Биология подготовка к егэ кровь

Клетки крови

Автор статьи — Л.В. Окольнова.

Кровь — соединительная ткань. Это означает, что в ней много межклеточоного вещества.

Жидкая часть крови называется плазма.
Состав:
— вода
— белки (6-8%)
— низкомолекулярные органические вещества
— минеральные вещества

Эритроциты

Клетки, отвечающие за перенос кислорода. Именно поэтому такая форма и нет ядра — все для увеличения площади поверхности.

В легких эритроциты связываются с кислородом, образуя оксигемоглобин — поэтому кровь артерий имеет такой яркий красный цвет.

Доставив кислород к клеткам тела, эритроциты забирают углекислый газ. Образуется карбоксигемоглобин.

Срок жизни эритроцита — 3 -4 месяца, затем он утилизируется организмов в печени или селезенке

Лейкоциты

Это удивительные клетки.
Отличия от эритроцитов:
— есть ядро,
— нет окраски и постоянной формы тела.

Часто можно встретить такое описание: “амеибойдное движение”. Действительно, они могут менять форму тела, двигаться против тока крови, активно передвигаться в межклеточном пространстве.

Их основная функция — фагоцитоз — поглощение инородных объектов — то, что мы называем иммунитетом.

Гной на ранке имеет белый цвет — это погибшие лейкоциты.

Так же рождаются в красном костном мозге.

Тромбоциты

Тоже без ядра, и тоже бесцветные. По размеру меньше эритроцитов и тромбоцитов.
Основные функции:
— обеспечить организму свертываемость крови;
— “запечатать” поврежденный сосуд

Как сворачивается кровь?

Когда сосуд поврежден, организму необходимо приостановить кровотечение. Для этого он образует тромб.
Тромб — это комочек, состоящий из тромбоцитов, фибрина, лейкоцитов и эритроцитов.

Внутренняя среда организма: кровь, лимфа, тканевая жидкость.

состав внутренней среды организма

Состав	Где течет	Функция
Кровь: 60 % — плазма крови  40 % — форменные элементы	в кровеносных сосудах	транспортная;  защитная; регуляторная; гомеостатическая;  терморегуляция; гуморальная регуляция
Лимфа: 97 % — плазма крови 3 % — лейкоциты	в лимфатических сосудах	защитная (иммунитет); возвращение белков, воды, солей, продуктов распада из тканей в кровь; водный и жировой обмен;  гуморальная регуляция; гомеостатическая
Тканевая жидкость: плазма крови (меньше белка)	среди тканей — контактирует с клетками	образование лимфы; транспортная (питательные вещества, газы и продукты обмена между тканями и кровеносными сосудами); гомеостатическая

гомеостаз

Гомеостаз — совокупность механизмов, обеспечивающих постоянство состава внутренней среды организма. 

Для внутренней среды организма характерно относительное постоянство состава и физико-химических свойств. При изменении какого-либо параметра внутренней среды в организме включаются мощные системы саморегуляции. Они обеспечивают изменение функций многих органов и систем так, чтобы их работа восстановила исходный баланс.  

Транспорт веществ во внутренней среде организма

ТРАНСПОРТ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

ТРАНСПОРТ ПРОДУКТОВ МЕТАБОЛИЗМА

кровь

Функции крови:

1. Транспортная: перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким; доставка питательных веществ, витаминов, минеральных веществ и воды от органов пищеварения к тканям; удаление из тканей конечных продуктов метаболизма, лишней воды и минеральных солей.
2. Защитная: участие в клеточных и гуморальных механизмах иммунитета, в свертывании крови и остановке кровотечения.
3. Регуляторная: регуляция температуры, водно-солевого обмена между кровью и тканями, перенос гормонов.
4. Гомеостатическая: поддержание стабильности показателей гомеостаза (рН, осмотического давления (давления, оказываемое растворенным веществом посредством движения его молекул) и др.).

Рис. 1. Состав крови

Элемент крови	Строение/состав	Функция
плазма	желтоватая полупрозрачная жидкость из воды, минеральных и органических веществ	транспорт: питательные вещества из пищеварительной системы в ткани, продукты обмена и избыток воды от тканей к органам выделительной системы; свертывание крови (белок фибриноген)
эритроциты	красные клетки крови: двояковогнутая форма; содержат белок гемоглобин; нет ядра	транспорт кислорода от легких к тканям; транспорт углекислого газа от тканей к легким; ферментативная — переносят  ферменты; защитная — связывают токсические вещества; питательная — транспорт аминокислоты; принимают участие в свёртывании крови; поддерживают постоянство рН крови
лейкоциты	белые клетки крови: есть ядро; различная форма и размер; некоторые способны к амебоидному движению; способны проникать через стенку капилляра; способны к фагоцитозу	клеточный и гуморальный иммунитет; разрушение погибших клеток; ферментативная функция (содержат ферменты для расщепления белков, жиров, углеводов); принимают участие в свёртывании крови
тромбоциты	кровяные пластинки: способность прилипать к стенкам поврежденных сосудов (адгезия) и склеивать их; способны к объединению (агрегации)	свертывание крови (коагуляция); регенерация тканей (выделяют факторы роста); иммунная защита

Первый компонент внутренней среды организма — кровь — имеет жидкую консистенцию и красный цвет. Красный цвет крови придает гемоглобин, содержащийся в эритроцитах.

Кислотно-щелочная реакция крови (рН) составляет 7,36 — 7,42.

Общее количество крови в организме взрослого человека в норме составляет 6 — 8 % от массы тела и равно примерно 4,5 — 6 л. В кровеносной системе находится 60 — 70 % крови — это так называемая циркулирующая кровь.

Другая часть крови (30 — 40 %) содержится в специальных кровяных депо (печени, селезёнке, сосудах кожи, лёгких) — это депонированная, или резервная, кровь. При резком увеличении потребности организма в кислороде (при подъёме на высоту или усиленной физической работе), или при большой потери крови (при кровотечениях) из кровяных депо происходит выброс крови, и объем циркулирующей крови повышается.  

Кровь состоит из жидкой части — плазмы — и взвешенных в ней форменных элементов(рис. 1).

плазма

На долю плазмы приходится 55 — 60 % объема крови.

Гистологически плазма является межклеточным веществом жидкой соединительной ткани (крови).

Плазма содержит 90 — 92 % воды и 8 — 10 % сухого остатка, главным образом белков (7 — 8 %) и минеральных солей (1 %).

Основными белками плазмы являются альбумины, глобулины и фибриноген. 

В плазме также растворены питательные вещества: аминокислоты, глюкоза (0,11 %), липиды. В плазму поступают и конечные продукты обмена веществ: мочевина, мочевая кислота и др. В плазме содержатся также различные гормоны, ферменты и другие биологически активные вещества.

Минеральные вещества плазмы составляют около 1 % (катионы Na+Na+, K+K+, Са2+Са2+, анионыСl–Сl–, НСО–3НСО3–, НРО2−4НРО42−). 

Сыворотка крови — плазма крови, лишённая фибриногена.

Сыворотки получают либо путём естественного свёртывания плазмы (оставшаяся ждкая часть и есть сыворотка), либо путем стимуляции превращения фибриногена в нерастворимый фибрин — осаждение — ионами кальция.

форменные элементы крови

На долю форменных элементов в циркулирующей крови приходится 40 — 45 % объема.

В эмбриональный период кровь образуется одновременно с сосудами из мезенхимы. Клетки мезенхимы, дающие начало первичным элементам крови, называютсягемоцитобластами. Проходя сложный путь развития, они преобразуются в зрелые кровяные клетки.

Гемопоэз — процесс образования клеток крови.

У плода образование кровяных элементов происходит в печени, а у взрослого человека в специальных кроветворных (гемопоэтических) органах — в красном костном мозге и в селезенке.

К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты (кровяные пластинки).

ЭРИТРОЦИТЫ

Эритроциты  — красные клетки крови.

