Кровь (вместе с лимфой и тканевой жидкостью) относится к жидким тканям организма. Тканями называют группы клеток (вместе с расположенным между ними межклеточным веществом), имеющих сходное строение и выполняющих какие-то специфические функции.
Все ткани человека можно условно подразделить на 5 типов:
– эпителиальная (покровная);
– соединительная (костная, хрящевая и собственно соединительная ткань);
– мышечная;
– нервная;
– жидкие ткани.
Жидкие ткани – кровь, лимфа и тканевая жидкость – составляют внутреннюю среду организма. Они омывают все клетки, благодаря чему доставляют им вещества, необходимые для жизнедеятельности, и уносят вещества, которые уже не нужны, то есть конечные продукты обмена веществ.
Общее количество крови в организме взрослого человека составляет примерно 4,5–6 л – 6–8 % массы тела. Объем циркулирующей крови сохраняется относительно постоянным. За счет чего поддерживается это постоянство, ведь в организме все меняется ежесекундно, например, из кишечника непрерывно всасывается вода. Но если в кровь поступает большое количество воды, то часть ее сразу выводится через почки, а другая, бо́льшая, часть, переходит в ткани, откуда затем постепенно снова возвращается в кровь и тоже в конечном итоге выводится через почки. При недостаточном поступлении жидкости извне вода из тканей переходит в кровь, а почки «работают вполсилы»: в них образуется меньше мочи, и, значит, меньше воды выводится из организма.
Резкое уменьшение объема крови на 1/3 (например, при кровотечении) уже представляет опасность для жизни.
Кровь выполняет очень много функций в организме, и нельзя сказать, какие из них более важные, а какие – менее. Поэтому в приведенном ниже перечне слова «во-первых», «во-вторых» и т. п. можно переставлять как угодно.
Во-первых, кровь, циркулируя по всему организму, переносит ко всем органам, тканям и клеткам определенные вещества, а другие вещества «уносит». Это называется транспортная функция, и она как бы включает в себя ряд других функций.
• Дыхательная функция – кровь переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким.
• Питательная (трофическая) функция – кровь приносит ко всем клеткам организма питательные вещества: глюкозу, аминокислоты, жиры, витамины, минеральные вещества, воду.
• Выделительная (экскреторная) функция – кровь уносит из клеток «шлаки жизни» – конечные продукты обмена веществ: мочевину мочевую кислоту и др. Уносит она их к органам выделительной системы (почкам), которые и выводят эти вещества из организма.
• Гуморальная регуляция (humor в переводе с латыни означает «жидкость»). Кровь переносит гормоны и другие физиологически активные вещества от клеток, где они образуются, к другим клеткам и тем самым осуществляет химическое взаимодействие между всеми клетками организма.
Во-вторых, кровь выполняет защитную функцию.
В крови имеются клеточные элементы (лейкоциты), а также определенные вещества (антитела), которые защищают организм от всего чужеродного, в частности, от болезнетворных микроорганизмов.
В-третьих, кровь поддерживает стабильность многих постоянных величин в организме: рН (кислотность), осмотическое давление и пр., так как обеспечивает водно-солевой обмен между нею и тканями.
В-четвертых, кровь участвует в терморегуляции, то есть поддерживает постоянную температуру тела. Кровь омывает все органы и при этом одни из них охлаждает, а другие, наоборот, согревает.
Именно благодаря такому разнообразию функций, благодаря тому, что кровь, так сказать, вездесуща, кровь может «рассказать» очень много.
И в первую очередь – о самой себе, то есть о системе крови. В эту систему входят:
– периферическая кровь, то есть кровь, циркулирующая по сосудам;
– органы кроветворения: красный костный мозг, лимфатические узлы и селезенка;
– органы кроверазрушения;
– регулирующий нейрогуморальный аппарат.
Кроме того, кровь рассказывает о состоянии организма в целом: каких веществ в нем слишком много, а каких не хватает, и т. п.
А также кровь может многое рассказать о функции любого органа. Нужно только знать, «о чем спрашивать», то есть какие вещества «искать» (или определять их концентрацию) в крови – белки, глюкозу, липиды, ферменты, гормоны, электролиты и т. п.
