Содержание
Основные функции крови. Состав крови. Белки в крови
Основные функции крови
1. Дыхательная — доставка клеткам кислорода и удаление углекислого газа.
2. Трофическая (питательная) — кровь обеспечивает клетки питательными (глюкоза, аминокислоты, жиры) веществами, водой, витаминами, минеральными веществами.
3. Экскреторная — удаление от клеток конечных продуктов метаболизма.
Клетки крови
Каков состав крови
Терморегуляторная — кровь обеспечивает стабилизацию температурных условий для клетки путем транспорта тепловой энергии, образующейся в активно функционирующих клетках.
5. Защитная функция крови направлена на предотвращение критических для клетки подъёмов в крови концентрации экзогенных токсических веществ и ядов путём неспецифической адсорбции их на поверхности клеток крови и образованием комплексов с белками плазмы с последующим выведением их из организма органами выделения.
Лейкоциты удаляют из организма генетически чужеродные соединения биологического происхождения путём фагоцитоза, цитолиза, гидролиза или образованием специфических антител в реакциях гуморального и клеточного иммунитета.
6. Гомеостатическая роль крови заключается в стабилизации важных констант организма (концентрации водородных ионов-рН, осмотического давления, ионного состава тканей).
7. Кровь обеспечивает водно-солевой обмен клеток.
8. Циркулирующая кровь обеспечивает связь между органами -важное условие гуморальной регуляции функций в организме. Кровь переносит гормоны и другие биологически активные вещества от мест образования к клеткам-мишеням.
9. Транспортная является следствием функционирования миокарда как насоса, энергия сокращения которого обеспечивает перемещение крови по сосудистой системе организма и её контакт со всеми анатомо-функциональными системами организма.
10. Белки плазмы могут быть использованы организмом в качестве источника аминокислот.
Кровь обладает способностью к свертыванию, что предотвращает опасные для жизни кровопотери при повреждениях тканей и кровеносных сосудов.
Общее количество крови в организме взрослого человека составляет 6 — 8% от массы тела, или приблизительно 4,5 — 6 л. Массивная кровопотеря около 1/3 её объёма (примерно 1,5 л) сопровождается падением артериального давления и последующей гибелью организма.
Состав крови: плазма и форменные элементы
Стабилизированная антикоагулянтом, кровь в пробирке разделяется на осадок — форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) и плазму. Плазма — прозрачная жидкость желтоватого цвета. При свёртывании крови вне организма (коагуляция крови) образуются кровяной сгусток, включающий форменные элементы и фибрин, и сыворотка. От плазмы сыворотка отличается, прежде всего, отсутствием фибриногена.
Состав крови
Плазма, состав плазмы крови, значение белков плазмы
Плазма крови на 90 — 92% состоит из воды, 7 — 8% плазмы составляют белки (альбумины — 4,5%, глобулины — 2 — 3%, фибриноген — до 0,5%), остальное количество сухого остатка приходится на питательные, минеральные вещества и витамины. Общее содержание минеральных веществ приблизительно равняется 0,9%. Условно выделяют макро- и микроэлементы. Границей является концентрация вещества 1мг%. Макроэлементы (натрий, калий, кальций, магний, фосфор) прежде всего обеспечивают осмотическое давление крови и необходимы для жизненно важных процессов: натрий и калий — для процессов возбуждения, кальций — свертывания крови, мышечных сокращений, секреции; микроэлементы (медь, железо, кобальт, йод) рассматриваются как компоненты биологически активных веществ, активаторы ферментативных систем, стимуляторы гемопоэза, метаболизма.
Белки крови и их значение
1. Обеспечивают онкотическое давление плазмы.
2. Обеспечивают вязкость плазмы, что имеет значение в поддержании артериального давления крови. Вязкость плазмы по отношению к вязкости воды равна 2,2 (1,9-2,6).
3. Белки плазмы играют питательную функцию, являяcь источником аминокислот для клеток (в 3л плазмы содержится около 200 г белков, которые обновляются за 5 суток примерно на 50%).
