BIOLOGIE CELULARA

substante anorganice

Printre compușii anorganici ai organismelor vii, un rol deosebit îi revine apei. Apa este principalul mediu în care au loc procesele de metabolism și conversie a energiei. Conținutul de apă în majoritatea organismelor vii este de 60-70%. Apa formează baza mediului intern al organismelor vii (sânge, limfa, fluid intercelular). Proprietățile unice ale apei sunt determinate de structura moleculelor sale. Într-o moleculă de apă, un atom de oxigen este legat covalent de doi atomi de hidrogen. Molecula de apă este polară (dipol). Sarcina pozitivă este concentrată pe atomii de hidrogen, deoarece oxigenul este mai electronegativ decât hidrogenul. Un atom de oxigen încărcat negativ al unei molecule de apă este atras de un atom de hidrogen încărcat pozitiv al altei molecule, formând o legătură de hidrogen, care este de 15-20 de ori mai slabă decât una covalentă. Prin urmare, legăturile de hidrogen se rup ușor, ceea ce se observă, de exemplu, în timpul evaporării apei. Datorită mișcării termice a moleculelor din apă, unele legături de hidrogen sunt rupte, altele se formează. Astfel, moleculele sunt mobile în stare lichidă, ceea ce este foarte important pentru procesele metabolice. Moleculele de apă pătrund cu ușurință în membranele celulare. Datorită polarității mari a moleculelor, apa este un solvent pentru alți compuși polari. În funcție de capacitatea anumitor compuși de a se dizolva în apă, aceștia sunt împărțiți condiționat în hidrofili sau polari și hidrofobi sau nepolari. Compușii hidrofili solubili în apă includ majoritatea sărurilor. Compușii hidrofobi (aproape toate grăsimile, unele proteine) conțin grupări nepolare care nu formează legături de hidrogen, astfel încât acești compuși nu se dizolvă în apă. Are o capacitate termica mare si in acelasi timp o conductivitate termica ridicata pentru lichide. Aceste proprietăți fac ca apa să fie ideală pentru menținerea echilibrului termic al organismului.

Sărurile minerale sunt importante pentru menținerea proceselor vitale ale celulelor individuale și ale organismului în ansamblu. Organismele vii conțin săruri dizolvate (sub formă de ioni) și săruri în stare solidă. Ionii sunt împărțiți în pozitivi (cationi ai elementelor metalice K +, N a +, Ca 2+, M 2+ etc. e) și negativ (anionii acidului clorhidric - C l-, sulfat - HSO4-, S O 4 2-, carbonat - HCO 3 -, fosfat - H 2 RO 4 -, HPO 4 2- etc.). Diferite concentraţii de cationi K + şi N a + în celulă și fluidul intercelular provoacă o diferență de potențial pe membrana celulară; modificarea permeabilității membranei la K + și N a + sub influența iritației asigură apariția excitației nervoase și musculare. Anionii acid fosfat mențin o reacție neutră a mediului intracelular (pH = 6,9), anionii acid carboxilic susțin o reacție ușor alcalină a plasma sanguină (pH = 7,4). Compuși de calciu (CaC O 3 ) fac parte din scoici de moluște și protozoare, scoici de raci. Acidul cloric creează un mediu acid în stomacvertebrate si oameni, asigura activitatea enzimelor sucului gastric. Reziduuri de acid sulfuric, unind compuși insolubili în apă, asigurând solubilitatea acestora, ceea ce contribuie la îndepărtarea acestor compuși din celule și din organism.

Orice organism – unicelular sau pluricelular – are nevoie de anumite condiții de existență. Aceste condiții sunt furnizate organismelor de mediul la care s-au adaptat în cursul dezvoltării evolutive.

Primele formațiuni vii au apărut în apele Oceanului Mondial, iar apa de mare a servit drept habitat. Pe măsură ce organismele vii au devenit mai complexe, unele dintre celulele lor au devenit izolate de mediul extern. Deci o parte a habitatului se afla în interiorul organismului, ceea ce a permis multor organisme să părăsească mediul acvatic și să înceapă să trăiască pe uscat. Conținutul de săruri din mediul intern al corpului și din apa de mare este aproximativ același.

Mediul intern pentru celulele și organele umane este sângele, limfa și lichidul tisular.

Constanța relativă a mediului intern

În mediul intern al organismului, pe lângă săruri, există o mulțime de substanțe diferite - proteine, zahăr, substanțe asemănătoare grăsimilor, hormoni etc. fiecare organ eliberează constant produsele activității sale vitale în mediul intern și primește de la acesta substanțele necesare pentru sine. Și, în ciuda unui astfel de schimb activ, compoziția mediului intern rămâne practic neschimbată.

