Внутренняя среда организма

Кровь, лимфа, тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма. Из плазмы крови, проникающей через стенки капилляров, формируется тканевая жидкость, которая омывает клетки. Между тканевой жидкостью и клетками постоянно происходит обмен веществ. Кровеносная и лимфатическая системы обеспечивают гуморальную связь между органами, объединяя обменные процессы в общую систему. Относительное постоянство физико-химических свойств внутренней среды способствует существованию клеток организма в довольно неизменных условиях и уменьшает влияние на них внешней среды. Постоянство внутренний среды — гомеостаз — организма поддерживается работой многих систем органов, которые обеспечивают саморегуляцию жизненно важных процессов, взаимосвязь с окружающей средой, поступление необходимых организму веществ и выводят из него продукты распада.

1. Состав и функции крови

Кровь выполняет следующие функции: транспортную, распре­деления теплоты, регуляторную, защитную, участвует в выделении, поддерживает постоянство внутренней среды организма.

В организме взрослого человека содержится около 5 л крови, в среднем 6-8% от массы тела. Часть крови (около 40%) не циркулирует по кровеносным сосудам, а находится в так называемом депо крови (в капиллярах и венах печени, селезенки, легких и кожи). Объем циркулирующей крови может меняться за счет изменения объема депонированной крови: во время мышечной работы, при кровопотерях, в условиях пониженного атмосферного давления кровь из депо выбрасывается в кровяное русло. Потеря 1/3— 1/2 объема крови может привести к смерти.

Кровь представляет собой непрозрачную красную жидкость, состоящую из плазмы (55%) и взвешенных в ней клеток, форменных элементов (45%) — эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

1.1. Плазма крови

Плазма крови содержит 90-92% воды и 8-10% неорганических и органических веществ. Неорганические вещества составляют 0,9-1,0% (ионы Na, К, Mg, Са, CI, Р и др.). Водный раствор, который по концентрации солей соответствует плазме крови, называют физиологическим раствором. Его можно вводить в организм при недостатке жидкости. Среди органических веществ плазмы 6,5-8% составляют белки (альбумины, глобулины, фибриноген), около 2% приходится на низкомолекулярные органические вещества (глюкоза — 0,1%, аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, липиды, креатинин). Белки наряду с минеральными солями поддерживают кислотно-щелочное равно­весие и создают определенное осмотическое давление крови.

1.2. Форменные элементы крови

В 1 мм крови содержится 4,5-5 млн. эритроцитов. Это безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутых дисков диаметром 7-8 мкм, толщиной 2-2,5 мкм (рис.1). Такая форма клетки увеличивает поверхность для диффузии дыхательных газов, а также делает эритроциты способными к обратимой деформации при прохождении через узкие изогнутые капилляры. У взрослых людей эритроциты образуются в красном костном мозге губчатого вещества костей и при выходе в кровяное русло теряют ядро. Время циркуляции в крови составляет около 120 сут., после чего они разрушаются в селезенке и печени. Эритроциты способны разрушаться и тканями других органов, о чем свидетельствует исчезновение «синяков» (подкожных кровоизлияний).

В эритроцитах содержится белок — гемоглобин, состоящий из белковой и небелковой частей. Небелковая часть (гем) содержит ион железа. Гемоглобин образует в капиллярах легких непрочное соединение с кислородом — оксигемоглобин. Это соединение по цвету отличается от гемоглобина, поэтому артериальная кровь (кровь, насыщенная кислородом) имеет ярко-алый цвет. Оксигемоглобин, отдавший кислород в капиллярах тканей, называют восстановленным. Он находится в венозной крови (крови, бедной кислородом), которая имеет более темный цвет, чем артериальная. Кроме того, в венозной крови содержится нестойкое соединение гемоглобина с углекислым газом — карбгемоглобин. Гемоглобин может входить в соединения не только с кислородом и углекислым газом, но и с другими газами, например с угарным газом, образуя прочное соединение карбоксигемоглобин. Отравление угарным газом вызывает удушье. При уменьшении количества гемоглобина в эритроцитах или уменьшении числа эритроцитов в крови возникает анемия.

Лейкоциты (6-8 тыс./мм крови) — ядерные клетки размером 8-10 мкм, способные к самостоятельным движениям. Различаются несколько типов лейкоцитов: базофилы, эозинофилы, нейтрофилы, моноциты и лимфоциты. Они образуются в красном костном мозге, лимфатических узлах и селезенке, разрушаются в селезенке. Продолжительность жизни большинства лейкоцитов — от нескольких часов до 20 сут., а лимфоцитов — 20 лет и более. При острых инфекционных заболеваниях число лейкоцитов быстро нарастает. Проходя сквозь стенки кровеносных сосудов, нейтрофилы фагоцитируют бактерии и продукты распада тканей и разрушают их своими лизосомными ферментами. Гной состоит главным образом из нейтрофилов или их остатков. И.И.Мечников назвал такие лейкоциты фагоцитами, а само явление поглощения и разрушения лейкоцитами чужеродных тел — фагоцитозом, что является одной из защитных реакций организма.