4. Служат переносчиками гормонов, являются транспортной формой микроэлементов, могут связывать катионы плазмы, препятствуя их потере из организма.
5. Принимают участие в свёртывании крови, являются обязательным компонентом иммунной системы организма, обеспечивают взвешенное состояние эритроцитов, играют роль в поддержании кислотно-основного состояния крови.
Белки плазмы методом электрофореза могут быть разделены на 3 группы: альбумины, глобулины и фибриноген; фракция глобулинов разделяется на альфа-1, альфа-2, бета и гамма-глобулины. Альбумины составляют 60% всех белков плазмы, благодаря низкому молекулярному весу (69000 Д) обеспечивают на 80% онкотическое давление. Благодаря большой суммарной площади поверхности, выполняют роль переносчика многих эндогенных (билирубин, желчные кислоты, соли желчных кислот) и экзогенных веществ. Глобулины образуют комплексные соединения с углеводами, липидами, полисахаридами, связывают гормоны, микроэлементы. Фракция гамма-глобулинов включает иммуноглобулины, агглютинины, многие факторы системы свертывания крови. Фибриноген является источником фибрина, который обеспечивает образования сгустка крови.
В плазме крови содержится 7% всех белков организма при концентрации 60 — 80 г/л. Белки плазмы крови выполняют множество функций. Одна из них заключается в поддержании осмотического давления, так как белки связывают воду и удерживают её в кровеносном русле.
- Белки плазмы образуют важнейшую буферную систему крови и поддерживают рН крови в пределах 7,37 — 7,43.
- Альбумин, транстиретин, транскортин, трансферрин и некоторые другие белки (табл. 14-2) вьшолняют транспортную функцию.
- Белки плазмы определяют вязкость крови и, следовательно, играют важную роль в гемодинамике кровеносной системы.
- Белки плазмы крови являются резервом аминокислот для организма.
- Иммуноглобулины, белки свёртывающей системы крови, α1-антитрипсин и белки системы комплемента осуществляют защитную функцию.
Методом электрофореза на ацетилцеллюлозе или геле агарозы белки плазмы крови можно разделить на альбумины (55-65%), α1-глобулины (2- 4%), α2 -глобулины (6-12%), β-глобулины (8-12%) и γ-глобулины (12-22%) (рис.1).
Применение других сред для электрофоретического разделения белков позволяет обнаружить большее количество фракций. Например, при электрофорезе в полиакриламидном или крахмальном гелях в плазме крови выделяют 16-17 белковых фракций. Метод иммуноэлектрофореза, сочетающий электрофоретический и иммунологический способы анализа, позволяет разделить белки плазмы крови более чем на 30 фракций.
Большинство сывороточных белков синтезируется в печени, однако некоторые образуются и в других тканях. Например, γ-глобулины синтезируются В-лимфоцитами (см. раздел 4), пептидные гормоны в основном секретируют клетки эндокринных желёз, а пептидный гормон эритропоэтин — клетки почки.
Для многих белков плазмы, например альбумина, α1-антитрипсина, гаптоглобина, транс-феррина, церулоплазмина, α2-макроглобулина и иммуноглобулинов, характерен полиморфизм .
Почти все белки плазмы, за исключением альбумина, являются гликопротеинами. Олигосахариды присоединяются к белкам, образуя гликозидные связи с гидроксильной группой серина или треонина, или взаимодействуя с карбоксильной группой аспарагина. Концевой остаток олигосахаридов в большинстве случаев представляет собой N-ацетилнейраминовую кислоту, соединённую с галактозой. Фермент эндотелия сосудов нейраминидаза гидролизует связь между ними, и галактоза становится доступной для специфических рецепторов гепатоцитов. Путём эвддцитоза "состарившиеся" белки поступают в клетки печени, где разрушаются. Т1/2 белков плазмы крови составляет от нескольких часов до нескольких недель.
При ряде заболеваний происходит изменение соотношения распределения белковых фракций при электрофорезе по сравнению с нормой (рис. 2).
