3 курс / Патологическая физиология / Норма_и_патология_в_человеческом_организме_Парнес_Е_Я_

ОТКРЫТЫЙ ЛИЦЕЙ «ВСЕРОССИЙСКАЯ ЗАОЧНАЯ. МНОГОПРЕДМЕТНАЯ. ШКОЛА»

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Е. Я. Парнес

НОРМА И ПАТОЛОГИЯ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ ОРГАНИЗМЕ: КРОВЬ

Москва 1997

Прежде чем начинать разговор о крови, познакомимся с одним очень важным процессом, который может развиваться в разнообразных органах и влиять на течение многих болезней. Этот процесс

— воспаление.

ВВЕДЕНИЕ (ВОСПАЛЕНИЕ)

Итак, что такое воспаление? Наверняка вы не раз слышали это слово: «у тебя воспалились железки», «воспалилась ранка на коже», «воспаление среднего уха», «воспаленная стенка глотки». К воспалению могут привести ожог, рана, заноза, комариный укус. Воспаление всегда сопровождается покраснением, отеком, появлением боли. Иногда в месте воспаления начинает отделяться жидкость, так что образуется пузырь (например, при ожоге).

Приведем научное определение этого явления.

ВОСПАЛЕНИЕ — комплексная реакция организма на повреждение какого-то его участка, направленая на устранение причины повреждения, удаление разрушенных тканей и восстановление исходного строения.

Воспаление протекает в три стадии:

1)АЛЬТЕРАЦИЯ — «убить»;

2)ЭКССУДАЦИЯ — «удалить все ненужное»; *3) ПРОЛИФЕРАЦИЯ — «восстановить».

АЛЬТЕРАЦИЯ

На этой стадии происходит уничтожение чужеродных тканей, а также собственных, если они

изменены, повреждены или заражены возбудителями.

Каскад воспалительных процессов запускается макрофагами. Они в ответ на внедрение возбудителя или наличие поврежденной ткани выделяют хемотаксические* вещества, привлекающие клетки-нейтрофилы (см. § 3).

* ХЕМОТАКСИС — направленное движение клеток в область, где находятся определенные вещества.

1

Нейтрофилы и макрофаги, попав в пораженный участок, поглощают погибшие или поврежденные ткани. А тучные клетки (см. § 3), постоянно живущие в тканях, выбрасывают при этом медиаторы* воспаления — гистамин, серотонин и другие вещества. Под действием этих медиаторов АРТЕРИОЛЫ (мельчайшие артерии, предшествующие капиллярам) расширяются, к пораженному месту поступает больше крови, оно становится ярко-красным, горячим. Иногда в зоне воспаления ощущается пульсация. , Боль при воспалении возникает вследствие раздражения нервных окончаний гистамином и

серотонином. Повышение температуры тела вызывается попаданием из лейкоцитов и бактерий в кровь ПИРОГЕНОВ — веществ, действующих ня центр регуляции температуры в головном мозге. Возросшая температура создает условия, оптимальные для активации защитных механизмов и уничтожения возбудителей.

Кроме того, медиаторы воспаления увеличивают проницаемость мелких сосудов, что приводит к выходу лейкоцитов (ДИАПЕДЕЗУ) и жидкой части крови из кровеносного русла в зону повреждения. А в мелких венах движение крови замедляется, тем самым затрудняя распространение инфекции.

Работа нейтрофилов, макрофагов и специальных защитных белков приводит к тому, что зараженная возбудителем, изменившаяся или чужеродная ткань и соседние клетки повреждаются (процесс альтерации) и гибнут. Таким образом уничтожаются все «не свои» и «свои, но ставшие чужими» клетки.

В центре зоны воспаления часто наблюдается НЕКРОЗ — омертвление ткани. Иногда зона некроза представляет собой белый или черный участок ткани, нечувствительный к прикосновению.

* МЕДИАТОР — вешество-посредник. участвующее в передаче информации между клетками. Медиатор действует на рецепторный (воспринимающий) аппарат клетки, запуская ее спрцифическое функционирование.

2

ЭКССУДАЦИЯ

Эта стадия воспаления заключается в удалении из организма погибших тканей, продуктов распада защитных клеток крови, а также бактерий. В зоне воспаления скапливается ЭКССУДАТ — жидкость, образованная вышедшей из кровеносного русла жидкой частью крови, а также лейкоцитами и макрофагами. Процесс экссудации направлен на отграничение очага воспаления и очищение от продуктов распада. Экссудация ярко проявляется при воспалении слизистой носа (насморке) или при ожоге с образованием пузыря.

При гнойном воспалении экссудат содержит много лейкоцитов. Обилие разрушенных лейкоцитов и бактерий придают гною густоту и специфический цвет. Например, зеленящий стрептококк вызывает воспаление с гноем зеленоватого цвета, золотистый стафилококк — желтого, а синегнойная палочка — голубого. Распад лейкоцитов и бактерий приводит к высвобождению различных ферментов*, способных «расплавлять» мертвые ткани. Благодаря этому гной очищает рану от погибших клеток.