Lichidul care părăsește sângele devine parte a lichidului tisular. Majoritatea acestui lichid reintră în capilare înainte ca acestea să se unească cu venele, care transportă sângele înapoi la inimă, dar aproximativ 10% din lichid nu intră în vase. Pereții capilarelor constau dintr-un singur strat de celule, dar există goluri înguste între celulele învecinate. Contracția mușchiului inimii creează tensiunea arterială, drept urmare apa cu săruri și substanțe nutritive dizolvate în el trece prin aceste goluri.

Toate fluidele corpului sunt conectate între ele. Lichidul extracelular este în contact cu sângele și cu lichidul cefalorahidian care înconjoară măduva spinării și creierul. Aceasta înseamnă că reglarea compoziției fluidelor corporale are loc central.

Lichidul tisular scaldă celulele și servește drept habitat pentru acestea. Este actualizat constant prin sistemul vaselor limfatice: acest lichid este colectat în vase, iar apoi prin cel mai mare vas limfatic intră în circulația generală, unde se amestecă cu sângele.

Compoziția sângelui

Cunoscutul lichid roșu este de fapt țesut. Multă vreme, în spatele sângelui a fost recunoscută o forță puternică: jurămintele sacre au fost pecetluite cu sânge; preoții își făceau idolii de lemn „să plângă sânge”; Grecii antici sacrificau sânge zeilor lor.

Unii filozofi ai Greciei antice considerau că sângele este purtătorul sufletului. Medicul grec antic Hipocrate a prescris sângele oamenilor sănătoși bolnavilor mintal. El a crezut că în sângele oamenilor sănătoși - un suflet sănătos. Într-adevăr, sângele este cel mai uimitor țesut al corpului nostru. Mobilitatea sângelui este cea mai importantă condiție pentru viața organismului.

Aproximativ jumătate din volumul sângelui este partea sa lichidă - plasmă cu săruri și proteine ​​dizolvate în ea; cealaltă jumătate sunt diverse elemente formate ale sângelui.

Elementele formate din sânge sunt împărțite în trei grupe principale: globule albe (leucocite), globule roșii (eritrocite) și trombocite, sau trombocite. Toate sunt formate în măduva osoasă (țesut moale care umple cavitatea oaselor tubulare), dar unele leucocite sunt capabile să se înmulțească deja la părăsirea măduvei osoase. Există multe tipuri diferite de celule albe din sânge - majoritatea dintre ele sunt implicate în apărarea organismului împotriva bolilor.

plasma din sânge

100 ml de plasmă umană sănătoasă conțin aproximativ 93 g de apă. Restul plasmei constă din substanțe organice și anorganice. Plasma conține minerale, proteine, carbohidrați, grăsimi, produse metabolice, hormoni, vitamine.

Mineralele plasmatice sunt reprezentate de săruri: cloruri, fosfați, carbonați și sulfați de sodiu, potasiu, calciu și magneziu. Ele pot fi atât sub formă de ioni, cât și în stare neionizată. Chiar și o ușoară încălcare a compoziției de sare a plasmei poate fi dăunătoare multor țesuturi și, mai ales, celulelor sângelui însuși. Concentrația totală de sifon mineral, proteine, glucoză, uree și alte substanțe dizolvate în plasmă creează presiune osmotică. Datorită presiunii osmotice, lichidul pătrunde prin membranele celulare, ceea ce asigură schimbul de apă între sânge și țesut. Constanța presiunii osmotice a sângelui este importantă pentru activitatea vitală a celulelor corpului. Membranele multor celule, inclusiv celulele sanguine, sunt, de asemenea, semi-permeabile.

globule rosii

globule rosii sunt cele mai numeroase celule sanguine; funcția lor principală este de a transporta oxigen. Condițiile care cresc nevoia de oxigen a organismului, cum ar fi viața la altitudini mari sau activitatea fizică constantă, stimulează formarea globulelor roșii. Celulele roșii din sânge trăiesc în sânge timp de aproximativ patru luni, după care sunt distruse.

Leucocite

Leucocite, sau celule albe din sânge de formă neregulată. Au un nucleu scufundat într-o citoplasmă incoloră. Funcția principală a leucocitelor este de protecție. Leucocitele nu sunt transportate numai de sânge, ci sunt și capabile să se miște independent cu ajutorul pseudopodelor (pseudopode). Pătrunzând prin pereții capilarelor, leucocitele se deplasează la acumularea de microbi patogeni în țesuturi și, cu ajutorul pseudopodelor, le captează și le digeră. Acest fenomen a fost descoperit de I.I. Mechnikov.

