агглютинации. Резус-фактор в особенности важно учитывать при беременности. Если отец резус-положительный, а мать резус-отрицательная, кровь плода будет резус-положительная, так как это доминантный признак. Агглютиногены плода, поступая в кровь матери, вызовут образование антител (агглютининов) к резус-положительным эритроцитам. Если эти антитела через плаценту проникнут в кровь плода, наступит агглютинация и плод может погибнуть. Поскольку при повторных беременностях в крови матери увеличивается количество антител, опасность для детей возрастает. В таком случае либо женщине с резус-отрицательной кровью вводят заблаговременно антирезус гаммаглобулин, либо только что родившемуся ребенку производят заменное переливание крови.

Переливание крови — один из методов лечения, незаменимый при острых кровопотерях (ранения, операции). К переливанию крови часто прибегают при шоке и различного рода болезнях, где необходимо повысить сопротивляемость организма. Переливание может быть произведено непосредственно от дающего кровь (донора) к получающему ее (реципиенту). Однако более удобно использование донорской консервированной крови, так как в распоряжении всегда будет кровь необходимой группы. Донорство получило широкое распространение в нашей стране. Кровь берется только от лиц, которые не больны какой-либо инфекционной болезнью.

Малокровие, его профилактика. Малокровие — резкое снижение гемоглобина крови и уменьшение количества эритроцитов.

Различного рода заболевания и особенно неблагоприятные условия для жизни детей и подростков приводят к малокровию. Малокровие сопровождается головными болями, головокружением, обмороками, отрицательно сказывается на работоспособности и успешности обучения. Кроме того, у малокровных учащихся резко снижается сопротивляемость организма и они часто и длительно болеют.

Первейшей профилактической мерой против малокровия оказываются: правильная организация режима дня, рациональное питание, богатое минеральными солями и витаминами, строгое норми­рование учебной, внеклассной, трудовой и творческой деятельности, чтобы не развивалось переутомление, необходимый объем суточной двигательной активности в условиях открытого воздуха и разумное использование естественных факторов природы.