Страница - 9

§17. Состав и функции крови

Описывать состав и функции крови, особенности строения форменных элементов крови

Что такое гемоглобин? Какой металл содержит этот белок? Сколько литров крови в организме? Для чего нужны лейкоциты?

Функции крови условно можно разделить на 3 группы:

Транспортная:

• переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ – от тка­ней к легким;
• доставляет питательные вещества к клеткам;
• выносит из клеток вредные вещества;
• перемещает продукты распада (обмена веществ) к почкам и другим
• выделительным органам;
• перераспределяет тепло от печени и мышц к коже и легким.

Защитная:

• защищает организм от вредных веществ и болезнетворных микро­организмов;
• вырабатывает вещества, необходимые для борьбы с микроорганиз­мами;
• регулирует температуру тела;
• регулирует в клетках уровень воды и кислотность.

Гуморальная:

• переносит гормоны, выделяемые железами внутренней секреции.

Состав крови. Кровь составляет 6-8% от массы тела. Она хорошо разделяется на жидкую часть – плазму (55%) и твердый осадок – клетки крови (45%) (рис. 47). Плазма на 90% состоит из воды. В воде растворяются и в растворенном виде переносятся многие вещества. Это соли, глюкоза, аминокислоты, некоторые гормоны и другие вещества. Нагреваясь в мышцах, печени и кишечнике, вода отдает тепло коже и легким. Таким образом вода плазмы осуществ­ляет транспорт веществ и теплообмен.

В плазме содержатся соли (NаÑl и др.) в посто­янной концентрации 0,9%. Так обеспечивается нор­мальное состояние клеток крови. Они не теряют воду (не сжимаются в комок) и не переполняются водой (не лопаются). Поддерживается их физиология, поэто­му такую концентрацию солей называют физиологическим раствором.

В плазме растворено 0,1–0,12% глюкозы (3,3–5,6 миллимоль/литр). Ее количество постоянно, ведь глюкоза – основной источник энергии для клеток мозга и мышц, в том числе мышцы сердца.

Белки плазмы составляют 7–8% и делятся на три группы: альбуми­ны, глобулины и фибриноген (схема 3).

Непостоянно в плазме содержание около 1% разных веществ: гормо­нов, жироподобных питательных веществ, мочевины и др.

Форменные элементы - это клетки крови. Они бывают трех видов: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты (рис. 48, 49). Все клетки крови об­разуются в красном костном мозге, а погибают в печени или селезенке. У каждого вида клеток крови есть свои особенности строения, которые позволяют выполнять определенные функции.

Эритроциты - безъядерные клетки крови, в 1 мм3 крови их содержится 4,5–5 млн (у мужчин – 4–5 млн, у женщин – 3,9–4,7 млн). Они красного цвета, имеют форму двояковогнутого диска, безъядерные, живут 120 суток. В них содержится сложный белок гемоглобин. Он переносит кислород (от легких к органам) и углекислый газ (к легким). Соединение железа с кислородом дает красный цвет (цвет ржавчины), поэтому гемоглобин называют пигментом крови.

Количество гемоглобина в крови должно быть постоянным: 120– 150 г/л (12–15 г/100 мл). Если у человека уменьшается количество ге­моглобина, железа, эритроцитов или крови, возникает малокровие, или анемия. Лечение: полноценное питание, железосодержащие препараты и продукты, витамин В₁₂. Анемия может возникать и в результате по­тери крови (ранение, операция). Если кровопотери большие, необходимо переливание крови с учетом ее группы. Группы крови тоже определяют эритроциты.

Лейкоциты – белые кровяные клетки. Это единственные клетки кро­ви, имеющие ядро и способные не только плыть с током крови, но и са­мостоятельно передвигаться с помощью ложноножек (как амебы) и даже выходить из кровеносных сосудов. Лейкоцитов в 1 мм³ крови, по разным данным, содержится 6–8 (4–9) тыс. Они защищают организм от болезне­творных микроорганизмов – осуществляют иммунитет. Их количество может увеличиваться в случае инфекционных заболеваний, при больших физических нагрузках и т. д.

Как и все клетки крови, лейкоциты образуются в красном костном мозге, но созревают (становятся функциональными) – в иммунных орга­нах. Разные их типы могут образовываться в вилочковой железе (тиму­се), лимфатических узлах и селезенке. Лейкоциты бывают пяти видов. Их процентное соотношение называется лейкоцитарной формулой. Они отличаются по срокам жизни, функциям и строению.

Если лейкоцит поглотит много бактерий, он может погибнуть. Уби­тые бактерии и мертвые лейкоциты образуют гной.