Рис. 1. Клетки крови человека:

а — эритроциты, б — зернистые и незернистые лейкоциты, в — тромбоциты

Увеличение числа эозинофилов наблюдается при аллергических реакциях и глистных инвазиях. Базофилы продуцируют биологически активные вещества — гепарин и гистамин. Гепарин базофилов препятствует свертыванию крови в очаге воспаления, а гистамин расширяет капилляры, что способствует рассасыванию и заживлению.

Моноциты — самые крупные лейкоциты; способность к фагоцитозу у них наиболее выражена. Они приобретают большое значение при хронических инфекционных заболеваниях.

Различают Т-лимфоциты (образуются в вилочковой железе) и В-лимфоциты (образуются в красном костном мозге). Они выполняют специфические функции в реакциях иммунитета.

Тромбоциты (250-400 тыс./мм³)—мелкие безъядерные клетки; участвуют в процессах свертывания крови.

2. Свертывание крови

Свертывание крови — важнейший защитный механизм, пре­дохраняющий организм от кровопотерь. Он представляет собой цепь реакций, в результате которых растворенный в плазме фибриноген превращается в нерастворимый фибрин. На этот процесс влияют 13 факторов свертывания крови, но наиболее важны четыре: фибриноген, протромбин, тромбопластин и ионы Са²⁺. Гладкая, несмачиваемая поверхность внутренней стенки сосуда препятствует свертыванию крови. При поражении сосуда разрушаются тромбоциты и тканевые клетки, в результате чего высвобождается неактивный тромбопластин. Под влиянием фак­торов свертывания крови и Са²⁺ образуется активный тромбопластин, при участии которого белок плазмы крови протромбин переходит в тромбин. Тромбин катализирует переход фибриногена в фибрин. Образующийся при этом сгусток, состоящий из нитей фибрина и клеток крови, закупоривает сосуд, что препятствует дальнейшей кровопотере.

Наряду со свертывающей системой существует противосвертывающая система. К ней относят белок фибринолизин, раство­ряющий в сосудах сгустки фибрина. При нарушении деятельности противосвертывающей системы в сосудах образуются тромбы.

4. Группы крови

При переливании небольших доз крови от донора (человека, дающего кровь) реципиенту (принимающему кровь) необходимо учитывать группу крови. Известна система АВ0, включающая четыре группы крови. В крови имеются особые белковые вещества: в эритроцитах агглютининогены (А и В), в плазме — агглютинины (α и β). Если агглютинин α встречается с агглютининогеном А или агглютинин β с — агглютининогеном В, то происходит реакция агглютинации (склеивание эритроцитов). Наличие тех или иных агглютининов и агглютининогенов в крови представлено в табл. 1.

Таблица 1. Группы крови

При переливании крови учитывают агглютининогены донора и агглютинины реципиента. Агглютинины донора значительно разводятся и теряют способность агглютинировать эритроциты реципиента. Людей с I группой крови называются универсальными донорами, так как эту группу можно переливать всем четырем группам. Людей с IV группой называют универсальными реципиентами, так как им можно переливать любую группу крови. Кровь II группы может быть перелита II и IV группам, кровь III группы может быть перелита III и IV группам. При переливании больших доз крови используют только одногруппную кровь. В настоящее время предпочитают переливать одногруппную кровь и в небольших дозах.

5. Иммунитет

Иммунитет — способ защиты организма от генетически чужеродных веществ и инфекционных агентов. Защитные реакции организма обеспечиваются клетками — фагоцитами, а также белками — антителами. Антитела вырабатывают плазматические 416 клетки, которые образуются из В-лимфоцитов в ответ на появление в организме чужеродных белков — антигенов. Антитела связываются с антигенами, образуя комплекс антиген — антитело, в котором антиген теряет свои патогенные свойства.

Различают естественный иммунитет, выработанный самим организмом без искусственных вмешательств, и искусственный — возникающий при введении в организм специальных веществ. Естественный иммунитет может быть врожденным и приобретенным. В первом случае организм получает иммунные тела от матери через плаценту или с материнским молоком. Во втором случае антитела в организме образуются после перенесенного заболевания.

Искусственный иммунитет может быть активным и пассивным. Активный иммунитет вырабатывается при введении в организм вакцины, содержащей ослабленные или убитые возбудители заболеваний или их токсины. Такой иммунитет сохраняется долго. Принцип создания лечебных вакцин и введение их в медицинскую практику принадлежат французскому ученому Л. Пастеру. Пассивный иммунитет возникает при введении в организм лечебной сыворотки с уже готовыми антителами. Такой иммунитет сохраняется недолго — 4-6 нед. Сыворотку получают из крови животных (чаще всего лошадей), которым вводят постепенно возрастающие дозы микроорганизмов или их токсинов.

6. Лимфа

Лимфа — бесцветная жидкость; образуется из тканевой жидкости, содержит в 3-4 раза меньше белков, чем плазма крови; реакция лимфы щелочная. В ней присутствует фибриноген, поэтому она способна свертываться. В лимфе нет эритроцитов, в небольших количествах содержатся лейкоциты, проникающие из кровеносных капилляров в тканевую жидкость. Лимфа, оттекающая от разных органов и тканей, имеет различный состав в зависимости от особенностей их обмена веществ (лимфа, оттекающая от печени, имеет наибольшее количество белка, от кишечника — липидов).