Внутренняя среда. Значение крови и ее состав

ВВЕДЕНИЕ

Кровь один из компонентов внутренний среды человека и необходимый компонент для жизнедеятельности организма. Кровь содержит эритроциты и лейкоциты. Впервые подсчет эритроцитов произвел ассистент Института патологии в Берлине Рихард Тома. Он создал камеру, которая представляла собой толстое стекло с углублением для крови. На дне углубления была выгравирована сетка, видимая только под микроскопом. Кровь разводили в 100 раз. Подсчитывали количество клеток над сеткой, а затем умножали полученное число на 100. Столько эритроцитов было в 1 мл крови. Всего у здорового человека 25 трлн эритроцитов. Если количество их уменьшается, скажем, до 15 трлн, то человек чем-то болен. В этом случае транспортировка кислорода из легких в ткани нарушается.

ГЛАВА 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ УРОКОВ ПО ТЕМЕ «ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА. ЗНАЧЕНИЕ КРОВИ И ЕЕ СОСТАВ»

Оборудование: таблица с изображением состава крови, схемы кровообращения и оттока лимфы; на каждый стол -- микроскоп; препараты крови лягушки и крови человека (набор препаратов «Общая гистология» для школы).

Задачи урока: показать, что внутренняя среда организма, состоящая из крови, тканевой жидкости и лимфы, представляет собой единую систему, все элементы которой взаимно переходят друг в друга -- из крови образуется тканевая жидкость, а она превращается в лимфу, которая снова попадает в кровь (круг замыкается); выяснить значение крови в целом и отдельных ее элементов -- плазмы крови и форменных элементов (тромбоцитов, эритроцитов и лимфоцитов).

Методические рекомендации

На этом уроке вводится понятие о единстве элементов внутренней среды и отмечается ее постоянство. Значение этого постоянства и механизмы его поддержания на этом уроке рассматривать не стоит. Это можно будет сделать потом, когда школьники узнают о функциях внутренних органов.

Порядок изучения функций форменных элементов крови несколько отличен от традиционного. Вначале рассматриваются тромбоциты. Они связаны с функцией плазмы и участвуют в свертывании крови. В ходе объяснения нового материала подчеркивается, что свертывание -- это ферментативный процесс. Затем рассматриваются эритроциты и лейкоциты. Функция последних связана с проблемой иммунитета, а потому переход к материалу следующего урока вполне логичен.

Лабораторную работу № 5 можно дать в конце урока как закрепление изученного материала.

Ход урока

I. Проверка знаний

Фронтальный опрос. Как используют мышцы поступающие к ним кислород и питательные вещества? Что происходит при гиподинамии? Как достигается тренировочный эффект? В чем значение зарядки, уроков физической культуры и спорта?

II. Изучение нового материала

1. Состав внутренней среды: кровь, тканевая жидкость, лимфа. Работа с рис. 37 на с. 69. В учебнике 7 класса учащиеся изучали круги кровообращения у млекопитающих, поэтому эти вопросы для них не будут трудными. Однако при рассмотрении рис. 37 учебника для 8 класса следует сделать ряд разъяснений: большой крут кровообращения изображен внизу, а малый -- вверху (из большого круга кровь по артериям движется к тканям). В нижнем кружке показаны процессы, происходящие в тканях. Плазма выходит из кровеносного сосуда и пополняет количество тканевой жидкости. Излишки тканевой жидкости впитываются лимфатическими капиллярами и превращаются в лимфу, по лимфатическим сосудам лимфа направляется в кровь. По пути она очищается в лимфатических узлах (закрепить эти знания поможет работа 48 в рабочей тетради № 1). Лимфатические сосуды пронизывают все ткани, в том числе и в легких (когда под рентгеном обследуют легкие, то, прежде всего, обращают внимание на лимфоузлы: при заболеваниях они увеличиваются).

ГЛАВА 2. КРОВЬ И ОСТАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ ОРГАНИЗМА

Компоненты внутренней среды. Первый компонент внутренней среды -- кровь. Она циркулирует по замкнутой системе сосудов и непосредственно с другими тканями тела не сообщается.

Кровь состоит из жидкой части -- плазмы, выполняющей роль межклеточного вещества, и форменных элементов: клеток -- эритроцитов и лейкоцитов и кровяных пластинок -- тромбоцитов, относящихся к неклеточным форменным элементам крови.

В капиллярах -- тончайших кровеносных сосудах, где происходит обмен между кровью и клетками тканей, жидкая часть крови частично покидает кровеносные сосуды. Она переходит в межклеточные промежутки и становится тканевой жидкостью (рис. 42).

Тканевая жидкость является вторым компонентом внутренней среды, в которой непосредственно находятся клетки. В ней около 95% воды, 0,9% минеральных солей, 1,5% белков и других органических веществ, а также кислород и углекислый газ. Из тканевой жидкости клетки получают питательные вещества и кислород, принесенные кровью. В тканевую жидкость клетки выделяют продукты распада. И лишь оттуда они поступают в кровь и уносятся ею.