Это безъядерные, двояковогнутые, не способные к делению клетки (рис. 2).

Рис. 2. Эритроциты в артериоле

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, что обеспечивает более эффективное захватывание кислорода. Кроме того, благодаря двояковогнутой форме эритроциты способны упруго деформироваться и проходить через самые тонкие капилляры (рис. 3, 4). 

  

Рис. 3. Эритроцит в капилляре     Рис. 4. Поток эритроцитов в капилляре

В процессе дифференцировки ядро утрачивается и весь внутренний объем эритроцита заполняется железосодержащим белком — гемоглобином.

Гемоглобин человек — это сложный белок из класса глобулинов, состоящий из 4 белковых субъединиц и гема — пигментной группы, содержащей ион железа (II) (рис. 5). 

Рис. 5. Строение гемоглобина

Именно гемоглобин присоединяет к себе кислород в капиллярах легких, превращаясь воксигемоглобин, и транспортирует его ко всем тканям организма (рис. 6).

  

Рис. 6. Функция гемоглобина

Гемоглобин синтезируется в клетках красного костного мозга и для нормального его образования необходимо достаточное поступление железа с пищей.

В норме содержание гемоглобина в 1 л крови взрослого человека равно 115 — 160 г.

Функции гемоглобина:

• транспорт кислорода и углекислого газа;
• принимает участие в поддержании постоянства рН крови (буферные свойства гемоглобина)

Количество эритроцитов в 1 мм33 крови взрослого человека составляет 5x106106 клеток.

У новорожденных количество эритроцитов в 1,5 — 2 раза больше, чем у взрослых; с возрастом их количество уменьшается.

У жителей высокогорных районов количество эритроцитов повышено (эритроцидоз) — адаптация к пониженному содержанию кислорода в атмосфере. Кроме того, содержание эритроцитов в крови увеличивается при физических и эмоциональных нагрузках,  потере жидкости (ожоги, рвота, понос, чрезмерное потоотделение).

Анемия — снижение количества эритроцитов и гемоглобина в крови.

Причиной анемии может быть неправильное питание (например, недостаток железа в пище), кровотечения, нарушение кроветворной функции (гемопоэза), разрушение эритроцитов под действием токсинов, при переливании несовместимой крови, резус-конфликте матери и плода.

Образуются эритроциты в красном костном мозге. 

Разрушение старых  эритроцитов происходит в печени и селезёнке.

Время жизни эритроцита — 120 суток.

Гемолиз — это разрушение эритроцитов. Разрушение эритроцитов может происходить по нескольким причинам. Например, при механических повреждениях клеток, под влиянием химических веществ (кислот, щелочей, ядов), при помещении эритроцитов в гипотонический раствор (раствор, с более низкой концентрацией солей, чем в эритроцитах), при замораживании и нагревании, под действием электрического тока.

ЛЕЙКОЦИТЫ

Лейкоциты — белые клетки крови.  

Лейкоциты содержат ядро. Они способны изменять форму и активно передвигаться, образуя цитоплазматические выросты (рис. 7).

Лейкоциты различаются по происхождению, функциям и внешнему виду. 

Они выполняют защитную функцию: одни из них способны к фагоцитозу, другие вырабатывают антитела (рис. 8). 

    

Рис. 7. Лейкоцит                                                           Рис. 8. Фагоцитоз бактерий лейкоцитом

Продолжительность жизни лейкоцитов составляет от нескольких часов до нескольких суток. Образуются они в красном костном мозге и в органах иммунной системы (лимфатических узлах и селезенке).

Разрушение лейкоцитов происходит в очагах воспаления и в печени.

У взрослого человека в 1 мм33 крови насчитывается 4 — 9 x 103103 лейкоцитов.

ТРОМБОЦИТЫ

Тромбоциты — кровяные пластинки, являются безъядерными фрагментами клеток (рис. 9).

Они образуются в красном костном мозге путем отщепления безъядерных фрагментов цитоплазмы от гигантских клеток — мегакариоцитов. Из одного мегакариоцита может возникнуть до 1000 тромбоцитов (размеры тромбоцита — 2 — 3 мкм).

 

Рис. 9. Тромбоцит

В 1 мм33  крови содержится 180 — 320 x 103103 тромбоцитов.

Продолжительность жизни тромбоцитов в среднем 3 — 5 дней.

Разрушаются тромбоциты в селезёнке, а также в местах нарушения целостности сосудов. 

Основная функция тромбоцитов — свертывание крови (коагуляция) и остановка кровотечений (гемостаз).

Они прилипают к месту повреждения и «латают» место разрыва сосуда.

гемостаз

Обязательным условием для свертывания крови является наличие ионов Ca2+Ca2+ и факторов свёртываемости (ФС). Факторы свёртываемости — это 13 глобулиновых белков, содержащихся в плазме и форменных элементах крови, без которых свёртывание крови  невозможно. Они ообразуются в печени при участии витамина K. 

Запускается система свертывания по принципу каскада: один фактор запускает другой. 

Для участия в свертывании крови тромбоциту необходимо перейти в активное состояние.

Основные физиологические активаторы тромбоцитов:

• коллаген (белок межклеточного вещества)
• тромбин (белок плазмы)
• АДФ (аденозиндифосфат, появляющийся из разрушенных клеток сосуда)

Активированные тромбоциты становятся способны прикрепляться к месту повреждения (адгезии) и друг к другу (агрегации): образуется тромбоцитарная пробка. Ее образование и запускает каскад реакций, приводящий к образованию тромба (рис. 10).  

Рис. 10. Тромб

 

Уменьшение количества тромбоцитов в крови может привести к кровотечениям.

Увеличение количества тромбоцитов ведет к формированию тромбов, которые могут перекрывать кровеносные сосуды (тромбоз) и приводить к таким патологическим состояниям, как инсульт, инфаркт миокарда, легочная эмболия или закупоривание кровеносных сосудов в других органах тела.

Тромбоциты секретируют практически все белки, необходимые для коагуляции. Кроме того, разрушаясь, тромбоциты выделяют биологически активные  вещества: серотонин, адреналин, норадреналин, которые способствуют сужению просвета сосуда. 

Тромбоциты не одинаково эффективны в свертываемости крови в течение всего дня. Циркадный ритм системы организма (внутренние биологические часы) вызывает пик активации тромбоцитов утром. Это одна из главных причин, что инфаркты и инсульты более распространены в первой половине дня.

 Часть А.

К каждому заданию части А дано несколько ответов, из которых только один верный. Выберите верный, по вашему мнению, ответ.

А1. Внутреннюю среду организма составляют

1) Кровь
2) Кровь, тканевая жидкость
3) Кровь, тканевая жидкость, лимфа
4) Кровь, тканевая жидкость, лимфа, губчатая ткань

А2. Кровь- это красная непрозрачная жидкость, состоящая из..

1) Плазмы
2) Плазмы и эритроцитов
3) Плазмы , эритроцитов и лейкоцитов
4) Плазмы , эритроцитов , лейкоцитов и тромбоцитов

А3. Содержание эритроцитов в 1 мм3 в крови взрослого человека

1) И.И.Мечников
2) П. Эрлих
3) Л.Пастер
4) Э.Дженнер

А5. Иммунитет, вырабатываемый у человека после перенесения инфекционного заболевания

Б. Сосуды, несущие кровь к сердцу                                       

В. Самая крупная – аорта                                                

Г. Сосуды собираются в вены                                             

Д. Сосуды впадают в левое предсердие                                    

1	2	3

В4. Укажите правильную последовательность прохождения крови в большом круге кровообращения.

