Внутренняя среда организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость)

Компоненты внутренней среды организма: кровь, лимфа и тканевая (межклеточная/ интерстициальная) жидкость.

Взаимосвязь:

• Плазма (жидкая часть крови) способна проникать сквозь однослойную стенку эндотелия капилляров, входя в межклеточное пространство, становясь тканевой (межклеточной) жидкостью;

• Часть тканевой (межклеточной) жидкости самостоятельно возвращается в плазму крови, а остальная часть тканевой (межклеточной) жидкости собирается в лимфатические капилляры, затем — в лимфатические сосуды, и входит в состав лимфы;

• Лимфатические сосуды впадают в крупные вены рядом с сердцем (верхняя полая вена), таким образом лимфа попадает в кровь.

Кровь

Плазма (55%)

Состав:

• вода (90%)

• белки (7%)

Функции белков плазмы:

1. Регулируют вязкость крови.

2. Транспортируют различные вещества (к примеру, гормоны).

3. Выполняют защитную функцию (иммуноглобулины/ антитела).

4. Крупные белки плазмы (альбумины и глобулины) участвуют в создании осмотического (онкотического) давления.

5. Участвуют в свертывании крови (протромбин, фибриноген) * Сыворотка крови - плазма, лишенная фибриногена • минеральные вещества (1%) – из них 0,9% NaCl • другие органические вещества — 2% (жиры, глюкоза, мочевина, билирубин и т.д).

pH = 7,35 – 7,45.

pH крови поддерживается на постоянном уровне за счет функционирования буферных систем.

Форменные элементы (45%)

• Эритроциты – красные клетки крови.

• Тромбоциты – кровяные пластинки.

• Лейкоциты – белые клетки крови.

Эритроциты

Эритроциты – красные клетки крови двояковогнутой формы.

• В зрелом состоянии у человека (как и у всех млекопитающих в целом) — безъядерные, их цитоплазма заполнена белком гемоглобином (Hb);

• Образуются в красном костном мозге;

• Живут до 120 суток;

• Разрушаются в печени и селезенке.

Преимущества отсутствия ядра и приобретения двояковогнутой формы:

• увеличивается отношение поверхности клетки к ее объему (рабочая поверхность клетки), что способствует более эффективному связыванию и транспорту бОльшего количества газов.

• отсутствие ядра способствует более высокому содержанию гемоглобина в эритроците (белка, с которым связываются газы), в результате чего происходит транспорт бОльшего количества газов.

Мелкие эритроциты становятся более гибкими, что обеспечивает движение эритроцитов по узким капиллярам.

• эритроциты почти не осуществляют обмен веществ (не протекает аэробный этап диссимиляции, не синтезируют белки и т.д.), поэтому не расходуют транспортируемый ими же кислород, а доставляют его к другим клеткам.

Соединения с гемоглобином

• Кислород О2 плохо растворяется в воде (и, соответственно в плазме крови), поэтому транспортируется в основном с помощью гемоглобина, обратимо соединяясь в оксигемоглобин (Hb*O2):

О2 + гемоглобин Hb = оксигемоглобин (Hb*O2).

• Углекислый газ СО2 хорошо растворяется в воде (и, соответственно, в плазме крови), поэтому его большая часть обратимо растворяется в плазме, образуя угольную кислоту Н2СО3, которая далее транспортируется в плазме в виде бикарбонат-ионов (НСО3– ):

СО2 + Н2О ↔ Н+ + НСО3–.

• Небольшая часть СО2 обратимо связывается гемоглобином с образованием непрочного карбгемоглобина (Hb*CO2).

СО2 + гемоглобин Hb = карбгемоглобин (Hb*СO2).

Угарный газ (СО) необратимо (очень прочно) связывается с гемоглобином, образуя очень прочное соединение карбоксигемоглобин (Hb*CO):

СО + гемоглобин Hb = карбоксигемоглобин (Hb*CO).