Лимфа является третьим компонентом внутренней среды. Она перемещается по лимфатическим сосудам. Лимфатические сосуды начинаются в тканях мелкими слепыми мешочками, состоящими из эпителиального слоя клеток. Это лимфатические капилляры. Они интенсивно поглощают избытки тканевой жидкости.

Лимфатические сосуды сливаются друг с другом и в конечном итоге образуют главный лимфатический сосуд (проток), через который лимфа попадает в кровеносную систему.



Рис. 1. Циркуляция крови, тканевой жидкости и лимфы:

А -- схема кровообращения и лимфооттока;

Б -- образование тканевой жидкости из плазмы крови и образование лимфы в лимфатических капиллярах.

I. Поступление крови к тканям: 1 -- аорта и артерии большого круга. 11. Образование тканевой жидкости и лимфы в тканях: 2 -- кровеносный капилляр; 3 -- тканевая жидкость; 4 -- лимфатический капилляр. III. Отток крови и лимфы от тканей: 5 -- вены большого круга; нижняя полая вена; 6 -- верхняя полая вена; 7 -- лимфатический сосуд; 8 -- лимфатические узлы

На пути лимфы находятся лимфатические узлы (рис. 42), они являются фильтрами, где задерживаются посторонние частицы и уничтожаются микроорганизмы.

Относительное постоянство внутренней среды. Внутренняя среда организма находится в подвижном равновесии, поскольку одни вещества расходуются, и этот расход восполняется. Так, на смену использованным питательным веществам поступают новые питательные вещества из кишечника. В стенках кровеносных сосудов есть рецепторы, которые сигнализируют о превышении или снижении концентрации каких-либо веществ в крови. Если концентрация этих веществ приближается к верхней границе нормы, действуют рефлексы, которые снижают их концентрацию. А если она опускается ниже нормы, возбуждаются другие рецепторы, которые вызывают противоположные рефлексы.

Благодаря работе нервной и эндокринной систем колебания концентрации веществ, находящихся в крови, тканевой жидкости и лимфе, не выходят за пределы нормы. Так, содержание иона К⁺ в плазме крови здорового человека колеблется от 16 до 20 мг % (то есть от 16 до 20 мг в 100 мл крови). Любая величина в пределах этих границ нормальна.

Содержание различных веществ и клеток крови в организме человека выражается не одной цифрой, а некоторым диапазоном (от -- до). Это результат подвижного равновесия между их приходом и расходом.

Состав крови. Если кровь предохранить от свертывания и дать ей отстояться, то произойдет ее расслоение на составные части. Сверху окажется прозрачная, слегка желтоватая жидкость -- плазма крови. Вниз осядут форменные элементы крови. Нижнюю часть пробирки займут эритроциты, которые составят примерно 73 общего объема. Небольшой тонкий слой над эритроцитами образуют лейкоциты (рис. 3).

Плазма крови имеет относительно постоянный солевой состав. Около 0,9% плазмы приходится на поваренную соль (хлористый натрий), есть в ней и соли калия, кальция, фосфорной кислоты. Около 7% плазмы составляют белки. Среди них белок фибриноген, который принимает участие в свертывании крови. В плазме крови есть углекислый газ, глюкоза, а также другие питательные вещества и продукты распада.

Эритроциты -- красные кровяные клетки, транспортирующие кислород к тканям и углекислый газ к легким. Эритроцит имеет форму двояковогнутого диска, что увеличивает его поверхность. Красный цвет эритроцита зависит от особого вещества -- гемоглобина. В легких он присоединяет к себе кислород и становится оксигемоглобином. В тканях это соединение распадается на кислород и гемоглобин. Кислород используется клетками организма, а гемоглобин, присоединив к себе углекислый газ, возвращается в легкие, отдает углекислый газ и вновь присоединяет кислород. Гемоглобин обозначают символом НЬ. Равенство реакции образования и распада оксигемоглобина выглядит так: в легких Hb + 40₂ = HbO_g; в тканях HbO_g = НЬ + 40₂. Оксигемоглобин имеет более светлую окраску, и потому обогащенная кислородом артериальная кровь выглядит ярко-алой. Гемоглобин, оставшийся без кислорода, темно-красный. Поэтому венозная кровь значительно темнее артериальной.

У всех позвоночных, кроме млекопитающих, клетка эритроцита имеет ядро. У млекопитающих зрелые эритроциты ядер не имеют: они утрачиваются в процессе развития (рис. 44). Двояковогнутая форма эритроцита и отсутствие ядра способствуют переносу газов, так как увеличенная поверхность клетки быстрее поглощает кислород, а отсутствие ядра позволяет использовать для транспортировки кислорода и углекислого газа весь объем клетки.

У мужчин в 1 мм³ крови содержится в среднем 4,5--5 млн. эритроцитов, у женщин -- 4--4,5 млн.