Trombocitele, sau trombocitele

trombocite, sau trombocitele sunt foarte fragile, ușor distruse atunci când vasele de sânge sunt deteriorate sau când sângele intră în contact cu aerul.

Trombocitele joacă un rol important în coagularea sângelui. Țesuturile deteriorate secretă histomină, o substanță care crește fluxul de sânge în zona afectată și promovează eliberarea lichidului și proteinelor sistemului de coagulare a sângelui din fluxul sanguin în țesut. Ca urmare a unei secvențe complexe de reacții, se formează rapid cheaguri de sânge, care opresc sângerarea. Cheagurile de sânge împiedică pătrunderea bacteriilor și a altor factori străini în rană.

Mecanismul de coagulare a sângelui este foarte complex. Plasma conține proteina solubilă fibrinogen, care, în timpul coagulării sângelui, se transformă în fibrină insolubilă și precipită sub formă de filamente lungi. Din rețeaua acestor fire și celulele sanguine care persistă în rețea, a trombus.

Acest proces are loc numai în prezența sărurilor de calciu. Prin urmare, dacă calciul este îndepărtat din sânge, sângele își pierde capacitatea de a coagula. Această proprietate este utilizată în conserve și transfuzii de sânge.

În plus față de calciu, la procesul de coagulare iau parte și alți factori, de exemplu, vitamina K, fără de care formarea protrombinei este afectată.

Funcțiile sângelui

Sângele îndeplinește o varietate de funcții în organism: furnizează oxigen și substanțe nutritive celulelor; elimină dioxidul de carbon și produșii finali ai metabolismului; participă la reglarea activității diferitelor organe și sisteme prin transferul de substanțe biologic active - hormoni etc.; contribuie la păstrarea constanței mediului intern - compoziția chimică și a gazelor, temperatura corpului; protejează organismul de corpurile străine și substanțele nocive, distrugându-le și neutralizându-le.

Bariere protectoare ale corpului

Protecția organismului împotriva infecțiilor este asigurată nu numai de funcția fagocitară a leucocitelor, ci și de formarea unor substanțe speciale de protecție - anticorpiși antitoxine. Sunt produse de leucocite și țesuturi ale diferitelor organe ca răspuns la introducerea agenților patogeni în organism.

Anticorpii sunt substanțe proteice care pot lipi microorganismele, le pot dizolva sau distruge. Antitoxinele neutralizează otrăvurile secretate de microbi.

Substanțele de protecție sunt specifice și acționează numai asupra acelor microorganisme și a otrăvurilor lor, sub influența cărora s-au format. Anticorpii pot rămâne în sânge mult timp. Datorită acestui fapt, o persoană devine imună la anumite boli infecțioase.

Se numește imunitatea la boli, datorită prezenței unor substanțe speciale de protecție în sânge și țesuturi imunitate.

Sistemul imunitar

Imunitatea, conform vederilor moderne, este imunitatea organismului la diverși factori (celule, substanțe) care transportă informații străine genetic.

Dacă în organism apar celule sau substanțe organice complexe care diferă de celulele și substanțele corpului, atunci datorită imunității, acestea sunt eliminate și distruse. Sarcina principală a sistemului imunitar este de a menține constanța genetică a organismului în ontogenie. Când celulele se divid din cauza mutațiilor din organism, adesea se formează celule cu un genom modificat. Pentru ca aceste celule mutante să nu conducă la tulburări în dezvoltarea organelor și țesuturilor în cursul diviziunii ulterioare, ele sunt distruse de sistemul imunitar al organismului.

În organism, imunitatea este asigurată datorită proprietăților fagocitare ale leucocitelor și capacității unor celule ale corpului de a produce substanțe protectoare - anticorpi. Prin urmare, prin natura sa, imunitatea poate fi celulară (fagocitară) și umorală (anticorpi).

Imunitatea la bolile infecțioase se împarte în naturală, dezvoltată de organismul însuși fără intervenții artificiale, și artificială, rezultată din introducerea unor substanțe speciale în organism. Imunitatea naturală se manifestă la o persoană încă de la naștere ( congenital) sau apare după o boală ( dobândit). Imunitatea artificială poate fi activă sau pasivă. Imunitatea activă se dezvoltă atunci când agenții patogeni slăbiți sau uciși sau toxinele lor slăbite sunt introduse în organism. Această imunitate nu apare imediat, dar persistă mult timp - câțiva ani și chiar o viață. Imunitatea pasivă apare atunci când se introduce în organism un ser terapeutic cu proprietăți protectoare gata făcute. Această imunitate este pe termen scurt, dar se manifestă imediat după introducerea serului.

