Химический состав плазмы крови человека

В данной статье рассмотрим свойства плазмы крови. Кровь имеет огромное значение в обменных процессах организма человека. Она включает в себя плазму и взвешенные в ней форменные элементы: эритроциты, тромбоциты и лейкоциты, которые занимают около 40-45 %, на входящие в состав плазмы элементы приходится 55-60 %.

Что такое плазма?

Плазма крови является жидкостью с однотипной вязкой структурой светло-желтого цвета. Если рассматривать ее как взвесь, можно обнаружить кровяные клетки. Плазма обычно прозрачная, но употребление в пищу жирных продуктов может сделать ее мутной.

Каковы же основные свойства плазмы? Об этом далее.

Состав плазмы и функции её частей

Большая часть состава плазмы (92 %) занята водой. Помимо этого, она содержит такие вещества, как аминокислоты, глюкоза, белки, ферменты, минералы, гормоны, жир, а также жироподобные вещества. Главным белком является альбумин. Он имеет невысокую молекулярную массу и занимает более 50 % во всём объёме белков.

Состав и свойства плазмы интересуют многих студентов-медиков, и следующая информация будет для них полезной.

Белки принимают участие в обмене веществ и синтезе, регулируют онкотическое давление, отвечают за сохранность аминокислот, переносят разного рода вещества.

Также в составе плазмы выделяют крупномолекулярные глобулины, которые производятся органами печени и иммунной системы. Различаются альфа-, бета- и гамма-глобулины.

Фибриноген – белок, который образуется в печени, обладает свойством растворимости. Из-за влияния тромбина может потерять этот признак и стать нерастворимым, вследствие чего появляется кровяной сгусток там, где был повреждён сосуд.

Плазма крови, помимо вышеперечисленного, содержит белки: протромбин, трансферрин, гаптоглобин, комплемент, тироксинсвязывающий глобулин и С-реактивный белок.

Функции плазмы крови

Она выполняет очень много функций, среди которых выделяются:

— транспортная – перенос продуктов обмена веществ и кровяных клеток;

— связывание жидких сред, расположенных за пределами кровеносной системы;

— контактная – обеспечивает связь с тканями в организме с помощью внесосудистых жидкостей, что позволяет плазме осуществлять саморегуляцию.

Физико-химические свойства плазмы

Плазма крови богата тромбоцитами. Она применяется в медицине в качестве стимулятора регенерации и заживления тканей организма. Белками, входящими в состав плазмы, обеспечивается свертываемость крови, осуществление транспортировки питательных веществ.

Также благодаря им происходит функционирование кислотно-основного гемостаза, поддерживается агрегатное состояние крови. Альбуминами выполняется синтез в печени. Питаются клетки и ткани, осуществляется транспортировка желчных веществ, а также резерв аминокислот. Выделим основные химические свойства плазмы:

• Альбуминами доставляются лекарственные компоненты.
• α-глобулинами активизируется выработка белков, осуществляется транспортировка гормонов, микроэлементов, липидов.
• β-глобулинами выполняется транспортировка катионов таких элементов, как железо, цинк, фосфолипиды, стероидные гормоны и желчные стерины.
• В G-глобулинах содержатся антитела.
• От фибриногена зависит свертываемость крови.

Самыми значимыми свойствами крови физико-химического характера, а также её компонентов (в том числе и свойствами плазмы) являются следующие:

— осмотическое и онкотическое давление;

— суспензионная устойчивость;

— коллоидная стабильность;

— вязкость и удельный вес.

Осмотическое давление

Осмотическое давление напрямую связано с концентрацией в плазме молекул растворённых веществ, суммой осмотических давлений разных ингредиентов в её составе. Такое давление представляет собой жёсткую гомеостатическую константу, которая у здорового человека равна примерно 7,6 атм. Оно осуществляет переход растворителя от менее концентрированного к более насыщенному посредством полунепроницаемой мембраны. Играет значимую роль в рассредоточении воды между клетками и внутренней средой организма. Основные свойства плазмы рассмотрим ниже.

Онкотическое давление

Онкотическое давление – это давление осмотического типа, создающееся в коллоидном растворе белками (другое название – коллоидно-осмотическое). Поскольку белки плазмы обладают плохой проходимостью в тканевую среду через стенки капилляров, онкотическое давление, которое ими создаётся, удерживает воду в крови. При этом осмотическое давление одинаковое в тканевой жидкости и плазме, а онкотическое гораздо выше в крови. Кроме того, уменьшенная концентрация белков в тканевой жидкости связана с тем, что они вымываются лимфой из внеклеточной среды; между тканевой жидкостью и кровью есть перепад насыщенности белка и онкотического давления. Так как в составе плазмы наиболее высокое содержание альбуминов, то онкотическое давление в ней создаётся преимущественно данным видом белков. Уменьшение их в плазме приводит к потере воды, отёкам тканей, а повышение – к задержке в крови воды.

Суспензионные свойства

Суспензионные свойства плазмы взаимосвязаны с коллоидной стабильностью белков в ее составе, то есть с сохранением клеточных элементов в состоянии взвеси. Показатель данных свойств крови оценивается по скорости оседания эритроцитов (СОЭ) в недвижимом кровяном объёме. Наблюдается следующее соотношение: чем больше альбуминов содержится по сравнению с менее устойчивыми коллоидными частицами, тем выше суспензионные свойства крови. Если же повышается уровень фибриногена, глобулинов и других нестабильных белков, СОЭ растёт и суспензионная способность снижается.

Коллоидная стабильность

Коллоидная стабильность плазмы детерминирована свойствами гидратации белковых молекул и присутствия на их поверхности двойного слоя ионов, создающих фи-потенциал (поверхностный), в который включён дзета-потенциал (электрокинетический), находящийся на стыке между коллоидной частицей и жидкостью, окружающей её. Он обусловливает возможность скольжения частиц в коллоидном растворе. Чем выше дзета-потенциал, тем сильнее белковые частицы отталкивают друг друга, и на этом основании определяется устойчивость коллоидного раствора. Величина его значительно больше у альбуминов в составе плазмы, и её стабильность чаще всего определяется данными белками.

Вязкость

Вязкость крови – способность её сопротивляться течению жидкости во время перемещения частиц с помощью внутреннего трения. С одной стороны, это сложные взаимоотношения между макромолекулами коллоидов и водой, с другой – между форменными элементами и плазмой. Вязкость плазмы выше, чем у воды. Чем больше она содержит крупномолекулярных белков (липопротеинов, фибриногена), тем сильнее вязкость плазмы. В целом данное свойство крови отражается на общем периферическом сосудистом сопротивлении кровотоку, то есть обусловливает функционирование сердца и сосудов.

Удельный вес

Удельный вес крови связан с количеством эритроцитом и содержанием в них гемоглобина, структуры плазмы. У взрослого человека средних лет колеблется от 1,052 до 1,064. За счёт различного содержания эритроцитов у мужчин такой показатель выше. Кроме того, удельный вес возрастает из-за потери жидкости, обильном потении в процессе физической трудовой деятельности и высокой температуры воздуха.

Мы рассмотрели свойства плазмы и крови.

Источник: FB.ru

Состав плазмы крови

Плазму из крови выделяют с помощью центрифуги-сепаратора. Плазма содержит в себе воду, которая содержит белки, и минеральные и органические соединения.

Белки плазмы:

1. Альбумины. Низкая молекулярная массой. Составляет 5% от общей массы белков;
2. α1 – глобулины;
3. α2 – глобулины;
4. β – глобулин;
5. G – глобулин; Крупномолекулярные. Составляют 3% от общей массы белков;
6. Фибриногены. Глобулярные белки. Составляют 0,4% от общей массы белков.

Питательные вещества плазмы:

1. Глюкоза;
2. Липиды;
3. Гормоны;
4. Ферменты;
5. Витамины;
6. Продукты обмена веществ;
7. Неорганические вещества.

Неорганические элементы составляют 1% от общего состава плазмы крови. К ним относятся катионы натрия, калия, кальция, магния, и анионы хлорид, фосфат, карбонат. Эти ионы поддерживают нормальное состояние клеток и регулируют кислотно-щелочной баланс.