А) левый желудочек
Б) правый желудочек
В) левое предсердие
Г) правое предсердие
Д) аорта
Е) артерии
Ж) легочная артерия
И) легочные вены
К) капилляры
Л) вены
М) легочные капилляры
Н) полые вены

В5. Расположите кровеносные сосуды в порядке уменьшения в них скорости движения крови:

Г. При этом кровотечении человек за короткое время может потерять много крови
Д. для остановки кровотечения достаточно давящей повязки                

1) воды
2) воды , минеральных веществ
3) воды , минеральных веществ и белков
4) воды , минеральных веществ , белков, жиров и углеводов

А3. Содержание лейкоцитов в 1 мм3 в крови взрослого человека

Функции лейкоцитов:
1) транспорт кислорода от легких к тканям
2) свертывание крови
3) поддержание постоянства рН
4) фагоцитоз
5) образование иммунных тел

В2. Дополните предложение: вместо многоточия впишите слово.

Б. Сосуды, несущие кровь к сердцу                                       

В. Ветвятся, образуя сеть капилляров                                    

Г. Сосуды собираются в вены                                             

Д. Сосуды впадают в левое предсердие                                    

1	2	3

    
В4. Укажите правильную последовательность прохождения крови в малом круге кровообращения.

Разработки уроков (конспекты уроков)

Среднее общее образование

Биология

КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА

Задание 14 № 10808

Установите последовательность движения крови по большому кругу кровообращения.

1) левый желудочек

2) капилляры

3) правое предсердие

4) артерии

5) вены

6) аорта

Пояснение.

Из левого желудочка кровь попадает в аорту, проходит по артериям, в капиллярах происходит обмен газами, и возвращается по венам в правое предсердие. Путь большого круга кровообращения.

Ответ: 164253.

Задание 14 № 10811

Установите в какой последовательности надо расположить кровеносные сосуды в порядке уменьшения в них кровяного давления.

1) вены

2) аорта

3) артерии

4) капилляры

Пояснение.

Наибольшее давление крови на выходе крови из сердца в левом желудочке, несколько меньшее давление в артериях, ещё более низкое в капиллярах, самое низкое в венах и на входе сердца в правом предсердии.

Давление крови в аорте 120. В артериях различают у взрослых здоровых людей максимальное (систолическое) давление — равное 110−120 мм рт. ст. , а минимальное (диастолическое) — 70−80 мм рт. ст. В артериолах колебания давлений исчезает и оно составляет 40−70 мм рт. ст. В капиллярах давление крови резко падает: в артериальном конце капилляра оно равняется 35 мм рт. ст, в венозном — 8−15 мм рт. ст. Затем давление крови в сосудах постепенно уменьшается и в полых венах приближается к 0 или к 2−3 мм рт. ст.

Ответ: 2341.

Задание 14 № 19091

Установите правильную последовательность процессов, происходящих при свёртывании крови у человека.

1) образование тромба

2) взаимодействие тромбина с фибриногеном

3) повреждение стенки сосуда

4) образование фибрина

5) образование протромбина

Пояснение.

Последовательность процессов, происходящих при свёртывании крови у человека: повреждение стенки сосуда → образование протромбина → взаимодействие тромбина с фибриногеном → образование фибрина → образование тромба.

Ответ: 35241.

Задание 14 № 10806

Установите, в какой последовательности в организме человека кровь передвигается по большому кругу кровообращения

1) вены большого круга

2) артерии головы, рук и туловища

3) аорта

4) капилляры большого круга

5) левый желудочек

6) правое предсердие

Пояснение.

Из левого желудочка кровь по аорте поступает ко всем органам и возвращается в правое предсердие.

Ответ: 532416.

Задание 14 № 10807

Установите, в какой последовательности в организме человека кровь проходит малый круг кровообращения.

1) левое предсердие

2) легочные капилляры

3) легочные вены

4) легочные артерии

5) правый желудочек

Пояснение.

Из правого желудочка кровь идет по легочной артерии в легкие, в легочных капиллярах происходит обмен газами, по легочным венам кровь возвращается в левое предсердие.

Ответ: 54231.

Задание 14 № 18447

Установите, в какой последовательности надо расположить кровеносные сосуды в порядке увеличения скорости движения в них крови

А) воротная вена печени

Б) подвздошная артерия

В) аорта

Г) капилляры

Пояснение.

Кровеносные сосуды в порядке увеличения скорости движения в них крови: капилляры → воротная вена печени → подвздошная артерия → аорта.

Ответ: ГАБВ.

Примечание.

Чем больше общая площадь сечения сосудов, тем меньше скорость движения крови, самая большая площадь сечения в капиллярах, поэтому скорость в них меньше. Наименьшим просветом обладает аорта, в связи с чем скорость движения крови здесь наибольшая — 50−70 см/сек. В средних артериях она равна 20−40 см/сек, в артериолах — 0,5 см/сек. Наибольшей суммарной площадью просвета обладают капилляры (у человека она примерно в 800 раз больше, чем просвет аорты). Скорость движения крови в капиллярах — 0,05 см/сек. Очень низкая скорость движения крови по капиллярам — один из важнейших механизмов, позволяющих протекать обменным процессам между кровью и тканями. По мере приближения вен к сердцу их суммарный просвет уменьшается, следовательно, постепенно растет скорость движения крови. В полой вене скорость равна 20 см/сек.

Задание 14 № 21779

Установите правильную последовательность прохождения по кругам кровообращения лекарственного препарата, введённого в вену левой руки. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) вена левого предплечья

2) левое предсердие

3) левый желудочек

4) правый желудочек

5) лёгочный ствол

6) лёгочные вены

Пояснение.

Последовательность прохождения по кругам кровообращения лекарственного препарата, введённого в вену левой руки: вена левого предплечья → правый желудочек → лёгочный ствол → лёгочные вены → левое предсердие → левый желудочек.

Ответ: 145623.

Задание 14 № 21504

Установите правильную последовательность прохождения порции крови из правого желудочка до правого предсердия. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) лёгочная вена

2) левый желудочек

3) лёгочная артерия

4) правый желудочек

5) правое предсердие

6) аорта

Пояснение.

Последовательность процессов прохождения порции крови из правого желудочка до правого предсердия: правый желудочек → лёгочная артерия → лёгочная вена → левый желудочек → аорта → правое предсердие.

Ответ: 431265.

Примечание.

Часть сосудов не указана, распределять нужно только предлагаемые компоненты.

Задание 14 № 22269

Установите правильную последовательность процессов, происходящих при свёртывании крови у человека. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) образование тромба

2) взаимодействие тромбина с фибриногеном

3) разрушение тромбоцитов

4) повреждение стенки сосуда

5) образование фибрина

6) образование протромбина

Пояснение.

Последовательность процессов, происходящих при свёртывании крови у человека: повреждение стенки сосуда → разрушение тромбоцитов → образование протромбина → взаимодействие тромбина с фибриногеном → образование фибрина → образование тромба.

Ответ: 436251.

Примечание.

Свертывание крови – это защитный механизм, предотвращающий потерю крови при ранениях кровеносных сосудов. Процесс свертывания заключается в последовательной цепи биохимических превращений белков плазмы. По современным представлениям существует не менее 12 веществ-факторов свертывания.

Основная последовательность процессов свертывания следующая:

тромбоциты разрушаются при контакте с неровными краями раны сосуда, и при этом из разрушившихся клеток выделяется активный фермент тромбопластин

тромбопластин взаимодействует с неактивным белком плазмы протромбином, и последний переходит в активное состояние — фермент тромбин

тромбин действует на растворимый белок плазмы фибриноген и переводит его в нерастворимый белок фибрин

фибрин выпадает в виде белых тонких нитей, которые натягиваются в области раны в виде сеточки

в нитях фибрина оседают эритроциты, лейкоциты, формируется полужидкий кровяной сгусток

нити фибрина сокращаются, отжимают жидкую часть из сгустка, и формируется тромб.

На всех этапах свертывания крови обязательно должны присутствовать ионы кальция и витамин К. Время свертывания крови у человека составляет 5–12 минут. Недостаток какого-либо фактора свертывания приводит к снижению свертывания.

Строение и жизнедеятельность органов системы кровообращения

Кровообращением называют непрерывное движение крови по замкнутым полостям сердца и кровеносным сосудам, поскольку только в движении кровь может выполнять свои функции. Кровообращение обеспечивается сердечными сокращениями.