Кровь состоит из жидкой части – плазмы – и взвешенных в ней клеток, или форменных элементов крови.
В крови имеются следующие виды форменных элементов (клеток): эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные тельца), тромбоциты (кровяные пластинки). Все они образуются в костном мозге из клеток-предшественников.
Костный мозг находится в плоских и трубчатых костях – грудине, ребрах, костях конечностей и др. Общая масса костного мозга составляет 1,5–2 кг (столько же весит печень). Некоторые формы лейкоцитов, а именно, лимфоциты, образуются не только в костном мозге, но также в лимфатических узлах, селезенке, лимфоидной ткани кишечника и миндалин.
Процесс образования и развития форменных элементов (клеток) крови называется кроветворением. Соответственно, образование эритроцитов называется эритропоэз, образование лейкоцитов – лейкопоэз, а тромбоцитов – тромбопоэз.
Эритроциты, или красные кровяные тельца, предназначены для того, чтобы переносить кислород от легких ко всем тканям и органам, а углекислый газ – в обратном направлении – от тканей и органов к легким.
По форме эритроциты напоминают двояковыпуклые диски. Диаметр эритроцита равен 7,2–7,5 мкм, толщина – 2,2 мкм, а общая поверхность всех эритроцитов превышает площадь поверхности человеческого тела в 1500 раз.
Около 90 % сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин.
В крови взрослого человека в норме циркулирует примерно 25 триллионов эритроцитов. Представить себе это количество можно так: если уложить все эритроциты рядом друг с другом, то получившейся цепочкой (длиной около 200 000 км) можно было бы опоясать земной шар по экватору 5 раз.
Эритроцит живет в среднем 120 дней, а затем гибнет (разрушается). Причем тут возможны два варианта. Во-первых, старые эритроциты подвергаются фагоцитозу, то есть пожираются клетками-фагоцитами, которые для того и предназначены, чтобы уничтожать почему-либо не нужные организму клетки – как чужеродные, например, микробные, так и собственные, «отслужившие свой срок». Фагоцитов особенно много в печени и селезенке, поэтому эти органы называют «кладбищем эритроцитов». Во-вторых, старые эритроциты (они становятся более круглыми) прямо в кровяном русле подвергаются гемолизу – растворению.
Некоторые эритроциты «не доживают» отпущенный им срок и разрушаются из-за механического повреждения во время циркуляции по сосудам (этот процесс называется фрагментоз). Обычно это в чем-то дефектные эритроциты. То есть среди эритроцитов в организме, как и во всей живой природе, происходит своего рода естественный отбор.
Каждые сутки в человеческом организме образуется и разрушается около 200–250 миллиардов эритроцитов. Эритроцит образуется из клетки-предшественника, имеющей, как и все «нормальные» клетки, ядро, – эритробласта, который затем последовательно проходит несколько стадий превращения в нормобласт.
На стадии «зрелого» нормобласта происходит выталкивание ядра и образование «нормального» эритроцита, который так и называется – нормоцит. Но иногда ядро выталкивается на более ранних стадиях, то есть из «недозрелых» нормобластов, и из такой клетки образуется ретикулоцит, то есть соответственно недозрелый эритроцит. Впрочем, через 1–2 суток после выхода из костного мозга в кровь ретикулоциты «дозревают» и становятся нормальными, «взрослыми» эритроцитами-нормоцитами.
Около 90 % сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин – так называемый дыхательный фермент. По химической структуре он представляет собой соединение белка (глобина) и 4 молекул гема, каждая из которых имеет в своем составе атом железа. Атом железа отличается тем, что имеет большое число свободных электронов, благодаря чему легко образует различные комплексы, в частности, способен присоединять (и отдавать) молекулу кислорода.
Гемоглобин в крови содержится в виде 3 физиологических соединений. Гемоглобин, который «взял» кислород и несет его к тканям, называется оксигемоглобин (HbO2). Именно он придает ярко-алую окраску артериальной крови.