Лейкоциты -- клетки крови с хорошо развитыми ядрами (см. рис. 43). Их называют белыми кровяными клетками, хотя на самом деле они бесцветные. Основная функция лейкоцитов -- распознавание и уничтожение чужеродных соединений и клеток, которые оказываются во внутренней среде организма. Известны различные виды лейкоцитов.

Число лейкоцитов варьирует в пределах 4--8 тыс. в 1 мм³, что связано с наличием инфекции в организме, со временем суток, едой. Некоторые лейкоциты способны к амебовидному движению. Обнаружив чужеродное тело, они ложноножками захватывают его, поглощают и уничтожают (рис. 45). Это явление было открыто Ильей Ильичом Мечниковым (1845--1916) и названо фагоцитозом, а сами лейкоциты фагоцитами, что означает «клетки-пожиратели».

Большая группа клеток крови называется лимфоцитами, поскольку созревание их завершается в лимфатических узлах и в вилочковой железе (тимусе). Эти клетки способны опознавать химическую структуру чужеродных соединений антигенов и вырабатывать особые химические вещества -- антитела, которые нейтрализуют или уничтожают эти антигены.

Способностью к фагоцитозу обладают не только лейкоциты крови, но и находящиеся в тканях более крупные клетки -- макрофаги. При проникновении микроорганизмов через кожу или слизистые во внутреннюю среду организма макрофаги перемещаются к ним и участвуют в их уничтожении.

Тромбоциты, или кровяные пластинки, принимают участие в свертывании крови. Если происходит травма и кровь выходит из сосуда, тромбоциты слипаются и разрушаются.

Созревание эритроцита

При этом они выделяют ферменты, которые вызывают целую цепочку химических реакций, ведущих к свертыванию крови. Свертывание крови возможно потому, что в ней находится жидкий белок фибриноген, который под действием ферментов превращается в нити нерастворимого белка фибрина. Образуется сетка, в которой задерживаются клетки крови. Этот кровяной сгусток, закрывающий рану, и останавливает кровотечение (рис. 2).

Для образования сгустка необходимо, чтобы в крови были соли кальция, витамин К и некоторые другие вещества. Если соли кальция удалены или в крови нет витамина К, кровь свертываться не будет. Обычно, когда хотят предохранить кровь от свертывания, например при ее переливании, из крови удаляют один из указанных компонентов, чаще всего соли кальция. Такую кровь можно сохранять длительное время.

Анализ крови. Состав крови является важной характеристикой состояния организма, поэтому анализ крови -- одно из наиболее часто проводимых исследований. При анализе крови определяют количество клеток крови, содержание гемоглобина, концентрацию сахара и других веществ, а также скорость оседания эритроцитов (СОЭ). При наличии какого-нибудь воспалительного процесса СОЭ увеличивается. Норма СОЭ для мужчин 2--10 мм/ч, для женщин 2--15 мм/ч.

Фагоцитоз

При нарушении функций красного костного мозга, недостатке в организме железа и некоторых других веществ, а так же при значительной потере крови (например, в результате кровотечения, вызванного травмой) возникает кратковременное или длительное малокровие (анемия). При этом в крови снижается содержание эритроцитов и гемоглобина. Норма гемоглобина у мужчин 13--16 г%, у женщин 12--14 г% (то есть число граммов в 100 см³ крови).

Кроветворение. Эритроциты, лейкоциты и тромбоциты образуются в красном костном мозге. Однако дозревание многих лимфоцитов происходит в тимусе (вилочковой железе) и лимфатических узлах. Эти лимфоциты попадают в кровь вместе с лимфой.

Кроветворение -- очень интенсивный процесс, так как продолжительность жизни форменных элементов крови небольшая. Лейкоциты живут от нескольких часов до 3--5 суток, эритроциты -- 120--130 суток, тромбоциты -- 5--7 суток.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ: «КРОВЬ И КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА»

3.1 Уроки

Урок №1. Строение и функции эритроцитов

Оборудование: таблица «Кровь», микроскопы, микропрепараты «Кровь лягушки» и «Кровь человека».

ХОД УРОКА

1. Постановка проблемы

(текст записан на доске)

В 5 л крови человека может раствориться около 10 мл кислорода, а для удовлетворения потребности организма его нужно около 200 мл в 1 мин. Как организм человека получает нужное количество кислорода?

Ожидаемый ответ

Если кровь не обеспечивает потребностей организма человека в кислороде, связывая его физически, т.е. растворяя в себе, значит, в крови должны быть вещества, способные химически связывать кислород и в виде соединений транспортировать его к тканям.

Комментарий учителя

Действительно, такие химические вещества в крови есть, и они называются дыхательными пигментами.

2. Дыхательные пигменты и их значение

Дыхательные пигменты - это вещества крови и гемолимфы, обратимо связывающие молекулярный кислород. При высоких концентрациях кислорода пигмент легко его присоединяет, а при низких - быстро отдает.

