Введение в предмет. Кровь, состав, физикохимические свойства. Физиология • Термин происходит от греческих слов: «physis» – природа, «logos» – учение. • наука о функциях, свойствах и механизмах регуляции клеток, тканей, органов, систем и организма в целом при условии его взаимодействия с окружающей средой. Методы физиологии • I. Наблюдение. Функции изучаются в естественных условиях (подсчет ЧСС и ЧД 3 раза в день). Простой, доступный, позволяет вскрыть лишь внешнюю сторону процессов. • II. Эксперимент (опыт). функции изучаются в измененных условиях, задуманных ученым. Позволяет раскрыть механизмы процессов. 1) острый эксперимент(вивисекция) • грубое одномоментное вмешательство в организм животных, нарушающее его целостность: изучаются функции изолированных клеток, тканей, органов; • функции, быстро протекающие во времени за короткий период в условиях, резко отличающихся от естественных; • нарушается связь организма с внешней средой; • животное погибает из–за травмы, кровопотери, инфекции. • 2) хронический - проводят на животных и на людях (добровольцах): • щадящее вмешательство, не нарушающее целостность и здоровье организма; • специально разработанные операции на животных, после которых они поправляются; • условия естественные, не нарушена связь с внешней средой; • получаем результаты в течение длительного времени. III. моделирование • создание искусственных органов и систем (аппарат искусственного кровообращения, искусственные клапаны сердца и др.), изучаются их функции в организме. Объект исследования физиологии • - живой организм. • Свойства • Специфичность структуры • Обмен веществ, энергии, информации • Раздражимость • Самовоспроизведение. • Саморегуляция. • Память. Организм окружает внешняя среда • Для неё характерно: • изменчивость показателей (температуры, барометрического давления, влажности и др.) • стихийность; • отсутствие саморегуляции. В ходе эволюции появилась внутренняя среда • – кровь, лимфа, тканевая жидкость. Она омывает многие клетки и ткани. • Особенности: • 1. Гомеостаз – относительное динамическое постоянство состава и функций внутренней среды. • Показатели внутренней среды биологические константы: • Жесткие (метаболические), их колебания организм переносит в узких пределах: температура, рН, осмотическое давление крови, ионный состав крови; • Пластичные (адаптивные), колебания которых организм переносит в широких пределах в течение короткого времени – ОЦК, количество форменных элементов, АД и др. Механизмы саморегуляции • 1. Контактный–взаимодействие соседних органоидов и клеток (механическое, химическое, электрическое). • 2. Гуморальный– взаимодействие между органами, тканями и системами через кровь, лимфу и тканевую жидкость за счёт метаболитов, БАВ, гормонов. Характерно: пролонгированное действие, дистантное действие (на расстоянии), отсутствие одного точного адресата. • 3. Нервно–рефлекторный, в основе рефлекс – Характерно: большая скорость, точность и срочность. 2. Гистогематические барьеры • –барьеры между кровью и тканями. Пропускают не все вещества из крови к тканям, из ткани в кровь проходят всё, но с разной скоростью. • определяют обмен веществ между кровью и тканями, специфический состав тканевой жидкости, клеточный гомеостаз; • сохраняет трехкамерную водную структуру в организме; • предотвращают попадание микробов, чужеродных или токсических веществ в межклеточные пространства. Система крови: • периферическая кровь, циркулирует по сосудам; • органы кроветворения – красный костный мозг, лимфоузлы, селезенка; • органы кроверазрушения – селезенка, печень, красный костный мозг; • регулирующий нейрогуморальный аппарат. • Кровь - жидкая соединительная ткань, циркулирующая по ССС. Количество: 6–8% от массы тела. • ОЦК – 60-70%, 30-40% в депо (селезёнка, печень, лёгкие, подкожная сосудистая сеть). Состав крови