Тромбоциты – кровяные пластинки, безъядерные мелкие клетки, необходимые для процесса свертывания крови. Их содержится 180–320 (180–400) тыс. в 1 мм³ крови. Они живут 8–11 сут. и погибают либо в печени и селезенке, либо при образовании кровяного сгустка – тромба. Тромб образуется из слипшихся нитей нерастворимого белка фибрина, в который превращается растворенный в плазме крови белок фибриноген. В сетях из нитей фибрина, налипших на отверстие в кровеносном сосуде, застревают крупные эритроциты, а затем – и другие клетки крови. По­этому тромб красного цвета. В норме он образуется за 3–4 мин.

Процесс свертывания крови очень сложный. Кроме тромбоцитов в нем участвуют соли кальция, белок плазмы фибриноген и мн. др. Кровь, ли­шенная любого из компонентов свертывания, не свертывается. На станци­ях переливания крови используют декальцинированную (лишенную каль­ция) и дефибринированную (лишенную фибриногена) кровь. Она остается жидкой, не сгущается, т. е. не свертывается.

Гемофилия – редкое наследственное заболевание, при котором кровь свер­тывается очень медленно. Возникает из-за отсутствия в плазме крови про­тромбина (важнейший компонент системы свертывания крови). Ñейчас больным гемофилией этот белок вводят искусственно.

Кровь, плазма крови, физиологический раствор, эритроциты, лейкоциты, тромбоциты, гемоглобин, малокровие (анемия), лейкоцитарная формула, тромб, фибрин, фибриноген, гемофилия.

Знание и понимание:

1. Объясните, почему в плазме крови так много разных веществ.
2. Объясните, когда и как образуется тромб.
3. Дайте определение терминам: физиологический раствор, гемоглобин, ложноножки, лейкоцитарная формула.
4. Выясните, какова роль каждого из типов клеток крови.
5. Что такое малокровие? Почему это заболевание так называют?

Применение:

1. Опишите функции эритроцитов.
2. Определите связь между строением и функциями лейкоцитов.
3. Назовите причины малокровия и гемофилии.
4. Из чего состоит плазма крови?

Анализ:

1. Проанализируйте и изобразите в виде схемы этапы образования тромба.
2. Докажите на примерах роль растворимых белков, находящихся в плазме крови.
3. Проанализируйте и установите зависимость строения клеток крови от выполняемых ими функций.

Синтез:

1. Порассуждайте, что могло бы произойти, если бы исчез любой из ком­понентов крови или любой из типов ее клеток.
2. Напишите фантастическое эссе «Мое путешествие по крови на микро­батискафе».
3. При каком нарушении состава крови последствия для организма будут наиболее губительны? Ответ обоснуйте.
4. Выдвините версию, почему эритроциты черепах живут почти десять лет, эритроциты птиц – несколько лет, эритроциты лам и верблюдов – 1–2 года, а эритроциты человека – всего 4 месяца.

Оценка:

Напишите реферат о появлении и эволюции крови и ее элементов в ряду беспозвоночных и позвоночных животных.

1. Известно, что на станциях переливания крови хранится и дефибри- нированная, и декальцинированная кровь. Выскажите свое мнение, какая кровь пригодна для хранения и переливания, а какая – для определения групп крови. Ответ аргументируйте.
2. Оцените значение следующих особенностей: известно, что некоторые беспозвоночные животные вообще лишены крови, есть животные с голубой кровью и с бесцветной. Но у всех позвоночных кровь красного цвета.

ЛР №6. Исследование форменных элементов крови различных организмов. См. с. 245.

§18. Иммунитет гуморальный и клеточный

Характеризовать функции различных типов лейкоцитов; сравнивать гуморальный и клеточный иммунитеты

Какие клетки защищают организм от инфекций? В чем особенности их строе­ния? Чем они похожи на амеб? Что такое лейкоцитарная формула?

Иммунитет (от лат. иммунис - освобождение от чего-либо) - это спо­собность организма сопротивляться инфекциям (бактериям и вирусам) и любым чужеродным частицам. Основы учения об иммунитете разработа­ли российский и немецкий ученые И. И. Мечников и П. Эрлих, ставшие лауреатами Нобелевской премии в 1908 г.

Защиту организма от инфекций обеспечивают белые клетки крови – лейкоциты. Они защищают организм двумя способами: 1) уничтожая (пожирая) микробов – фагоцитоз; 2) вырабатывая специальные защит­ные белки – антитела, убивающие микробов или помечающие их для уничтожения фагоцитами.

