2 курс / Нормальная физиология / Нормальная_физиология_практикум_Часть_1_Зинчук_В_В_2014

1.1. Общая характеристика	21

	Окончание табл. 1.1
Показатель	Диапазон,.единица.измерения
Осмотическое.давление.плазмы	5780.мм.рт..ст./7,6.атм
Онкотическое.давление.плазмы	25–35.мм.рт..ст.
Белок.общий.плазменный	65–85.г/л
Содержание.минеральных.солей.в.крови	0,9–0,95.%
Вязкость.крови	5.сП
Вязкость.плазмы	1,7.сП

Различные. растворенные. в. плазме. вещества. определяют. ее. осмотическое. давление.. Растворы. с. осмотическим. давлением. 7,6.атм.(5780.мм.рт..ст.).называются.изотоническими,.с.большим.—. гипертоническими,. с. меньшим. —. гипотоническими.. Изменение. осмотического.давления.плазмы.крови.может.привести.к.возникновению.отеков.

Эритроциты.в.гипотонических.средах.разрушаются.(осмотический. гемолиз),. а. в. гипертонических. —. сморщиваются.. Гемолиз. —. это. разрушение. эритроцитов,. сопровождающееся. выходом. гемоглобина.в.окружающую.среду.(окрашивается.в.красный.цвет. и.становится.прозрачной.—.«лаковая.кровь»)..Осмотическая.рези- стентность.эритроцитов.—.устойчивость.эритроцитов.к.действию. гипотонических.растворов..Первые.признаки.гемолиза.у.здорового. человека.отмечаются.в.0,48%-ном.растворе.NaCl,.в.0,34%.растворе. разрушаются.все.эритроциты.

Виды.гемолиза:осмотический;химический;биологический;механический;

температурный.(холодовой,.тепловой).

Содержание. белков. в. плазме. составляет. 65–85. г/л.. Методом. электрофореза. (помещение. в. среду. с. градиентом. постоянного. электрического.поля).белки.плазмы.разделяются.на.ряд.фракций:. альбумин,.α1-глобулин,.α2-глобулин,.β-глобулин,.γ-глобулин..Аль- бумин.—.относительно.низкомолекулярный.белок;.он.определяет. величину. онкотического. давления. плазмы. (его. вклад. —. 80. %),. имеет. большую. суммарную. площадь. поверхности,. за. счет. чего.

22	Глава 1. Физиология крови

связывает. многие. вещества. (билирубин,. уробилирубин,. жирные. кислоты,. соли. желчных. кислот,. некоторые. экзогенные. продукты. вроде.пенициллина,.ртути)..Одна.молекула.альбумина.может.одновременно. связать. до. 50. молекул. билирубина.. Глобулины. состоят. из.разнородных.белков..α1-глобулины.—.в.основном.гликопротеи- ды.(с.ними.связано.до.2/3.всей.глюкозы.плазмы),.α2-глобулины.—. гаптоглобулины. (мукопротеиды);. к. ним. относятся,. в. частности,. церулоплазмин,.связывающий.до.90.%.всей.содержащейся.в.плазме. меди,. тироксинсвязывающий. белок,. В12-связывающий. глобулин,. билирубинсвязывающий.глобулин,.кортизолсвязывающий.глобулин.. К. β-глобулинам. относятся. белки,. обеспечивающие. перенос. липидов. и. полисахаридов;. до. 70. %. всех. липидов. плазмы. входят. в.состав.липопротеидов..К.ним.принадлежит.также.трансферрин,. обеспечивающий. перенос,. прежде. всего,. железа.. γ-глобулины. —. это.антитела,.выполняющие.специфическую.защитную.функцию.. Практически.любой.воспалительный.процесс.сопровождается.увеличением.их.содержания.

В. плазме. находятся. микроэлементы,. основная. часть. которых. связана.с.белками.(металлопротеиды:.церулоплазмин,.кобаламин.—. компонент. витамина. В12;. тироксинсвязывающий. белок. тироксин. содержит.иод)..Также.в.плазме.содержится.фибриноген.—.раство- римый.предшественник.фибрина..Этот.протеин.участвует.в.свер- тывании.крови..Онкотическое.давление.—.это.часть.осмотическо- го.давления.плазмы,.создаваемое.белками.(25–30.мм.рт..ст.)..Его. значение.очень.важно.для.транскапиллярного.обмена.жидкости.