клетки (форменные элементы) 40-45%: эритроциты лейкоциты тромбоциты Гематокрит (Ht) – соотношение форменных элементов и плазмы. В норме = 40–45%. межклеточное вещество (плазма) 55-60% Кровь после центрифугирования Функции крови • I. Транспортные: • трофическая – транспорт питательных веществ от органов пищеварения к клеткам и тканям; • дыхательная – транспорт О2 от легких к тканям, а СО2 от тканей к легким; • экскреторная – транспорт метаболитов к органам выделения; • гуморальная – транспорт гормонов и других БАВ; • терморегуляторная – перераспределение тепла в организме; • II. Защитные: • иммунитет – защита от чужеродных частиц, микробов, вирусов; • свертывание крови. Состав плазмы 90–92 % вода альбумины – 4–4,5 % глобулины (α, β, γ)– 2–2,5 % фибриноген – 0,2–0,4 % 8–10 % сухой остаток Белки 6–8 % Неорганич. Органич. вещества вещества 1%небелковой природы 1% Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Mn2 и др. 1)пит. вещества: глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, липиды, холестерин, витамины и т.д.; 2)метаболиты: мочевина, мочевая кислота и др. Функции составных частей плазмы • Вода – универсальный растворитель • Неорганические вещества: формирование биопотенциалов клеток (Na и K), свёртывание крови (Са), сокращение мышц (Са) и т.д. • Органические вещества: трофическая Функции белков • трофическая – питательная; • пластическая –построение клеток, их рост и регенерация; • носители генетической информации; • регуляция рН крови – белковая буферная система; • создают онкотическое давление крови, участвуют в водном балансе; • обеспечивают вязкость, плотность крови; Функции белков • свертывание крови (фибриноген, глобулины); • защитная (иммуноглобулины); • стабилизируют эритроциты, препятствуют их оседанию (определяют СОЭ); • определяют группы крови; • переносчики гормонов, витаминов, липидов, пигментов, микроэлементов. Физико-химические свойства крови: • Вязкость • Плотность • Осмотическое давление • Онкотическое давление • Активная реакция (рН) • Вязкость крови – взаимодействие частиц крови между собой, = 4,5 – 5 пуаз. зависит от количества форменных элементов и белков плазмы. Чем их больше, тем выше вязкость. Cоздает сопротивление току крови и определяет величину АД. • Плотность крови (удельный вес), = 1,050– 1,065, отражает химический состав крови, которая в основном состоит из воды, увеличивается при сгущении крови. Осмотическое давление крови • сила, обеспечивающая осмос, или сила, с которой растворенные частицы притягивают к себе растворитель (воду), чьи молекулы оказывают давление на полупроницаемую мембрану. =7,6–8 атмосфер. • зависит от количества растворённых частиц и не зависит от их формы, размера, веса и заряда. • преимущественно обусловлено минеральными солями плазмы (в основном Na+, Cl-). Значение осмотического давления • 1. Обеспечивает обмен воды между: • клеткой и тканевой жидкостью; • тканевой жидкостью и кровью; • внутренней и внешней средой. • 2. Обеспечивает нормальную работу желез внутренней и внешней секреции. • 3. Определяет тургор клеточных мембран. Виды растворов • Изотонический –осмотическое давление = осмотическому давлению крови (0,9 % раствор NaCl). Используют для промывания носа, глаз, рта, разведения лекарств, при кровопотерях, обезвоживании, интоксикации и т.д. • Гипертонический –осмотическое давление >, чем осмотическое давление крови (5% раствор NaCl). Используют наружно для антимикробной обработки ран, а внутривенно для усиления диуреза и восполнения дефицита Na и Cl. • Гипотонический –осмотическое давление <, чем осмотическое давление крови (0,1 % NaCl). • Изоионические – сложные физиологические растворы, содержащие многие ионы плазмы крови. Используют для восстановления водно-солевого состава крови. Вода выходит из эритроцита в раствор, эритроцит сморщивается, происходит плазмолиз. Эритроциты не меняют объём (сколько воды заходит в эритроцит в единицу времени, столько и выходит, тургор мембраны в норме) Вода поступает из раствора в эритроцит. Он набухает и может разрушиться (осмотический гемолиз). Онкотическое давление крови • часть осмотического давления, обусловленная белками, = 25–30 мм рт.