Клеточный и гуморальный (тканевый) иммунитет. На основании спо­соба уничтожения микробов иммунитет делят на клеточный (фагоцитоз) и гуморальный (антитела). Но это не совсем верно. Оба вида иммунитета связаны и не могут обходиться друг без друга. Просто механизмы воздей­ствия на болезнетворных микробов при клеточном и гуморальном имму­нитете в определенные моменты будут отличаться. Но в конечном итоге оба вида иммунитета не существуют отдельно друг от друга. Результатом их деятельности является уничтожение возбудителей болезней.

И. И. Мечников исследовал процесс фагоцитоза (клеточный иммуни­тет), а П. Эрлих – работу антител (гуморальный, или тканевый, иммуни­тет). В результате было создано единое учение об иммунитете.

Фагоцитоз - захват твердых частиц с помощью ложноножек. К ак­тивному фагоцитозу способны амебы и многие виды лейкоцитов, их на­зывают фагоцитами. Передвигаясь с помощью ложноножек (временных выростов цитоплазмы, возникающих в любом месте клетки), фагоциты могут двигаться против тока крови или выходить из кровеносного сосу­да. Встретив чужеродную частицу, они захватывают ее ложноножками, обволакивают и переваривают с помощью лизосом (рис. 50).

Антитела (от греч. анти – против) – особые белки, которые выра­батывают некоторые виды лимфоцитов в ответ на введение чужеродных веществ – антигенов. Антитела могут склеивать микроорганизмы между собой и уничтожать их. Также антитела могут вступать в химические реакции с молекулами ядовитых веществ, нейтрализуя их. Молекулы антител могут как бы «помечать» зараженные клетки самого организма, которые необходимо уничтожить.

Функции различных типов лейкоцитов отличаются. Выделяют пять типов лейкоцитов, часть из которых делится еще на подтипы. Каждый из них имеет свои особенности строения, окрашивается разными красителя­ми, созревает в разных органах иммунной системы. Но мы рассмотрим только отличия, связанные с их функциями (табл. 3).

Нейтрофилы (мелкие) и моноциты (крупные) – самые активные ма­крофаги. Они пожирают бактерий, пылинки в легких и иные вредные частицы. Микро- и макрофаги – это мощная фагоцитарная система. Фагоциты обеспечивают клеточный иммунитет. Они не способны «узна­вать» возбудителя болезни и «помечать» его. Более сложную работу по распознаванию чужеродных частиц врагов и выработке «специфического оружия» против конкретных возбудителей осуществляют лимфоциты.

Таблица 3. Типы лейкоцитов и их функции

Название	Коли­чество	Особенности функций и строение
Нейтрофилы	50–70%	Осуществляют активный фагоцитоз в межклеточном пространстве, коже и других органах
Лимфоциты	24%	Вырабатывают антитела, обеспечивают гуморальный и клеточный иммунитеты
Моноциты	4%	Пожирают вредные частицы, часто за пределами кровяного русла (в суставной, плевральной жидкос­ти и т. д.)
Эозинофилы	1,5–5%	Обезвреживают чужеродные белки и белки отмер­ших тканей
Базофилы	0,5–1%	Играют роль в свертывании крови и проницаемости сосудов для других клеток крови

Разные типы лимфоцитов образуются в разных органах. Все клет­ки-предшественники лимфоцитов образуются в красном костном мозге. Затем из них формируются два вида клеток:

Т-лимфоциты зрелыми и готовыми к работе становятся в тимусе – вилочковой железе. Они обеспечивают клеточный иммунитет (фагоци­тоз).

В-лимфоциты созревают в красном костном мозге. Они способны раз­множаться – давать следующие поколения специфических клеток, уз­нающих только конкретного возбудителя болезни. И происходит это в лимфатических узлах и селезенке.

Когда в организм попадает неизвестный антиген, на его появление вы­рабатывается специфическое антитело. За это отвечают В-лимфоциты, т. е. именно В-лимфоциты обеспечивают гуморальный иммунитет. Если враг попадает в организм повторно, В-клетки его мгновенно узнают и быстро размножаются, давая новые поколения клеток, вырабатывающих антитела против именно этого возбудителя. Поэтому В-лимфоциты не­редко называют клетками памяти. Чем чаще будет проникать в организм определенный антиген, тем быстрее и лучше будет возникать оружие против него – антитела. На этом основано применение предупредитель­ных прививок.

При утрате организмом иммунитета, например при заболевании СПИДом, человек может погибнуть от любой инфекции. СПИД – это синдром приобретенного иммунодефицита. Возбудителем ÑПИДа является ВИЧ – вирус иммунодефицита человека.