Система кровообращения человека, или кровеносная система, образована сердцем и сосудами, заполненными кровью. Она замкнутая, имеет два круга кровообращения.

Строение сердца. Сердце — полый мышечный орган, который ритмически сокращается в течение всей жизни человека. Оно располагается в левой половине грудной полости, над диафрагмой. Сердце заключено в околосердечную соединительнотканную сумку — перикард, который препятствует излишнему растяжению сердца и его переполнению кровью. Между перикардом и стенкой сердца находится специальная жидкость, снижающая трение при сокращении сердца.

Стенки самого сердца трехслойные — снаружи они покрыты соединительнотканным эпикардом, изнутри выстланы эпителием — эндокардом, а между ними находится наиболее мощный средний слой — миокард, образованный сердечной поперечнополосатой мышечной тканью.

Сердце у человека четырехкамерное, оно делится перегородкой на правую и левую половины. Левая половина заполнена артериальной (обогащенной кислородом) кровью, а правая — венозной (обедненной кислородом). Каждая половина делится на предсердие и желудочек, разграниченные клапанами. Между правым предсердием и правым желудочком расположен трехстворчатый клапан, а между левым предсердием и левым желудочком — двухстворчатый (митральный). К свободным краям клапанов прикреплены сухожильные нити, другими своими концами присоединенные к сосочковым мышцам. Наличие сухожильных нитей и сосочковых мышц не препятствует попаданию крови из предсердий в желудочки, но не позволяет клапанам выворачиваться обратно и выпускать кровь из желудочков в предсердия, тем самым снижая ее давление. Так как левый желудочек должен обеспечить движение крови по всем органам и испытывает бульшие нагрузки, его мышечные стенки развиты сильнее, чем у правого.

Работа сердца. Сердце является своеобразным насосом кровеносной системы, который гонит кровь по сосудам. Цикл работы сердца состоит из чередующихся периодических сокращений (систолы) и расслабления (диастолы). Наполненные кровью предсердия сокращаются (систола предсердий — 0,1 с), впрыскивая кровь в желудочки. Затем стенки предсердий расслабляются, и они начинают постепенно наполняться кровью. Приток крови в предсердия обусловлен разницей давлений в венах и предсердиях, сокращениями скелетных мышц, а также присасывающим действием грудной клетки и самих предсердий. Сокращение стенок желудочков (систола желудочков), которые выбрасывают кровь к внутренним органам, длится около 0,3 с. Возвращению крови в желудочки мешают створчатые клапаны, поэтому вся кровь из левого желудочка устремляется в аорту, а из правого — в легочный ствол. После выброса крови происходит общее расслабление стенок сердца (диастола — 0,4 с), после чего цикл повторяется. Кровь из сосудов не может вернуться в желудочки, поскольку в них также имеются клапаны (полулунные).

В норме частота сердечных сокращений (ЧСС) достигает 60–72 сокращений в минуту, однако при физической нагрузке даже у тренированных спортсменов она может возрастать до 180–200. С возрастом проявляется тенденция к уменьшению числа сокращений сердца.

За один цикл работы сердце выбрасывает в среднем 65– 75 мл крови, это количество крови называется систолическим объемом. Соответственно, за минуту оно перекачивает 4–4,5 л крови (минутный объем крови).

Несмотря на то, что через сердце проходит постоянный поток крови, его бесперебойная работа обеспечивается благодаря движению крови по тесно оплетающим его коронарным сосудам.

Автоматия сердца. Благодаря свойствам миокарда — возбудимости, проводимости, сократимости и ритмичной автоматии — обеспечивается четкая работа сердца. Автоматией сердца называется его способность сокращаться автономно, без внешних побуждений. Возбуждение возникает в специальных участках сердечной мышцы — узлах. Ведущий узел, расположенный в стенке правого предсердия у места впадения полых вен, задает частоту сердечных сокращений, поэтому его называют водителем ритма. От него возбуждение распространяется по всему сердцу, а также по особым участкам мышечной ткани. Одновременность сокращения предсердий или желудочков достигается за счет наличия особого типа клеточных контактов в сердечной поперечнополосатой мышечной ткани — нексусов.

Регуляция работы сердца. Несмотря на то, что сердце функционирует постоянно, перекачивая около 10 т крови в сутки, оно всегда точно реагирует на потребности организма и подстраивается под них. Достигается это приспособление за счет сложной системы регуляции его деятельности: сердце находится под контролем не только нервной системы, но и отвечает на различные гуморальные влияния.

Центры регуляции сердечной деятельности находятся в спинном и продолговатом мозге, а также в гипоталамусе и коре больших полушарий переднего мозга. Контроль за деятельностью сердца осуществляется опосредованно через вегетативную нервную систему: ее симпатический отдел способствует увеличению частоты и силы сердечных сокращений, тогда как парасимпатический, наоборот, ослабляет их и урежает ритм, вплоть до остановки сердца.

Изменения работы сердца наблюдаются и под воздействием биологически активных веществ, циркулирующих в крови. Например, гормоны адреналин и норадреналин увеличивают силу и частоту сердечных сокращений. Это имеет важное биологическое значение, поскольку сильные физические нагрузки и эмоциональное напряжение связаны с выбросом адреналина в кровь, которое влечет за собой усиление сердечной деятельности.

Строение и функции кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды являются своеобразными транспортными магистралями для движения крови по всему организму. Различают три вида сосудов: артерии, вены и капилляры. Артериями называют сосуды, несущие кровь от сердца к органам. Крупнейшими артериями организма человека являются аорта, берущая начало от левого желудочка сердца, легочные и сонные артерии.

Вены — это сосуды, которые возвращают кровь от органов к сердцу. Самыми большими венами организма человека являются верхняя и нижняя полая вены, собирающие кровь от верхней и нижней половины тела, а также легочные вены.

Стенки крупных сосудов образованы эластичной соединительной тканью и эпителием, однако артерии отличаются от вен тем, что у них имеется дополнительный слой гладкой мышечной ткани, сокращение которой способствует продвижению крови по сосудам. В венах же есть клапаны, препятствующие движению крови в обратном направлении.

Капилляры — это мельчайшие сосуды, стенки которых образованы только эпителиальной тканью. Капилляры образуют сеть во внутренних органах, обеспечивая доставку крови в самые отдаленные точки организма.

Круги кровообращения. Кровеносная система человека имеет два круга кровообращения — большой и малый. Большой круг кровообращения связывает сердце со всеми органами, кроме легких. Он начинается в левом желудочке, кровь из которого выбрасывается в аорту, растекается по всему телу, а затем собирается в верхнюю и нижнюю полые вены, впадающие в правое предсердие. Артерии большого круга кровообращения несут артериальную кровь, а вены — венозную. Малый круг кровообращения связывает сердце только с легкими, он начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Легочные артерии малого круга кровообращения несут венозную кровь, а легочные вены — артериальную.

Пульс. Нагнетание крови в аорту вызывает волнообразное движение ее стенок вследствие крат ковременного повышения давления. Продвижение крови по артериям сопровождается такими же ритмическими колебаниями, которые называют пульсом. Пульс можно легко прощупать на артериях, которые лежат на кости, чаще всего на лучевой артерии ближе к запястью. По пульсу можно определить частоту и силу сердечных сокращений, что в некоторых случаях используют с диагностической целью. У здорового человека пульс ритмичный, тогда как при заболеваниях может наблюдаться нарушение ритма — аритмия.

Кровяное давление. Кровь выбрасывается из сердца под давлением, которое поддерживается в артериях, в капиллярах оно существенно падает из-за сопротивления их стенок току крови, но все же минимально кровяное давление в венах. Продвижению крови по венам способствуют вброс новых порций крови из артерий в капилляры, невозможность ее возврата из-за наличия клапанов, а также сокращение скелетных мышц, однако основным фактором движения крови является разность давлений в сосудах.