ст. • в большей степени зависит от альбуминов • Значение: • удерживает воду в кровяном русле; • участвует в образовании тканевой жидкости, лимфы, первичной мочи в почках; • участвует при всасывании питательных веществ в кишечнике. • При белковом голодании могут наблюдаться безбелковые отеки. Гемолиз • разрушение эритроцитов и выход гемоглобина в плазму. Кровь становится лаковой, прозрачной. • Виды • Осмотический – в гипотонических растворах (самый сильный из них - дистиллированная вода). • Химический – под воздействием едких веществ (кислот, щелочей и т.д.) мембрана эритроцитов разъедается. • Механический – при взбалтывании крови. • Термический – при нагревании и замораживании крови. • Биологический – при укусе ядовитых змей, насекомых, при неправильном переливании крови (групповая или резус– несовместимость). Активная реакция крови (рН) • Определяется соотношением ионов Н+ и ОН–. • рН крови = 7,35 –7,40 (слабощелочная) • Постоянство рН необходимо для: • оптимального протекания ферментативных реакций; • поддержания биофизических свойств клеток; • оптимальной работы механизмов саморегуляции. Механизмы поддержания рН крови • I. Физико–химические: 1) буферные системы крови; 2) разведение кислот и оснований; 3) нейтрализация кислот основаниями; 4) окисление и разрушение нелетучих кислот до летучих; 5) образование более нейтральных соединений. • II. Физиологические: • (функция лёгких, почек, ЖКТ, костной ткани, потовых желёз) Основные буферные системы • • • • • • 1. Бикарбонатная– самая главная: Н2С03 NaHC03 самая активная, так как первой вступает в реакцию; ее компоненты запускают физиологические механизмы; довольно высокая буферная емкость (количество кислоты или основания, которое нужно добавить к 1 л буфера, чтобы сдвинуть рН на единицу); • отражает состояние других буферов; ее параметры используются для характеристики КОС в клинике. • 2. Гемоглобиновая– • КНвО2 • ННв • занимает 2–е место после бикарбонатного буфера, имеет самую большую буферную емкость; • препятствует подкислению венозной крови в тканях и ощелачиванию артериальной крови в легких. • 3. Фосфатная : Она поддерживает рН в тканях, почках. • Na H2PO4 • Na 2HPO4 4. Белковая– вступает в реакцию в последнюю очередь. поддержание рН в клетках различных тканей COOH • R • NH2 • Легкие выводят избыток Н2С03, дыхание частое и глубокое. • Почки удаляют избыток бикарбоната с мочой, а при его недостатке синтезируют бикарбонат и выводят Н+. • Печень выводит основания и Н+ с желчью, синтезирует мочевину из аммиака, гликоген из молочной кислоты, образует жирные кислоты из кетоновых тел. • ЖКТ влияет на рН за счет изменения рН пищеварительных соков. • Костная ткань нейтрализует кислоты за счет катионов и фосфатов путем обмена ионами. • Потовые железы - выводят молочную кислоту. Сдвиги рН • Ацидоз – в кислую сторону. • Компенсированный – ↓ щелочной резерв (все щелочные компоненты буферных систем) и буферная емкость крови, без сдвига рН; • Некомпенсированный – со сдвигом рН в кислую сторону; • Алкалоз – в щелочную сторону. • Компенсированный – ↑ щелочной резерв, ↓ буферная емкость крови, без сдвигов рН; • Некомпенсированный – со сдвигом рН в щелочную сторону. • По форме сдвигов различают: • метаболический ацидоз – уменьшение бикарбонатов; • дыхательный ацидоз – увеличение Н2С03; • метаболический алкалоз – увеличение бикарбонатов; • дыхательный алкалоз – уменьшение Н2С03. • Ацидоз вызывает угнетение ЦНС вплоть до комы. • Алкалоз вызывает перевозбуждение ЦНС – судороги.