Группы небелковых веществ, плазмы крови:

1 группа содержит азотосодержащие вещества. В их состав входит 50% азот мочевины, 25% азот аминокислот; остальные 25% составляют пептиды, креатин, креатинин, индикан и билирубин. Высокий уровень азотосодержащих элементов сопроваждают патологию почек и обширные ожоги.

2 группа содержит органические безазотистые вещества. К ним относятся углеводы, липиды, продукты метаболизма, минеральные элементы крови.

Плотность плазма равна 1,025-1,029. рН плазмы – 7.

Свойства плазмы крови

Богатая тромбоцитами плазма применяется в медицине как стимулятор регенерации и заживления тканей организма. Белки, входящие в состав плазмы обеспечивают свертываемость крови, транспортировку питательных элементов. Также функционирует кислотно-основной гемостаз и происходит поддержка агрегатного состояния кровотока.

Альбумины выполняют синтез печени. Также, выполняют питание клеток и тканей, транспортируют желчные вещества, выполняется резерв аминокислот.

Принимают участие:

• альбумины в доставке лекарственных компонентов.
• α – глобулины активизируют процесс выработки белков, выполняют транспортировку гормонов, липидов, и микроэлементов.
• β – глобулины участвуют в транспортировке катионов железа, цинка, фосфолипидов, стероидных гормонов и желчных стеринов.
• G – глобулины содержат антитела.
• Фибриноген влияет на свертываемость крови.

Смесь Рингера более адаптивен к крови, поскольку в него, кроме натрия хлорида, входят ионы кальция и калия карбида, и он является одновременно ионическим и изотоническим. Если в смесь Ренгера включается натрий гидрокарбонат, то она, по кислотно-щелочному балансу, считается равной крови.

Смесь Рингера-Локка напоминает состав натуральной плазмы, так кА содержит глюкозу. Смесь предназначается для поддержания сбалансированного давления крови во время кровотечения, обезвоживания и послеоперационного периода.

Функции плазмы

• Транспортная;
• Выделительная;
• Защитная;
• Гуморальная;
• Обеспечение солевого баланса;
• Гомеостатическая;
• Терморегуляторная;
• Механическая;
• Балансировка давления;
• Связывание экстраваскулярных жидкостей.

Источник: spravochnick.ru

Состав плазмы крови

Желтоватая прозрачная жидкость, выделенная при образовании све.
ся в ней белки, в частности, фибриноген (FI).

Состав плазмы крови поражает своим многообразием. В ней, кроме воды, которая составляет 90 – 93 %, присутствуют компоненты белковой и небелковой природы (до 10%):

• Белки, которые забирают на себя 7 – 8 % от всего объема жидкой части крови (в 1 литре плазмы содержится от 65 до 85 граммов белков, норма общего белка в крови в биохимическом анализе: 65 – 85 г/л). Основными плазменными белками признаны альбумины (до 50% от всех белков или 40 – 50 г/л), глобулины (≈ 2,7%) и фибриноген;
• Другие вещества белковой природы (компоненты комплемента, липопротеиды, углеводно-белковые комплексы и пр.);
• Биологически активные вещества (ферменты, гемопоэтические факторы – гемоцитокины, гормоны, витамины);
• Низкомолекулярные пептиды – цитокины, которые, в принципе, белки, но с низкой молекулярной массой, они продуцируются преимущественно лимфоцитами, хотя другие клетки крови также к этому причастны. Не глядя на свой «малый рост», цитокины наделены важнейшими функциями, они осуществляют взаимодействие системы иммунитета с другими системами при запуске иммунного ответа;


• Углеводы, липиды, которые участвуют в обменных процессах, постоянно протекающих в живом организме;
• Продукты, полученные в результате этих обменных процессов, которые впоследствии будут удалены почками (билирубин, мочевина, креатинин, мочевая кислота и др.);
• В плазме крови собрано подавляющее большинство элементов таблицы Д. И. Менделеева. Правда, одни представители неорганической природы (натрий, хлор, калий, магний, фосфор, йод, кальций, сера и др.) в виде циркулирующих катионов и анионов легко поддаются подсчету, другие (ванадий, кобальт, германий, титан, мышьяк и пр.) – по причине мизерного количества, рассчитываются с трудом. Между тем, на долю всех присутствующих в плазме химических элементов приходится от 0,85 до 0,9%.

Таким образом, плазма – это очень сложная коллоидная система, в которой «плавает» все, что содержится в организме человека и млекопитающих и все, что готовится к удалению из него.

Вода – источник Н₂О для всех клеток и тканей, присутствуя в плазме в столь значительных количествах, она обеспечивает нормальный уровень артериального давления (АД), поддерживает в более-менее постоянном режиме объем циркулирующей крови (ОЦК).

Различаясь аминокислотными остатками, физико-химическими свойствами и другими характеристиками, белки создают основу организма, обеспечивая ему жизнь. Разделив плазменные белки на фракции, можно узнать содержание отдельных протеинов, в частности, альбуминов и глобулинов, в плазме крови. Так делают с диагностической целью в лабораториях, так делают в промышленных масштабах для получения очень ценных лечебных препаратов.

Среди минеральных соединений наибольшая доля в составе плазмы крови принадлежит натрию и хлору (Na и Cl). Эти два элемента занимают ≈ по 0,3% минерального состава плазмы, то есть, они как бы являются основными, что нередко используется для восполнения объема циркулирующей крови (ОЦК) при кровопотерях. В подобных случаях готовится и переливается доступное и дешевое лекарственное средство – изотонический раствор хлорида натрия. При этом 0,9% р-р NaCl называют физиологическим, что не совсем верно: физиологический раствор должен, кроме натрия и хлора, содержать и другие макро- и микроэлементы (соответствовать минеральному составу плазмы).

Видео: что такое плазма крови

Функции плазмы крови обеспечивают белки

Функции плазмы крови определяются ее составом, преимущественно, белковым. Более детально этот вопрос будет рассмотрен в разделах ниже, посвященных основным белкам плазмы , однако кратко отметить важнейшие задачи, которые решает этот биологический материал, не помешает. Итак, главные функции плазмы крови:

1. Транспортная (альбумин, глобулины);
2. Дезинтоксикационная (альбумин);
3. Защитная (глобулины – иммуноглобулины);
4. Коагуляционная (фибриноген, глобулины: альфа-1-глобулин – протромбин);
5. Регуляторная и координационная (альбумин, глобулины);

Это коротко о функциональном назначении жидкости, которая в составе крови постоянно движется по кровеносным сосудам, обеспечивая нормальную жизнедеятельность организма. Но все же некоторым ее компонентам следовало бы уделить больше внимания, к примеру, что читатель узнал о белках плазмы крови, получив столь мало сведений? А ведь именно они, главным, образом, решают перечисленные задачи (функции плазмы крови).

Безусловно, дать полнейший объем информации, затрагивая все особенности белков, присутствующих в плазме, в небольшой статье, посвященной жидкой части крови, наверное, сделать трудновато. Между тем, вполне возможно познакомить читателя с характеристиками основных протеинов (альбумины, глобулины, фибриноген – их считают главными белками плазмы) и упомянуть о свойствах некоторых других веществ белковой природы. Тем более что (как указывалось выше) они обеспечивают качественное выполнение своих функциональных обязанностей этой ценной жидкостью.

Несколько ниже будут рассмотрены основные белки плазмы, однако вниманию читателя хотелось бы представить таблицу, которая показывает, какими протеинами представлены основные белки крови, а также их главное предназначение.