Coagularea sângelui se referă și la reacțiile de protecție ale organismului. Protejează organismul de pierderea de sânge. Reacția constă în formarea unui cheag de sânge - cheag de sânge, înfundarea locului plăgii și oprirea sângerării.

Sintagma „mediul intern al corpului” a apărut datorită unui fiziolog francez care a trăit în secolul al XIX-lea. În lucrările sale, el a subliniat că o condiție necesară pentru viața unui organism este menținerea constanței în mediul intern. Această prevedere a devenit baza teoriei homeostaziei, care a fost formulată mai târziu (în 1929) de omul de știință Walter Cannon.

Homeostazia este constanta dinamică relativă a mediului intern,

Precum și unele funcții fiziologice statice. Mediul intern al corpului este format din două fluide - intracelular și extracelular. Faptul este că fiecare celulă a unui organism viu îndeplinește o funcție specifică, deci are nevoie de un aport constant de nutrienți și oxigen. De asemenea, simte nevoia de eliminare constantă a produselor metabolice. Componentele necesare pot pătrunde în membrană doar în stare dizolvată, motiv pentru care fiecare celulă este spălată de fluid tisular, care conține tot ceea ce este necesar pentru activitatea sa vitală. Aparține așa-numitului lichid extracelular și reprezintă 20% din greutatea corporală.

Mediul intern al corpului, format din lichid extracelular, conține:

• limfa (parte integrantă a lichidului tisular) - 2 l;
• sânge - 3 l;
• lichid interstițial - 10 l;
• lichid transcelular - aproximativ 1 litru (include lichide cefalorahidiane, pleurale, sinoviale, intraoculare).

Toate au o compoziție diferită și diferă în funcție de funcționalitate

proprietăți. Mai mult, mediul intern poate avea o mică diferență între consumul de substanțe și aportul acestora. Din acest motiv, concentrația lor fluctuează constant. De exemplu, cantitatea de zahăr din sângele unui adult poate varia între 0,8 și 1,2 g/L. În cazul în care sângele conține mai mult sau mai puțin din anumite componente decât este necesar, aceasta indică prezența unei boli.

După cum sa menționat deja, mediul intern al corpului conține sânge ca una dintre componente. Se compune din plasmă, apă, proteine, grăsimi, glucoză, uree și săruri minerale. Localizarea sa principală este (capilare, vene, artere). Sângele se formează datorită absorbției proteinelor, carbohidraților, grăsimilor, apei. Funcția sa principală este relația organelor cu mediul extern, livrarea substanțelor necesare către organe, îndepărtarea produselor de degradare din organism. Îndeplinește, de asemenea, funcții de protecție și umorale.

Fluidul tisular constă din apă și substanțe nutritive dizolvate în el, CO 2 , O 2 , precum și produse de disimilare. Este situat în spațiile dintre celulele tisulare și se formează datorită fluidului tisular fiind intermediar între sânge și celule. Transferă din sânge către celulele O 2, săruri minerale,

Limfa este formată din apă și dizolvată în ea.Se află în sistemul limfatic, care constă din vase îmbinate în două canale și care curg în vena cavă. Se formează datorită lichidului tisular, în saci care se află la capetele capilarelor limfatice. Funcția principală a limfei este de a returna lichidul tisular în fluxul sanguin. În plus, filtrează și dezinfectează lichidul tisular.

După cum putem vedea, mediul intern al unui organism este o combinație de condiții fiziologice, respectiv fizico-chimice și genetice care afectează viabilitatea unei ființe vii.

Mediul este un ansamblu de condiții de viață pentru ființe vii. Alocați mediul extern, de ex. un complex de factori care se află în afara corpului, dar necesari vieții acestuia, și mediului intern.

Mediul intern al corpului se numește totalitatea fluidelor biologice (sânge, limfa, lichid tisular) care scaldă celulele și structurile tisulare și participă la procesele metabolice. Claude Bernard a propus conceptul de „mediu intern” în secolul al XIX-lea, subliniind astfel că, în contrast cu mediul extern în schimbare în care există un organism viu, constanța proceselor vitale ale celulelor necesită o constanță corespunzătoare a mediului lor, adică. mediu intern.

Un organism viu este un sistem deschis. Un sistem deschis este un sistem a cărui existență necesită un schimb constant de materie, energie și informații cu mediul extern. Interconexiunile dintre organism și mediul extern asigură intrarea oxigenului, apei și nutrienților în mediul intern, îndepărtarea dioxidului de carbon și a metaboliților inutili și uneori nocivi din acesta. Mediul extern furnizează organismului o cantitate imensă de informații percepute de numeroase formațiuni sensibile ale sistemului nervos.