При образовании карбоксигемоглобина (Hb*CO) эритроциты теряют способность связывать и транспортировать кислород – наступает кислородное голодание (гипоксия). Поэтому отравление угарным газом может привести к гибели организма.

Группы крови по системе АВ0 (по Ландштейнеру)

На мембране эритроцитов располагаются специальные белки – антигены (агглютиногены) А и В В плазме крови содержатся другие белки – антитела (агглютинины) альфа α и бета β.

По наличию/отсутствию антигенов и антител предложена система разделения крови на четыре группы по системе ABO:

• Группа 0 (I) – на эритроцитах отсутствуют групповые агглютиногены , в плазме присутствуют агглютинины альфа и бета.

• Группа А (II) – эритроциты содержат только агглютиноген А, в плазме присутствует агглютинин бета;

• Группа В (III) – эритроциты содержат только агглютиноген В, в плазме содержится агглютинин альфа;

• Группа АВ (IV) – на эритроцитах присутствуют антигены А и В, плазма агглютининов не содержит Переливать эритроциты, плазму и особенно цельную кровь от донора к реципиенту нужно, строго соблюдая групповую совместимость, в ином случае может произойти агглютинация.

Агглютинация — склеивание и выпадение в осадок эритроцитов.

Альфа агглютинин (α) склеивает эритроциты с А антигеном (агглютиногеном) на мембране (поэтому у людей, у которых есть А белок, НЕТ антитела / агглютинина альфа (α), так как в ином случае пройдет агглютинация).

• Бета агглютинин (β) склеивает эритроциты с В антигеном (агглютиногеном) на мембране Агглютинированные эритроциты не могут функционировать, погибают и отравляют организм продуктами гниения, кроме этого — склеившиеся эритроциты образуют сгустки, которые приводят к разрывам сосудов.

Резус-фактор и резус-конфликт

Резус-фактор (антиген D) — белок на мембране эритроцитов Если он есть — резус положительный (Rh+) — 85% людей Если его нет — резус отрицательный (Rh–) — 15% людей.

Резус-отрицательным пациентам можно переливать только резус-отрицательную кровь, а резус-положительным – любую.

• При конфликте по группе крови разрушение эритроцитов (гемолиз) начинается сразу.

• При конфликте по резус-фактору при первом переливании гемолиза не случается.

• Первый контакт с антигеном D приводит лишь к сенсибилизации реципиента, т.е. его организм вырабатывает специфические антитела, чувствительность к антигену D повышается.

• При повторном попадании организм начинает реагировать на проникновение чужеродного агента: эритроциты начинают слипаться внутри сосудов и разрушаться, развивается гемолитический шок.

Резус-конфликт при беременности

Возникает только в тех случаях, когда у матери Rh–, а у плода Rh+ (НЕ НАОБОРОТ).

• В норме кровь матери и кровь ребенка в процессе вынашивания непосредственно не смешиваются (т.к. существует плацентарный барьер);

• Поэтому антиген D в кровь матери не попадает, и антитела к нему не вырабатываются (первая такая беременность, как правило, протекает без осложнений);

• Но во время родов половые пути травмируются, велика вероятность попадания антигена D в кровь матери;

• Происходит сенсибилизация организма матери, и теперь следующая беременность может быть осложнена;

• Когда антитела в крови матери уже присутствуют, при новой беременности они могут проникнуть сквозь плацентарный барьер и губительно сказаться на состоянии плода;

•Развивается гемолитическая болезнь, под воздействием антител эритроциты ребенка начинают разрушаться, что приводит к поражениям печени, почек и головного мозга, возрастает вероятность выкидыша;

• На 28 неделе беременной с риском развития резус-конфликта вводят специальный препарат — антирезусный иммуноглобулин;

• Антитела, содержащиеся в нем, связываются с любыми резус-положительными клетками плода, которые могли попасть в кровоток матери во время беременности или родов;

• Это предотвращает распознавание этих клеток иммунной системой матери как чужеродных и образование антител против них.