Таблица 1. Основные белки плазмы крови

Основные белки плазмы	Содержание в плазме (норма), г/л	Главные представители и их функциональное назначение
Альбумины	35 — 55	«Строительный материал», катализатор иммунологических реакций, функции: транспорт, обезвреживание, регуляция, защита.
Альфа Глобулин α-1	1,4 – 3,0	α1-антитрипсин, α-кислый протеин, протромбин, транскортин, переносящий кортизол, тироксинсвязывающий белок, α1-липопротеин, транспортирующий жиры к органам.
Альфа Глобулин α-2	5,6 – 9,1	α-2-макроглобулин (главный в группе протеин) — участник иммунного ответа, гаптоглобин — образует комплекс со свободным гемоглобином, церулоплазмин – переносит медь, аполипопротеин В – транспортирует липопротеиды низкой плотности («плохой» холестерин»).
Бета Глобулины: β1+β2	5,4 – 9,1	Гемопексин (связывает гем гемоглобина, чем предотвращает удаление железа из организма), β-трансферрин (переносит Fe), компонент комплемента (участвует в иммунологических процессах), β-липопротеиды – «транспортное средство» для холестеринов и фосфолипидов.
Гамма глобулин γ	8,1 – 17,0	Естественные и приобретенные антитела (иммуноглобулины 5 классов – IgG, IgA, IgM, IgE, IgD), осуществляющие, главным образом, иммунную защиту на уровне гуморального иммунитета и создающие аллергостатус организма.
Фибриноген	2,0 – 4,0	Первый фактор свертывающей системы крови – FI.

Альбумины

Альбумины – это простые белки, которые по сравнению с другими протеинами:

• Проявляют самую высокую устойчивость в растворах, но при этом хорошо растворяются в воде;
• Неплохо переносят минусовые температуры, не особо повреждаясь при повторном замораживании;
• Не разрушаются при высушивании;
• Пребывая в течение 10 часов при довольно высокой для других белков температуре (60ᵒС), не теряют своих свойств.

Способности этих важных белков обусловлены наличием в молекуле альбумина очень большого количества полярных распадающихся боковых цепей, что определяет главные функциональные обязанности белков – участие в обмене и осуществление антитоксического эффекта. Функции альбуминов в плазме крови можно представить следующим образом:

1. Участие в водном обмене (за счет альбуминов поддерживается необходимый объем жидкости, поскольку они обеспечивают до 80% суммарного коллоидно-осмотического давления крови);
2. Участие в транспортировке различных продуктов и, особенно, тех, которые с большим трудом поддаются растворению в воде, например, жиров и желчного пигмента – билирубина (билирубин, связавшись с молекулами альбумина, становится безвредным для организма и в таком состоянии переносится в печень);
3. Взаимодействие с макро- и микроэлементами, поступающими в плазму (кальций, магний, цинк и др.), а также со многими лекарственными препаратами;
4. Связывание токсических продуктов в тканях, куда данные белки беспрепятственно проникают;
5. Перенос углеводов;
6. Связывание и перенос свободных жирных кислот – ЖК (до 80%), направляющихся в печень и другие органы из жировых депо и, наоборот, при этом, ЖК не проявляют агрессии в отношении красных клеток крови (эритроцитов) и гемолиза не происходит;
7. Защита от жирового гепатоза клеток печеночной паренхимы и перерождения (жирового) других паренхиматозных органов, а, кроме этого, препятствие на пути образования атеросклеротических бляшек;
8. Регуляция «поведения» некоторых веществ в организме человека (поскольку активность ферментов, гормонов, антибактериальных препаратов в связанном виде падает, данные белки помогают направить их действие в нужное русло);
9. Обеспечение оптимального уровня катионов и анионом в плазме, защита от негативного воздействия случайно попавших в организм солей тяжелых металлов (комплексируются с ними с помощью тиоловых групп), нейтрализация вредных веществ;
10. Катализ иммунологических реакций (антиген→антитело);
11. Поддержание постоянства рН крови (четвертый компонент буферной системы – плазменные белки);
12. Помощь в «строительстве» тканевых протеинов (альбумины совместно с другими белками составляют резерв «стройматериалов» для столь важного дела).

Синтезируется альбумин в печени. Средний период полужизни данного белка составляет 2 – 2,5 недели, хотя одни «проживают» неделю, а другие – «работают» до 3 – 3,5 недель. Путем фракционирования белков из плазмы доноров получают ценнейший лечебный препарат (5%, 10% и 20% раствор), имеющий аналогичное название. Альбумин является последней фракцией в процессе, поэтому его производство требует немалых трудовых и материальных затрат, отсюда и стоимость лечебного средства.

Показаниями к использованию донорского альбумина являются различные (в большинстве случаев довольно тяжелые) состояния: большая, создающая угрозу жизни, потеря крови, падение уровня альбумина и снижение коллоидно-осмотического давления по причине различных заболеваний.

Глобулины

Эти белки забирают меньшую долю по сравнению с альбумином, однако довольно ощутимую среди других протеинов. В лабораторных условиях глобулины разделяют на пять фракций: α-1, α-2, β-1, β-2 и γ-глобулины. В условиях производства для получения препаратов из фракции II + III выделяют гамма-глобулины, которые впоследствии будут использованы для лечения различных болезней, сопровождающихся нарушением в системе иммунитета.

В отличие от альбуминов, вода для растворения глобулинов не подходит, поскольку в ней они не растворяются, зато нейтральные соли и слабые основания вполне подойдут для приготовления раствора данного белка.

Глобулины – весьма значимые плазменные протеины, в большинстве случаев – это белки острой фазы. Не глядя на то, что их содержание находится в пределах 3% от всех плазменных белков, они решают важнейшие для организма человека задачи:

• Альфа-глобулины участвуют во всех воспалительных реакциях (в биохимическом анализе крови отмечается повышение α-фракции);
• Альфа- и бета-глобулины, находясь в составе липопротеинов, осуществляют транспортные функции (жиры в свободном состоянии в плазме появляются очень редко, разве что после нездоровой жирной трапезы, а в нормальных условиях холестерин и другие липиды связаны с глобулинами и образуют растворимую в воде форму, которая легко транспортируется из одного органа в другой);
• α- и β-глобулины участвуют в холестериновом обмене (см. выше), что определяет их роль в развитии атеросклероза, поэтому неудивительно, что при патологии, протекающей с накоплением липидов, в сторону увеличения изменяются значения бета-фракции;
• Глобулины (фракция альфа-1) переносят витамин В12 и отдельные гормоны;
• Альфа-2-глобулин находится в составе принимающего очень активное участие в окислительно-восстановительных процессах гаптоглобина – этот острофазный белок связывает свободный гемоглобин и, таким образом, препятствует выведению железа из организма;
• Часть бета-глобулинов совместно с гамма-глобулинами решает задачи иммунной защиты организма, то есть, является иммуноглобулинами;
• Представители альфа, бета-1 и бета-2-фракций переносят стероидные гормоны, витамин А (каротин), железо (трансферрин), медь (церулоплазмин).

Очевидно, что внутри своей группы глобулины несколько отличаются друг от друга (прежде всего, своим функциональным назначением).

Следует заметить, что с возрастом или при отдельных заболеваниях печень может начать производить не совсем нормальные глобулины альфа и бета, при этом, измененная пространственная структура макромолекулы белков не лучшим образом отразится на функциональных способностях глобулинов.

Гамма-глобулины

Гамма-глобулины – белки плазмы крови, обладающие наименьшей электрофоретической подвижностью, эти протеины составляют основную массу естественных и приобретенных (иммунных) антител (АТ). Гамма-глобулины, образованные в организме после встречи с чужеродным антигеном, называют иммуноглобулинами (Ig). В настоящее время с приходом в лабораторную службу цитохимических методов стало возможным исследование сыворотки с целью определения в ней иммунных белков и их концентраций. Не все иммуноглобулины, а их известно 5 классов, имеют одинаковую клиническую значимость, кроме того, их содержание в плазме зависит от возраста и меняется при различных ситуациях (воспалительные заболевания, аллергические реакции).

Таблица 2. Классы иммуноглобулинов и их характеристика

Класс иммуноглобулинов (Ig)	Содержание в плазме (сыворотке), %	Основное функциональное назначение
G	Ок. 75	Антитоксины, антитела, направленные против вирусов и грамположительных микробов;
A	Ок. 13	Антиинсулярные АТ при сахарном диабете, антитела, направленные против капсульных микроорганизмов;
M	Ок. 12	Направление – вирусы, грамотрицательные бактерии, форсмановские и вассермановские антитела.
E	0,0…	Реагины, специфические АТ против различных (определенных) аллергенов.
D	У эмбриона, у детей и взрослых, возможно, обнаружение следов	Не учитываются, поскольку клинической значимости не имеют.