Если гнойное воспаление расположено глубоко в тканях, то формируется полость, заполненная гноем и элементами мертвой ткани. — ГНОЙНИК. Наличие в гнойнике большого количества медиаторов воспаления и пирогенов вызывает значительное отравление организма (ИНТОКСИКАЦИЮ) и повышение температуры.

Благодаря разрушающему действию гноя гнойник может прорваться на кожу или в какую-либо внутреннюю полость. При этом могут образоваться СВИШИ — ходы из зоны воспаления, по которым оттекает гной. После прорыва гнойника состояние больного обычно резко улучшается: падает температура, уменьшается боль. Поэтому основной метод лечения гнойников состоит в их вскрытии широким разрезом, обеспечивающим полноценное отхождение гноя и возможность промыть рану.

* ФЕРМЕНТЫ — белки, ускоряющие химические реакции.

3

ПРОЛИФЕРАЦИЯ

На этой стадии отграничивается очаг воспаления и восполняется дефект в органе. В «выздоравливающей» зоне усиливается размножение соединительнотканных клеток. Это приводит к формированию рубцовой ткани, которая замещает дефект в поврежденном органе. Если же повреждение было поверхностным, то разрастаются эпителиальные клетки, не оставляющие рубца.

Итак, процесс воспаления позволяет избавиться от поврежденной ткани, предотвратить распространение инфекции и восполнить погибшие участки.

§ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КРОВИ

СОСТАВ КРОВИ

Кровь — особая жидкая ткань. Как и любая ткань, она состоит из клеток и межклеточного вещества. Для них, правда, придуманы специальные названия: соответственно ФОРМЕННЫЕ (то есть имеющие определенную форму) ЭЛЕМЕНТЫ и ПЛАЗМА.

Зачем понадобился новый термин — «форменные элементы»? Обойтись понятием «клетки крови» не удается: в крови есть образования, которые не являются клетками, но имеют определенную форму и структуру. Например, тромбоциты фактически представляют собой емкости из клеточной мембраны. Да и зрелые эритроциты, утратившие ядро* и большинство органоидов, можно уже не считать клетками.

* У всех позвоночных, за исключением млекопитающих, эритроциты содержат ядро. У низших позвоночных есть ядро и в тромбоцитах.

4

В норме у мужчин около 5 л крови, у женщин — около 4 л. Форменные элементы занимают 4045% этого объема, плазма — 55-60%.

К форменным элементам относятся:

—ЭРИТРОЦИТЫ;

—ТРОМБОЦИТЫ (КРОВЯНЫЕ ПЛАСТИНКИ);

—ЛЕЙКОЦИТЫ.

Эритроциты и тромбоциты — истинные обитатели кровеносного русла: они находятся и функционируют только в крови.

За пределы кровотока эритроциты выходят или в результате увеличения проницаемости микрососудов (например, при дефиците тромбоцитов или воспалении), или при нарушении целостности сосудов.

Лейкоциты же по крови «путешествуют»: от костного мозга, в котором рождаются, к месту работы. Ожидая «просьбу о помощи», лейкоциты циркулируют в крови. К выполнению своих функций они приступают либо в кровеносном русле — если возбудитель попал в кровь, либо покидая его — если «жалоба» получена от тканей.

Плазма представляет собой водный раствор белков, питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жиров), многообразных МЕТАБОЛИТОВ (веществ, образовавшихся в результате жизнедеятельности клеток), неорганических ионов (Na+, K+, Са2+, С1~, РО43~ и др.) и газов. Плазма, из которой удален белок ФИБРИНОГЕН, называется СЫВОРОТКОЙ. Она получается, если оставить кровь на некоторое время (достаточно 10-20 мин) в какой-нибудь емкости. Фибриноген образует нити нерастворимого белка ФИБРИНА. Эти нити выпадают в осадок, и в них (как в капроновом чулке) запутываются форменные элементы. В результате на дне емкости формируется сгусток крови, похожий на пиявку, а над ним находится почти прозрачная желтоватая жидкость — сыворотка.

5

ФУНКЦИИ КРОВИ

Химический и клеточный состав крови обусловлен ее функциями. Перечислим наиболее важные из них:

1)транспортная функция:

2)участие в ГОМЕОСТАЗЕ (поддержании постоянного состава внутренней среды

организма):

3)участие в терморегуляции;

4)защитная функция.

ТРАНСПОРТНАЯ ФУНКЦИЯ

Циркулируя по организму, кровь может:

—доставлять питательные вещества и кислород к тканям;

—удалять продукты распада из тканей и транспортировать их к органам выделения;

—переносить гормоны*.

Питательные вещества попадают в кровь из кишечника и (в меньших количествах) из печени и почек. Некоторые молекулы питательных веществ могут перемещаться по кровотоку самостоятельно: так «поступают» глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты. Другие же вещества (липиды, ионы ряда металлов, гормоны, некоторые лекарства) образуют комплексы с транспортными белками плазмы.

В кровь попадают и продукты жизнедеятельности клеток, в частности — азотистые «шлаки»: аммиак, мочевина, мочевая кислота. Они транспортируются к почкам и там удаляются из организма.