По своей природе дыхательные пигменты - сложные белки, в состав которых, помимо собственно белковой части, входит еще и металл. Такие сложные белки называются металлопротеидами. В крови животных разных систематических групп присутствуют разные дыхательные пигменты. Например, у некоторых улиток и ракообразных гемолимфа содержит гемоцианин (медьсодержащий белок, окисленная форма которого имеет синий цвет, восстановленная - бесцветная), y головоногих моллюсков и некоторых кольчатых червей - гемоэритрин, а кровь некоторых червей содержит хлорокруонин (железосодержащий белок, окисленная форма которого имеет красный, а восстановленная - зеленый цвет). Ну а самым распространенным дыхательным пигментом у животных является гемоглобин.

Вопрос

Почему среди всех дыхательных пигментов наибольшее распространение получил гемоглобин?

Ожидаемый ответ

Наверное, по сравнению с другими пигментами гемоглобин может связывать больше кислорода.

Комментарий учителя

Действительно, гемоглобин способен присоединять больше кислорода, чем другие дыхательные пигменты. Гемоглобин относится к железосодержащим пигментам. Он присутствует в крови некоторых моллюсков, кольчатых червей и всех позвоночных животных. Окисленная форма гемоглобина имеет оранжево-красный (алый) цвет (артериальная кровь), а восстановленная форма - пурпурно-красный цвет (венозная кровь).

Связывающая способность некоторых пигментов по отношению к кислороду приведена в таблице.

Таблица. Связывание кислорода пигментами, содержащимися в 100 мл крови

Пигмент	Объем связанного кислорода, мл
Гемоцианин Хлорокруонин Гемоглобин (рыбы и земноводные) Гемоглобин (млекопитающие)	2-8 9 9-11 до 25

Таким образом гемоглобин по сравнению с другими дыхательными пигментами может обратимо связать больше кислорода, т.е. он обладает большей кислородной емкостью (кислородная емкость крови, или КЕК, - это максимальное количество кислорода, обратимо связываемое дыхательными пигментами). Поэтому в ходе эволюции выбор был сделан в пользу гемоглобина.

3. Кислородная емкость крови у разных животных

Кислородная емкость крови у разных форм животных зависит от условий их обитания и образа жизни. Усложнение организмов в ходе эволюции, выход животных из воды на сушу, появление терморегуляции, возрастание интенсивности окисления были бы невозможны без повышения КЕК.

Вопрос

Каким образом в ходе эволюции животных была повышена кислородная емкость крови?

Ожидаемый ответ

КЕК можно повысить, увеличивая концентрацию гемоглобина в крови.

Комментарий учителя

Действительно, повышая концентрацию гемоглобина в крови, можно увеличить КЕК. У большинства беспозвоночных животных (моллюски, некоторые кольчатые черви) гемоглобин растворен в плазме крови. По мере роста активности животных потребность в кислороде все возрастала, но дальнейшее увеличение концентрации дыхательного пигмента в плазме приводило к повышению вязкости крови и затрудняло ее передвижение по капиллярам, т.е. ухудшало снабжение тканей кислородом.

Вопрос

Как же можно увеличить содержание гемоглобина в крови, не увеличивая ее вязкости?

Ожидаемый ответ

Пигмент может быть изолирован от плазмы путем «упаковки» в особые клетки.

Комментарий учителя

Действительно, локализация пигмента в клетках дает возможность увеличить его содержание в крови без одновременного увеличения числа частиц в растворе, т.е. без увеличения вязкости. У позвоночных животных гемоглобин находится в специальных клетках крови - эритроцитах.

4. Выполнение лабораторной работы

В ходе выполнения лабораторной работы нам предстоит выяснить, что представляют собой эритроциты, как они приспособлены к выполнению газовой (дыхательной) функции.

Инструктивная карточка

Тема: «Изучение постоянных препаратов крови лягушки и человека, выявление особенностей строения эритроцитов человека в связи с выполняемыми функциями».

Оборудование: микроскопы, микропрепараты «Кровь лягушки» и «Кровь человека».

Ход работы

1. Исследуйте микропрепарат «Кровь лягушки» под микроскопом.

2. Опишите форму и строение эритроцитов лягушки, сделайте рисунок.

3. Рассмотрите микропрепарат «Кровь человека» под микроскопом. Найдите эритроциты и зарисуйте их в тетради.

4. Сравните эритроциты лягушки и человека, заполните таблицу.

Таблица. Эритроциты лягушки и человека

Признаки сравнения	Эритроциты лягушки	Эритроциты человека
Размеры Форма Количество (в поле зрения) Наличие ядра

5. Сделайте вывод о том, каково значение выявленных различий в организации эритроцитов лягушки и человека.

Микропрепарат «Кровь лягушки»

5. Обсуждение результатов лабораторной работы

В ходе лабораторной работы учащиеся должны выявить следующие особенности эритроцитов человека по сравнению с лягушкой.

1. Очень малые размеры - их диаметр составляет 7-8 мкм и приблизительно равен диаметру кровеносных капилляров. Эритроциты же лягушки очень велики - до 22,8 мкм в диаметре, но их количество невелико - 0,38 млн в 1 мм³ крови.

