Фізіологія крові, функції крові

Термін внутрішнє середовище організму був запропонований французьким фізіологом Клодом Бернаром. У це поняття включена сукупність рідин — кров, лімфа, тканинна (інтерстиціальна, позаклітинна), спинно-мозкова, суглобова, плевральна та інші рідини, які омивають клітини і навколоклітинні структури тканин, беручи тим самим безпосередню участь в здійсненні обмінних реакцій організму.

Основою внутрішнього середовища є кров, тим часом роль безпосереднього живильного середовища виконує тканинна рідина. Її склад і властивості специфічні для окремих органів, відповідають їх структурним і функціональним особливостям. Надходження з крові складових частин тканинної рідини та їх зворотний відтік в лімфу і знову в кров вибірково регулюються тканинними бар'єрами. Визначаючи склад крові, лімфи, тканинної рідини, можна судити про обмінні процеси, що відбуваються в окремих органах, тканинах або в організмі в цілому. Внутрішнє середовище характеризується динамічною постійністю — гомеостазом, що має особливе значення в життєдіяльності організму.

Поняття про систему крові

Під системою прийнято розуміти впорядковану цілісну безліч взаємозв'язаних елементів, що володіє власною організацією і структурою. Головною властивістю системи як єдиній сукупності взаємодіючих елементів є цілісність, що виражається в несводимости властивостей системи до суми властивостей складових її частин.

У 1939 р. Г.Ф. Ланг запропонував об'єднати кров, регулюючий нейрогуморальний апарат, і органи, в яких відбувається утворення клітин крові і їх руйнування, - тобто кістковий мозок, вилочковую залозу, лімфатичні вузли, селезінку і печінку — під загальним поняттям система крові. Компоненти цієї системи здійснюють безпосередній контакт з кров'яним руслом. Таке взаємовідношення забезпечує не тільки транспорт клітин, але і надходження різних гуморальних чинників з крові в кровотворні органи.

Головним місцем утворення клітин крові є кістковий мозок. Тут знаходиться основна маса кровотворних елементів. У нім же здійснюються і руйнування еритроцитів, реутилизация залоза, синтез гемоглобіну, накопичення резервних ліпідів. З кістковим мозком пов'язано походження популяції В-лімфоцитов, що здійснюють гуморальні реакції імунітету, тобто вироблення антитіл.

Центральним органом імуногенезу є вилочковая залоза. У ній відбувається утворення Т-лімфоцитів, які беруть участь в клітинних реакціях імунітету, направлених на відторгнення тканини. Окрім вилочковой залози відповідальними за ту, що виробляє імунітету є селезінка і лімфатичні вузли. Селезінка бере участь в лимфоцитопоэзе, синтезі імуноглобулінів, руйнуванні еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів, в депонуванні крові. Лімфатичні вузли продукують і депонують лімфоцити.

У регуляції діяльності системи крові важливу роль грають гуморальні чинники — эритропоэтини, лейкопоэтини, тромбопоэтини. Окрім них діють і інші гуморальні агенти, наприклад андрогени. Медіатори (ацетілхолін, адреналін) впливають на систему крові не тільки викликаючи перерозподіл формених елементів, але і шляхом прямого впливу на холино- і адренорецепторах клітин. Певний вплив робить нервова система.

 

Загальні функції крові

Кров — основна транспортна система організму. Вона є тканиною, що складається з рідкої частини, — плазми — і зважених в ній клітинних (формених) елементів. Її головною функцією є перенесення різних речовин, за допомогою яких здійснюється захист від дій зовнішнього середовища або регуляція діяльності окремих органів і систем.

Залежно від характеру речовин, що переносяться, та їх природи кров виконує наступні функції: 1) дихальну, 2) живильну, 3) екскреторну, 4) гомеостатичну,
5) регуляторну, 6) креаторних зв'язків, 7) терморегуляційну, 8) захисну.

Дихальна функція. Ця функція крові є процесом перенесення кисню з органів дихання до тканин і вуглекислого газу у зворотному напрямі. У легенях і тканинах обмін газів заснований на різниці парціального тиску, внаслідок чого відбувається, їх дифузія. Кисень і вуглекислий газ містяться в основному в зв'язаному стані і лише в невеликих кількостях у вигляді розчиненого газу. Кисень зворотно вступає в реакцію з дихальним пігментом — гемоглобіном, вуглекислий газ — з водою, основами і білками крові. Азот знаходиться в крові тільки в розчиненому вигляді. Його зміст невеликий і складає близько 1,2 % за об'ємом.

Транспорт О₂ забезпечується гемоглобіном, який легко вступає з ним в з'єднання. З'єднання це неміцне, і гемоглобін легко віддає кисень. У людини при парціальному тиску в легенів близько 100 мм рт. ст. (13,3 кПа) гемоглобін на 96 - 97% перетворюється на оксигемоглобін. При значно нижчому парціальному тиску О₂ в тканинах оксигемоглобін віддає кисень і перетворюється на відновлений гемоглобін.

Здатність гемоглобіну зв'язувати і віддавати О₂ прийнято виражати киснево-дисоціаційною кривою. Чим більше зігнута крива, тим більше різниця між вмістом О₂ в артеріальній і венозній крові, а отже, більше О₂ віддане тканинам. Здатність крові до перенесення О₂ характеризується величиною кисневої місткості. Кисневою місткістю позначають кількість О₂, яка може бути зв'язана кров'ю до повного насичення гемоглобіну. Вона складає близько 20 мл О₂ на 100 мл крові.