Концентрация иммуноглобулинов разных групп имеет заметные колебания у детей младшей и средней возрастной категории (преимущественно за счет иммуноглобулинов класса G, где отмечаются довольно высокие показатели – до 16 г/л). Однако приблизительно после 10-летнего возраста, когда прививки сделаны и основные детские инфекции перенесены, содержание Ig (в том числе, IgG) снижается и устанавливается на уровне взрослых:

IgM – 0,55 – 3,5 г/л;

IgA – 0,7 – 3,15 г/л;

IgG – 0,7 – 3,5 г/л;

Фибриноген

Первый фактор свертывания (FI – фибриноген), который при образовании сгустка переходит в фибрин, формирующий сверток (наличие в плазме фибриногена отличает ее от сыворотки), по сути, относится к глобулинам.

Фибриноген с легкостью осаждается 5% этанолом, что используется при фракционировании белков, а также полунасыщенным раствором хлорида натрия, обработкой плазмы эфиром и повторным замораживанием. Фибриноген термолабилен и полностью сворачивается при температуре 56 градусов.

Без фибриногена не образуется фибрин, без него не останавливается кровотечение. Переход данного белка и образование фибрина осуществляется с участием тромбина (фибриноген → промежуточный продукт – фибриноген В → агрегация тромбоцитов → фибрин). Начальные стадии полимеризации фактора свертывания можно повернуть вспять, однако под влиянием фибринстабилизирующего фермента (фибриназа) происходит стабилизация и течение обратной реакции исключается.

Участие в реакции свертывания крови – главное функциональное назначение фибриногена, но он имеет и другие полезные свойства, например, по ходу выполнения своих обязанностей, укрепляет сосудистую стенку, производит небольшой «ремонт», прилипая к эндотелию и закрывая тем самым маленькие дефекты, которые то и дело возникают в процессе жизни человека.

Белки плазмы в качестве лабораторных показателей

В лабораторных условиях для определения концентрации плазменных белков можно работать с плазмой (кровь берут в пробирку с антикоагулянтом) или проводить исследование сыворотки, отобранной в сухую посуду. Белки сыворотки крови ничем не отличаются от плазменных протеинов, за исключением фибриногена, который, как известно, в сыворотке крови отсутствует и который без антикоагулянта уходит на образование сгустка. Основные протеины меняют свои цифровые значения в крови при различных патологических процессах.

Повышение концентрации альбумина в сыворотке (плазме) – редчайшее явление, которое случается при обезвоживании либо при чрезмерном поступлении (внутривенное введение) альбумина высоких концентраций. Снижение уровня альбумина может указывать на истощение функциональных возможностей печени, на проблемы с почками либо на нарушения в желудочно-кишечном тракте.

Увеличение или снижение белковых фракций характерно ряду патологических процессов, например, острофазные протеины альфа-1- и альфа-2-глобулины, повышая свои значения, могут свидетельствовать об остром воспалительном процессе, локализованном в органах дыхания (бронхи, легкие), затрагивающем выделительную систему (почки) либо сердечную мышцу (инфаркт миокарда).

Особенное место в диагностике различных состояний отводится фракции гамма-глобулинов (иммуноглобулинов). Определение антител помогает распознать не только инфекционное заболевание, но и дифференцировать его стадию. Более подробные сведения об изменении значений различных белков (протеинограмма) читатель может почерпнуть в отдельном материале по глобулинам.

Отклонения от нормы фибриногена проявляют себя нарушениями в системе гемокоагуляции, поэтому данный белок является важнейшим лабораторным показателем свертывающих способностей крови (коагулограмма, гемостазиограмма).

Что касается других важных для организма человека белков, то при исследовании сыворотки, используя определенные методики, можно найти практически любые, которые интересны для диагностики заболеваний. Например, рассчитывая концентрацию трансферрина (бета-глобулин, острофазный белок) в пробе и рассматривая его не только в качестве «транспортного средства» (хотя это, наверное, в первую очередь), врач узнает степень связывания протеином трехвалентного железа, высвобождаемого красными кровяными тельцами, ведь Fe³⁺, как известно, присутствуя в свободном состоянии в организме, дает выраженный токсический эффект.

Исследование сыворотки с целью определения содержания церулоплазмина (острофазный белок, металлогликопротеин, переносчик меди) помогает диагностировать такую тяжелую патологию, как болезнь Коновалова-Вильсона (гепатоцеребральная дегенерация).

Таким образом, исследуя плазму (сыворотку), можно определить в ней содержание и тех белков, которые жизненно необходимы, и тех, которые появляются в анализе крови, как показатель патологического процесса (например, С-реактивный белок).

Плазма крови – лечебное средство

Заготовка плазмы в качестве лечебного средства началась еще в 30 годах прошлого столетия. Сейчас нативную плазму, полученную путем спонтанного оседания форменных элементов в течение 2 суток, уже давно не используют. На смену устаревшим пришли новые методы разделения крови (центрифугирование, плазмаферез). Кровь после заготовки подвергается центрифугированию и разделяется на компоненты (плазма + форменные элементы). Жидкая часть крови, полученная подобным образом, обычно замораживается (свежезамороженная плазма) и, во избежание заражения гепатитами, в частности, гепатитом С, который имеет довольно длинный инкубационный период, направляется на карантинное хранение. Замораживание данной биологической среды при ультранизких температурах позволяет хранить ее год и более, чтобы потом использовать для приготовления препаратов (криопреципитат, альбумин, гамма-глобулин, фибриноген, тромбин и др.).

В настоящее время жидкая часть крови для переливаний все чаще заготавливается методом плазмафереза, который наиболее безопасен для здоровья доноров. Форменные элементы после центрифугирования возвращаются путем внутривенного введения, а потерянные с плазмой белки в организме сдавшего кровь человека быстро регенерируются, приходят в физиологическую норму, при этом, не нарушая функции самого организма.

Кроме свежезамороженной плазмы, переливаемой при многих патологических состояниях, в качестве лечебного средства используют иммунную плазму, полученную после иммунизации донора определенной вакциной, например, стафилококковым анатоксином. Такую плазму, имеющую высокий титр антистафилококковых антител, используют также для приготовления антистафилококкового гамма-глобулина (иммуноглобулин человека антистафилококковый) – препарат довольно дорогостоящий, поскольку его производство (фракционирование белков) требует немалых трудовых и материальных затрат. И сырьем для него служит – плазма крови иммунизированных доноров.

Своего рода иммунной средой является и плазма антиожоговая. Давно замечено, что кровь людей, переживших подобный ужас вначале несет токсические свойства, однако спустя месяц в ней начинают обнаруживаться ожоговые антитоксины (бета- и гамма-глобулины), которые могут помочь «друзьям по несчастью» в остром периоде ожоговой болезни.

Разумеется, получение подобного лечебного средства сопровождается определенными трудностями, не глядя на то, что в период выздоровления потерянная жидкая часть крови восполняется донорской плазмой, поскольку организм обожженных людей испытывает белковое истощение. Однако донор должен быть взрослым и в другом отношении – здоровым, а его плазма должна иметь определенный титр антител (не менее 1 : 16). Иммунная активность плазмы реконвалесцентов сохраняется около двух лет и через месяц после выздоровления ее можно забирать у доноров-реконвалесцентов уже без компенсации.

Из плазмы донорской крови для людей, страдающих гемофилией или другой патологией свертывания, которая сопровождается снижением антигемофильного фактора (FVIII), фактора фон Виллебранда (ФВ, VWF) и фибриназы (фактор XIII, FXIII), готовится гемостатическое средство, называемое криопреципитатом. Его действующее вещество – фактор свертывания VIII.

Видео: о сборе и использовании плазмы крови

Фракционирование белков плазмы в промышленных масштабах

Между тем, использование цельной плазмы в современных условиях далеко не всегда оправдано. Причем, как с терапевтических, так и с экономических точек зрения. Каждый из плазменных белков несет свои, присущие только ему, физико-химические и биологические свойства. И вливать бездумно столь ценный продукт человеку, которому нужен конкретный белок плазмы, а не вся плазма, нет никакого смысла, к тому же – дорого в материальном плане. То есть, одна и та же доза жидкой части крови, разделенная на составляющие, может принести пользу нескольким пациентам, а не одному больному, нуждающемуся в отдельном препарате.

