Кровь как часть внутренней среды организма

1.

Профессор Берг М.Д.

2. Кровь как часть внутренней среды организма

Берг М.Д.
Кровь как часть
внутренней среды организма
Формирование систем регуляции.
Профессор Берг М.Д.

3.

Берг М.Д.
План лекции
1. Понятие о внутренней среде организма. Барьеры, константы. Виды
гомеостатических механизмов. Характеристика местного и системного уровней.
2. Понятие о функциональной системе, её элементы.
3. Константы крови как системообразующие факторы.
4. Методы исследования гематокрита и СОЭ.
5. Водно-солевой гомеостаз, местные и системные нервные и гуморальные
механизмы его поддержания.
6. Осмотическая стойкость эритроцитов.
7. Кислотно-щелочной гомеостаз, его показатели. Буферные системы крови и
тканевой жидкости. Функциональная система кислотно-щелочного гомеостаза и
её рабочие органы.
Профессор Берг М.Д.

4.

Основные функции крови.
1. Гомеостатическая
2. Транспортная
3. Защитная
4. Свертывающая-противосвертывающая
Профессор Берг М.Д.

5.

Гомеостатическая функция крови
ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА – ЖИДКИЕ СРЕДЫ
ОРГАНИЗМА, В ОСНОВЕ КОТОРЫХ – ВОДА И
РАСТВОРЕННЫЕ В НЕЙ ВЕЩЕСТВА.
ВОДА СОСТАВЛЯЕТ 45-75% ОТ МАССЫ ТЕЛА.
ЖИДКИЕ СРЕДЫ ОРГАНИЗМА:
• ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ – 70% ВСЕЙ ВОДЫ,
• ИНТЕРСТИЦИАЛЬНАЯ (МЕЖКЛЕТОЧНАЯ, включая
ликвор) – 20%,
• СОСУДИСТАЯ – 10% (КРОВЬ – 7%, ЛИМФА – 3%).
ЖИДКИЕ СРЕДЫ (ВОДНЫЕ СЕКТОРА) ОТДЕЛЕНЫ
ДРУГ ОТ ДРУГА БАРЬЕРАМИ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ
СОБСТВЕННОГО ГОМЕОСТАЗА.
Профессор Берг М.Д.

6.

ГОМЕОСТАЗ – ПОСТОЯНСТВО ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ.
ОН ХАРАКТЕРИУЕТСЯ КОНСТАНТАМИ: ЖЕСТКИМИ И
МЯГИМИ.
МЯГКИЕ ДОПУСКАЮТ КОЛЕБАНИЯ В ПРЕДЕЛАХ ±
10%, ЖЕСТКИЕ - ± 3%.
КОНСТАНТЫ ХАРАКТЕРИЗУЮТ ЗДОРОВЬЕ
ОРГАНИЗМА.
Для поддержания констант работают механизмы
регуляции – механизмы гомеокинеза.
К.БЕРНАР: ПОСТОЯНСТВО СОСТАВА ВНУТРЕННЕЙ
СРЕДЫ – ЕСТЬ УСЛОВИЕ СВОБОДНОЙ ЖИЗНИ,
Т.Е. ЖИЗНИ БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ ДЛЯ ТРУДА,
СПОРТА, СЕМЕЙНОЙ ЖИЗНИ, РАЗВЛЕЧЕНИЙ.
Профессор Берг М.Д.

7.

ВИДЫ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ
(гомеокинеза)
1) МЕСТНЫЕ,
2) СИСТЕМНЫЕ:
• ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПО АНОХИНУ,
• ГУМОРАЛЬНЫЕ.
В основе гомеостатических механизмов лежит
изменение констант крови или тканевой жидкости.
Эти изменения включают механизмы гомеокинеза
для их восстановления.
На местном уровне ЧЕРЕЗ БАРЬЕРЫ ВОДНЫХ
СЕКТОРОВ ВОЗМОЖНО ДВИЖЕНИЕ ВОДЫ И
ВЕЩЕСТВ. ВОДА ДВИЖЕТСЯ ПО ГРАДИЕНТУ
ОСМОТИЧЕСКОГО И ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО
ДАВЛЕНИЙ, В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРОИСХОДИТ
ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДЫ МЕЖДУ СЕКТОРАМИ.
Профессор Берг М.Д.