Такие изменения называют диспротеинемиями, однако их интерпретация часто имеет относительную диагностическую ценность. Например, характерное для нефротического синдрома снижение альбуминов, α1- и γ-глобулинов и увеличение α2- и β-глобулинов отмечают и при некоторых других заболеваниях, сопровождающихся потерей белков. При снижении гуморального иммунитета уменьшение фракции γ-глобулинов свидетельствует об уменьшении содержания основного компонента иммуноглобулинов — IgG, но не отражает динамику изменений IgA и IgM.
Содержание некоторых белков в плазме крови может резко увеличиваться при острых воспалительных процессах и некоторых других патологических состояниях (травмы, ожоги, инфаркт миокарда). Такие белки называют белками острой фазы, так как они принимают участие в развитии воспалительной реакции организма. Основной индуктор синтеза большинства белков острой фазы в гепатоцитах — полипептид интерлейкин-1, освобождающийся из мононуклеарных фагоцитов. К белкам острой фазы относят С-реактивный белок, называемый так, потому что он взаимодействует с С-полисахари-дом пневмококков, α1-антитрипсин, гаптоглобин, кислый гликопротеин, фибриноген. Известно, что С-реактивный белок может стимулировать
Рис. 1. Электрофореграмма (А) и денситограмма (Б) белков сыворотки крови.
Рис. 2. Протеинограммы белков сыворотки крови. а — в норме; б — при нефротическом синдроме; в — при гипогаммаглобулинемии; г — при циррозе печени; д — при недостатке α1-антитрипсина; е — при диффузной гипергаммаглобулинемии.
систему комплемента, и его концентрация в крови, например, при обострении ревматоидного артрита может возрастать в 30 раз по сравнению с нормой. Белок плазмы крови а,-антитрипсин может инактивировать некоторые протеазы, освобождающиеся в острой фазе воспаления.
Содержание некоторых белков в плазме крови и их функции представлены в таблице 1.
Альбумин.Концентрация альбумина в крови составляет 40-50 г/л. В сутки в печени синтезируется около 12 г альбумина, Т1/2 этого белка — примерно 20 дней. Альбумин состоит из 585 аминокислотных остатков, имеет 17 дисульфидных связей и обладает молекулярной массой 69 кД. Молекула альбумина содержит много дикарбоновых аминокислот, поэтому может удерживать в крови катионы Са2+, Cu2+, Zn2+. Около 40% альбумина содержится в крови и остальные 60% в межклеточной жидкости, однако его концентрация в плазме выше, чем в межклеточной жидкости, поскольку объём последней превышает объём плазмы в 4 раза.
Благодаря относительно небольшой молекулярной массе и высокой концентрации альбумин обеспечивает до 80% осмотического давления плазмы. При гипоальбуминемии осмотическое давление плазмы крови снижается. Это приводит к нарушению равновесия в распределении внеклеточной жидкости между сосудистым руслом и межклеточным пространством. Клинически это проявляется как отёк. Относительное снижение объёма плазмы крови сопровождается снижением почечного кровотока, что вызывает стимуляцию системы ренинангиотензинальдрстерон, обеспечивающей восстановление объёма крови (см. раздел 11). Однако при недостатке альбумина, который должен удерживать Na+, другие катионы и воду, вода уходит в межклеточное пространство, усиливая отёки.
Гипоальбуминемия может наблюдаться и в результате снижения синтеза альбуминов при заболеваниях печени (цирроз), при повышении проницаемости капилляров, при потерях белка из-за обширных ожогов или катаболических состояний (тяжёлый сепсис, злокачественные новообразования), при нефротическом синдроме, сопровождающемся альбуминурией, и голодании. Нарушения кровообращения, характеризующиеся замедлением кровотока, приводят к увеличению поступления альбумина в межклеточное пространство и появлению отёков. Быстрое увеличение проницаемости капилляров сопровождается резким уменьшением объёма крови, что приводит к падению АД и клинически проявляется как шок.