Промышленный выпуск препаратов был признан в мире после разработок в этом направлении ученых Гарвардского университета (1943 год). В основу фракционирования белков плазмы лег метод Кона, суть которого – осаждение фракций протеинов ступенчатым добавлением этилового спирта (концентрация на первом этапе – 8%, на завершающем – 40%) в условиях низких температур (-3ºС – I стадия, -5ºС – последняя). Безусловно, метод несколько раз модифицировался, однако и теперь (в разных модификациях) его используют для получения препаратов крови на всей планете. Вот его краткая схема:

• На первой стадии осаждается белок фибриноген (осадок I) – данный продукт после специальной обработки пойдет в лечебную сеть под собственным названием или войдет в набор для остановки кровотечений, называемый «Фибриностатом»);
• Вторую стадию процесса представляет супернатант II + III (протромбин, бета- и гамма-глобулины) – эта фракция пойдет на производство препарата, который называется гамма-глобулин человека нормальный, либо будет выпущена, как лечебное средство под названием антистафилококковый гамма-глобулин. В любом случае, из супернатанта, полученного на второй стадии, можно приготовить препарат, содержащий большое количество антимикробных и антивирусных антител;
• Третья, четвертая стадии процесса нужны для того, чтобы добраться до осадка V (альбумин + примесь глобулинов);
• 97 – 100% альбумин выходит лишь на завершающей стадии, после чего с альбумином еще долго придется работать, пока он не поступит в лечебные учреждения (5, 10, 20% альбумин).

Но это – всего лишь краткая схема, подобное производство на самом деле занимает много времени и требует участия многочисленного персонала разной степени квалификации. На всех этапах процесса будущее ценнейшее лекарство находится под постоянным контролем различных лабораторий (клинической, бактериологической, аналитической), ведь все параметры препарата крови на выходе должны строго соответствовать всем характеристикам трансфузионных сред.

Таким образом, плазма, помимо того, что в составе крови она обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма, может быть еще важным диагностическим критерием, показывающим состояние здоровья, или же спасать жизнь других людей, используя свои уникальные свойства. И это не все о плазме крови. Мы не стали давать полнейшую характеристику всем ее белкам, макро- и микроэлементам, досконально описывать ее функции, ведь все ответы на оставшиеся вопросы можно найти на страницах СосудИнфо.

Рекомендации читателям СосудИнфо дают профессиональные медики с высшим образованием и опытом профильной работы.

На ваш вопрос ответит один из ведущих авторов сайта.

В данный момент на вопросы отвечает: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., преподаватель медицинского вуза

Поблагодарить специалиста за помощь или поддержать проект СосудИнфо можно произвольным платежом по ссылке.

Источник: sosudinfo.ru

В спортивной практике анализ крови используется для оценки влияния на организм спортсмена тренировочных и соревновательных нагрузок, оценки функционального состояния спортсмена и его здоровья. Информация, полученная при исследовании крови, помогает тренеру управлять тренировочным процессом. Поэтому специалист в области физической культуры должен иметь необходимые представления о химическом составе крови и об его изменениях под воздействием физических нагрузок различного характера.

Общая характеристика крови

Объем крови у человека около 5 л, что составляет примерно 1/13 часть от объема или массы тела.

По своему строению кровь является жидкой тканью и подобно любой ткани состоит из клеток и межклеточной жидкости.

Клетки крови носят название форменные элементы. К ним относятся красные клетки (эритроциты), белые клетки (лейкоциты) и кровяные пластинки (тромбоциты). На долю клеток приходится около 45 % от объема крови.

Жидкая часть крови называется плазмой. Объем плазмы составляет соответственно примерно 55 % от объема крови. Плазма крови, из которой удален белок фибриноген, называется сывороткой.

Биологические функции крови

Основными функциями крови являются следующие:

1. Транспортная функция. Эта функция обусловлена тем, что кровь постоянно перемещается по кровеносным сосудам и переносит растворенные в ней вещества. Можно выделить три разновидности этой функции.

Трофическая функция. С кровью ко всем органам доставляются вещества, необходимые для обеспечения в них метаболизма (источники энергии, строительный материал для синтезов, витамины, соли и др.).

Дыхательная функция. Кровь участвует в переносе кислорода от легких к тканям и переносе углекислого газа от тканей к легким.

Выделительная функция (экскреторная). С помощью крови конечные продукты метаболизма транспортируются из клеток тканей к выделительным органам с последующим их удалением из организма.

2. Защитная функция. Эта функция, прежде всего, заключается в обеспечении иммунитета – защиты организма от чужеродных молекул и клеток. К защитной функции также можно отнести способность крови к свертыванию. В этом случае осуществляется защита организма от кровопотери.

3. Регуляторная функция. Кровь участвует в обеспечении постоянства температуры тела, в поддержании постоянства рН и осмотического давления. С помощью крови происходит перенос гормонов – регуляторов метаболизма.

Все перечисленные функции направлены на поддержание постоянства условий внутренней среды организма — гомеостаза (постоянства химического состава, кислотности, осмотического давления, температуры и т.п. в клетках организма).

Химический состав плазмы крови.

Химический состав плазмы крови в покое относительно постоянен. Основные составные компоненты плазмы следующие:

Вода — 90 %

Белки — 6-8 %

Прочие органические

вещества — около 2 %

Минеральные вещества — около 1 %

Белки плазмы крови делятся на две фракции: альбумины и глобулины. Соотношение между альбуминами и глобулинами носит название «альбумино-глобулиновый коэффициент» и равно 1,5 – 2. Выполнение физических нагрузок сопровождается вначале увеличением этого коэффициента, а при очень продолжительной работе он снижается.

Альбумины – низкомолекулярные белки с молекулярной массой около 70 тыс. Да. Они выполняют две основные функции.

Во-первых, благодаря хорошей растворимости в воде эти белки выполняют транспортную функцию, перенося с током крови различные нерастворимые в воде вещества (например, жиры, жирные кислоты, некоторые гормоны и др.).

Во-вторых, вследствие высокой гидрофильности альбумины имеют значительную гидратную (водную) оболочку и поэтому задерживают воду в кровяном русле. Задержка воды в кровяном русле необходима в связи с тем, что содержание воды в плазме крови выше, чем в окружающих тканях, и вода в силу диффузии стремится выйти из кровеносных сосудов в ткани. Поэтому при значительном снижении альбуминов в крови (при голодании, при потере белков с мочой при заболеваниях почек) возникают отёки.

Глобулины – это высокомолекулярные белки с молекулярной массой около 300 тыс. Да. Подобно альбуминам глобулины также выполняют транспортную функцию и способствуют задержке воды в кровяном русле, но в этом они существенно уступают альбуминам. Однако у глобулинов

имеются и очень важные функции. Так, некоторые глобулины являются ферментами и ускоряют химические реакции, протекающие непосредственно в кровяном русле. Еще одна функция глобулинов заключается в их участии в свертывании крови и в обеспечении иммунитета (защитная функция).

Бóльшая часть белков плазмы синтезируется в печени.

Прочие органические вещества (кроме белков) обычно делятся на две группы: азотистые и безазотистые.

Азотистые соединения — это промежуточные и конечные продукты обмена белков и нуклеиновых кислот. Из промежуточных продуктов белкового обмена в плазме крови имеются низкомолекулярные пептиды, аминокислоты, креатин. Конечные продукты метаболизма белков это, прежде всего, мочевина (её концентрация в плазме крови довольно высокая – 3,3-6,6 ммоль/л), билирубин (конечный продукт распада гема) и креатинин (конечный продукт распада креатинфосфата).

Из промежуточных продуктов обмена нуклеиновых кислот в плазме крови можно обнаружить нуклеотиды, нуклеозиды, азотистые основания. Конечным продуктом распада нуклеиновых кислот является мочевая кислота, которая в небольшой концентрация всегда содержится в крови.

Для оценки содержания в крови небелковых азотистых соединений часто используется показатель «небелковый азот». Небелковый азот включает азот низкомолекулярных (небелковых) соединений, главным образом перечисленных выше, которые остаются в плазме или сыворотке крови после удаления белков. Поэтому этот показатель также называют «остаточным азотом». Повышение в крови остаточного азота наблюдается при заболеваниях почек, а также при длительной мышечной работе.