Функциональное.значение.белков:транспортная;защитная;реологическая;

скорость.оседания.эритроцитов.(СОЭ);формирование.онкотического.давления;гемостатическая;буферная.

1.2. Эритроциты	23

1.1.3. Форменные элементы крови

Форменные элементы крови.—.морфологически.и.функцио- нально.дифференцированные.клетки.крови..К.ним.относятся.эритроциты.(красные.кровяные.тельца,.содержащие.в.своем.составе. гемоглобин),.лейкоциты.(белые.кровяные.тельца:. г р а н у л о ц и - т ы .—.нейтрофилы,.эозинофилы,.базофилы;. а г р а н у л о ц и т ы .—. лимфоциты,.моноциты),.а.также.тромбоциты.

1.2. Эритроциты

1.2.1. Структурно-функциональная характеристика

Самые. многочисленные. форменные. элементы. крови. —. эритроциты,.или.красные.кровяные.тельца..Существование.эритроцитов. у. лягушки. открыл. в. 1658. г.. Ян. Сваммердам.. Эритроциты. человека.обнаружил.в.1673.г..Антони.ван.Левенгук..Это.специализированные.клетки.по.переносу.кислорода.благодаря.наличию. в. них. дыхательного. пигмента. гемоглобина.. Эритроциты. —. безъядерные.клетки,.в.норме.имеющие.форму.двояковогнутого.диска. диаметром. 7,2–7,5. мкм. и. толщиной. 2,1. мкм. (у. взрослых. людей. с.возрастом.размеры.эритроцитов.несколько.уменьшаются)..Общая.площадь.поверхности.всех.эритроцитов.взрослого.человека.составляет. примерно. 3800. м2. (в. 1,5. тысячи. раз. больше. поверхности. тела).

При. некоторых. патологиях. диаметр. и. форма. эритроцитов. существенно. изменяются. (диаметр. более. 10. мкм. —. мегалоциты;. менее.6.мкм.—.микроциты;.наличие.эритроцитов.различной.фор- мы.—.пойкилоцитоз)..Кривая.Прайс.—.Джонса.—.это.графическая. зависимость. распределения. количества. эритроцитов. по. размеру.. Обычно.пик.этой.кривой.приходится.на.диапазон.7–8.мкм..Двояко- вогнутая.форма.способствует.лучшей.диффузии.газов.(О2,.СО2),. так. как. площадь. поверхности. эритроцита. при. этом. больше,. чем. у.сферических.клеток,.а.внутриклеточное.диффузионное.расстояние.меньше..Площадь.эритроцита.почти.в.2.раза.больше,.чем.площадь.шара.такого.же.объема.

24					Глава 1. Физиология крови
	Закон Фика.описывает.процессы.пассивной.диффузии.О2.(СО2).
в.капилляре:
.		mO2	= −D S	pO2	,
		t		l

где. mO2/ t.—.скорость.диффузии;.D.—.константа.диффузии,.мл. О2/м. .мин. .мм.рт..ст.;.S.—.площадь.диффузии,.м2;. l.—.расстояние. диффузии,.м;. pO2.—.градиент.напряжения.кислорода,.мм.рт..ст.

Как.правило,.эритроциты.имеют.определенный.отрицательный. заряд.(дзета-потенциал)..Эритроциты.благодаря.имеющимся.особым. Fc-рецепторам.к.различным.иммуноглобулинам.способны.взаимо- действовать.с.антителами.и.обеспечивать.иммунную.защиту.

Для.определения.количества.эритроцитов.в.крови.используют. метод подсчета в камере Горяева,.а.также.различные.фотометрические.методы..В.клиниках.широко.используются.высокопроизводительные.автоматизированные.гемосчетчики.