Mediul extern are nu numai efecte benefice, ci și dăunătoare asupra vieții organismului. Totuși, un organism sănătos funcționează normal dacă influența mediului nu depășește limitele de admisibilitate. O astfel de dependență a activității vitale a organismului de mediul extern, pe de o parte, și relativa stabilitate și independență a proceselor de viață față de schimbările din mediu, pe de altă parte, este asigurată de proprietatea organismului, numită homeostazie (homeostazie). ). Organismul este un sistem ultra-stabil care caută el însuși starea cea mai stabilă și optimă, păstrând diverși parametri ai funcțiilor în limitele fluctuațiilor fiziologice („normale”).

Homeostazia este constanta dinamică relativă a mediului intern și stabilitatea funcțiilor fiziologice. Aceasta este tocmai o constanță dinamică, și nu statică, deoarece implică nu numai posibilitatea, ci și necesitatea fluctuațiilor în compoziția mediului intern și a parametrilor funcțiilor în limitele fiziologice pentru a atinge nivelul optim de activitate vitală a organism.

Activitatea celulelor necesită o funcție adecvată de furnizare a acestora cu oxigen și eliminare eficientă a dioxidului de carbon și a altor substanțe reziduale sau metaboliți din acestea. Pentru a restabili structurile proteice care se prăbușesc și pentru a extrage energie, celulele trebuie să primească material plastic și energetic care intră în organism cu alimente. Toate aceste celule primesc din micromediul lor prin fluid tisular. Constanța acestuia din urmă se menține prin schimbul de gaze, ioni și molecule cu sângele. În consecință, constanța compoziției sângelui și starea barierelor dintre sânge și fluidul tisular, așa-numitele bariere histohematice, sunt condițiile homeostaziei micromediului celulelor. Permeabilitatea selectivă a acestor bariere oferă o anumită specificitate a compoziției micromediului celulelor, care este necesară pentru funcțiile lor.

Pe de altă parte, lichidul tisular participă la formarea limfei, schimburi cu capilarele limfatice drenând spațiile tisulare, ceea ce face posibilă îndepărtarea eficientă a moleculelor mari din micromediul celular care nu pot difuza prin barierele histohematologice în sânge. . La rândul său, limfa care curge din țesuturi prin ductul limfatic toracic intră în sânge, asigurând menținerea constanței compoziției sale. În consecință, în organism între fluidele mediului intern are loc un schimb continuu, care este o condiție prealabilă pentru homeostazie.

Relația componentelor mediului intern între ele, cu mediul extern și rolul principalelor sisteme fiziologice în implementarea interacțiunii mediului intern și extern sunt prezentate în Fig. 2.1. Mediul extern afectează organismul prin perceperea caracteristicilor sale de către aparatul senzitiv al sistemului nervos (receptori, organe senzoriale), prin plămâni, unde are loc schimbul de gaze, și prin tractul gastro-intestinal, unde sunt absorbite apa și ingredientele alimentare. . Sistemul nervos își exercită efectul reglator asupra celulelor prin eliberarea de mediatori speciali la capetele conductoarelor nervoase – mediatori care intră prin micromediul celulelor în formațiuni structurale speciale ale membranelor celulare – receptori. Influența mediului extern perceput de sistemul nervos poate fi mediată și prin sistemul endocrin, care secretă regulatori umorali speciali, hormoni, în sânge. La rândul lor, substanțele conținute în sânge și în lichidul tisular, într-o măsură mai mare sau mai mică, irită receptorii spațiului interstițial și ai fluxului sanguin, oferind astfel sistemului nervos informații despre compoziția mediului intern. Eliminarea metaboliților și a substanțelor străine din mediul intern se realizează prin organele excretoare, în principal rinichii, precum și plămânii și tractul digestiv.

Constanța mediului intern este cea mai importantă condiție pentru activitatea vitală a organismului. Prin urmare, abaterile în compoziția lichidelor din mediul intern sunt percepute de numeroși receptori.Fig. 2.1. Schema de interconexiuni ale mediului intern al corpului.

structurilor și elementelor celulare, urmată de includerea reacțiilor de reglare biochimice, biofizice și fiziologice care vizează eliminarea abaterii. În același timp, reacțiile de reglare în sine provoacă schimbări în mediul intern pentru a-l aduce în concordanță cu noile condiții de existență a organismului. Prin urmare, reglarea mediului intern vizează întotdeauna optimizarea compoziției și proceselor fiziologice din organism.