К безазотистым веществам плазмы крови относятся углеводы и липиды, а также промежуточные продукты их метаболизма.

Главным углеводом плазмы является глюкоза. Её концентрация у здорового человека в покое и состоянии «натощак» колеблется в узком диапазоне от 3,9 до 6,1 ммоль/л (или 70-110 мг%). Поступает глюкоза в кровь в результате всасывания из кишечника при переваривании пищевых углеводов, а также при мобилизации гликогена печени. Кроме глюкозы в плазме также содержатся в небольших количествах другие моносахариды – фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза и др. Промежуточные продукты углеводного обмена в плазме представлены пировиноградной и молочной кислотами. В покое содержание молочной кислоты (лактата) низкое – 1-2 ммоль/л. Под влиянием физических нагрузок и особенно интенсивных концентрация лактата в крови резко возрастает (даже в десятки раз !).

Липиды представлены в плазме крови жиром, жирными кислотами, фосфолипидами и холестерином. Вследствие нерастворимости в воде все

липиды связаны с белками плазмы: жирные кислоты с альбуминами, жир, фосфолипиды и холестерин с глобулинами. Из промежуточных продуктов жирового обмена в плазме всегда имеются кетоновые тела.

Минеральные вещества находятся в плазме крови в виде катионов (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ и др.) и анионов (Сl^—, HCO₃^—, H₂PO₄^—, HPO₄^2-, SO₄^2_, J^— и др.). Больше всего в плазме содержится натрия, калия, хлоридов, бикарбонатов. Отклонения в минеральном составе плазмы крови могут наблюдаться при различных заболеваниях и при значительных потерях воды за счет потоотделения при выполнении физической работы.

Содержание основных компонентов крови представлено в табл. 6.

Таблица 6. Основные компоненты крови

Компонент	Концентрация в тра- диционных единицах	Концентрация в единицах СИ
Б е л к и
Общий белок	6-8 %	60-80 г/л
Альбумины	3,5- 4,5 %	35-45 г/л
Глобулины	2,5 — 3,5 %	25-35 г/л
Гемоглобин у мужчин у женщин	13,5-18 % 12-16 %	2,1-2,8 ммол/л 1,9-2,5 ммоль/л
Фибриноген	200-450 мг%	2-4,5 г/л
Небелковые азотистые вещества
Остаточный азот	20-35 мг%	14-25 ммоль/л
Мочевина	20-40 мг%	3,3-6,6 ммоль/л
Креатин	0,2-1 мг%	15-75 мкмоль/л
Креатинин	0,5-1,2 мг%	44-106 мкмоль/л
Мочевая кислота	2-7 мг%	0,12-0,42 ммоль/л
Билирубин	0,5-1 мг%	8,5-17 мкмоль/л
Безазотистые вещества
Глюкоза(натощак)	70-110 мг%	3,9-6,1 ммоль/л
Фруктоза	0,1-0,5 мг%	5,5-28 мкмоль/л
Лактатартериальная кровь венозная кровь	3-7 мг% 5-20 мг%	0,33-0,78 ммоль/л 0,55-2,2 ммоль/л
Кетоновые тела	0,5-2,5 мг%	5-25 мг/л
Липиды общие	350-800 мг%	3,5-8 г/л
Триглицериды	50-150 мг%	0,5-1,5 г/л
Холестерин	150-300 мг%	4-7,8 ммоль/л
Минеральные вещества
Натрий плазма эритроциты	290-350 мг% 31-50 мг%	125-150 ммоль/л 13,4-21,7 ммоль/л
Калийплазма эритроциты	15-20 мг% 310-370 мг%	3,8-5,1 ммоль/л 79,3-99,7 ммоль/л
Хлориды	340-370 мг%	96-104 ммоль/л
Кальций	9-11 мг%	2,2-2,7 ммоль/л

Красные клетки (эритроциты)

Эритроциты составляют основную массу клеток крови. В 1 мм³ (мкл[1]) крови обычно содержится 4-5 млн. красных клеток. Образуются эритроциты в красном костном мозге, функционируют в кровяном русле и разрушаются, главным образом, в селезенке и в печени. Жизненный цикл этих клеток составляет 110-120 дней.

Эритроциты представляют собой двояковогнутые клетки, лишенные ядер, рибосом и митохондрий. В связи с этим в них не происходят такие процессы как синтез белка и тканевое дыхание. Основным источником энергии для эритроцитов является анаэробный распад глюкозы (гликолиз).

Основным компонентом красных клеток является белок гемоглобин. На его долю приходится 30 % от массы эритроцита или 90 % от сухого остатка этих клеток.

По своему строению гемоглобин является хромопротеидом. Его молекула обладает четвертичной структурой и состоит из четырех субъединиц. Каждая субъединица содержит один полипептид и один гем. Субъединицы отличаются друг от друга только строением полипептидов. Гем представляет собою сложную циклическую структуру из четырех пиррольных колец, содержащую в центре атом двухвалентного железа (Fe²⁺):

Основная функция эритроцитов –дыхательная. С участием эритроцитов осуществляется перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.

В капиллярах легких парциальное давление кислорода около 100 мм рт. ст. (парциальное давление это часть общего давления смеси газов, приходящаяся на отдельный газ из этой смеси. Например, при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. на долю кислорода приходится 152 мм рт. ст., т.е. 1/5 часть, так как в воздухе обычно содержится 20 % кислорода). При таком давлении практически весь гемоглобин связывается с кислородом:

Hb + O₂ ¾® HbO₂

Гемоглобин Оксигемоглобин

Присоединяется кислород непосредственно к атому железа, входящему в состав гема, причем взаимодействовать с кислородом может только двухвалентное (восстановленное) железо. Поэтому различные окислители (например, нитраты, нитриты и т.п.), превращая железо из двухвалентного в трехвалентное (окисленное), нарушают дыхательную функцию крови.

Образовавшийся комплекс гемоглобина с кислородом — оксигемоглобин с током крови переносится в различные органы. Вследствие потребления кислорода тканями парциальное давление его здесь намного меньше, чем в легких. При низком парциальном давлении происходит диссоциация оксигемоглобина:

HbO₂ ¾® Hb + O₂

Степень распада оксигемоглобина зависит от величины парциального давления кислорода: чем меньше парциальное давление, тем больше отщепляется от оксигемоглобина кислорода. Например, в мышцах в состоянии покоя парциальное давление кислорода примерно 45 мм рт. ст. При таком давлении диссоциации подвергается только около 25 % оксигемо-

глобина. При работе умеренной мощности парциальное давление кислорода в мышцах примерно 35 мм рт. ст. и распаду подвергается уже около 50 % оксигемоглобина. При выполнении интенсивных нагрузок парциальное давление кислорода в мышцах снижается до 15-20 мм рт. ст., что вызывает более глубокую диссоциацию оксигемоглобина (на 75 % и более). Такой характер зависимости диссоциации оксигемоглобина от парциального давления кислорода позволяет значительно увеличить снабжение мышц кислородом при выполнении физической работы.

Усиление диссоциации оксигемоглобина также наблюдается при повышении температуры тела и увеличении кислотности крови (например, при поступлении в кровь больших количеств молочной кислоты при интенсивной мышечной работе), что тоже способствует лучшему снабжению тканей кислородом.

В целом за сутки человек, не выполняющий физической работы, использует 400-500 л кислорода. При высокой двигательной активности потребление кислорода значительно возрастает.

Транспорт кровью углекислого газа осуществляется из тканей всех органов, где происходит его образование в процессе катаболизма, в легкие, из которых он выделяется во внешнюю среду.

Бóльшая часть углекислого газа переносится кровью в форме солей — бикарбонатов калия и натрия. Превращение CO₂ в бикарбонаты происходит в эритроцитах с участием гемоглобина. В эритроцитах накапливаются бикарбонаты калия (KHCO₃), а в плазме крови — бикарбонаты натрия (NaHCO₃). С током крови образовавшиеся бикарбонаты поступают в легкие и превращаются там снова в углекислый газ, который удаляется из легких с

выдыхаемым воздухом. Это превращение происходит также в эритроцитах, но уже с участием оксигемоглобина, возникающего в капиллярах легких за счет присоединения кислорода к гемоглобину (см. выше).