Артериальное давление является важным медицинским показателем, указывающим на состояние пациента, его определяют обычно в плечевой артерии при помощи специального прибора — тонометра. У здоровых людей в возрасте от 15 до 50 лет максимальное (систолическое, или сердечное) давление составляет около 120 мм рт. ст., а минимальное (диастолическое, или сосудистое) — около 60–80 мм рт. ст. Артериальное давление обычно возрастает при физических нагрузках и эмоциональном напряжении, а в покое, наоборот, снижается.

Заболевания кровеносной системы. К основным патологиям кровеносной системы относятся гипотония и гипертония, инфаркт миокарда, инсульт, атеросклероз. Гипотонией называют стойкое понижение давления крови в сосудах, гипертония же сопряжена с повышением давления.

Инфаркт миокарда — это нарушение проводимости мышечной стенки сердца вследствие отмирания части клеток. Оно обусловлено зачастую кислородным голоданием сердечной мышцы вследствие уменьшения просвета или закупорки коронарного сосуда, которое может быть вызвано, например, атеросклеротическими изменениями. При атеросклерозе происходит отложение холестериновых бляшек под эпителием сосудов, которые закрывают просвет и повышают ломкость сосудов. Таким образом, атеросклероз может быть причиной и инсульта — кровоизлияния в головном мозге вследствие разрыва сосуда.

Основными причинами заболеваний кровеносной системы и крови являются пониженная подвижность, или гиподинамия, эмоциональные стрессы, нерациональное питание, ожирение, загрязнение окружающей среды, но особенно повышают их риск вредные привычки — курение и употребление алкоголя.

Строение и жизнедеятельность системы лимфообращения

Кроме кровеносной, в организме человека имеется еще одна сосудистая система — система лимфообращения, или лимфатическая. Она состоит из сосудов и лимфатических узлов, расположенных по ходу сосудов. К сосудам системы лимфообращения относятся капилляры и протоки, наиболее крупный из которых — грудной.

В отличие от кровеносной системы, сосуды лимфатической не образуют замкнутого круга, так как наиболее крупные из них, в конечном итоге, впадают в вены большого круга кровообращения вблизи правого предсердия. Кроме того, сосуды лимфатической системы не проникают в головной и спинной мозг, глаза, среднее ухо, хрящи, эпителий кожи и т. д. Да и несут они не кровь, а лимфу, движение которой обеспечивается ритмическим сокращением стенок крупных лимфатических сосудов, наличием клапанов в них, присасывающим действием грудного лимфатического протока и грудной полости, а также сокращением скелетных мышц. В связи с отсутствием специализированного мышечного насоса наподобие сердца ток лимфы очень медленный, даже в крупных лимфатических сосудах он не превышает 0,01 м/мин, тогда как в венах скорость движения крови может достигать 0,25 м/с.

Тем не менее это не мешает лимфатической системе выполнять ряд важнейших функций: защитную, дренажную и питательную. Защитная функция лимфатической системы связана с образованием в ее узлах лимфоцитов, выработкой антител и задержкой возбудителей различных заболеваний. Удаление избытка жидкости, выходящей в ткани из кровяного русла через неплотно прилегающие друг к другу клетки эпителия капилляров, обеспечивается капиллярами лимфатической системы, которые впадают в более крупные сосуды, и, в конечном итоге, в вены большого круга кровообращения. С лимфой переносится также часть липидов, всасывающихся в тонком кишечнике.

Внутренняя среда организма человека

Поддержание относительного постоянства состава и показателей внутренней среды организма — гомеостаза — является одним из неотъемлемых свойств живого. У одноклеточных организмов оно достигается за счет диффузии и осмоса, тогда как подавляющее большинство клеток многоклеточных организмов утрачивает непосредственный контакт с окружающей средой и омывается тканями внутренней среды, на которых и лежит гомеостатическая функция, связанная с транспортировкой необходимых организму веществ и продуктов обмена. Внутреннюю среду организма формируют кровь, тканевая жидкость и лимфа.

Состав и функции крови

Кровь — это особый вид соединительной ткани, выполняющей ряд важнейших функций: транспортную, регуляторную, защитную и гомеостатическую. Транспортная роль крови заключается в обеспечении процессов дыхания, переносе питательных веществ и выделении. Не менее активно она принимает участие и в регуляции функций организма, так как в ней содержатся гормоны и другие биологически активные вещества. Защитная функция крови связана с поддержанием иммунитета и способностью к свертыванию. Потеря 30 % крови приводит к смерти.

Объем крови в организме человека с массой тела около 70 кг достигает 5–5,5 л. Кровь состоит из двух основных компонентов — плазмы и форменных элементов.

Плазма крови содержит неорганические и органические вещества. Неорганические вещества плазмы — это вода (90 %) и минеральные соли (0,9 %), а органические — белки (7 %), жиры (0,8 %) и углеводы (0,12 %). Все они в одинаковой мере жизненно необходимы, так как белок плазмы фибриноген принимает участие в свертывании крови, а глюкоза обеспечивает питание клеток. Лишенная фибриногена плазма называется сывороткой. Плазма связывает и переносит некоторое количество газов (в основном углекислый газ), питательные вещества и продукты обмена веществ, а также выполняет регуляторную функцию и формирует защитные свойства организма.

Форменные элементы крови. К форменным элементам крови относят эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Эритроциты, или красные кровяные тельца, — безъядерные клетки 7–8 мкм в диаметре и около 2 мкм в толщину. Они содержат гемоглобин, который обратимо связывает кислород и углекислый газ. Гемоглобин, присоединивший кислород, называется оксигемоглобином, а его комплекс с углекислым газом — карбгемоглобином. Кровь, обогащенная кислородом, имеет более яркий, алый цвет и называется артериальной, а обедненная им — венозная — более темного, красного цвета.

Форма двояковогнутого диска, присущая эритроцитам, способствует увеличению площади поверхности связывания кислорода и облегчает движение эритроцитов по сосудам. Количество эритроцитов достигает 4,9–5,5 млн в мм3. Они образуются в красном костном мозге, функционируют около 120 суток, при этом могут надолго задерживаться в капиллярах кожи, печени и селезенке. Эти органы называют «депо» крови. Разрушаются эритроциты в печени, селезенке и костном мозге. Функцией эритроцитов является транспорт кислорода и углекислого газа.

Лейкоциты, или белые кровяные тельца, — крупные, часто бесформенные клетки диаметром 4,5–18 мкм, имеющие ядро. Количество лейкоцитов колеблется от 4 до 9 тыс. в мм3. Как и эритроциты, они образуются в красном костном мозге, а дозревают в тимусе, селезенке и лимфатических узлах. Жизненный цикл лейкоцитов различен: одни живут несколько часов, а другие — на протяжении всей жизни человека. Разрушаются лейкоциты в слизистой оболочке пищеварительного тракта, местах воспаления, селезенке, костном мозге и других органах иммунной системы. Основная функция лейкоцитов — защитная (формирование иммунитета), их количество существенно возрастает при попадании в организм болезнетворных агентов.

Некоторые лейкоциты выделяют специальные белки-антитела, которые связывают этих возбудителей, ослабляют и могут уничтожать, их называют лимфоцитами, а другие — поглощают возбудителей различных заболеваний и чужеродные белки путем фагоцитоза. Такие лейкоциты называются фагоцитами. Скопление мертвых микроорганизмов, живых и погибших фагоцитов образует желтоватую массу, которая называется гноем.

Тромбоциты, или кровяные пластинки, — это мелкие бесцветные, безъядерные обломки клеток 2–4 мкм в диаметре. Их количество достигает 200–400 тыс. в мм³. Образуются они в красном костном мозге, функционируют в течение 8–11 суток. Разрушаются тромбоциты в местах нарушения целостности кровеносных сосудов, где образуют тромбы. Тромбоциты выполняют защитную функцию, поскольку, принимая участие в свертывании крови, они препятствуют кровопотере и попаданию различных инфекционных агентов.