Limitele de reglare homeostatică a constantei mediului intern pot fi rigide pentru unii parametri și plastice pentru alții. În consecință, parametrii mediului intern se numesc constante dure, dacă intervalul abaterilor lor este foarte mic (pH, concentrația de ioni în sânge), sau constante plastice (nivelurile de glucoză, lipide, azot rezidual, presiunea lichidului interstițial etc. .), adică supuse unor fluctuații relativ mari. Constantele variază în funcție de vârstă, condițiile sociale și profesionale, perioada anului și ziua, condițiile geografice și naturale și au, de asemenea, caracteristici de gen și individuale. Condițiile de mediu sunt adesea aceleași pentru mai mulți sau mai puțini oameni care trăiesc într-o anumită regiune și aparțin aceluiași grup social și de vârstă, dar constantele mediului intern pot diferi la diferiți oameni sănătoși. Astfel, reglarea homeostatică a constanței mediului intern nu înseamnă identitatea completă a compoziției sale la diferiți indivizi. Cu toate acestea, în ciuda caracteristicilor individuale și de grup, homeostazia asigură menținerea parametrilor normali ai mediului intern al organismului.

De obicei, valorile medii ale parametrilor și caracteristicile activității vitale a indivizilor sănătoși, precum și intervalele în care fluctuațiile acestor valori corespund homeostaziei, sunt numite normă, adică. capabil să mențină organismul la nivelul de funcționare optimă.

În consecință, pentru o descriere generală a mediului intern al corpului într-o normă, intervalele de fluctuații ale diferiților săi indicatori sunt de obicei date, de exemplu, conținutul cantitativ al diferitelor substanțe din sângele oamenilor sănătoși. În același timp, caracteristicile mediului intern sunt cantități interdependente și interdependente. Prin urmare, schimbările într-una dintre ele sunt adesea compensate de altele, ceea ce nu se reflectă neapărat în nivelul de funcționare optimă și sănătatea umană.

Mediul intern este o reflectare a celei mai complexe integrări a activității vitale a diferitelor celule, țesuturi, organe și sisteme cu influențele mediului extern.

Aceasta determină importanța deosebită a caracteristicilor individuale ale mediului intern care disting fiecare persoană. Baza individualității mediului intern este individualitatea genetică, precum și expunerea pe termen lung la anumite condiții ale mediului extern. În consecință, norma fiziologică este un optim individual al activității vitale, adică. cea mai coordonată și eficientă combinație a tuturor proceselor de viață în condiții reale de mediu.

2.1. Sângele ca mediu intern al corpului.

Fig.2.2. Principalii constituenți ai sângelui.

Sângele este format din plasmă și celule (elemente în formă) - eritrocite, leucocite și trombocite, care sunt în suspensie (Fig. 2.2.). Deoarece plasma și elementele celulare au surse separate de regenerare, sângele este adesea izolat într-un tip independent de țesut.

Funcțiile sângelui sunt diverse. Acestea sunt, în primul rând, într-o formă generalizată, funcțiile de transport sau transfer al gazelor și substanțelor necesare activității vitale a celulelor sau pentru a fi îndepărtate din organism. Acestea includ: funcțiile respiratorii, nutriționale, integrative-reglatoare și excretoare (vezi capitolul 6).

Sângele îndeplinește și o funcție de protecție în organism, datorită legăturii și neutralizării substanțelor toxice care pătrund în organism, legării și distrugerii moleculelor de proteine ​​străine și celulelor străine, inclusiv a celor de origine infecțioasă. Sângele este unul dintre principalele medii în care se realizează mecanismele de protecție specifică a organismului de molecule și celule străine, adică. imunitate.

Sângele este implicat în reglarea tuturor tipurilor de metabolism și homeostaziei temperaturii, este sursa tuturor fluidelor, secretelor și excrețiilor organismului. Compoziția și proprietățile sângelui reflectă schimbările care apar în alte fluide din mediul intern și celule și, prin urmare, testele de sânge sunt cea mai importantă metodă de diagnosticare.

Cantitatea sau volumul de sânge la o persoană sănătoasă este în 68% din greutatea corporală (4 - 6 litri). Această afecțiune se numește normovolemie. După aportul excesiv de apă, volumul sanguin poate crește (hipervolemie), iar cu munca fizică grea în magazine fierbinți și transpirație excesivă, poate scădea (hipovolemie).

Fig.2.3. Determinarea hematocritului.