Он очень изменчив – в 100 раз изменчивее вируса гриппа. Лекарства, ослабляющие действие одного вида вируса, не действуют на другие виды. Ñлучаев излечения человека от ÑПИДа пока не зарегистрировано, но по­явилось множество препаратов, помогающих заболевшим противостоять болезни, подавлять ее.

С помощью электронного микроскопа было определено строение ВИЧ, механизм его прикрепления к клетке. Антитела организма на вирус не действуют. Поскольку вирус разрушает Т-лимфоциты, защита организма ослабевает, наступает иммунодефицит. Обычно болезнь протекает долго. ВИЧ-инфицированные вначале не испытывают никаких болезненных ощущений. Но затем больной ÑПИДом становится жертвой других ин­фекций, так как его организм не может бороться ни с каким заболева­нием.

Симптомы СПИДа. На начальной стадии заболевания появляются ли­хорадка и озноб. Лимфатические узлы увеличиваются. На коже появля­ется мелкая сыпь, которая затем превращается в язвы. Повышается тем­пература тела, наблюдаются понос, потеря массы, малокровие, усталость, суставные и головные боли, развивается воспаление легких.

Пути передачи ВИЧ. СПИД передается в основном посредством по­ловых контактов. Инфицирование также происходит через кровь в ре­зультате переливания и уколов. Чаще всего смертельный вирус передают друг другу наркоманы при использовании одного шприца. В некоторых случаях вирус передает инфицированная женщина своему будущему ре­бенку.

ВИЧ не передается воздушно-капельным путем – при кашле и чиха­нии, а также через рукопожатия, в бане, при укусах насекомых.

За десятки лет знакомства людей со СПИДом эффективные методы его лечения не найдены. Поэтому так важна первичная профилактика. Главное – не дать вирусу проникнуть в организм. Профилактика СПИДа делится на общегосударственные и индивидуальные мероприятия.

Общегосударственные:

1. Тщательная проверка крови при взятии ее у доноров и при пере­ливании.
2. Усиление борьбы с наркоторговлей.
3. Строгое соблюдение правил санитарного режима в лечебных уч­реждениях.
4. Создание систематического медицинского контроля.
5. Проведение санитарно-просветительной работы среди населения.

Индивидуальные:

1. Соблюдение правил личной гигиены.
2. Здоровый образ жизни.
3. Периодическая проверка крови на ВИЧ.

Иммунитет клеточный и гуморальный, фагоцитоз, антитела, антигены, В-лимфоциты, Т-лимфоциты, нейтрофилы, моноци­ты, эозинофилы, базофилы, СПИД, ВИЧ.

Знание и понимание:

1. Что такое гуморальный и клеточный иммунитет?
2. Возможно ли осуществление иммунитета без лимфоцитов?
3. Объясните, для чего нужны нейтрофилы и моноциты.
4. Дайте определение терминам антиген, антитело.
5. Перечислите виды лейкоцитов.

Применение:

1. Опишите функции разных видов лейкоцитов.
2. Сравните роль разных типов Т- и В-лимфоцитов.
3. Назовите причины исчезновения иммунитета у людей, больных ÑПИДом.
4. Сравните роль лейкоцитов, осуществляющих гуморальный и клеточ­ный иммунитет.

Анализ:

1. Проанализируйте этапы формирования иммунного ответа организма.
2. Изобразите в виде схемы иммунный ответ при клеточном и гумораль­ном иммунитете.
3. Докажите на примерах, что организму необходим каждый тип лейко­цитов.
4. Покажите разницу между базофилами и эозинофилами. Проанализи­руйте их роль.

Синтез:

1. Напишите эссе о работе любого вида иммунных клеток.
2. Дайте общее описание фагоцитов. Какова их роль в иммунитете?
3. Перечислите, в чем заключается различие между гуморальным и клеточным иммунитетом по следующим пунктам: 1) тип клеток (на­звание); 2) тип ответных реакций на возбудителя; 3) время ответа на возбудителя; 4) важность для организма; 5) особенность строения и функционирования клеток.
4. Составьте красочную схему «Клеточный и гуморальный иммунитет: взаимодействие, активные элементы, этапы, сроки ответной реакции».

Оценка:

1. Создайте комикс или аниме «Иммунный ответ организма», предста­вив разные типы лейкоцитов в качестве главных героев.
2. Считаете ли вы, что СПИД будет излечим? Ответ аргументируйте.
3. Объясните значение иммунных реакций в природе. Почему иммунные механизмы так сложны?