Свертывание крови

Даже малейшее нарушение покровов тела и целостности сосудов может привести к кровопотере, однако благодаря возникновению в процессе эволюции такой важной защитной реакции, как свертывание крови, человек не погибает от кровопотери. Свертывание крови представляет собой сложный процесс образования сгустка крови — тромба, который предотвращает как кровопотерю, так и попадание в организм разнообразных веществ и возбудителей заболеваний.

Нарушение целостности сосудов обычно сопровождается скоплением тромбоцитов около места повреждения и запуском каскада реакций свертывания крови, в которых принимают участие кислород, белки тромбопластин и протромбин, витамин K и кальций. Результатом этих событий является превращение растворимого белка фибриногена в нерастворимый фибрин, который формирует густую сеть. В этой сети запутываются как собственно тромбоциты, так и другие клетки крови. Окончательное формирование тромба связано с его уплотнением.

Заболевания крови

Наиболее распространенными заболеваниями крови являются разнообразные анемии, лейкемия, гемофилия и др. Анемии могут быть вызваны изменением структуры гемоглобина и снижением количества переносимого им кислорода, например серповидноклеточная анемия. Лейкемия, или рак крови, связана с увеличением количества незрелых лейкоцитов в крови, а гемофилия — это нарушение свертывания крови.

Лимфа

Лимфой называется желтоватая жидкость, заполняющая лимфатическую систему. По своему составу она подобна крови, однако она содержит намного больше белков, а форменные элементы представлены в основном лимфоцитами. Лимфа начинает образовываться в лимфатических капиллярах, куда поступает избыток тканевой жидкости (сама тканевая жидкость близка по составу плазме крови и лейкоцитов). В лимфатических узлах лимфа пополняется лимфоцитами, здесь же задерживаются возбудители различных заболеваний. Лимфа течет по сосудам лимфатической системы в одну сторону, собираясь в самый большой из них — грудной проток, который впадает в нижнюю полую вену. Лимфа выполняет транспортную и защитную функции.

Группы крови. Переливание крови. Иммунитет

Группы крови

При значительных кровопотерях и некоторых заболеваниях требуется переливание крови, однако в прошлом это приводило к смерти пациентов или тяжелым расстройствам здоровья. Причиной данного явления оказалось склеивание эритроцитов у лиц, которым переливают кровь — реципиентов. Исследования показали, что эритроциты могут нести специальные белки-агглютиногены, обозначаемые большими латинскими буквами А и В, тогда как в плазме крови могут содержаться другие белки — агглютинины, обозначаемые греческими буквами $α$ и $β$. Во избежание склеивания эритроцитов — агглютинации — в крови одного и того же человека не должны встретиться одноименные агглютинины и агглютиногены (А и $α$, В и $β$). Всего было выделено четыре группы крови по системе АВ0, обозначаемые римскими цифрами или буквами латинского алфавита: I (0), II (А), III (В), IV (АВ).

Группы крови по системе АВ0

Группа крови	Агглютиногены	Агглютинины
I (0)	—	$α$ и $β$
II (А)	А	$β$
III (В)	В	$α$
IV (АВ)	А и В	—

Переливание крови

На знании этих особенностей основано переливание крови при кровопотерях и хирургических операциях. Лиц с I группой крови называют универсальными донорами, так как их кровь можно переливать лицам с любой группой крови. Людям со II группой крови можно переливать кровь лиц с I и II группами крови, а лицам с III — кровь I и III групп. Лиц с IV группой крови называют универсальными реципиентами, так как им можно переливать кровь любой группы.

В настоящее время при переливании используют кровь только группы реципиента, поскольку, кроме системы АВ0 существуют и другие системы, например система резус. Лица, мембраны эритроцитов которых несут специальный белок на поверхности, называются резус-положительными, а не имеющие его — резус-отрицательными. При переливании крови лиц с положительным резусом людям с отрицательным резус-фактором также происходит агглютинация. Данная система получила свое название от макак резус, у которых она впервые была найдена.

Резус-фактор имеет значение и для протекания беременности, поскольку, если мать резус-отрицательна, а плод резус-положителен, то при родах его кровь может попасть в кровь матери, и ее организм начнет вырабатывать антитела (агглютинины) на антигены (агглютиногены) эритроцитов, что при следующей беременности может привести к серьезным осложнениям.

Иммунитет

Иммунитетом называют способность организма защищать собственную целостность и биологическую индивидуальность.

В основе иммунитета лежит невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Основы учения об иммунитете были разработаны И. И. Мечниковым и П. Эрлихом (Нобелевская премия за 1908 год в области физиологии и медицины).

Сущность иммунных реакций заключается в том, что высокомолекулярные органические вещества, в частности белки и полисахариды, проникшие во внутреннюю среду организма, воспринимаются как чужеродные — антигены, и в ответ на их появление начинается выработка специальных веществ — антител, которые связывают и обезвреживают эти антигены, а также стимулируют процесс фагоцитоза.

Иммунитет может быть естественным и искусственным. Естественный иммунитет вырабатывается организмом без искусственных вмешательств, тогда как искусственный возникает только после введения в организм специальных лекарственных форм.

Естественный иммунитет может быть врожденным и приобретенным. Врожденный иммунитет формируется благодаря проникновению антител через плаценту или при передаче их с молоком матери, тогда как приобретенный — только в результате перенесения различных заболеваний.

Различают два вида искусственного иммунитета — активный и пассивный. Активный иммунитет возникает в результате введения ослабленных возбудителей заболеваний или выделяемых ими веществ в виде вакцин, например, против дифтерии. Пассивный же иммунитет обусловлен внесением готовых антител к возбудителям — сывороток. Активный иммунитет более стоек, чем пассивный, сохраняющийся 4–6 недель. Значительный вклад в разработку принципов создания вакцин и их введения в медицинскую практику внес великий французский биолог Л. Пастер (1822–1895).

Некоторые заболевания (ветряная оспа, краснуха, скарлатина и др.) человек переносит один раз в жизни, так как информация о возбудителях сохраняется специальными лимфоцитами — клетками иммунной памяти. Другим заболеваниям человек может подвергаться многократно, так как возбудители этих заболеваний либо слишком быстро мутируют, как вирусы гриппа или иммунодефицита человека, либо иммунитет на них возникает временно.

Ряд антигенов, например пыльца растений, домашняя пыль, кошачья шерсть, способны вызывать особенную, ураганную форму иммунологического ответа, которая проявляется в повышении чувствительности организма к ним, — аллергию. Такие антигены называются аллергенами. Аллергия развивается, как правило, не при первом, а при повторном контакте с аллергеном. При аллергии организм отвечает на аллерген чрезмерной реакцией, повреждающей его собственные клетки и ткани в результате отека, воспаления, спазма и расслабления гладкой мускулатуры, других нарушений. Биологическое значение аллергии не выяснено.

В последнее время тревогу врачей во всем мире вызывает снижение иммунитета, особенно у подрастающего поколения. Иммунодефицитные состояния организма, при которых восприимчивость организма к различным инфекционным агентам повышается, могут быть вызваны разными причинами, начиная от неблагоприятных условий окружающей среды и эмоциональных потрясений и заканчивая перенесенными заболеваниями. Однако наиболее опасной из этих причин является ВИЧ.

Обмен веществ и превращение энергии в организме человека

В организме человека одновременно происходит непостижимое количество химических реакций, которые обеспечивают его функционирование как целостной системы. Совокупность этих реакций называется обменом веществ, или метаболизмом, который имеет две стороны — катаболизм и анаболизм.

Поскольку человек относится к гетеротрофным существам, он нуждается в постоянном поступлении органических веществ из окружающей среды как для построения собственного организма, так и для обеспечения его потребностей в энергии. Однако белки, липиды и углеводы, которые мы в основном получаем с пищей, не могут попасть в организм в том виде, в котором мы их потребляем, поскольку белки, например, могут вызвать различные заболевания или даже гибель организма. Поэтому они проходят в пищеварительной системе сложный процесс механической и химической обработки, который обеспечивает их расщепление до простых веществ. Эту стадию обмена веществ называют подготовительной, основные стадии происходят в клетках, а заключительной стадией называется удаление конечных продуктов расщепления из организма.