Увеличение.количества.эритроцитов.называется.эритроцитозом,. а. уменьшение. —. эритроцитопенией.. Их. абсолютное. число. в. крови. организма. составляет. (25–30). ×. 1012. кл.. Истинный. эри- троцитоз.—.увеличение.числа.эритроцитов.вследствие.усиленного. их.образования;.поступление.из.депо.ведет.к.распределительному. эритроцитозу.. Отсутствие. ядра. существенно. снижает. внутриклеточное.потребление.кислорода.(более.чем.в.200.раз)..Обеспечивая. кислородом.весь.организм,.непосредственно.эритроциты.потребляют. минимальное.его.количество.

Основные.метаболические.процессы.в.эритроцитах:гликолиз;пентозофосфатный.цикл;глутатионовый.путь;

ферменты.катаболизма.пуринов.и.пиримидинов;АТФ-зависимый.катионный.насос.на.мембране;ферменты,.влияющие.на.состав.фосфолипидов.мембраны;метгемоглобинредуктаза,.катализирующая.превращение.мет-

гемоглобина.в.гемоглобин.и.др.

Одним. из. интегративных. показателей. функционального. состояния. эритроцитов. является. скорость оседания эритроцитов. (СОЭ),. характеризующая. оседание. эритроцитов. крови. при. добавлении. антисвертывающего. вещества.. Определение. СОЭ.

1.2. Эритроциты	25

производят,.измеряя.высоту.столбика.плазмы.над.эритроцитами,. осевшими.в.вертикально.расположенном.капилляре.за.1.ч.в.стандартных.условиях..Изменение.СОЭ.выполняется.с.помощью.прибора.Панченкова..Для.мужчин.значение.этого.показателя.составляет. 1–10.мм/ч,.для.женщин.—.2–15.мм/ч..Механизм.этого.феномена. определяется.функциональным.состоянием.эритроцита,.его.зарядом,. белковым. составом. плазмы.. Ряд. физиологических. состояний. характеризуются. более. высокой. величиной. СОЭ. (беременность,. фи- зическая.работа)..У.новорожденных.его.значение.ниже.(1–2.мм/ч).. При. многих. воспалительных,. инфекционных. и. других. патологических.процессах.величина.этого.показателя.возрастает.

1.2.2. Реологические свойства крови

Вязкость крови. —. это. физико-химическое. свойство. крови,. обусловленное.внутренним.трением..Процессы.деформации.и.течения. крови. изучает. гемореология.. При. ламинарном. потоке. крови. возникает.сила.внутреннего.трения,.противодействующая.ее.течению.. В. состоянии. движения. поток. жидкости. можно. рассматривать. как. ряд. цилиндрических. слоев,. движущихся. относительно. друг. друга. с. различными. скоростями.. Их. скорость. по. направлению. к. центру. увеличивается,. что. характеризуется. отношением.

v/ r.(с−1),.т.е..скоростью.сдвига..Возникающая.сила.трения.в.ньютоновских.жидкостях.пропорциональна.скорости.сдвига.и.описывается. уравнением. Ньютона.. Единица. измерения. вязкости. в. си- стеме.СИ.—.паскаль-секунда.(Па. .с),.в.системе.СГС.—.пуаз.(П).

. 1.П.=.0,1.Па. .с

В.медицине.наибольшее.распространение.для.оценки.вязкости. получила.единица.сантипуаз.(сП)..Вязкость.воды.при.20,3.°С.равна. 1. сП.. Иногда. используют. и. безразмерную. величину. данного. параметра.—.относительную.вязкость,.т.е..вязкость.физиологиче- ских.жидкостей.по.отношению.к.вязкости.воды.

Величина,. обратная. вязкости,. есть. текучесть.. Эффект Фареуса — Линдквиста.—.это.уменьшение.вязкости.крови.при.движе- нии.в.сосудах.малого.диаметра.(около.100.мк)..Физиологический. смысл. этого. феномена. заключается. в. том,. что. он. существенно. уменьшает.затраты.сердца.на.движение.крови.по.сосудам.малого.

26	Глава 1. Физиология крови

диаметра,.имеющим.большую.суммарную.величину.площади..Кровь. является.аномальной.неньютоновской.жидкостью,.т.е..ее.реологические.свойства.не.могут.быть.описаны.законом.Ньютона..Данные. свойства. крови. обусловлены. прежде. всего. агрегацией. эритроцитов.и.их.деформируемостью.

