Физиология на кръвта

Лекция 8:
Физиология на кръвта

Функции, състав и физикохимични свойства на кръвта
Функции на кръвта
Защитна функция – извършва се от белите кръвни клетки;
Регулиране на алкално-киселинното равновесие;
Транспортна функция – доставя на тъканите хранителни вещества, витамини и отнася до бъбреците и черния дроб отпадни продукти; както и транспорт на газове (О2 и СО2);
Регулиране на телесната температура;
Участва в процесите на кръвосъсирване и кръвоспиране;
Регулация на обема на телесните течности.
Състав на кръвта
Кръвна плазма (45%)
Формени елементи (55%) – еритроцити, левкоцити и тромбоцити
Хематокрит - Съотношението на обема еритроцити към обема на цялата кръв
За мъже е 0,4 – 0,54
За жени – 0,37 – 0,47
Новородени – 0,55
При бременност хематокритът намалява - обемът на кръвната плазма и еритроцитите се увеличава, но плазмата нараства повече
След обилна кръвозагуба, остава в нормални граници – загубите са еднакви както за кръвните клетки, така и за плазмата
Количество кръв – 7 – 8% от телесното тегло без мазнините
♂ 0,041 х kg+1.53 (5 – 6 L)
♀ 0,047 х kg+0,86 – за жени) (4 – 5 L)
Вискозитет
♂ 3.4 до 5.7 пъти повече
♀ 3,7 – 4,9
Определя се от:
Белтъците на кръвната плазма
Броя на еритроцитите:
Определя стабилността на кръвта като клетъчна суспензия
Нараства с нарастване на хематокрита, а скоростта на кръвния поток намалява
В артерии с малък диаметър (20 μm) – 2 пъти по-голям от този на кръвната плазма и 4 пъти по-голям от този на водата
Нараства леко в артериолите (≈ 7μm)
Увеличава се значително в капилярите (≈ 4 μm)
Критично нараства при хиперосмотичност (клетките се набръчкват), нарушения на хемоглобина (сърповидно-клетъчна анемия), промени в клетъчната мембрана (старите еритроцити) и др. – еритроцитите агрегират и вискозитета нараства до 250 пъти и кръвния поток да спре
рН и буферни системи на кръвта
рН е от 7.35 до 7.45
Кръвта има 3 буферни системи:
Н2СО3/NaHCO3 – различна степен на дисоциация (Н2СО3 много слабо дисоциира, NaHCO3 – напълно дисоциира)
Na+ + OH- + H2CO3 → Na+ + HCO3¯ + H2O
H+ + Cl- + Na+ + HCO3¯ → H2CO3 + Na+ + Cl
NaH2PO4/Na2HPO4 – слабо застъпена в кръвта, по-характерна за бъбреците
Белтъчна буферна система с участието на NH2- и СООН-групите
Алкален резерв на кръвта - повече алкални соли на слаби киселини
± 0.1норма, а с ± 0.3 – смърт
Осмолалитет - 290 mOsm/kg вода
Определя се от разтворените в нея:
Високомолекулни белтъци
Йони – Na+, Cl- и HCO3-
Незаредени вещества с ниска молекулна маса
Плътност на кръвта - 1,054 – 1,059 за ♂ и 1,053 – 1,057 ♀
Кръвна плазма
Състав на кръвната плазма - Бледожълт сложен воден разтвор на неорганични и органични молекули
Съдържа:
91% вода
Разтворени електролити - Na+, Cl-, K+, Ca2+, Mg2+, PO43 – , HCO3¯.
Плазмени белтъци – 60-84 g/L
Липиди
Въглехидрати
Аминокиселини
Витамини
Хормони
Азот-съдържащи метаболити – пикочна киселина и урея
Физически разтворени газове - О2, N2, СО2
Белтъци на кръвната плазма
Албумин – 35 – 50 g/L
Глобулини – 23-35 g/L
Нискомолекулен, водоразтворим белтък
Високомолекулни белтъци
Синтезира се в черния дроб
α1 (4%), α2 (8%)
Полуживот около 20 дни
β1, β2 (общо 12%)
Създава онкотичното налягане
Разтворител за мастни киселини, билирубин, хормони и лекарства γ-глобулини – IgA, IgD, IgE, IgG, IgM (7 – 15 g/L) от В-лимфоцитите и плазмените

Белтъчен резерв при белтъчен дефицит
Разтворител за липидите (аполипопротеини), специфични преносители за стероидни хормони (транскортин за кортизол, коалбумин за витамин В12, апотрансферин за желязо и др.)