Биологический смысл такого механизма переноса кровью углекислого газа заключается в том, что бикарбонаты калия и натрия обладают высокой растворимостью в воде, и поэтому в эритроцитах и в плазме они могут находиться в значительно бóльших количествах по сравнению с углекислым газом.

Небольшая часть CO₂ может переноситься кровью в физически растворенном виде, а также в комплексе с гемоглобином, называемым карбгемоглобином.

В состоянии покоя в сутки образуется и выделяется из организма 350-450 л CO₂. Выполнение физических нагрузок приводит к увеличению образования и выделения углекислого газа.

Белые клетки (лейкоциты)

В отличие от красных клеток лейкоциты являются полноценными клетками с большим ядром и митохондриями, и поэтому в них протекают такие важнейшие биохимические процессы как синтез белков и тканевое дыхание.

В состоянии покоя у здорового человека в 1 мм³ крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов. При заболеваниях количество белых клеток в крови может как уменьшаться (лейкопения), так и увеличиваться (лейкоцитоз). Лейкоцитоз может наблюдаться и у здоровых людей, например, после приема пищи или при выполнении мышечной работы (миогенный лейкоцитоз). При миогенном лейкоцитозе количество лейкоцитов в крови может повыситься до 15-20 тыс./мм³ и более.

Различают три вида лейкоцитов: лимфоциты (25-26 %), моноциты (6-7 %) и гранулоциты ( 67-70 %).

Лимфоциты образуются в лимфатических узлах и селезенке, а моноциты и гранулоциты — в красном костном мозге.

Лейкоциты выполняют защитную функцию, участвуя в обеспечении иммунитета.

В самом общем виде иммунитет — это защита организма от всего «чужого». Под «чужим» подразумеваются различные чужеродные высокомолекулярные вещества, обладающие специфичностью и уникальностью своего строения и отличающиеся вследствие этого от собственных молекул организма.

В настоящее время выделяют две формы иммунитета: специфический и неспецифический. Под специфическим обычно подразумевается собственно иммунитет, а неспецифический иммунитет – это различные факторы неспецифической защиты организма.

Система специфического иммунитета включает тимус (вилочковая железа), селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные скопления (в носоглотке, миндалинах, аппендиксе и т. п.) и лимфоциты. Основу этой системы составляют лимфоциты.

Любое чужеродное вещество, на которое способна реагировать иммунная система организма, обозначается термином антиген. Антигенными свойствами обладают все «чужие» белки, нуклеиновые кислоты, многие полисахариды и сложные липиды. Антигенами могут быть также бактериальные токсины и целые клетки микроорганизмов, точнее макромолекулы, входящие в их состав. Кроме этого, антигенную активность могут проявлять и низкомолекулярные соединения, такие как стероиды, некоторые лекарства при условии их предварительного связывания с белком-носителем, например, альбумином плазмы крови. (На этом основано обнаружение иммунохимичекским методом некоторых допинговых препаратов при проведении допинг-контроля).

Поступивший в кровяное русло антиген распознается особыми лейкоцитами — Т-лимфоцитами, которые затем стимулируют превращение другого вида лейкоцитов — В-лимфоцитов в плазматические клетки, которые далее в селезенке, лимфоузлах и костном мозге синтезируют особые белки — антитела или иммуноглобулины. Чем крупнее молекула антигена, тем больше образуется различных антител в ответ на его поступление в организм. У каждого антитела имеются два связывающих участка для взаимодействия со строго определенным антигеном. Таким образом, каждый антиген вызывает синтез строго специфических антител.

Образовавшиеся антитела поступают в плазму крови и связываются там с молекулой антигена. Взаимодействие антител с антигеном осуществляется путем образования между ними нековалентных связей. Это взаимодействие аналогично образованию фермент-субстратного комплекса при ферментативном катализе, причем связывающий участок антитела соответствует активному центру фермента. Поскольку большинство антигенов являются высокомолекулярными соединениями, то к антигену одновременно присоединяется много антител.

Образовавшийся комплекс антиген-антитело далее подвергается фагоцитозу. Если антигеном является чужеродная клетка, то комплекс антиген-антитело подвергается воздействию ферментов плазмы крови под общим названием система комплемента. Эта сложная ферментативная система в конечном итоге вызывает лизис чужеродной клетки, т.е. её разрушение. Образовавшиеся продукты лизиса далее также подвергаются фагоцитозу.

Поскольку в ответ на поступления антигена антитела образуются в избыточных количествах, их значительная часть остается на длительное время в плазме крови, во фракции g-глобулинов. У здорового человека в крови содержится огромное количество различных антител, образовавшихся вследствие контактов с очень многими чужеродными веществами и микроорганизмами. Наличие в крови готовых антител позволяет организму быстро обезвреживать вновь поступающие в кровь антигены. На этом явлении основано проведение профилактических прививок.

Другие формы лейкоцитов — моноциты и гранулоциты участвуют в фагоцитозе. Фагоцитоз можно рассматривать как неспецифическую защитную реакцию, направленную, в первую очередь, на уничтожение поступающих в организм микроорганизмов. В процессе фагоцитоза моноциты и гранулоциты поглощают бактерии, а также крупные чужеродные молекулы и разрушают их своими лизосомальными ферментами. Фагоцитоз также сопровождается образованием активных форм кислорода, так называемых свободных радикалов кислорода, которые, окисляя липоиды бактериальных мембран, способствуют уничтожению микроорганизмов.

Как отмечалось выше, фагоцитозу также подвергаются комплексы антиген-антитело.

К факторам неспецифической защиты относятся кожные и слизистые барьеры, бактерицидность желудочного сока, воспаление, ферменты (лизоцим, протеиназы, пероксидазы), противовирусный белок — интерферон и др.

Регулярные занятия спортом и оздоровительной физкультурой стимулируют иммунную систему и факторы неспецифической защиты и тем самым повышают устойчивость организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды, способствуют снижению общей и инфекционной заболеваемости, увеличивают продолжительность жизни.

Однако исключительно высокие физические и эмоциональные перегрузки, свойственные спорту высших достижений, оказывают на иммунитет неблагоприятное влияние. Нередко у спортсменов высокой квалификации наблюдается повышенная заболеваемость, особенно в период ответственных соревнований (именно в это время физическое и эмоциональное напряжение достигает своего предела!). Очень опасны чрезмерные нагрузки для растущего организма. Многочисленные данные свидетельствуют, что иммунная система детей и подростков более чувствительна к таким нагрузкам.

В связи с этим важнейшей медико-биологической задачей современного спорта является коррекция иммунологических нарушений у спортсменов высокой квалификации путем применения различных иммуностимулирующих средств.

Кровяные пластинки (тромбоциты).

Тромбоциты — это безъядерные клетки, образующиеся из цитоплазмы мегакариоцитов — клеток костного мозга. Количество тромбоцитов в крови обычно 200-400 тыс./мм³. Основная биологическая функция этих форменных элементов — участие в процессе свертывания крови.

Свертывание крови — сложнейший ферментативный процесс, ведущий к образованию кровяного сгустка — тромба с целью предупреждения кровопотери при повреждении кровеносных сосудов.

В свертывании крови участвуют компоненты тромбоцитов, компоненты плазмы крови, а также вещества, поступающие в кровяное русло из окружающих тканей. Все вещества, участвующие в этом процессе, получили название факторы свертывания. По строению все факторы свертывания кроме двух (ионы Са²⁺ и фосфолипиды) являются белками и синтезируются в печени, причем в синтезе ряда факторов участвует витамин К.

Белковые факторы свертывания поступают в кровяное русло и циркулируют в нем в неактивном виде — в форме проферментов (предшественников ферментов), которые при повреждении кровеносного сосуда способны стать активными ферментами и участвовать в процессе свертывания крови. Благодаря постоянному наличию проферментов, кровь находится все время в состоянии «готовности» к свертыванию.

В самом упрощенном виде процесс свертывания крови можно условно разделить на три крупных этапа.