2. Большая концентрация эритроцитов в крови человека и большая суммарная площадь поверхности (в 1 мм³ крови содержится около 5 млн эритроцитов, суммарная площадь их поверхности составляет около 3 тыс. м²).

3. Эритроциты всех млекопитающих, кроме верблюдов, имеют необычную форму двояковогнутого диска. Это увеличивает площадь поверхности эритроцита.

4. Отсутствие ядер в зрелых эритроцитах человека (молодые эритроциты ядра имеют, но они в дальнейшем исчезают) позволяет разместить больше молекул гемоглобина в эритроците (в зрелом эритроците их около 265ґ106).

Таким образом, строение эритроцитов человека идеально подходит для выполнения ими газовой функции. Благодаря особенностям строения эритроцитов кровь быстро и в больших количествах насыщается кислородом и доставляет его в химически связанном виде в ткани. А это одна из причин (наряду с четырехкамерным сердцем, полным разделением венозного и артериального кровотоков, прогрессивными изменениями в строении легких и т.д.) гомойотермности (теплокровности) млекопитающих, в том числе и человека.

6. Образование и гибель эритроцитов. Малокровие

Процесс образования эритроцитов носит название эритропоэза (а процесс кроветворения называется гемопоэзом), ткань, в которой он происходит, называют кроветворной (гемопоэтической).

Вопрос

Где расположена кроветворная ткань?

Ожидаемый ответ (на основе ранее изученного материала)

У младенцев кроветворная ткань содержится во всех костях, а у взрослых людей в так называемых плоских костях (кости черепа, ребра, грудина, позвонки, ключицы, лопатки).

Продолжительность жизни эритроцитов у взрослых людей составляет около 3 месяцев, после чего они разрушаются в печени или селезенке. Белковые компоненты эритроцита расщепляются на составляющие их аминокислоты, а железо удерживается печенью и хранится в ней в составе белка ферритина. Железо может в дальнейшем использоваться при образовании новых эритроцитов.

Каждую секунду в организме человека разрушается от 2 до 10 млн эритроцитов. Скорость paспада эритроцитов и замещения их новыми зависит от содержания в атмосфере кислорода, доступного для переноса кровью. Низкое содержание кислорода стимулирует эритропоэз. Благодаря этому оказывается возможной адаптация человека, например, к пониженному содержанию кислорода в горах.

Состояние организма, при котором в крови уменьшается либо количество эритроцитов, либо coдержание гемоглобина, в каждом из них называется малокровием, или анемией. Причины малокровия могут быть следующими:

- большие кровопотери;

- перенесение заболевания, например малярии;

- отравление ядами некоторых животных, например змей;

- нарушение образования эритроцитов в кроветворной ткани;

- нарушение процессов всасывания железа в тонком кишечнике;

- недостаток некоторых витаминов, например В12;

- недостаточное питание;

- переутомление, отсутствие полноценного отдыха.

Во всех случаях при анемии в крови уменьшается количество гемоглобина, в результате чего ткани испытывают недостаток кислорода. Малокровие лечат различными лекарственными препаратами, а также переливанием крови. Усиленное питание, свежий воздух также нередко помогают восстановить нормальное содержание гемоглобина в крови.

Урок №2. Эритроциты и лейкоциты

Кровь под микроскопом

Игра проходит в форме пресс-конференции по обсуждению проблемы строения клеток крови и их функций в организме. Роли корреспондентов газет и журналов, освещающих проблемы гематологии, специалистов по гематологии и переливанию крови исполняют учащиеся. Заранее определены темы для обсуждения и выступлений «специалистов» на пресс-конференции.

1. Эритроциты: особенности строения и функции.

2. Малокровие.

3. Переливание крови.

4. Лейкоциты, их строение и функции.

Подготовлены вопросы, которые будут задаваться «специалистам», присутствующим на пресс-конференции.

На уроке используют таблицу «Кровь» и таблицы, подготовленные учащимися.

Таблица

Форменные элементы крови

Группы крови и варианты их переливания



Определение групп крови на лабораторных стеклышках

Научный сотрудник Института гематологии. Уважаемые коллеги и журналисты, разрешите открыть нашу пресс-конференцию.

Корреспондент журнала «Наука и жизнь». Вы мы знаем, что кровь состоит из плазмы и клеток. Хотелось бы узнать, как и кем были открыты эритроциты.

Научный сотрудник. Однажды Антони ван Левенгук порезал палец и рассмотрел кровь под микроскопом. В однородной красной жидкости он увидел многочисленные образования розоватого цвета, напоминающие шарики. В центре они были чуть светлее, чем по краям. Левенгук назвал их красными шариками. Впоследствии их стали называть красными кровяными клетками.

Корреспондент журнала «Химия и жизнь». Сколько же у человека эритроцитов и как их можно сосчитать?