Агрегация эритроцитов. —. обратимый. процесс. образования. ими.сложных.трехмерных.комплексов.и.межклеточных.структур.. Эритроциты. взаимодействуют. между. собой,. соприкасаясь. боковыми. поверхностями,. образуют. длинные. цепочки,. нечто. вроде. монетных. столбиков.. Этот. феномен. иначе. называют. сладж-эф- фектом.. Процесс. агрегирования. эритроцитов. осуществляется. с.участием.различных.высокомолекулярных.белков,. образующих. своего.рода.«мостики».между.клетками..Рост.концентрации.таких. протеинов,. как. фибриноген,. α1-,. α2-,. β-глобулины,. иммуноглобулинов.усиливают.агрегацию.эритроцитов..Этот.феномен.наблюдается.при.неподвижном.состоянии.крови.либо.при.очень.малых. скоростях.сдвига..При.увеличении.скорости.движения.крови.происходит. постепенное. разрушение. агрегатов. эритроцитов.. Полное. разрушение.их.наблюдается.в.крови.при.скорости.сдвига.45–50.с−1.. Именно. агрегация. эритроцитов. определяет. аномальные. свойства. реологического. поведения. крови. в. диапазоне. скоростей. сдвига. от.0.до.50.с−1.

Особое.значение.имеют.также.механические.свойства.эритро- цитов..Деформируемость.эритроцитов.—.это.способность.данных. клеток.изменять.свою.форму.под.действием.внешней.силы..Эри- троциты.способны.удлиняться.при.деформации.в.2–3.раза..Безъ- ядерные.эритроциты.человека.и.других.млекопитающих.способны. к. деформации. в. большей. мере,. чем. эритроциты,. имеющие. ядра. (например,. птичьи).. Дисковидный. эритроцит. легко. проходит. через.капилляры.диаметром.3.мкм..При.движении.эритроцита.в.потоке.крови.отмечается.вращение.его.мембраны.вокруг.внутренне- го.содержимого.—.«феномен.танковой.гусеницы».

Вклад. деформируемости. эритроцитов. в. процессы. транспорта. кислорода:

диффузия.газов;облегченная.диффузия;конвекция;

кислородная.артериовенозная.трансляция;

1.2. Эритроциты	27

неньютоновские.свойства.крови;эффект.Фареуса.—.Линдквиста;энергозатраты.сердца;регуляция.сосудистого.тонуса;механический.гемолиз.

Деформируемость.эритроцитов.имеет.важное.значение.для.оксигенации.тканей..Благодаря.этому.свойству.возрастает.площадь. активной. диффузии. газов. и. диффузионный. поток.. Деформация. эритроцитов. при. прохождении. через. капилляры. усиливает. вну- триклеточную.конвекцию.кислорода,.дезокси-.и.оксигемоглобина.. Способность.эритроцитов.к.деформации.оказывает.существенное. влияние.на.вязкость.крови,.ее.свойства.как.неньютоновской.жидкости. и. феномен. Фареуса.—.Линдквиста.. Деформируемость. эритроцитов. является. фактором,. лимитирующим. продолжительность. их. жизни. в. циркуляции.. Нормальные. эластичные. эритроциты. свободно.проходят.через.капилляры.малого.диаметра.и.отверстия. венозных. синусов. селезенки.. Старые,. неэластичные. эритроциты. задерживаются. в. этих. синусах,. подвергаются. деструкции. и. в. конечном.счете.лизируются..Способность.эритроцита.к.деформации. определяется. прежде. всего. свойствами. его. плазматической. мембраны. (ее. белковым. каркасом,. или. цитоскелетом,. состоящим. из. микротрубочек.и.микрофиламентов,.в.некоторой.степени.липидами.мембраны.(их.фазовым.состоянием).и.кооперативными.свойствами.всех.компонентов.мембраны).