На первом этапе, начинающемся при нарушении целостности кровеносного сосуда, тромбоциты очень быстро (в течение секунд) накапливаются в месте повреждения и, слипаясь образуют своего рода «пробку», которая ограничивает кровотечение. Часть тромбоцитов при этом разрушается, и из них в плазму крови выходят фосфолипиды (один из факторов свертывания). Одновременно в плазме за счет контакта с поврежденной поверхностью стенки сосуда или с каким либо инородным телом (например, игла, стекло, лезвие ножа и т.п.) происходит активация еще одного фактора свертывания — фактора контакта. Далее с участием этих факторов, а также некоторых других участников свертывания формируется активный ферментный комплекс, называемый протромбиназой или тромбокиназой. Такой механизм активации протромбиназы называется внутренним, так как все участники этого процесса содержатся в крови. Активная протромбиназа также образуется и по внешнему механизму. В этом случае требуется участие фактора свертывания, отсутствующего в самой крови. Этот фактор имеется в тканях, окружающих кровеносные сосуды, и попадает в кровяное русло лишь при повреждении сосудистой стенки. Наличие двух независимых механизмов активирования протромбиназы повышает надежность системы свертывания крови.

На втором этапе под влиянием активной протромбиназы происходит превращение белка плазмы протромбина (это тоже фактор свертывания) в активный фермент — тромбин.

Третий этап начинается с воздействия образовавшегося тромбина на белок плазмы — фибриноген. От фибриногена отщепляется часть молекулы и фибриноген превращается в более простой белок — фибрин-мономер, молекулы которого спонтанно, очень быстро, без участия каких либо ферментов подвергаются полимеризации с образованием длинных цепей, называемых фибрином-полимером. Образовавшиеся нити фибрина-полимера являются основой кровяного сгустка — тромба. Вначале формируется студнеобразный сгусток, включающий в себя кроме нитей фибрина-полимера еще плазму и клетки крови. Далее из тромбоцитов, входящих в этот сгусток, выделяются особые сократительные белки (типа мышечных), вызывающие сжатие (ретракцию) кровяного сгустка.

В результате перечисленных этапов образуется прочный тромб, состоящий из нитей фибрина-полимера и клеток крови. Этот тромб располагается в поврежденном месте сосудистой стенки и препятствует кровотечению.

Все этапы свертывания крови протекают с участием ионов кальция.

В целом процесс свертывания крови занимает 4-5 минут.

В течение нескольких дней после образования кровяного сгустка, после восстановления целостности сосудистой стенки происходит рассасывание теперь уже не нужного тромба. Этот процесс называется фибринолизом и осуществляется путем расщепления фибрина, входящего в состав кровяного сгустка, под действием фермента плазмина (фибринолизина). Данный фермент образуется в плазме крови из своего предшественника — профермента плазминогена под влиянием активаторов, которые находятся в плазме или же поступают в кровяное русло из окружающих тканей. Активации плазмина также способствует возникновение при свертывании крови фибрина-полимера.

В последнее время выяснено, что в крови еще имеется противосвертывающая система, которая ограничивает процесс свертывания только поврежденным участком кровяного русла и не допускает тотального свертывания всей крови. В образовании противосвертывающей системы участвуют вещества плазмы, тромбоцитов и окружающих тканей, имеющие общее название антикоагулянты. По механизму действия большинство антикоагулянтов являются специфическими ингибиторами, действующими на факторы свертывания. Наиболее активными антикоагулянтами являются антитромбины, препятствующие превращению фибриногена в фибрин. Наиболее изученным ингибитором тромбина является гепарин, который предупреждает свертывание крови как in vivo, так и in vitro.

К противосвертывающей системе можно также отнести систему фибринолиза.

Кислотно-основной баланс крови

В покое у здорового человека кровь имеет слабощелочную реакцию: рН капиллярной крови (её обычно берут из пальца руки) составляет примерно 7,4 , рН венозной крови равняется 7,36. Более низкое значение водородного показателя венозной крови объясняется бóльшим содержанием в ней углекислоты, возникающей в процессе метаболизма.

Постоянство рН крови обеспечивается находящимися в крови буферными системами. Основными буферами крови являются: бикарбонатный (H₂CO₃/NaHCO₃), фосфатный (NaH₂PO₄/Na₂HPO₄), белковый и гемоглобиновый. Самой мощной буферной системой крови оказалась гемоглобиновая: на её долю приходится 3/4 всей буферной емкости крови (механизм буферного действия см. в курсе химии).

У всех буферных систем крови преобладает оснóвный (щелочной) компонент, вследствие чего они нейтрализуют значительно лучше поступающие в кровь кислоты, чем щелочи. Эта особенность буферов крови имеет большое биологическое значение, поскольку в ходе метаболизма в качестве промежуточных и конечных продуктов часто образуются различные кислоты (пировиноградная и молочная кислоты — при распаде углеводов; метаболиты цикла Кребса и b-окисления жирных кислот; кетоновые тела, угольная кислота и др.). Все возникающие в клетках кислоты могут попасть в кровяное русло и вызвать сдвиг рН в кислую сторону. Наличие большой буферной емкости по отношению к кислотам у буферов крови позволяет им нейтрализовать значительные количества кислых продуктов, поступающих в кровь, и тем самым способствовать сохранению постоянного уровня кислотности.

Суммарное содержание в крови оснóвных компонентов всех буферных систем обозначается термином «Щелочной резерв крови». Чаще всего щелочной резерв рассчитывается путем измерения способности крови связывать СО₂. В норме у человека его величина составляет 50-65 об. % , т.е. каждые 100 мл крови могут связать от 50 до 65 мл углекислого газа.

В поддержании постоянства рН крови также участвуют органы выделения (почки, легкие, кожа, кишечник). Эти органы удаляют из крови избыток кислот и оснований.

Благодаря буферным системам и выделительным органам колебания величины рН в физиологических условиях незначительны и не опасны для организма.

Однако при нарушениях метаболизма (при заболеваниях, при выполнении интенсивных мышечных нагрузок) может резко повыситься образование в организме кислых или щелочных веществ (в первую очередь, кислых!). В этих случаях буферные системы крови и экскреторные органы не в состоянии предотвратить их накопление в кровяном русле и удержать значение рН на постоянном уровне. Поэтому при избыточном образовании в организме различных кислот кислотность крови возрастает, а величина водородного показателя снижается. Такое явление получило название ацидоз. При ацидозе рН крови может уменьшаться до 7,0 — 6,8 ед. (Следует помнить, что сдвиг рН на одну единицу соответствует изменению кислотности в 10 раз). Снижение величины рН ниже 6,8 несовместимо с жизнью.

Значительно реже может происходить накопление в крови щелочных соединений, рН крови при этом увеличивается. Это явление называется алкалоз. Предельное возрастание рН — 8,0.

У спортсменов часто встречается ацидоз, вызванный образованием в мышцах при интенсивной работе больших количеств молочной кислоты (лактата).

Глава 15.БИОХИМИЯ ПОЧЕК И МОЧИ

Моча, также как и кровь, часто является объектом биохимических исследований, проводимых у спортсменов. По данным анализа мочи тренер может получить необходимые сведения о функциональном состоянии спортсмена, о биохимических сдвигах, возникающих в организме при выполнении физических нагрузок различного характера. Поскольку при взятии крови для анализа возможно инфицирование спортсмена (например, заражение гепатитом или СПИД-ом), то в последнее время всё предпочтительнее становится исследование мочи. Поэтому тренер или преподаватель физического воспитания должны обладать информацией о механизме образования мочи, об её физико-химических свойствах и химическом составе, об изменении показателей мочи при выполнении тренировочных и соревновательных нагрузок.

[1] 1 мкл = 1·10^-6 л

Источник: studopedia.ru

Все статьи про заболевание и лечение сосудов :

Снижение калия в крови Анализ крови на ревмокомплекс Какого цвета кровь при артериальном кровотечении Эозинофилы отсутствуют в крови у взрослых причины Какие лекарства разжижают кровь список самых эффективных Что означает высокое соэ в анализе крови Распад эритроцитов в крови причины Минеральный состав плазмы крови