Гемоглобин, отдавший кислород тканям, превращается в так называемый восстановленный гемоглобин, или дезоксигемоглобин (Hb). Он циркулирует в венозной крови и придает ей более темный цвет. Гемоглобин, присоединивший углекислый газ и несущий его к легким, называется карбгемоглобин и тоже находится в артериальной крови.
При разрушении эритроцитов гемоглобин выходит в плазму крови, от него отщепляются молекулы гема, и он превращается в желчный пигмент билирубин. Билирубин с желчью поступает в кишечник и выводится из организма с калом и мочой – в форме соответственно стеркобилина и уробилина. Каждые сутки примерно 8 г гемоглобина (около 1 %), находящегося в крови, превращается в билирубин.
Лейкоциты подразделяют на две основные группы: гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые). К гранулоцитам относятся нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, а к агранулоцитам – лимфоциты и моноциты.
Нейтрофилы – самая многочисленная группа лейкоцитов, они составляют 50–75 % всех белых кровяных телец. Нейтрофилами они называются потому, что их зернистость можно окрашивать нейтральными красками.
Нейтрофилы различают «по возрасту»: молодые и зрелые формы. Молодые – это («по старшинству», начиная с самых младших) миелоциты, юные (метамиелоциты), палочкоядерные; зрелые – это сегментоядерные. В крови здорового человека подавляющее большинство нейтрофилов представлены зрелыми формами – сегментоядерными, а юных и палочко-ядерных (молодых) должно быть не более 1 % и 5 % соответственно.
При этом в крови человека циркулирует не более 1 % нейтрофилов, имеющихся в организме; 99 % их сосредоточены в различных тканях. В частности, резерв нейтрофилов в костном мозге в 50 раз превышает их количество в крови. По первому требованию организма происходит дополнительный выброс нейтрофилов в кровь. С чем же связано это «первое требование»?
Нейтрофилы – главные защитники организма. Нейтрофилы первыми устремляются в место повреждения тканей, так как они наиболее подвижные из всех лейкоцитов. В случае надобности нейтрофил выпускает псевдоподии («ложноножки»), проникает через стенку капилляра и спешит туда, где какой-нибудь микроб «нарушил границу» – попал в организм. Нейтрофилы движутся со скоростью 40 мкм в минуту, что совсем не мало для такой малютки, не превышающей в диаметре 10–15 мкм.
Дальше нейтрофил нападает на врага – микробную клетку или собственные разрушающиеся клетки организма – и буквально пожирает его, и это называется фагоцитозом (от греч. фаго – «пожираю» и цитос – «клетка»), а клетки, способные осуществлять подобные действия, – фагоцитами. Затем фагоцит переваривает и уничтожает то, что «съел», благодаря собственным ферментам и другим веществам. Причем один нейтрофил способен «съесть» (то есть уничтожить) 20–30 бактерий. Иногда, впрочем, он погибает сам в этом неравном бою, и тогда бактерии остаются победителями на поле боя и продолжают размножаться.
Но нейтрофилы способны и к более тонким и сложным методам борьбы: например, они выделяют специальные вещества (лизосомные белки), которые пагубно воздействуют на бактерии, а также интерферон, обладающий противовирусным действием. Нейтрофилы вовсе не всегда так активны и агрессивны, а только тогда, когда в этом возникает необходимость, о чем они узнают по повышению уровня гормонов в крови, в частности, адреналина и ацетилхолина, и некоторых других веществ, а также по увеличению концентрации токсинов – продуктов жизнедеятельности микробов.
Эти клетки крови называются эозинофилами потому, что зернистость в их цитоплазме окрашивается кислыми красками, в частности, эозином. Эозинофилы тоже умеют пожирать микробов (то есть обладают фагоцитарной способностью), но их слишком мало, поэтому они не играют заметной роли в процессе фагоцитоза.
Зато они способны обезвреживать и разрушать аллергены. В частности, они вырабатывают фермент (гистаминазу), который разрушает гистамин. А без гистамина не обходится ни одна аллергическая реакция. (Именно поэтому при аллергии применяются антигистаминные препараты – тавегил, супрастин, кларитин и др.) Гистамин содержится в гранулах базофилов