Вуглекислий газ разом з гідрокарбонатом натрію утворює найважливішу буферну систему. У транспорті кров'ю СО₂ головну роль також грає гемоглобін. Вміст СО₂ в крові значно вищий, ніж О₂, а перепади його концентрацій між артеріальною і венозною кров'ю відповідно менші. У венозній крові СО₂ дифундує в еритроцити, в артеріальній, навпаки, виходить з них. При цьому властивості гемоглобіну як кислоти змінюються. У капілярах тканини оксигемоглобін віддає О₂, внаслідок чого слабшають його кислотні властивості. У цей момент вугільна кислота віднімає у гемоглобіну пов'язані з ним основи і утворює бікарбонат. У капілярах легенів гемоглобін знову перетворюється на оксигемоглобін і витісняє вуглекислоту з бікарбонату. Хороша розчинність бікарбонату у воді і велика здатність вуглекислоти до дифузії полегшують її надходження з тканин в кров і з крові в альвеолярне повітря.

Живильна функція. Живильна функція крові полягає в тому, що кров переносить живильні речовини від травного тракту до клітин організму. Глюкоза, фруктоза, низькомолекулярні пептиди, амінокислотні залишки, соли, вітаміни, вода всмоктуються в кров безпосередньо в капілярах ворсинок кишки. Жир і продукти його розщеплювання всмоктуються в кров і лімфу. Всі речовини, що потрапили в кров, по комірній вені поступають в печінку і лише потім розносяться по всьому організму. У печінці надлишок глюкози затримується і перетворюється на глікоген, інша її частина доставляється до тканин. Амінокислотні залишки, що розносяться по всьому організму, використовуються як пластичний матеріал для білків тканин і енергетичних потреб. Жири, що всмокталися частково в лімфу, потрапляють з неї в кров'яне русло і, перероблені в печінці до ліпопротеїнів низької щільності, знов потрапляють в кров. Надлишок жиру відкладається в підшкірній клітковині, сальнику та інших місцях. Звідси він може знов поступати кров і переноситися нею до місця використання.

Екскреторна функція. Екскреторна функція крові проявляється у видаленні непотрібних і навіть шкідливих для організму кінцевих продуктів обміну речовин, надлишку води, мінеральних і органічних речовин, що поступили з їжею або утворилися в організмі в процесі метаболізму. До їх числа відноситься один їх продуктів дезамінування кислот - аміак. Він токсичний для організму, і в крові його міститься небагато. Велика частина його знешкоджується, перетворюючись на кінцевий продукт азотистого обміну – мочевину, що утворюється при розпаді пуринових кислот, сечова кислота також переноситься кров'ю до нирок, а що з'являється в результаті розпаду гемоглобіну жовчні пігменти – до печінки. Вони виділяються жовчю і т.д.

Гомеостатична функція. Кров бере участь в підтримці постійності внутрішнього середовища організму (наприклад, постійності рН, водного балансу, рівня глюкози в крові та ін.).

Регуляторна функція крові. Деякі тканини в процесі життєдіяльності виділяють в кров хімічні речовини, що володіють великою біологічною активністю. Знаходячись постійно в стані руху в системі замкнутих судин, кров тим самим здійснює зв'язок між різними органами. В результаті організм функціонує як єдина система, що забезпечує пристосування до постійно змінних умов середовища. Таким чином, кров об'єднує організм, обумовлюючи його гуморальну єдність і адаптивні реакції.

Функція креаторних зв'язків. Вона полягає в перенесенні плазмою і форменими елементами макромолекул, що здійснюють в організмі інформаційні зв'язки. Завдяки цьому регулюються внутріклітинні процеси синтезу білка, клітинні диференціювання, підтримка постійності структури тканин.

Функція терморегуляції крові. В результаті безперервного руху і великої теплоємності кров сприяє не тільки перерозподілу тепла по організму, але і підтримці температури тіла. Циркулююча кров об'єднує органи, в яких виробляється тепло, з органами, що віддають тепло. Наприклад, під час інтенсивної м'язової діяльності в м'язах зростає утворення тепла, але тепло в них не затримується. Воно поглинається кров'ю і розноситься, по всьому тілу, викликаючи збудження гіпоталамічних і ряду інших центрів регуляції тепла. Це приводить до відповідної зміни продукції і віддача тепла. В результаті температура тіла підтримується на постійному рівні.

Захисна функція. Її виконують різні складові частини крові, що забезпечують рідинний імунітет (вироблення антитіл) і клітинний імунітет (фагоцитоз). До захисних функцій відноситься також згортання крові. При будь-якому, навіть незначному, пораненні виникає тромб, що закупорює судину і що припиняє кровотечу. Тромб утворюється з білків плазми крові під впливом речовин, що містяться в тромбоцитах.

Об'єм і склад крові

Кров людини складається з рідкої частини - плазми — і зважених в ній клітинних (формених) елементів. Між плазмою і форменими елементами існують певні співвідношення — гематокритне число, згідно якому об'єм клітин складає у людини 40 - 45 % об'єму крові, решта об'єму (близько 55 %) доводиться на плазму. Розрізняють червоні кров'яні тільця — еритроцити, білі кров'яні тільця — лейкоцити, і кров'яні пластинки — тромбоцити. У нормі в 1 мкл крові міститься приблизно 4 - 5 млн. еритроцитів, 4 - 9 тис. лейкоцитів і 200 - 350 тис. кров'яних пластинок.

 

 

Рисунок 5.1 – Склад крові людини

 

У людини кількість крові складає приблизно 6 - 8 % маси тіла (4 - 6 л). Кількість крові в організмі величина досить постійна і ретельно регульована. Наявна в організмі кров в звичайних умовах циркулює по судинах не вся. Частина її знаходиться у так званих депо: у печінці — до 20 %, селезінці — до 16 %, у шкірі — приблизно 10 % від загального кількість крові.