Deoarece sângele este alcătuit din celule și plasmă, volumul total de sânge este și suma volumului de plasmă și a volumului elementelor celulare. O parte din volumul sanguin atribuibil părții celulare a sângelui se numește hematocrit (Fig. 2.3.). La bărbații sănătoși, hematocritul este în intervalul 4448%, iar la femei - 4145%. Datorită prezenței a numeroase mecanisme de reglare a volumului sanguin și a volumului plasmatic (reflexe volumericeceptoare, sete, mecanisme nervoase și umorale de modificare a absorbției și excreției de apă și săruri, reglarea compoziției proteinelor din sânge, reglarea eritropoiezei etc.), hematocritul este o constantă homeostatică relativ rigidă, iar schimbarea ei lungă și persistentă este posibilă numai în condiții de altitudine mare, când adaptarea la o presiune parțială scăzută a oxigenului îmbunătățește eritropoieza și, în consecință, crește proporția volumului sanguin pe elemente celulare. Valorile normale ale hematocritului și, în consecință, volumul elementelor celulare se numesc normocitemie. O creștere a volumului ocupat de celulele sanguine se numește policitemie, iar o scădere se numește oligocitemie.

Proprietățile fizico-chimice ale sângelui și plasmei. Funcțiile sângelui sunt în mare măsură determinate de proprietățile sale fizico-chimice, dintre care cele mai importante sunt presiunea osmotică, presiunea oncotică și stabilitatea coloidală, stabilitatea suspensiei, greutatea specifică și vâscozitatea.

Presiunea osmotică a sângelui depinde de concentrația moleculelor de substanțe dizolvate în acesta (electroliți și neelectroliți) în plasma sanguină și este suma presiunilor osmotice ale ingredientelor conținute în acesta. În acest caz, peste 60% din presiunea osmotică este creată de clorura de sodiu, iar în total, electroliții anorganici reprezintă până la 96% din presiunea osmotică totală. Presiunea osmotică este una dintre constantele homeostatice rigide și la o persoană sănătoasă are o medie de 7,6 atm cu un posibil interval de fluctuații de 7,38,0 atm. Dacă lichidul mediului intern sau o soluție preparată artificial are aceeași presiune osmotică ca și plasma sanguină normală, un astfel de mediu sau soluție lichidă se numește izotonic. În consecință, un fluid cu o presiune osmotică mai mare se numește hipertonic, iar un fluid cu o presiune osmotică mai mică se numește hipotonic.

Presiunea osmotică asigură trecerea solventului printr-o membrană semipermeabilă de la o soluție mai puțin concentrată la o soluție mai concentrată, de aceea joacă un rol important în distribuția apei între mediul intern și celulele corpului. Deci, dacă lichidul tisular este hipertonic, atunci apa va intra în el din două părți - din sânge și din celule, dimpotrivă, atunci când mediul extracelular este hipoton, apa trece în celule și sânge.

Sângele, limfa, lichidul tisular formează mediul intern al corpului. Din plasma sanguină care pătrunde prin pereții capilarelor, se formează lichid tisular, care spală celulele. Există un schimb constant de substanțe între fluidul tisular și celule. Sistemele circulator și limfatic asigură o conexiune umorală între organe, combinând procesele metabolice într-un sistem comun. Constanța relativă a proprietăților fizico-chimice ale mediului intern contribuie la existența celulelor corpului în condiții destul de neschimbate și reduce influența mediului extern asupra acestora. Constanța mediului intern - homeostazia - al organismului este susținută de activitatea multor sisteme de organe care asigură autoreglementarea proceselor vitale, interconectarea cu mediul, aportul de substanțe necesare organismului și elimină produsele de degradare din acesta.

1. Compoziția și funcțiile sângelui

Sângeîndeplinește următoarele funcții: transport, distribuire a căldurii, reglare, protecție, participă la excreție, menține constanta mediului intern al organismului.

Corpul unui adult conține aproximativ 5 litri de sânge, în medie 6-8% din greutatea corporală. O parte din sânge (aproximativ 40%) nu circulă prin vasele de sânge, ci se află în așa-numitul depozit de sânge (în capilarele și venele ficatului, splinei, plămânilor și pielii). Volumul sângelui circulant se poate modifica din cauza modificărilor volumului de sânge depus: în timpul lucrului muscular, cu pierderi de sânge, în condiții de presiune atmosferică scăzută, sângele din depozit este eliberat în sânge. Pierdere 1/3- 1/2 volumul sanguin poate duce la moarte.

Sângele este un lichid roșu opac format din plasmă (55%) și celule suspendate în el, elemente formate (45%) - eritrocite, leucocite și trombocite.