Лейкоциты

Имеют различную форму, способны к амебоидным движениям • Образуются в красном костном мозге, лимфатических узлах, селезенке и тимусе (вилочковой железе) • Живут в среднем 20 суток (но некоторые сохраняются несколько месяцев или несколько лет) • Разрушаются в селезенке, очагах воспаления.

Тромбоциты

Безъядерные кровяные пластинки (НЕ КЛЕТКИ!).

• Образуются в красном костном мозге;

• Живут 5-11 дней;

• Разрушаются в печени и селезенке.

Свертывание крови (гемостаз).

Процесс, в ходе которого участвует более десятка веществ (в большинстве белковой природы) – факторы свёртывания. В норме кровь свертывается за 5-7 минут.

Этапы свертывания крови (образования тромба):

В месте повреждения сосуда происходит разрушение тромбоцитов, в результате чего происходит выделение белков – факторов свертывания, одним из которых является особый сложный фермент — тромбопластин В присутствии ионов Са2+ и витамина К тромбопластин превращает неактивный белок протромбин в активный фермент тромбин Тромбин расщепляет растворимый белок плазмы фибриноген на мелкие единицы, которые полимеризуются и образуют сеть из нитей нерастворимого белка — фибрина В нитях фибрина застревают форменные элементы крови, образуется тромб, который останавливает кровотечение, формируется корочка (струп).

Образование форменных элементов крови (гемопоэз)

В красном костном мозге эпифизов (головок) трубчатых костей (плечевой и бедренной), а также костях осевого скелета (грудина, ребра, тела позвонков), в костях черепа и таза находятся стволовые клетки костного мозга, которые постоянно делятся и превращаются в те или иные клетки в зависимости от дополнительных регуляторных сигналов. В тот момент, когда стволовая клетка красного костного мозга делится, она ещё «не знает», кем станет — эритроцитом (эритропоэз), лейкоцитом (лейкопоэз) или тромбоцитом (тромбоцитопоэз) Это будут решать дополнительные химические сигналы, поступающие:

• от почек: гормон эритропоэтин (чем его больше, тем больше эритроцитов);

• от печени: гормон тромбопоэтин (чем его больше, тем больше тромбоцитов);

• из очагов воспаления: молекулы, приводящие к появлению большего количества лейкоцитов.

Депо крови

В организме человека в среднем 4 - 5 литров крови, что составляет 7 – 8% от его массы • Примерно 50-60% крови быстро циркулирует по сосудам, а оставшаяся около 40-50% – медленно, задерживаясь в депо крови – органах-резервуарах.

Органы-резервуары:

1) Печень — задержка крови обусловлена превышением притока крови над её оттоком;

2) Селезенка;

3) Кожа — кровь резервируется в подсосочковых сплетениях капилляров (параллельных ответвлениях от основного кровяного русла кожи);

4) Легкие;

5) ЖКТ — в сосудах его стенок В случае необходимости* сжатие соответствующих сосудов может выталкивать дополнительную кровь в кровоток, что позволит кислороду и питательным веществам более интенсивно поступать к мышцам, мозгу и другим органам;

*Факторы, способствующие поступлению крови из общего депо в кровоток: • повышение потребности организма в кислороде (например, при тяжёлой физической работе или поднятии на высоту (в горы)) • уменьшение количества гемоглобина (например, в результате кровопотери)

Функции крови

1) Транспортная:

• Дыхательная– транспорт газов (гемоглобин эритроцитов транспортирует кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким);
• Трофическая – транспорт питательных веществ ( плазма крови транспортирует растворенный углекислый газ, воду, минеральные соли, аминокислоты, витамины, продукты клеточного обмена и т.п.);
• Терморегуляторная – кровь переносит тепло от горячих органов (например, печень) к холодным (например, пальцы), тем самым выравнивая температуру тела – участвует в теплоотдаче;
• Регуляторная (участие в гуморальной регуляции) – транспорт гуморальных факторов, влияющих на работу органов и тканей, помощь эндокринной системе путем переноса гормонов;
• Выделительная – транспорт продуктов обмена к органам выделения.