Научный сотрудник. Впервые подсчет эритроцитов произвел ассистент Института патологии в Берлине Рихард Тома. Он создал камеру, которая представляла собой толстое стекло с углублением для крови. На дне углубления была выгравирована сетка, видимая только под микроскопом. Кровь разводили в 100 раз. Подсчитывали количество клеток над сеткой, а затем умножали полученное число на 100. Столько эритроцитов было в 1 мл крови. Всего у здорового человека 25 трлн эритроцитов. Если количество их уменьшается, скажем, до 15 трлн, то человек чем-то болен. В этом случае транспортировка кислорода из легких в ткани нарушается. Наступает кислородное голодание. Первый его признак - одышка при ходьбе. У больного начинает кружиться голова, появляется шум в ушах, снижается работоспособность. Врач констатирует у больного малокровие. Малокровие излечимо. Усиленное питание и свежий воздух помогают восстановить здоровье.

Журналист газеты «Комсомольская правда». Почему эритроциты так важны для человека?

Научный сотрудник. Ни одна клетка нашего организма не похожа на эритроцит. Все клетки имеют ядра, а у эритроцитов их нет. Большинство клеток неподвижны, эритроциты двигаются, правда, не самостоятельно, а с током крови. Эритроциты имеют красный цвет за счет содержащегося в них пигмента - гемоглобина. Природа идеально приспособила эритроциты для выполнения основной роли - транспортировки кислорода: благодаря отсутствию ядра высвобождается дополнительное место для гемоглобина, которым заполнена клетка. В одном эритроците содержится 265 молекул гемоглобина. Основная задача гемоглобина - транспортировка кислорода от легких к тканям.

При прохождении крови по легочным капиллярам гемоглобин, соединяясь с кислородом, превращается в соединение гемоглобина с кислородом - оксигемоглобин. Оксигемоглобин имеет ярко-алую окраску - этим и объясняется алый цвет крови в малом круге кровообращения. Такая кровь называется артериальной. В тканях организма, куда по капиллярам попадает кровь из легких, кислород отщепляется от оксигемоглобина и используется клетками. Освободившийся же при этом гемоглобин присоединяет к себе накопившуюся в тканях углекислоту, образуется карбоксигемоглобин.

Если этот процесс остановится, клетки организма уже через несколько минут начнут погибать. В природе имеется еще одно вещество, которое так же активно, как и кислород, соединяется с гемоглобином. Это оксид углерода, или угарный газ. Вступая в соединение с гемоглобином, он образует метгемоглобин. Гемоглобин после этого временно теряет способность соединяться с кислородом, и наступает тяжелейшее отравление, иногда заканчивающееся смертью.

Корреспондент газеты «Известия». При некоторых заболеваниях человеку делают переливание крови. Кто первым классифицировал группы крови?

Научный сотрудник. Первым, кто выделил группы крови, был врач Карл Ландштейнер. Он окончил Венский университет и занимался изучением свойств крови человека. Ландштейнер взял шесть пробирок с кровью разных людей, дал ей отстояться. При этом кровь разделилась на два слоя: верхний - соломенно-желтый, и нижний - красный. Верхний слой представляет собой сыворотку, а нижний - эритроциты.

Ландштейнер смешивал эритроциты из одной пробирки с сывороткой из другой. В некоторых случаях эритроциты из однородной массы, которую они представляли собой ранее, разбивались на отдельные небольшие сгустки. Под микроскопом было видно, что они состоят из слипшихся друг с другом эритроцитов. В других пробирках сгустки не образовались.

Почему сыворотка из одной пробирки склеивала эритроциты из второй пробирки, но не склеивала эритроциты из третьей пробирки? День за днем Ландштейнер повторял опыты, получая все те же результаты. Если эритроциты одного человека склеиваются сывороткой другого, рассуждал Ландштейнер, значит, в эритроцитах содержатся антигены, а в сыворотке - антитела. Антигены, которые находятся в эритроцитах разных людей, Ландштейнер обозначил латинскими буквами A и B, а антитела к ним - греческими буквами a и b. Склеивание эритроцитов не наступает, если антител к их антигенам в сыворотке нет. Поэтому ученый делает вывод, что кровь разных людей неодинакова и ее следует разделить на группы.

Он проделал тысячи опытов, пока не установил окончательно: кровь всех людей в зависимости от свойств можно разделить на три группы. Каждую из них он назвал латинскими буквами по алфавиту A, B и C. К группе A он отнес людей, у которых в эритроцитах содержится антиген A, к группе B - людей с антигеном B в эритроцитах, а к группе C - людей, в эритроцитах которых не было ни антигена A, ни антигена B. Свои наблюдения он изложил в статье «Об агглютинативных свойствах нормальной человеческой крови» (1901).

В начале XX в. в Праге работал врач-психиатр Ян Янский. Он искал причину психических заболеваний в свойствах крови. Эту причину он не нашел, но установил, что у человека существует не три, а четыре группы крови. Четвертая встречается реже, чем первые три. Именно Янский дал группам крови порядковые обозначения римскими цифрами: I, II, III, IV. Такая классификация оказалась очень удобной и была официально утверждена в 1921 г.