Альбумин — важнейший транспортный белок. Он транспортирует свободные жирные кислоты (см. раздел 8), неконъюгированный билирубин (см. раздел 13), Са2+, Сu2+, триптофан, тироксин и трийодтиронин (см. раздел 11). Многие лекарства (аспирин, дикумарол, сульфаниламиды) связываются в крови с альбумином. Этот факт необходимо учитывать при лечении заболеваний, сопровождающихся гипоальбуминемией, так как в этих случаях повышается концентрация свободного лекарства в крови. Кроме того, следует помнить, что некоторые лекарства могут конкурировать за центры связывания в молекуле альбумина с билирубином и между собой.
Транстиретин(преальбумин) называют тирок-синсвязывающим преальбумином. Это белок острой фазы. Транстиретин относят к фракции альбуминов, он имеет тетрамерную молекулу. Он способен присоединять в одном центре связывания ретинолсвязывающий белок, а в другом — до двух молекул тироксина и трийодтиронина.
Таблица 1. Содержание и функции некоторых белков плазмы крови
| Группа | Белки | Концентрация в сыворотке крови, г/л | Функция |
| Альбумины | Транстиретин | 0,25 | Транспорт тироксина и трийодтиронина |
| Альбумин | Поддержание осмотического давления, транспорт жирных кислот, билирубина, жёлчных кислот, стероидных гормонов, лекарств, неорганических ионов, резерв аминокислот | ||
| α1-Глобулины | α1 -Антитрипсин | 2,5 | Ингибитор протеиназ |
| ЛПВП | 0,35 | Транспорт холестерола | |
| Протромбин | 0,1 | Фактор II свёртывания крови | |
| Транскортин | 0,03 | Транспорт кортизола, кортикостерона, прогестерона | |
| Кислый α1-гликопротеин | Транспорт прогестерона | ||
| Тироксинсвязывающий глобулин | 0,02 | Транспорт тироксина и трийодтиронина | |
| α2-Глобулины | Церулоплазмин | 0,35 | Транспорт ионов меди, оксидоредуктаза |
| Антитромбин III | 0,3 | Ингибитор плазменных протеаз | |
| Гаптоглобин | Связывание гемоглобина | ||
| α2-Макроглобулин | 2,6 | Ингибитор плазменных протеиназ, транспорт цинка | |
| Ретинолсвязыва-ющий белок | 0,04 | Транспорт ретинола | |
| Витамин D связывающий белок | 0,4 | Транспорт кальциферола | |
| β-Глобулины | ЛПНП | 3,5 | Транспорт холестерола |
| Трансферрин | Транспорт ионов железа | ||
| Фибриноген | Фактор I свёртывания крови | ||
| Транскобаламин | 25×10-9 | Транспорт витамина B12 | |
| Глобулин связывающий белок | 20×10-6 | Транспорт тестостерона и эстрадиола | |
| С-реактивный белок | <0,01 | Активация комплемента | |
| γ-Глобулины | IgG | Поздние антитела | |
| IgA | 3,5 | Антитела, защищающие слизистые оболочки | |
| IgM | 1,3 | Ранние антитела | |
| IgD | 0,03 | Рецепторы В-лимфоцитов | |
| IgE | <0,01 | Реагин |
Соединение с этими лигандами происходит независимо друг от друга. В транспорте последних транстиретин играет существенно меНbшую роль по сравнению с тироксинсвязывающим глобулином.
α1 — Антитрипсинотносят к α1-глобулинам. Он ингибирует ряд протеаз, в том числе фермент эластазу, освобождающийся из нейтрофилов и разрушающий эластин альвеол лёгких. При недостаточности α1-антитрипсина могут возникнуть эмфизема лёгких (см. раздел 15) и гепатит, приводящий к циррозу печени. Существует несколько полиморфных форм α1-антитрипсина, одна из которых является патологической.
Состав и функции крови
У людей, гомозиготных по двум дефектным аллелям гена антитрипсина, в печени синтезируется α1-антитрипсин, который образует агрегаты, разрушающие гепатоциты. Это приводит к нарушению секреции такого белка гепатоцитами и к снижению содержания α1-антитрипсина в крови.