1.1. plasma din sânge

plasma din sânge contine 90-92% apa si 8-10% substante anorganice si organice. Substantele anorganice constituie 0,9-1,0% (ioni de Na, K, Mg, Ca, CI, P etc.). O soluție apoasă, care corespunde concentrației de săruri din plasma sanguină, se numește soluție fiziologică. Poate fi introdus în organism cu lipsă de lichid. Dintre substanțele organice ale plasmei, 6,5-8% sunt proteine ​​(albumine, globuline, fibrinogen), aproximativ 2% sunt substanțe organice cu greutate moleculară mică (glucoză - 0,1%, aminoacizi, uree, acid uric, lipide, creatinina). Proteinele, împreună cu sărurile minerale, mențin echilibrul acido-bazic și creează o anumită presiune osmotică a sângelui.

1.2. Elemente formate din sânge

1 mm de sânge conține 4,5-5 mln. eritrocite. Acestea sunt celule nenucleate, având forma unor discuri biconcave cu diametrul de 7-8 microni, grosimea de 2-2,5 microni (Fig. 1). Această formă a celulei mărește suprafața de difuzie a gazelor respiratorii și, de asemenea, face ca eritrocitele să fie capabile de deformare reversibilă atunci când trec prin capilare înguste și curbate. La adulți, eritrocitele se formează în măduva osoasă roșie a osului spongios și, atunci când sunt eliberate în fluxul sanguin, își pierd nucleul. Timpul de circulație în sânge este de aproximativ 120 de zile, după care sunt distruse în splină și ficat. Eritrocitele sunt capabile să fie distruse de țesuturile altor organe, fapt dovedit de dispariția „vânătăilor” (hemoragii subcutanate).

Eritrocitele conțin proteine hemoglobină, constând din părți proteice și neproteice. Parte non-proteică (heme) conţine un ion de fier. Hemoglobina formează un compus instabil cu oxigenul în capilarele plămânilor - oxihemoglobina. Acest compus este diferit ca culoare de hemoglobina, deci sânge arterial(sângele saturat cu oxigen) are o culoare stacojie strălucitoare. Se numește oxihemoglobina, care a renunțat la oxigen în capilarele țesuturilor restaurat. El este în sânge venos(sânge sărac în oxigen), care este mai închis la culoare decât sângele arterial. În plus, sângele venos conține un compus instabil de hemoglobină cu dioxid de carbon - carbhemoglobina. Hemoglobina poate intra în compuși nu numai cu oxigenul și dioxidul de carbon, ci și cu alte gaze, cum ar fi monoxidul de carbon, formând o legătură puternică. carboxihemoglobina. Otrăvirea cu monoxid de carbon provoacă sufocare. Odată cu scăderea cantității de hemoglobină din globulele roșii din sânge sau cu o scădere a numărului de globule roșii din sânge, apare anemie.

Leucocite(6-8 mii / mm de sânge) - celule nucleare de 8-10 microni, capabile de mișcări independente. Există mai multe tipuri de leucocite: bazofile, eozinofile, neutrofile, monocite și limfocite. Ele se formează în măduva osoasă roșie, ganglionii limfatici și splină și sunt distruse în splină. Speranța de viață a majorității leucocitelor este de la câteva ore până la 20 de zile, iar a limfocitelor - 20 de ani sau mai mult. În bolile infecțioase acute, numărul de leucocite crește rapid. Trecând prin pereții vaselor de sânge, neutrofile fagocitează bacteriile și produsele de degradare a țesuturilor și le distrug cu enzimele lor lizozomale. Puroiul este format în principal din neutrofile sau rămășițele acestora. I.I. Mechnikov a numit astfel de leucocite fagocite, și însuși fenomenul de absorbție și distrugere a corpurilor străine de către leucocite - fagocitoza, care este una dintre reacțiile de protecție ale organismului.

Orez. 1. Celule sanguine umane:

A- eritrocite, b- leucocite granulare si negranulare , în - trombocite

Creșterea numărului eozinofile observată în reacţiile alergice şi invaziile helmintice. Bazofile produce substanțe biologic active - heparină și histamina. Heparina bazofilelor previne coagularea sângelui în focarul inflamației, iar histamina dilată capilarele, ceea ce favorizează resorbția și vindecarea.

Monocite- cele mai mari leucocite; capacitatea lor de fagocitoză este cea mai pronunțată. Sunt de mare importanță în bolile infecțioase cronice.

Distinge limfocitele T(produs în glanda timus) și limfocitele B(produs în măduva osoasă roșie). Ei îndeplinesc funcții specifice în răspunsurile imune.

Trombocitele (250-400 mii / mm 3) sunt celule mici nenucleare; participă la procesele de coagulare a sângelui.