Фибриноген и фактори на кръвосъсирването и фибринолизата
Високомолекулни плазмени белтъци
Фибриноген – черния дроб, 1,5 – 3 g/L
Кръвни клетки. Еритроцити
Референтни стойности
Брой – 4,6 – 5,9.106/µL ♂, 4,2 – 5,4.106/µL ♀
2-18% са ретикулоцити (незрели еритроцити)
Среден диаметър (MCD) – 7,2 – 7,8 μm
Дебелина – 2 μm в дебелата част и под 1 µm във вдлъбната част
Средна маса на хемоглобин в един еритроцит (MCH) – 27 – 32 pg
Среден обем на един еритроцит (MCV) – 80 – 100 fLФизиологични колебания
Нараства при:
Физическа работа
Стресови ситуации
Дехидратация
Сърдечни и белодробни заболявания
Образуване на нови еритроцити при:
Продължителна физическа работа
Престой на голяма надморска височина
Намалява при:
Анемии
Отстраняване на еритроцитите
Не обновяват клетъчните структури – относително кратък живот в кръвообращението (120 дни)
При преминаване през тесните кръвоносни съдове на далака (3 µm) мембраната им се разрушава
Без далак броят им се повишава
Освободеният хемоглобин се поема от макрофагите, които след това освобождават желязото обратно в кръвта
Други белтъци в еритроцитите:
Карбоанхидраза
Обменник АЕ1 (Cl--НСО3-)
Най-многобройният белтък по мембраната на еритроцитите (около 1 млн. копия на клетка) и всеки от тях може да пренася до 50000 йона/s
Аквапорин 1 (около 200000 копия)
Ензими на гликолизата (90% от приетата глюкоза) и пентозофосфатния цикъл
Дифосфоглицерат мутаза, 1,3-дифосфоглицерат → 2,3-дифосфоглицерат
4 и 5 mM (съизмеримо с това на хемоглобина)
Понижава афинитета на кислорода за хемоглобина и улеснява дисоциацията му
Глутатион (2 mM, след хепатоцитите в тях е най-високо съдържанието)
Редуциран/окислен глутатион е много високо – предпазва еритроцитите от окислителни увреждания.
Възстановява редуцираният глутатион като използва НАДФН от пентозофосфатния цикъл
Осмотична устойчивост
В разтвори с по-ниско осмотично налягане – сферични по форма или се разпукат и губят хемоглобина си (хемолиза).
Осмотична резистентност – запазват целостта си в 0.5% солеви разтвор (горна граница)
50% лизиране – при 0.4 – 0.42%,
100% – при 0.35% (долна граница)
Сфероцитоза (вродена хемолитична жълтеница) - хемолизират значително по-лесно в хипотонична среда.
Дефекти в 2 белтъка (спектрин и анкирин) – поддържат формата и гъвкавостта на мембраната и прикрепят мембранния скелет към трансмембранните белтъци
Хемолиза
Лекарства и инфекции – нараства при дефицит на пируваткиназа и глюкозо-6-фосфатдехидрогеназа от пентозофосфатния цикъл (нивото на НАДФ.Н намалява, блокира се глутатионовата защитна система, повишава се прекисното окисление на фосфолипидите и SH-групи)
Физичните фактори
Осмотична - в хипотонични разтвори (в еритроцитите навлиза вода и увеличава обемът им) или в изотонични разтвори, съдържащи висока концентрация на вещества, които лесно проникват в еритроцитите (глюкоза, урея).
Механична - грубо разклащане, преминаване през помпен апарат (хемодиализа)
Физична - лъчения и температурни въздействия
Химична хемолиза - органични разтворители или вещества с алкален характер променят по химичен път липопротеиновата структура на еритроцитната мембрана
Липидната структура (хлороформ, етер, спирт)
Белтъчната структура (киселини и основи)
Биологичната хемолиза
Сапонин от лечебното сапунче (пенявец, Saponaria officinalis, до 20% сапонин)
Животински отрови – змийска отрова
Бактериални токсини – ентерококи и стрептококи
Хемолизиращи антитела
Хемоглобин
Съдържание – 120 - 140 g/L ♀ и 140 - 160 g/L ♂
Концентрация – 5,5 mM
Средна хемоглобинова концентрация в клетката е 350 g/L - 5 пъти повисоко от белтъчното съдържание на плазмата
Включен в еритроцитите:
Намалява осмотичното налягане на кръвната плазма
Не позволява загуба на хемоглобин през стените на капилярите
Структура
4 пиролови пръстена, свързани в протопорфирин ІХ, свързва желязо и образува хем
Всеки хем се свързва дълга полипептидна верига (глобин) – 4 полипептидни вериги – α (141 аминокиселини), β, γ и δ (от по 146 аминокиселини)
4 комплекса хем+полипептидна верига образува молекулата на хемоглобин
Хемоглобин А – 2α и 2β вериги
Хемоглобин А2 – 2α и 2δ
Хемоглобин – 2α и 2γ
Скорост на утаяване на еритроцитите
Фактори, които забавят утаяването на еритроцитите:

При възрастни хора над 60 г.