2) Защитная – борьба с микроорганизмами (иммунная) – свертывание крови (гемостатическая).

3) Гомеостатическая– поддержание постоянства внутренней среды человека (химический состав, температура и давление).

Малокровие и его причины

Малокровие (анемия) – заболевание, при котором происходит снижение количества эритроцитов и гемоглобина, при котором наблюдается головокружение, утомляемость, бледность кожи и другие характерные признаки.

Причины:

• большие кровопотери;

• неполноценное питание - недостаток витаминов (В12 и В9 (фолиевой кислоты) – участвуют в кроветворении), железа (входит в состав гема гемоглобина), гормонов (эритропоэтина – стимулирует эритропоэз – образование эритроцитов в красном костном мозге) и др веществ;

• нарушение усвоения питательных веществ • нарушение образования эритроцитов в кроветворных органах – красном костном мозге из-за воздействия токсических веществ, инфекции и т.д.

Лимфатическая система

Незамкнутая (в отличие от кровеносной системы):

• тесно взаимосвязана с кровеносной системой и дополняет ее, но полностью автономна;

• образована лимфатическими капиллярами, сосудами и узлами;

• 2 - 4 литра лимфы в день образуется из тканевой жидкости, которая попадает в капилляры лимфатической системы и далее транспортируется по лимфатической системе;

• по составу лимфа близка к плазме крови, но содержит в 3 - 4 раза меньше белков, в ней отсутствуют эритроциты и тромбоциты;

• из-за наличия фибриногена лимфа может сворачиваться, но не так быстро, как кровь;

• самые крупные скопления лимфатических улов находятся: на шее под нижней челюстью, в подмышечных впадинах, в паху, локтевых и коленных изгибах;

• самые крупные сосуды образуют грудной и правый лимфатические протоки, которые впадают в крупные вены (например, в верхнюю полую вену сердца);

Последовательность движения лимфы (лимфоток) по элементам лимфатической системы:

Попадание тканевой (межклеточной) жидкости в лимфатические капилляры, образование лимфы и ее поступление в лимфатические сосуды Лимфатические узлы Лимфатические стволы, объединяющиеся в лимфатические протоки, впадающие в крупные вены (верхнюю полую), в результате чего лимфа возвращается в кровяное русло.

Факторы, обеспечивающие движение лимфы:

• непрерывность ее образования;

• присасывающее действие грудной клетки (на вдохе давление в ней становится отрицательным);

• отрицательное давление крупных вен (т.к. лимфатические протоки впадают в крупные вены);

• наличие полулунных клапанов в лимфатических сосудах (препятствуют обратному току лимфы);

• сокращение мышечных стенок средних и крупных лимфатических сосудов, стволов, протоков;

• сокращение скелетных мышц, окружающих лимфатические капилляры и сосуды;

• пульсация (сокращение/подвижность стенок) кровеносных сосудов, проходящих рядом с лимфатическими капиллярами («эффект массажа»);

• сокращение диафрагмы.

Функции лимфатической системы:

• поддержание гомеостаза (постоянства состава и объема крови);

• возвращение в кровь электролитов, белков и воды из тканевого (межклеточного) пространства;

• защита организма от токсинов и инфекций;

• транспорт (всасывание) жиров, жирорастворимых витаминов, некоторых белков и других веществ из кишечника в кровь;

• удаление лишней жидкости из тканей;

• участие в кроветворении (лимфоузлы вырабатывают лимфоциты).

Теория — это только половина успеха. Закрепите знания на практике, решив задания по внутренней среде организма в Банке заданий для ЕГЭ