Гаптоглобинсоставляет примерно четверть всех α2-глобулинов. Гаптоглобин при внутрисосудистом гемолизе эритроцитов образует комплекс с гемоглобином, который разрушается в клетках РЭС. Если свободный гемоглобин, имеющий молекулярную массу 65 кД, может фильтроваться через почечные клубочки или агрегировать в них, то комплекс гемоглобин-гаптоглобин имеет слишком большую молекулярную массу (155 кД), чтобы пройти через гломерулы. Следовательно, образование такого комплекса предотвращает потери организмом железа, содержащегося в гемоглобине. Определение содержания гаптоглобина имеет диагностическое значение, например, снижение концентрации гаптоглобина в крови наблюдают при гемолитической анемии. Это объясняют тем, что при Т1/2 гаптоглобина, составляющем 5 дней, и Т1/2 комплекса гемоглобин — гаптоглобин (около 90 мин) увеличение поступления свободного гемоглобина в кровь при гемолизе эритроцитов вызовет резкое снижение содержания свободного гаптоглобина в крови.
Гаптоглобин относят к белкам острой фазы, его содержание в крови повышается при острых воспалительных заболеваниях.
1. http://www.biochemistry.ru
2. Биохимия: Учеб. для вузов, Под ред. Е.С. Северина., 2003. 779 с.
Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 125 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.003 с)…
Зачем нужна кровь человеку и из каких компонентов она состоит
Кровь: состав, строение, функции и свойства
Состав и функции крови. Иммунитет.
Кровь – одна из трех жидкостей, входящих в состав внутренней среды организма. Это соединительная ткань, ярко-красного цвета, непрерывно циркулирующая по замкнутой системе кровеносных сосудов. В организме взрослого человека содержится приблизительно 5 литров крови. Часть крови (около 40 %) не циркулирует по кровеносным сосудам, а находится в «депо» (капиллярах, печени, селезенке, легких, коже). Это резерв, поступающий в кровяное русло в случае кровопотери, мышечной работы или недостатка кислорода. Кровь имеет слабощелочную реакцию.
Кровь
Клетки (46 %) – форменные элементы: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты;
Плазма (54 %) – жидкое межклеточное вещество = вода + сухое вещество (8–10 %): органические вещества (78 %) – белки (фибриноген, альбумин, глобулины), углеводы, жиры; Неорганические вещества (0,9 %) – минеральные соли в виде ионов (К+, Na+, Ca2+)
Плазма – бледно-желтая жидкость, в состав которой входит вода (90 %) и растворенные, взвешенные в ней вещества (10 %); представляет собой кровь, очищенную от клеток крови (форменных элементов).
Кроме воды в состав плазмы входят разнообразные вещества, основу которых составляют белки: сывороточный альбумин, связывающий кальций, сывороточные глобулины, выполняющие функции переноса веществ и осуществления иммунных реакций; протромбин и фибриноген, участвующий в процессах метаболизма. Кроме того, в плазме содержится большое количество ионов, витамины, гормоны, растворимые продукты пищеварения и вещества, образовавшиеся в процессе метаболических реакций. Кроме того, из плазмы можно выделить сыворотку. Сыворотка почти тождественна плазме по составу, но в ней отсутствует фибриноген. Образуется сыворотка при свертывании крови вне организма после отделения от нее кровяного сгустка.
Форменными элементами крови являются:
Эритроциты – мелкие безъядерные клетки двояковогнутой формы. Они имеют красный цвет из-за присутствия белка – гемоглобина, состоящего из двух частей: белковой – глобина и железосодержащей – гема. Эритроциты образуются в красном костном мозге и переносят кислород ко всем клеткам. Открыты эритроциты Левенгуком в 1673 году. Количество эритроцитов в крови взрослого человека составляет 4,5–5 млн. на 1 кубическом мм. В состав эритроцитов входит вода (60 %) и сухой остаток (40 %). Кроме переноса кислорода эритроциты регулируют количество различных ионов в плазме крови, участвуют в гликолизе, отбирают на себя токсины, аминокислоты и некоторые лекарственные вещества из плазмы крови, фиксируют некоторые вирусы.