1.2.3. Гемоглобин

Гемоглобин. —. это. молекула,. состоящая. из. белка. глобина. (две. цепи. α-глобина. и. две. β-глобина). и. четырех. пигментных. групп. (гем),.которые.способны.обратимо.связывать.молекулярный.кислород..Количество.гемоглобина.в.крови.может.варьировать..У.жен- щин.оно.ниже.(120–140.г/л),.чем.у.мужчин.(130–160.г/л)..В.1.эри- троците. содержится. в. среднем. 400. млн. молекул. гемоглобина.. Известны.также.различные.аномальные.и.патологические.формы. гемоглобина,. отличающиеся. по. аминокислотному. составу.. Гемоглобин,. связанный. с. кислородом,. именуется. оксигемоглобином. (придает.крови.ярко-алый.цвет)..Процесс.его.связывания.с.О2.на- зывается.оксигенацией,.а.его.отдача.оксигемоглобином.—.дезокси-

28	Глава 1. Физиология крови

генацией..Не.связанный.с.кислородом.гемоглобин.называется.дезоксигемоглобином.. Существенно,. что. степень. окисления. железа. при.связывании.кислорода.остается.равной.+2.

Взаимодействие.гемоглобина.с.кислородом:

.	Hb + 4O2	→ Hb(O2 )4
	(дезокси )	(окси )

Присоединение. О2. осуществляется. поэтапно.. Причем. каждое. присоединение. одной. молекулы. О2. происходит. с. разной. скоростью.(различной.константой.k),.что.обусловливает.кооперативный. характер.проявления.кислородсвязующих.свойств.гемоглобина.

.	Hb + O2		k1
		← → HbO2
.	HbO2 + O2		k2
		← → Hb(O2 )2
.	Hb(O2 )2 + O2		k3
			← → Hb(O2 )3
.	Hb(O2 )3 + O2		k4
			← → Hb(O2 )4

Различные.соединения.гемоглобина.отличаются.спектрами.поглощения,. на. основе. чего. осуществляется. оценка. их. содержания.. Максимум.поглощения.для.восстановленного.гемоглобина.прихо- дится.на.577.нм,.а.для.оксигемоглобина.—.560.нм..Это.определяет. алый.цвет.артериальной.крови.и.темно-красный.—.венозной.

Кислородная емкость крови.(КЕК).—.максимальное.количе- ство.кислорода,.которое.может.содержаться.в.определенном.объеме.крови.(1.л).при.полном.насыщении.гемоглобина.кислородом.. В. норме. кислородная. емкость. крови. составляет. 180–220. мл. О2. в.1.л.крови..Расчет.КЕК.осуществляется.по.формуле

. КЕК.=.Hb. .Г,

где.Hb.—.концентрация.гемоглобина,.г/л;.Г.—.константа.Гюфнера,. 1,36.мл.О2/г.

Данная. формула. с. учетом. физически. растворенной. фракции. О2.в.плазме.имеет.более.корректный.вид:

. КЕК.=.Hb. .Г.+.pO2. .α,

где.pO2.—.напряжение.кислорода.в.крови,.мм.рт..ст.;.α.—.коэффи- циент.Бунзена,.мл.О2/мл. .атм.

1.2. Эритроциты	29

Кроме. того,. гемоглобин,. связываясь. с. углекислым. газом,. об- разует.карбаминогемоглобин,.с.оксидом.углерода.—.карбоксиге- моглобин.. Карбаминогемоглобин. играет. важную. роль. в. форми- ровании.кислотно-основного.равновесия.организма.и.выведении. углекислоты..Сродство.СО.к.гемоглобину.в.300.раз.больше,.чем. сродство. кислорода.. При. содержании. СО. в. воздухе. 0,1. %. его. большая.часть.(около.80.%).связывается.с.гемоглобином,.что.ведет.к.тяжелому.отравлению..В.норме.в.организме.доля.карбоксигемоглобина. составляет. 1. %,. а. у. курильщиков. —. до. 3. %.. Связывание. NO. с. гемоглобином. является. одним. из. основных. путей. элиминации.этого.соединения,.которое,.как.недавно.установлено,. играет.в.организме.важную.медиаторную.роль,.в.частности,.опосредуя.релаксацию.гладких.мышц.сосудов..Взаимодействуя.с.ге- моглобином,.NO.образует.различные.NO-формы:.метгемоглобин,.