* ГОРМОНАМИ называются биологически активные вещества, выделяемые в кровь специальными (эндокринными) органами. Гормоны взаимодействуют со строго определенными РЕЦЕПТОРАМИ (молекулами живой клетки, способными связываться со специфическими веществами и запускать определенную ответную реакцию). Они обычно расположены на клеточных мембранах в ОРГАНАХ -МИШЕНЯХ (органах, которыми «управляет» данный гормон). Правда, у термина «рецептор» есть и другое значение. Рецепторами называют образования в начале чувствительных окончаний нервных клеток, раздражение которых приводит к появлению нервного импульса, а также — сами чувствительные нервные клетки.

6

Кровь обеспечивает газообмен в тканях. Эту функцию выполняют прежде всего эритроциты. Лишь небольшая часть кислорода переносится вне эритроцитов — растворенная в плазме. А с углекислым газом все обстоит наоборот — он почти весь транспортируется плазмой крови.

По кровеносному руслу циркулирует много разных гормонов, выделяемых туда ЭНДОКРИННЫМИ ЖЕЛЕЗАМИ.

Эндокринные железы выделяют в кровь (ИНКРЕТИРУЮТ) синтезированные вещества (ИНКРЕТ). Этим они отличаются от ЭКЗОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ, которые выделяют синтезированные вещества (СЕКРЕТ) во внешнюю среду (СЕКРЕТИРУЮТ). Например, слюнные железы секретируют слюну, поджелудочная железа — пищеварительные ферменты. Кстати, та же поджелудочная железа инкретирует гормоны (инсулин и глюкагон).

Назовем некоторые из гормонов:

ИНСУЛИН — гормон поджелудочной железы, обеспечивающий поступление глюкозы в ткани; его мишени — клетки печени и мышц; ГАСТРИН вырабатывается в конечном (пилорическом) отделе желудка; он воздействует на

секреторные клетки желудка, усиливая продукцию ими желудочного сока; АЛЬДОСТЕРОН — гормон коры надпочечников, повышающий обратное всасывание натрия из первичной мочи в почках.

УЧАСТИЕ В ГОМЕОСТАЗЕ

Чтобы состав внутренней среды организма был неизменным, в крови поддерживаются постоянные уровни ОСМОТИЧЕСКОГО и ОНКОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, строго определенный рН*, стабильные концентрации неорганических ионов, белков и других органических молекул.

* рН (читается «пэ-аш») — параметр, отражающий концентрацию ионов водорода в растворе. рН вычисляется как десятичный логарифм этой концентрации, взятый с противоположным знаком. Обычно рН изменяется от 0 до 14. Нейтральная среда имеет рН 7. В кислоте рН уменьшается (например, в желудке — до 1). В щелочной среде концентрация ионов водорода меньше, чем 10~7 М, и, следовательно, рН больше 7. Постоянный рН крови обеспечивают растворенный углекислый газ (бикарбонаты), буферные соли (прежде всего фосфаты), а также белки.

7

Что такое осмотическое и онкотическое давление?

ОСМОСОМ называется переход растворителя через мембрану, разделяющую два раствора разной концентрации. Действительно, если мембрана непроницаема для молекул растворенного вещества, то молекулы растворителя будут чаще переходить через нее со стороны более разбавленного раствора (ведь там растворителя больше!). Этот диффузионный процесс приводит к возникновению силы, действующей на мембрану, — ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ. Если бы растворенное вещество могло проникать через мембрану, то вскоре по обе ее стороны концентрации вещества сравнялись бы, а осмотическое давление стало нулевым. Но в случае мембраны, непроницаемой для растворенного вещества, концентрации растворителя стремятся к выравниванию, а вот давление с двух сторон мембраны становится разным — больше там, где исходно концентрация растворенного вещества была выше. Именно поэтому эритроциты, помещенные в ДИСТИЛЛИРОВАННУЮ ВОДУ (воду, не содержащую солей), лопаются, не выдерживая осмотического давления.

Содержащиеся в крови белки (так же, как и соли) посредством осмоса «притягивают» воду, а сами за пределы кровеносного русла не выходят. К тому же молекулы воды довольно прочно связываются с поверхностью белков. В результате белки обеспечивают ОНКОТИЧЕСКОЕ (КОЛЛОИДНО-ОСМОТИЧЕС- КОЕ) ДАВЛЕНИЕ крови.

Благодаря осмотическому и онкотическому давлению в организме сохраняется постоянный объем крови и возможен правильный обмен жидкостями между кровью и тканями.

УЧАСТИЕ В ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ

Циркулируя, кровь обеспечивает постоянство температуры в организме. Этот процесс напоминает систему центрального отопления. Только источник энергии — не ТЭЦ, а органы с интенсивным обменом веществ: мышцы и печень (ведь их работа сопровождается выделением большого количества тепла). Кровь, нагретая в этих органах, отдает тепло другим тканям.

При необходимости мы можем усилить выработку тепла. Так, мерзнущий человек зачастую начинает махать руками, прыгать или бегать, заставляя мышцы сокращаться и еще сильнее разогревать кровь.

8