Среднее содержание гемоглобина в 100 г. крови у здоровых женщин составляет 13,5 г., а у мужчин – 15 г. Если выделенную из организма кровь с предохраняющей от свертывания жидкостью поместить в стеклянный капилляр, то эритроциты начнут склеиваться и оседать на дно. Это принято называть скоростью оседания эритроцитов (СОЭ). В норме СОЭ составляет 4–11 мм./ч. СОЭ служит важным диагностическим фактором в медицине.
Лейкоциты – бесцветные ядерные клетки крови человека. В покое имеют округлую форму, способны активно передвигаться, могут проникать сквозь стенки сосудов. Основная функция – защитная, с помощью ложноножек поглощают и уничтожают различные микроорганизмы. Лейкоциты также были открыты Левенгуком в 1673 году и классифицированы Р. Вирховым в 1946 году. Различные лейкоциты имеют в составе цитоплазмы гранулы, либо не имеют, но в отличие от эритроцитов, имеют ядро.
Гранулоциты. Образуются в красном костном мозге. Имеют разделенное на лопасти ядро. Способны к амебоидному движению. Подразделяются на: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы.
Нейтрофилы. Или фагоциты. На их долю приходится около 70 % всех лейкоцитов. Они проходят пространства между клетками, образующими стенки сосудов, и направляются к тем участкам тела, где обнаруживается очаг внешней инфекции. Нейтрофилы являются активными поглотителями болезнетворных бактерий, которых переваривают внутри образующихся при этом лизосом.
Тромбоциты – самые мелкие клетки крови. Их иногда называют кровяными пластинками, они безъядерные. Главная функция – участие в свертывании крови. Тромбоциты называют кровяными пластинками. По сути своей клетками не являются. Представляют собой обломки крупных, содержащихся в красном костном мозге клеток – мегакариоцитов. В 1 мм3 крови взрослого человека содержится 230–250 тыс. тромбоцитов.
Функции крови:
Транспортная – кровь переносит кислород, питательные вещества, удаляет углекислый газ, продукты обмена, распределяет тепло;
Защитная – лейкоциты, антитела защищают от инородных тел и веществ;
Регуляторная – по крови распространяются гормоны (вещества, регулирующие жизненно-важные процессы);
Терморегулирующая – кровь переносит тепло;
Механическая – придает органам упругость за счет прилива крови.
Иммунитет – способность организма защищать себя от болезнетворных микробов и вирусов, инородных тел и веществ.
Иммунитет бывает:
Естественный – Врожденный, Приобретенный
Искусственный – Активный (вакцинация), Пассивный (введение лечебной сыворотки)
Защита организма от инфекции осуществляется не только клетками – фагоцитами, но и особыми белковыми веществами – антителами. Физиологическую сущность иммунитета определяют две группы лимфоцитов: Б– и Т–лимфоциты. Важным является укрепление естественного врожденного иммунитета. У человека выделяют два вида иммунитета: клеточный и гуморальный. Клеточный иммунитет связан с наличием в организме Т–лимфоцитов, которые способны связываться с антигенами чужеродных частиц и вызывать их разрушение.
Гуморальный иммунитет связан с наличием В–лимфоцитов. Эти клетки выделяют химические вещества – антитела. Антитела, присоединяясь к антигенам ускоряют их захват фагоцитами, либо приводят к химическому разрушению или склеиванию и осаждению антигенов.
Естественный врожденный иммунитет. В данном случае готовые антитела попадают естественным путем из одного организма в другой. Пример: попадание антител матери в организм плода. Такой вид иммунитета может обеспечить лишь кратковременную защиту (на время существования данных антител).
Приобретенный естественный иммунитет. Образование антител происходит в результате попадания естественным путем в организм антигенов (в результате заболевания). Формирующиеся при этом «клетки памяти» способны сохранить информацию о конкретном антигене значительное время.
Искусственный активный иммунитет. Возникает при введении в организм искусственным путем небольшого количества антигена в виде вакцины.
Искусственный пассивный. Возникает при введении человеку готовых антител извне. Например, при введении готовых антител против столбняка. Действие такого иммунитета непродолжительно. Особые заслуги в разработке теории иммунитета принадлежат Луи Пастеру, Эдуарду Дженнеру, И. И. Мечникову.