8.

Вещества движутся – за счет концентрационных и
электрохимических градиентов, т.е. транспорт через
барьеры происходит за счет естественных физикохимических механизмов.
На местном уровне используются механизмы
перераспределения воды, законы диффузии
веществ, включаются буферные системы для
поддержания рН, усиливается кровоток для
удаления ненужных веществ из данного сектора, и
др. Но при этом и вода, и вещества остаются в
организме в тех же объемах.
Местные механизмы работают на уровне
функционального элемента ткани, на уровне
органа.
Для обмена с внешней средой необходимы другие
механизмы регуляции – системного уровня.
Профессор Берг М.Д.

9.

На системном уровне работают нервные
механизмы гомеостаза, использующие
вегетативную нервную систему и гипоталамогипофизарную систему регуляции
(функциональная система, ФС). Есть также и
гуморальные механизмы (например, ренинангиотензин-альдостероновая система – РААС;
система НУГ – натрий-уретического гормона и
др.).
Профессор Берг М.Д.

10.

Функциональная система (ФС)
ФС имеет стандартные элементы:
• системообразующий фактор (измененная константа)
– раздражитель (стимул),
• аппарат рецепции (интерорецепторы) - 1,
• аппарат афферентации (нервный и гуморальный
путь) - 2,
• нервные центры - 3:
- АУ (врожденные программы автоматизированного
управления),
- центры вегетативной нервной системы,
- центры нейро-гуморальной регуляции (гипоталамогипофизарные связи с ЖВС),
- центры эмоций,
- центры врожденного и приобретенного поведения.
Профессор Берг М.Д.

11.

• эфферентные пути (нервные и гуморальные) - 4,
• рабочие органы (внутренние органы,
восстанавливающие константу) - 5.
Профессор Берг М.Д.

12.

СХЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
ПОВЕДЕНИЕ
врожденное, приобретенное
Эмоции
ВНС
3
ЛРК
5
4 РАБОЧИЕ
ОРГАНЫ
АУ
К центральным
интерорецепторам
ЖВС
КОНСТАНТА
ВНУТРЕН.
СРЕДЫ
ГУМОРАЛЬНЫЙ ПУТЬ
Периферические
ИНТЕРОРЕЦЕПТОРЫ
2
НЕРВНЫЙ ПУТЬ
Профессор Берг М.Д.
1

13. ОСНОВНЫЕ КОНСТАНТЫ КРОВИ

Профессор Берг М.Д.

14.

1) ОБЪЕМ КРОВИ: 6-8% ОТ МАССЫ ТЕЛА.
2) ЧАСТИ КРОВИ:
• ПЛАЗМА – 55-58%:
- ВОДА – 92%
- МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА – 0,9%:
МАКРОЭЛЕМЕНТЫ (Na+, К+, Са++)
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ (Fe++, Mg++, Mn++, Zn++, Co++ и др.)
- БЕЛКИ – 7-8%
- НЕБЕЛКОВЫЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.
• ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ – 42-45%:
- ЭРИТРОЦИТЫ (4-5)*1012/Л
- ЛЕЙКОЦИТЫ (4-9*)109/Л
- ТРОМБОЦИТЫ (180-400)*109/Л
3) ГЕМАТОКРИТ – ОТНОШЕНИЕ ФОРМЕННЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ К ОБЪЕМУ КРОВИ. (0,36-0,48)
Норма у мужчин - 40-48 %, у женщин - 36-42 %.
Профессор Берг М.Д.

15.

4) ВЯЗКОСТЬ КРОВИ:
ЦЕЛЬНОЙ – 4,5-5,0, ПЛАЗМЫ – 2,2.
5) СКОРОСТЬ ОСЕДАНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ:
У ЖЕНЩИН – 2-15 ММ/ЧАС,
У МУЖЧИН – 2-10 ММ/ЧАС
6) ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ КРОВИ (Росм) =
7,6-8,2 атм
7) рН крови артериальной = 7,40, венозной – 7,36
Основные константы как системообразующие
факторы: ОЦК, АД, рН, Росм, tо, рО2, рСО2.
Методы исследования некоторых констант на
практическом занятии.
Профессор Берг М.Д.