В настоящее время принято буквенное обозначение групп крови: I (0), II (А), III (B), IV (АВ). После исследований Ландштейнера стало ясно, почему раньше переливание крови часто заканчивалось трагически: кровь донора и кровь реципиента оказывались несовместимыми. Определение группы крови перед каждым переливанием сделало этот метод лечения совершенно безопасным.

Корреспондент журнала «Наука и жизнь». Какова роль лейкоцитов в организме человека?

Научный сотрудник. В нашем организме часто происходят невидимые сражения. Вы занозили палец, и уже через несколько минут к месту повреждения устремляются лейкоциты. Они вступают в борьбу с микробами, которые проникли вместе с занозой. Палец начинает нарывать. Это защитная реакция, направленная на удаление инородного тела - занозы. В месте внедрения занозы образуется гной, который состоит из «трупов» лейкоцитов, погибших в «бою» с инфекцией, а также разрушенных клеток кожи и подкожно-жировой клетчатки. Наконец нарыв лопается, и заноза удаляется вместе с гноем.

Впервые этот процесс описал русский ученый Илья Ильич Мечников. Он обнаружил фагоциты, которые врачи называют нейтрофилами. Их можно сравнить с пограничными войсками: они находятся в крови и лимфе и первыми вступают в схватку с врагом. За ними движутся своеобразные санитары, еще один вид лейкоцитов, они пожирают «трупы» погибших в бою клеток.

Как же передвигаются лейкоциты навстречу микробам? На поверхности лейкоцита появляется небольшой бугорок - ложноножка. Она постепенно увеличивается и начинает раздвигать окружающие клетки. Лейкоцит как бы переливает в нее свое тело и через несколько десятков секунд оказывается уже на новом месте. Так лейкоциты проникают через стенки капилляров в окружающие ткани и обратно в кровеносный сосуд. Кроме того, для передвижения лейкоциты используют ток крови.

В организме лейкоциты находятся в постоянном движении - работа им всегда находится: часто они борются с вредными микроорганизмами, обволакивая их. Микроб оказывается внутри лейкоцита, и начинается процесс «переваривания» с помощью выделяемых лейкоцитами ферментов. Так же лейкоциты очищают организм от разрушенных клеток - ведь в нашем теле постоянно происходят процессы рождения молодых клеток и гибели старых.

Способность «переваривать» клетки во многом зависит от содержащихся в лейкоцитах многочисленных ферментов. Представим себе, что в организм попадает возбудитель брюшного тифа - эта бактерия, как, впрочем, и возбудители других болезней, представляет собой организм, строение белков которого отличается от строения белков человека. Такие белки получили название антигенов.

В ответ на попадание антигена в плазме крови человека появляются особые белки - антитела. Они обезвреживают пришельцев, вступая с ними в разнообразные реакции. Антитела против многих инфекционных заболеваний остаются в плазме человека на всю жизнь. Лифмоциты составляют 25-30% от всего количества лейкоцитов. Они представляют собой круглые маленькие клетки. Основную часть лимфоцита занимает ядро, покрытое тоненькой оболочкой цитоплазмы. Лимфоциты «живут» в крови, лимфе, лимфатических узлах, селезенке. Именно лимфоциты являются организаторами нашей иммунной реакции.

Учитывая важную роль лейкоцитов в организме, гематологи применяют переливание их больным. Из крови с помощью специальных методов выделяют лейкоцитарную массу. Концентрация лейкоцитов в ней в несколько сот раз больше, чем в крови. Лейкоцитарная масса - очень нужный препарат.

При некоторых заболеваниях количество лейкоцитов в крови больных снижается в 2-3 раза, что представляет большую опасность для организма. Такое состояние называется лейкопенией. При тяжелой лейкопении организм не в состоянии бороться с различными осложнениями, например воспалением легких. Без лечения больные часто погибают. Иногда наблюдается она и при лечении злокачественных опухолей. В настоящее время при первых признаках лейкопении больным назначают лейкоцитарную массу, что часто позволяет добиться стабилизации количества лейкоцитов в крови.

3.2 Тестовые задания по теме «Кровь. Внутренняя среда организма»

1. Человек, имеющий II группу крови, может дать кровь для оказания медицинской помощи человеку с:

а) I группой крови;

б) II группой крови;

в) III группой крови;

г) IV группой крови.

2. Человек, имеющий III группу крови, может дать кровь для оказания медицинской помощи человеку с:

а) I группой крови;

б) II группой крови;

в) III группой крови;

г) IV группой крови.

3. Человек, имеющий IV группу крови, может дать кровь для оказания медицинской помощи человеку с:

а) I группой крови;

б) II группой крови;

в) III группой крови;

г) IV группой крови.

4. Лейкоциты по-другому называют:

а) красные клетки крови;

б) белые клетки крови;

в) желтые клетки крови.

5. Клеточные ядра в лейкоцитах:

а) есть;

б) отсутствуют.