След интензивен физически труд
Вискозитет на кръвта
По време на менструалния цикъл
Еднакъв електричен заряд на еритроцитите
След студен душ
Съдържание на белтъци, холестерин, лецитин и др. в плазмата
При употреба на салицилати, индометацин
Определя се от съотношението на албумин към глобулини и фибриноген
↑ СУЕ при промени в еритроцитите
Намален брой еритроцити
↑ албумини/глобулини - СУЕ ↓
Увеличено съдържание на хемоглобин в тях
↑ глобулини в плазмата (възпаление) – СУЕ ↑
Увеличен обем на еритроцитите
Повишена околна температура по време на определянето
Силна пряка светлина
Ускорено утаяване на еритроцити се наблюдава и при нормални условия:
Бременност
След нахранване
Кръвни групи
1901 г. Карл Ландщайнер – гликолипиди А и В, АВ0-система
Rh-фактор- През 1941 г. е открит още един антиген, т.нар. Rh-фактор – включва 47 липопротеинови антигена
Най-важните са C, D и Е (всеки се нарича Rh-фактор)
Лице, което има този антиген е Rh-положително, а при липсата му – Rh-отрицателно
Няма естествени аглутинини
Хемолитична болест на новородените (фетална еритробластоза)
Rh-отрицателна майка, бременна с Rh-положително бебе - Ig G антитела, които навлизат през плацентата в плода и причиняват аглутинация на еритроцитите му.
Кръвопреливане
До 300 ml се вземат предвид:
Свойствата на еритроцитите на кръводарителя
Свойствата на плазмата на реципиента
Пренебрегват се аглутиниращите свойства на плазмата на кръводарителя – тя се разрежда многократно
Кръстосана проба
Преливане на кръвна плазма:
Съдържа антитела и не съдържа антигени
Плазма от кръвна група 0 не може да се прелива на от друга кръвна група
Плазма от кръвна група АВ може да е донор за всички кръвни групи, тъй като не съдържа антитела
Кръвни клетки. Левкоцити
Левкоцити
Брой – 3 – 11.103/µL (средно 7.103/µL)
Гранулоцити – 64%
Неутрофили
Базофили
Еозинофили
Агранулоцити
Лимфоцити – 31%
Моноцити – 6%
Левкоцитна формула (диференциална кръвна картина) - съотношението на отделните видове левкоцити в периферната кръв, изразено в %
Продължителност на живот изключително кратък (под 12 часа)
Левкоцитоза – повишен брой
Физиологична – физическа работа, емоционален стрес, интензивно слънчево облъчване, след нахранване, при бременност, след гореща баня
Левкопения – намален брой
Неутрофили
59% от белите кръвни клетки
Диаметър – 2 µm
Борба с бактериални инфекции - неспецифичен имунен отговор
Съдържат два вида гранули пълни с лизозомни ензими, пероксидаза, колагеназа, и други смилателни ензими
Разпознават чуждите агенти и ги фагоцитират във фагоцитна вакуола, гранулите се сливат с вакуолата и освобождават съдържанието си, бактерията се разрушава под действие на водороден пероксид и супероксиден радикал
Еозинофили и базофили
Еозинофили - 3%:
Диаметър – 13 µm
Борба с паразити – освобождават от гранулите си токсични вещества и други ензими
Елиминиране на вируси
Някои алергични реакции
Базофили - 0,5%:
Източник на цитокина IL-4 (стимулира Влимфоцитите да продуцират антитела IgE)
Отговорни за алергични реакции
Гранулите им съдържат хистамин, хепарин и пероксидаза
Лимфоцити
В-, Т-лимфоцити и NK-клетките – 34%
Диаметър - 6 до 10 µm
Т-лимфоцити – 70-80%
Съзряват в тимуса
Клетъчен имунен отговор
В-лимфоцити – 10-15%
Съзряват в костния мозък и периферните лимфни възли
При среща с антиген в присъствието на Т-клетки и макрофаги, се превръщат в плазмени клетки - синтезират и секретират антитела
Хуморален имунен отговор
Моноцити
4%
Диаметър – между 14 и 20 µm
Мигрират от костния мозък към периферните тъкани – превръщат се в макрофаги (20-40 µm)
Макрофагите:
Фагоцитират патогени или клетъчни остатъци
Представят антигените на лимфоцитите
Лимфоцитите и моноцитите участват в специфичния имунен отговор на организма
Имунен отговор. Видове защита
Неспецифична имунна защита
Специфична имунна защита
Първичен имунен отговор – при първа среща с вирус
Вторичен имунен отговор – при повторна инфекция
Имунитет
Активен имунитет – специфичните антигени
Пасивен имунитет – готови антителаНеспецифичен имунитет
Осъществява се от:
Лизозим
Фактори на комплемента
NK клетки
Неутрофили и макрофаги
Разпознават местата на навлизане на микроорганизми с цитокинови рецептори
Чрез селектини се закотвят върху ендотела, преминават през него и поглъщат микроорганизмите
Вътре в клетката лизозомите го разрушават под действие на лизозим, оксиданти (водороден пероксид, кислородн