Органические вещества, поступившие в клетку, в основном направляются на энергетические потребности клетки. Элементарное поддержание жизнедеятельности и активная деятельность требуют различных затрат энергии, поэтому на уровне организма различают основной и общий обмены. Основной обмен — это энергозатраты в стандартных условиях у спокойно лежащего, но не спящего человека утром натощак. Он необходим для работы внутренних органов и расслабленных мышц. Взрослый человек расходует в день около 100,56 кДж на 1 кг массы в сутки, а подросток — 142,6 кДж на 1 кг.

Общий обмен во многом зависит от образа жизни человека, его профессии и возраста и в среднем почти в два раза превышает основной обмен.

На основе исследования обмена веществ разработана концепция рационального питания, согласно которой количество и качество потребляемой пищи должно соответствовать потребностям организма. На ее основе разрабатываются нормы питания.

Под нормой питания следует понимать общее количество пищи и соотношение ее компонентов, которые обеспечивают нормальное состояние здоровья людей разного возраста, пола, способа жизни и труда, соответствуют биологической природе человека. В настоящее время население делят на пять групп по потребностям в энергии.

Группы интенсивности труда взрослого трудоспособного населения и рекомендованные в соответствии с этим потребности в энергии

Группа интенсивности труда	Характер деятельности	Потребность в энергии, кДж на 1 кг массы тела в сутки
I	В основном умственный труд	167,4
II	Легкий физический труд	179,9
III	Труд средней тяжести	192,5
IV	Тяжелый физический труд	221,7
V	Особо тяжелый физический труд	255,2

Основными источниками энергии в пище являются углеводы, белки и липиды. Так, в результате расщепления 1 г белков и углеводов выделяется по 17,2 кДж, а липидов — 38,9 кДж энергии. Несмотря на то, что эти вещества могут заменять друг друга по количеству выделяемой энергии, а их обмены взаимосвязаны, это не означает, что можно перейти на питание только одним из видов органических веществ, так как это приводит к нарушению работы желудочно-кишечного тракта и состояния здоровья в целом.

Потребность в сбалансированном питании обусловлена еще и тем, что в белках содержатся незаменимые аминокислоты, а в состав липидов входят незаменимые жирные кислоты, которые не синтезируются в организме, однако являются жизненно необходимыми для обновления и построения различных структур.

В суточном рационе взрослого человека белки, липиды и углеводы используются в соотношении 1:1:4. Среднесуточная потребность человека в основных органических веществах определяется возрастом, полом, профессией и другими показателями. В среднем за сутки взрослый человек должен потреблять 80–100 г белков, столько же жиров (25–30 г из них должны быть растительными) и 350–400 г углеводов (простых из них должно быть не больше 50–100 г), причем для мужчин эти нормы несколько выше, чем для женщин.

Кроме незаменимых амино- и жирных кислот, пища содержит еще некоторые компоненты, необходимые организму для нормального функционирования, например витамины и микроэлементы, однако их содержание в продуктах питания настолько мало, что количество потребляемой пищи часто должно превышать расчетные показатели.

Взаимосвязь
между всеми структурами организма обеспечивает его внутренняя среда,
которая представлена кровью, лимфой и тканевой
жидкостью.

Организм
человека способен сохранять постоянство внутренней среды, или гомеостаз.

Кровь
движется по системе замкнутых сосудов, но способна проникать через тонкие
стенки капилляров в пространство между клетками и образовывать тканевую
жидкость. Она окружает клетки, снабжает их кислородом и питательными
веществами, из клеток в тканевую жидкость выделяются углекислый газ и ненужные
организму продукты обмена, которые при накоплении могут нанести вред.

Далее
часть тканевой жидкости возвращается в кровь, а часть — попадает в лимфатические
сосуды и образует лимфу, которая по лимфатическим
сосудам оттекает от органов. В лимфатических сосудах и узлах с лимфой
происходят определённые изменения, после которых она вновь возвращается в
кровеносное русло, объединяясь с кровью. Так замыкается круг циркуляции
жидкостей в нашем организме.

Кровь
— жидкая подвижная соединительная ткань внутренней среды организма, которая
циркулирует в замкнутой системе кровеносных сосудов. По кровеносным сосудам
передвигается не вся кровь, а только её часть. Большая часть крови находится в депо
(например, в селезёнке, печени, лёгких и коже) и пополняет кровоток, когда
возникает необходимость в восстановлении объёма циркулирующей по сосудам крови.

Кровь
состоит из жидкой части плазмы, и взвешенных в ней клеток крови (форменных
элементов). На клетки крови приходится от около 40 процентов
объёма крови, а остальной объём (60 процентов) составляет плазма.

Плазма
крови — это желтоватая полупрозрачная жидкость, которая на
90 % состоит из воды.

Форменные
элементы крови представлены у человека эритроцитами
(красными кровяными
клетками), лейкоцитами (белыми кровяными клетками) и тромбоцитами (кровяными пластинками).
 Все они образуются в красном костном мозге.

Эритроциты
— красные клетки крови, не имеющие ядра. Они составляют основную часть
форменных элементов. Они обеспечивают каждый орган, ткань, клетку необходимым
для жизни кислородом и уносят от них углекислый газ, который при накоплении
может нанести вред. Эритроциты не случайно имеют форму двояковогнутого диска и
не имеют ядра — это увеличивает площадь их поверхности, благодаря чему они
связывают и переносят кислород.

Более
чем на 90 % эритроциты заполнены гемоглобином — пигментом,
который придаёт крови красный цвет. Гемоглобин образован активной группой гемом
и белком глобином. В состав гема входит железо в степени
окисления плюс два. Атомы железа способны образовывать химический комплекс с
кислородом.

Эритроциты
живут около ста двадцати суток. По мере старения, проходя через мелкие
кровеносные сосуды печени или селезёнки, эритроциты погибают.

Тромбоциты
— уплощённые безъядерные пластинки. Они участвуют в свёртывании крови и восстановлении целостности стенки сосуда
после повреждения.  Тромбоциты циркулируют в крови в течение пяти —
семи дней, а затем разрушаются в селезёнке.

При
повреждении кровеносных сосудов нестойкие кровяные пластинки — тромбоциты —
разрушаются.

При
этом в плазму крови выделяется особое вещество, под влиянием которого
происходит цепь химических реакций, в результате которых растворимый белок
плазмы крови фибриноген превращается в нерастворимый — фибрин.
Он имеет вид тонких нитей, которые образуют густую сеть. В её ячейках
застревают форменные элементы и формируется сгусток крови, или тромб, который
закрывает рану.

Лейкоциты
— белые клетки крови, которые, в отличие от всех остальных форменных элементов,
содержат ядро. Они так же, как и другие форменные элементы, образуются в
красном костном мозге.

Лейкоциты
могут быть зернистыми и незернистыми.

Основная
функция лейкоцитов — защита организма от инфекций, чужеродных белков и
инородных тел, проникших в организм и способных нанести вред. В отличие от
эритроцитов, которые никогда не покидают русла кровеносных сосудов, лейкоциты,
как правило, функционируют за пределами кровеносного и лимфатического русла
— в тканях.

Один
лейкоцит может поглотить около двадцати бактерий. Если чужеродное тело по своим
размерам превышает лейкоцит, то они накапливаются вокруг и образуют барьер.
Переваривая инородное тело, лейкоциты гибнут. В результате образуется гнойник,
который через какое-то время прорывается, и его содержимое выводится во внешнюю
среду.

Поглощение
и переваривание лейкоцитами различных микроорганизмов и чужеродных веществ
называется фагоцитозом (что в переводе с греческого слова
«фагос» означает «пожиратель»). Такие лейкоциты называются фагоцитами.

Вспомним
основные функции крови.