16.

Метод исследования гематокрита
в микроцентрифуге
Капилляры с кровью
Микроцентрифуга
Профессор Берг М.Д.

17.

Метод исследования СОЭ по Панченкову
Капилляр с кровью, разведенной
раствором цитрата натрия 1:4,
Профессор Берг М.Д.
до и через 1 час.
Справа – штатив с
капиллярами

18.

Водно-солевой гомеостаз
Характеризуется величиной Росм= 7,6-8,2 атм.
Зависит от количества в водных секторах воды и
растворенных в ней веществ, преимущественно –
поваренной соли.
Регулируется:
• перераспределением воды между водными
секторами,
• функциональной системой,
• РААС (ренин-ангиотензин-альдостероновой
системой), натрий-уретическим пептидом
(гормоном).
Профессор Берг М.Д.

19.

Перераспределение воды между водными секторами
ВОДНЫЕ СЕКТОРА и БАРЬЕРЫ МЕЖДУ НИМИ
МЕЖКЛЕТОЧ
НЫЙ
ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ
МЕМБРАНА
КЛЕТКИ
От содержания белков и
полисахаридов в ГГБ
зависит его проницаемость
и скорость транспорта
НЕЙРОНЫ
ВНУТРИ
СОСУДИС
ТЫЙ.
КРОВЬ
СТЕНКА
СОСУДА
ГИСТОГЕМАТИЧЕСКИЙ барьер
глия
КРОВЬ
ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ
барьер
Профессор Берг М.Д.

20.

Перераспределение воды между водными
секторами приводит к изменению их объема и
некоторым сдвигам Росм. Оба параметра,
осмотическое давление и объем крови,
контролируют периферические и центральные
осморецепторы и периферические
волюморецепторы.
Раздражение осморецепторов включает в работу
функциональную систему, а волюморецепторов –
также и гормональную регуляцию с участием НУГ
(НУП).
Профессор Берг М.Д.

21.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА
Функциональная система поддержания водносолевого гомеостаза начинает работать при
изменении величины Росм. Это может произойти
при избыточном потреблении соли или воды, при
потере соли или воды (интенсивное потоотделение
при физической работе или жаре, диарея). Сдвиг
Росм отслеживают периферические и центральные
осморецепторы. Информация поступает в нервный
центр ЛРК, включаются врожденные программы АУ,
которые работают через ВНС (нервный) и ГГС
(нейро-гуморальный) механизмы, изменяя работу
физиологических систем, ответственных за водносолевой гомеостаз. Основной регулятор в системе
ГГС – антидиуретический гормон (АДГ).
Профессор Берг М.Д.

22.

СХЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
водно-солевого гомеостаза
ПОВЕДЕНИЕ
жажда
ВНС
ЛРК
ПОЧКИ,
ПОТ.ЖЕЛ.
АУ
Центральный
осморецептор
ЖВС
(АДГ)
ГУМОРАЛЬНЫЙ ПУТЬ
НЕРВНЫЙ ПУТЬ
Профессор Берг М.Д.
Росм
ОЦК
ОСМОРЕЦЕПТОРЫ
тканей ВОЛЮМОРЕЦЕПТОРЫ

23.

Секреция АДГ
Центральные осморецепторы – это нейроны
гипоталамуса, расположенные в
паравентрикулярных ядрах. Механизм их работы
можно объяснить, представив наличие в этих
нейронах вакуоли с эталоном Росм. Если их
омывает кровь с другой величиной Росм, вакуоль
реагирует перераспределением воды, это
стимулирует клетку на секрецию АДГ.
Профессор Берг М.Д.

24.

Центральный осморецептор
Росм =8,0 атм
Н2О
Нейрон паравентрикулярного
ядра
Росм=7,6 атм
Секреция
АДГ
Профессор Берг М.Д.

25.