6. В 1 мм³ крови содержится лейкоцитов:

а) 15-20 тыс.;

б) 45-50 тыс.;

в) 6-8 тыс.;

г) 1-2 тыс.

7. Лейкоциты образуются в:

а) красном костном мозге;

б) селезенке;

в) лимфатических узлах;

г) печени;

д) желтом костном мозге.

8. Явление фагоцитоза было открыто:

а) И.П. Павловым;

б) И.М. Сеченовым;

в) И.И. Мечниковым;

г) А.А. Ухтомским.

9. Иммунитет, выработанный после перенесения инфекционного заболевания (например, оспы):

а) врожденный;

б) приобретенный;

в) искусственный;

г) естественный.

10. Иммунитет, выработанный после прививок:

а) врожденный;

б) приобретенный;

в) искусственный;

г) естественный.

11. Виды иммунитета, составляющие естественный иммунитет:

а) врожденный;

б) приобретенный;

в) искусственный;

г) естественный.

12. После полученных прививок в организме человека вырабатываются:

а) клетки-пожиратели;

б) антитела;

в) антибиотики.

13. Иммунитет ко многим болезням животных, которым люди обладают с рождения:

а) врожденный;

б) приобретенный;

в) искусственный;

г) естественный.

14. Ученый, впервые разработавший метод предупредительных прививок:

а) Луи Пастер;

б) Уильям Гарвей;

в) Б.Л. Астауров;

г) И.М. Сеченов.

15. Лейкоциты:

а) могут передвигаться самостоятельно;

б) не могут передвигаться самостоятельно.

16. Заболевания, после которых в организме человека надолго сохраняются антитела к их возбудителям:

а) ангина;

б) корь;

в) грипп;

г) дифтерия;

д) коклюш.

17. Вещество, образующее очень прочное соединение с гемоглобином и поэтому смертельно ядовитое:

a) CO₂;

б) О₂; в) CO;

г) NO₂.

18. Химические элементы, входящие в состав гемоглобина:

а) N;

б) Fe;

в) Na;

г) F.

19. Цвет соединения гемоглобина с кислородом:

а) темно-синий;

б) красный;

в) синий;

г) ярко-красный.

20. Клетки крови, беспрепятственно выходящие из кровеносных сосудов в окружающую их среду:

а) эритроциты;

б) лейкоциты;

в) тромбоциты.

21. Вещество, добавляемое при консервировании крови для предотвращения ее свертывания:

а) карбонат магния;

б) цитрат натрия;

в) сульфат алюминия.

22. Количество кругов кровообращения в организме человека:

а) 2;

б) 4;

в) 3;

г) 1.

3.3 Кроссворды

3.3.1 Кровообращение

По вертикали: 2. Сосуды, по которым кровь течет от сердца.

По горизонтали: 1. Следствие нарушения кровотока в коронарных артериях. 3. Вещество, усиливающее работу сердца. 4. Способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в самой сердечной мышце. 5. Сосуды, по которым кровь течет к сердцу. 6. Самая крупная артерия. 7. Микроскопические кровеносные сосуды. 8. Заболевание, основным симптомом которого является повышенное артериальное давление.

Ответы

По вертикали: Артерии.

По горизонтали: 1. Инфаркт. 3. Адреналин. 4. Автоматия. 5. Вены. 6. Аорта. 7. Капилляры. 8. Гипертония.

3.3.2 Внутренняя среда организма

По вертикали: 2. Вещество, входящее в состав эритроцитов.

По горизонтали: 1. Растворенный в плазме крови белок. 3. Защитная реакция организма на инфекцию. 4. Кровяные клетки, участвующие в свертывании. 5. Красные кровяные клетки. 6. Процесс обезвреживания бактерий специальными клетками. 7. Жидкая часть крови. 8. Плазма крови без фибриногена. 9. Нерастворимый белок крови. 10. Жидкость, образующая внутреннюю среду организма. 11. Человек, дающий свою кровь для переливания.

Ответы

По вертикали: 2. Гемоглобин.

По горизонтали: 1. Фибриноген. 3. Воспаление. 4. Тромбоциты. 5. Эритроциты. 6. Фагоцитоз. 7. Плазма. 8. Сыворотка. 9. Фибрин. 10. Лимфа. 11. Донор.

3.3.3 Иммунитет

По вертикали: 2. Вещество, образующееся под воздействием чужеродных тел.

По горизонтали: 1. Культура ослабленных микробов, вводимых в организм человека. 3. Способность организма распознавать и обезвреживать болезнетворные микробы и вирусы. 4. Препарат плазмы крови без фибриногена. 5. Введение в организм ослабленных или убитых возбудителей инфекционного заболевания для выработки иммунитета. 6. Иммунитет, приобретенный после прививки или после введения лечебной сыворотки. 7. Уничтожение болезнетворных микробов. 8. Состояние повышенной чувствительности организма к некоторым веществам. 9. Иммунитет, наследуемый ребенком от матери.