Терморегуляторная
функция заключается в том, что кровь поглощает
тепло в органах, которые его вырабатывают, и переносит его по всему организму,
обеспечивая постоянную температуру тела.

Газотранспортная
функция заключается в транспорте кислорода из
лёгких в ткани и углекислого газа в обратном направлении.

Питательная
функция заключается в переносе питательных
веществ (глюкозы, аминокислот, солей, витаминов) от органов пищеварительной
системы к тканям.

Выделительная
функция связана с доставкой
конечных продуктов обмена к органам выделения.

Регуляторная
функция состоит в переносе гормонов и других
биологически активных веществ, которые влияют и регулируют деятельность
отдельных органов и тканей.

Очень
важна для организма защитная функция крови. В ней находятся
лейкоциты и особые белки, которые осуществляют борьбу с чужеродными телами и
защищают наш организм от различных инфекций.

Получается,
что практически все функции крови направлены на поддержание постоянства состава
и внутренней среды организма. Учитывая это, их можно объединить в одну, едва ли
не самую важную функцию — гомеостатическую.

На
протяжении всей жизни человека в его организм пытаются проникнуть чужеродные
агенты, например бактерии и вирусы. Первым барьером, который они
встречают на своём пути, является кожа и слизистые оболочки. В выделениях потовых
и сальных желёз кожи, слёзной жидкости и слюне содержатся вещества, которые
губительны для многих микроорганизмов.

Болезни,
которые возникают в результате воздействия на организм болезнетворных
микроорганизмов и передаются от больного человека к здоровому, называются инфекционными.

В
ответ на воздействие болезнетворных агентов в организме человека начинается воспалительный
процесс. Его основные признаки — повышение температуры тела и изменение
состава крови, может появиться покраснение и отёк повреждённого участка.

Если
все же бактерии и вирусы смогли проникнуть внутрь организма, то они встречают
на своём пути второе препятствие — иммунную систему. Это группа органов,
участвующих в образовании иммунных клеток. Давайте вспомним, какие органы
входят в её состав. Это красный костный мозг, вилочковая железа (или тимус),
селезёнка, лимфатические сосуды и узлы.

Чужеродные
организмы, попавшие внутрь тела, вызывают иммунную реакцию.

Все
вещества, которые воспринимаются организмом как чужие и вызывают иммунный
ответ, называются антигенами. Это, например, вирусы, бактерии,
чужеродные вещества и клетки.

В
крови человека присутствуют белки, которые способны связываться с возбудителями
заболеваний — это антитела. Взаимодействуя с антигенами, антитела
препятствуют их размножению и обезвреживают выделяемые ими токсические
вещества.

Антитела
обладают способностью избирательно связываться с конкретными видами антигенов,
т. е. они могут уничтожать только те антигены, против которых были выработаны.
Такая форма иммунитета называется специфической. Основную роль в
данной иммунной реакции играют защитные вещества, выделяющиеся в плазму крови,
поэтому данный вид иммунитета называется ещё и гуморальным.

Выделяют
также клеточный иммунитет, при котором уничтожение чужеродных тел
осуществляют клетки, например лейкоциты путём фагоцитоза. Такая форма
иммунитета называется неспецифической, потому что фагоциты
действуют на различные антигены.

Существует
насколько видов иммунитета.

Естественный
видовой, или наследственный, иммунитет передаётся по
наследству и характеризуется невосприимчивостью организмов одного вида к
возбудителям, вызывающим заболевания у других видов. Например, человек никогда
не болеет собачьей чумкой и многими другими болезнями, которые
встречаются у животных.

Естественный
приобретённый иммунитет формируется в течение жизни
человека. Он подразделяется на плацентарный и постинфекционный.

Когда
антитела из крови беременной женщины через плаценту попадают к
ребёнку, у него формируется невосприимчивость к тому или иному заболеванию. Это
плацентарный иммунитет.

Постинфекционный
иммунитет формируется после болезни. В крови человека остаются
антитела против возбудителя болезни, которую он перенёс.

Иммунитет
можно выработать искусственно. Например, при активной иммунизации
человеку вводят вакцину — ослабленных, убитых возбудителей. Вакцина
вызывает заболевание в лёгкой форме, при этом в организме образуются защитные
антитела. Такой иммунитет стойкий и сохраняется годами.

При
пассивной иммунизации заболевшему человеку вводят сыворотку крови
переболевших людей. В такой сыворотке уже есть готовые иммунные тела против
возбудителя болезни.

Тканевая
совместимость

Вы
помните, что основную часть форменных элементов крови составляют красные
безъядерные клетки двояковогнутой формы — эритроциты. На мембране эритроцитов
располагаются особые вещества — антигены, или агглютиногены,
А и Б.

В
плазме крови растворены антитела, или агглютинины,
альфа (α) и бэта (β). Например, когда происходит взаимодействие
антигена А и антитела альфа, несколько эритроцитов сближается и склеивается
между собой. Происходит их агглютинация ― склеивание
эритроцитов. Такого происходить не должно, поэтому у человека в течение первого
года жизни образуются антитела к тем антигенам, которых нет в его собственных
эритроцитах. Например, если эритроциты имеют антиген А, то будут образовываться
антитела бэта.

В
зависимости от того, какие антигены и антитела присутствуют в крови человека,
выделяют четыре группы крови — первую, вторую, третью и четвёртую.
В течение всей жизни человека его группа крови не меняется.

Рассмотрим,
какие антигены и антитела содержат данные группы крови. На мембране эритроцитов
людей, имеющих первую группу крови, антигенов нет, значит в плазме крови
присутствуют антитела альфа и бэта. На мембране эритроцитов людей со второй
группой крови находятся антигены А, значит в плазме растворены антитела бэта. У
людей с третьей группой крови соответственно антигены Б и антитела альфа. У
людей с четвертой группой крови на мембране эритроцитов располагаются антигены
А и Б, а антитела отсутствуют.

Наличие
антигенов или их отсутствие в эритроцитах дало основание называть эту систему
групп крови А-Б-ноль. Первая группа крови — нулевая, вторая — А, третья группа
— Б и четвёртая — А-Б.

При
переливании если эритроциты донора содержат, например, антигены А, а плазма
крови реципиента (получающего кровь) ― антитела бэта, то
переливание пройдёт успешно. Если же эритроциты донора содержат антиген А, а
плазма крови реципиента ― антитела альфа, то произойдёт
агглютинация эритроцитов.

Людям
с первой группой крови можно переливать кровь только этой же группы. Кровь
первой группы можно переливать людям всех групп, т. к. в их эритроцитах нет
антигенов и донорские эритроциты в крови реципиента не склеиваются. Поэтому
людей с первой группой крови называют универсальными донорами.

Люди
с четвёртой группой крови принимают кровь всех групп, поэтому их называют
универсальными реципиентами. Тем, у кого кровь относится ко второй или третьей
группе, можно переливать кровь своей или первой группы.

К
индивидуальным признакам крови относится также присутствие в эритроцитах
особого белка — резус-фактора. Кровь, в которой имеется этот
антиген, называется резус-положительной, в которой его нет —
резус-отрицательной.

Напомним,
что осложнения возникают также, если повторно переливать людям с
резус-отрицательной кровью резус-положительную кровь. А также в том случае,
если женщина с резус-отрицательной кровью вынашивает плод, который унаследовал
от отца резус-положительную кровь. В этом случае фрагменты эритроцитов плода
попадают в кровь матери, и в ней начинают вырабатываются антитела. Эти антитела
проникают в организм плода и разрушают его эритроциты. Если первая беременность
обычно протекает без осложнений, то итогом второй может быть гибель плода.

Конспект по биологии на тему «Кровь»

09.05.2017

Файл содержит подробный конспект по биологии на тему «Кровь». Он поможет выучить новую информацию или повторить старую. Пригодится в подготовке к ЕГЭ по биологии.

Смотреть в PDF:

Или прямо сейчас: cкачать в pdf файле.