нитрозилгемоглобин.и.S-нитрозогемоглобина,.которые.играют.роль. своеобразного.аллостерического.регулятора.функциональной.активности.гемоглобина.на.уровне.отдельных.его.тетрамеров..Реакция. гемоглобина. с. NO. служит. не. только. для. гашения,. но. и. для. сохранения.ее.биоактивности,.участвуя.в.регуляции.функционирования. системы. дыхания:. влияя. на. активность. респираторного. центра,.легочную.микроциркуляцию,.сосудистый.тонус.легочных. сосудов,.констрикцию/дилятацию.бронхиол,.антимикробный.эффект.и.др.

Существуют.различные.формы.гемоглобинов.в.зависимости.от. возраста..Основным.гемоглобином.организма.является.А.(adult.—. взрослый),. его. альфа-цепи. состоят. из. 141. аминокислоты,. а. бета- цепи.—.из.146.(HbA1.—.96–98.%,.HbA2.—.1,5–3.%)..У.плода.разли- чают.гемоглобин.P.(эмбриональный,.присутствует.первые.12.недель. развития),.F.(фетальный,.12–36.недель.жизни.плода)..Гемоглобин. F.содержит.не.бета-,.а.гамма-цепи.и.имеет.большее.сродство.к.кис- лороду,. чем. гемоглобин. А. (в. организме. плода. кислорода. относительно.мало)..После.рождения.происходит.замена.этого.гемоглобина..При.некоторых.заболеваниях.содержание.этого.гемоглобина. у.взрослых.людей.может.повышаться.

Цветовой. показатель. крови. характеризует. относительное. насыщение. эритроцитов. гемоглобином,. т.е.. соотношение. между. количеством. эритроцитов. и. гемоглобина.. В. норме. его. диапазон.

30	Глава 1. Физиология крови

0,8–1,05. (нормохромия).. При. значении. менее. 0,8. —. гипохромия,. выше.1,05.—.гиперхромия..Его.расчет.осуществляется.по.формуле

.	ЦП =	Hb 3	,
		Эр*

где.Hb.—.концентрация.гемоглобина,.г/л;.Эр*.—.число.эритроци- тов.(первые.три.цифры).

1.2.4. Эритропоэз

Продолжительность. жизни. эритроцитов. при. циркуляции. у. взрослых. составляет. 100–120. суток,. ежесуточно. обновляется. около.1.%.этих.клеток.((0,05–0,08).×.1012/л)..Количество.эритро- цитов.в.организме.определяется.скоростью.их.образования.и.разрушения.. Непосредственными. предшественниками. эритроцитов. являются.ретикулоциты.—.клетки.с.остатками.рибонуклеиновых. кислот,.митохондрий.и.других.органелл,.образующиеся.в.костном. мозге.. Их. содержание. колеблется. от. 0,2. до. 1,0. %.. По. количеству. ретикулоцитов. судят. об. активности. эритропоэза.. В. селезенке. и. костном. мозге. макрофаги. осуществляют. эритрофагоцитоз,. при. этом.в.них.происходит.накопление.железа.в.форме.гемосидерина. и.ферритина,.который.может.реутилизироваться.эритробластами.. В.конце.жизненного.цикла.эритроцитов.они.фагоцитируются.ретикулярными.клетками,.гистоцитами,.макрофагами.и.полинуклеарными. лейкоцитами.. В. результате. этого. процесса. осуществляется. распад.молекулы.гемоглобина.и.мембраны.с.образованием.низкомолекулярных.соединений..Эритрофагоцитоз.(erythrophagocytosis;. эритро-. +. фагоцитоз). —. процесс. поглощения. и. разрушения. эритроцитов.клетками.системы.макрофагов.с.образованием.зерен.гемосидерина.

Эритропоэз. активируется. адренокортикотропным гормоном,. соматотропином,.тироксином.и.андрогенами..Эти.факторы,.кроме. гормона.роста,.стимулируют.эритропоэз.через.увеличение.скорости.образования.эритропоэтина,.кроме.того,.андрогены.могут.действовать. непосредственно. на. костный. мозг.. Ингибирование. эритропоэза.вызывают.эстрогены..Известно.также,.что.на.эритропоэз. влияют.некоторые.отделы.ЦНС:.раздражение.задних.частей.гипо-