АДГ – антидиуретический гормоном, является
нейропептидом паравентрикулярных ядер.
Поступив в кровь через заднюю долю гипофиза, он
работает в почках на уровне собирательных трубок
нефрона, уменьшая выведение воды из организма.
Таким образом уменьшается концентрация солей в
крови, т.е. Росм. крови, но увеличивается объем
жидкой части крови (ОЦК) и тканевой жидкости.
Увеличение ОЦК стимулирует волюморецепторы
устьев полых вен и правых отделов сердца,
которые включают, в том числе, рефлекторное
снижение секреции АДГ (рефлекс Гауэра).
Профессор Берг М.Д.

26.

Гормональная регуляция.
К рефлекторным механизмам подключаются
гормональные. Для уменьшения ОЦК в сердце
начинается синтез НУГ, который усиливает выведение
натрия в мочу через эпителий дистального канальца
почек. Таким образом удаляется из организма избыток
солей, а с ними – вода. Вторая гормональная система
– РААС.
РААС (ренин-ангиотензин-альдостероновая система) и
натрий-уретический пептид или гормон (НУП, НУГ)
регулируют выведение воды из организма через почки
в результате осмозависимого выведения с
поваренной солью. РААС – задерживает в организме
поваренную соль и, значит, воду, а НУГ – выводит.
Как это происходит, рассмотрим в лекции по
физиологии выделения.
Профессор Берг М.Д.

27.

Схема образования компонентов РААС
Гипоксия почек
Снижение кровоснабжения
Уменьшение АД
Сужение почечных сосудов
Снижение Na+ в мкж почек
ЮГК
ренин
АПФ
ангиотензиноген
ангиотензин-1
ангиотензин-2
альдостерон
Na+
Н2О
нефрон
ОЦК
Na+
> АД
Профессор Берг М.Д.
>R

28.

Осмотическая стойкость эритроцитов
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8% NaCl
Гемолиза нет
Полный гемолиз
Частичный гемолиз
0,9%
0,7%
Н2О
0,9%
0,9%
Значение осмотического давления для
жизнедеятельности клеток.
Профессор Берг М.Д.

29.

Кислотно-щелочной гомеостаз
Характеризуется величиной рН и буферной
емкости крови.
рН артериальной крови 7,4, венозной 7,36.
Буферная емкость по кислоте – 350, по щелочам –
50 (в сравнении с дистиллированной водой).
Регулируется КЩР:
- буферными системами крови и тканей,
- функциональной системой.
Профессор Берг М.Д.

30.

Буферные системы крови:
• Гемоглобиновая
• Белковая
• Карбонатная
• Фосфатная.
Буферные системы тканевой жидкости:
• Карбонатная
• Фосфатная
• Белковая.
(Обратите внимание на значимость роли видов
буферных систем крови и тканевой жидкости:
перечислены по значимости. Механизм их работы –
на биохимии).
Если они не справляются с нейтрализацией кислот и
щелочей, включается ФС.
Профессор Берг М.Д.

31.

СХЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ поддержания КЩР
ПОВЕДЕНИЕ
ВНС
ЛРК
АУ
рСО2 рНрецепторы
РФ
ЖВС
ПОЧКИ,
ЛЕГКИЕ,
ЖКТ.
ГУМОРАЛЬНЫЙ ПУТЬ
рН
ХЕМОРЕЦЕПТОРЫ
тканевые, сосудистые
НЕРВНЫЙ ПУТЬ
Профессор Берг М.Д.

32.

Периферические хеморецепторы тканей (метаболорецепторы)
реагируют на концентрацию метаболитов, выделяющихся
клетками в процессе обмена веществ – ионы водорода,
углекислота, молочная кислота и др.
Сосудистые хеморецепторы расположены в аортальном (дуга
аорты) и каротидном (место ветвления общей сонной артерии
на наружную и внутреннюю) клубочках. Это
вторичночувствующие рецепторы, рецепторная клетка
чувствительна к снижению напряжения в крови кислорода и
повышению напряжения углекислого газа. Каротидные могут
реагировать также на снижение рН крови.
Центральные хеморецепторы – это нейроны, расположенные
тонким слоем на передне-боковой поверхности
продолговатого мозга. Они чувствительны к уменьшению рН
межклеточной жидкости и спинномозговой жидкости в
результате повышения напряжения углекислого газа в крови.
Профессор Берг М.Д.

33.

Рабочие органы ФС:
1. Почки:
А) сохраняют буферную емкость крови,
Б) удаляют из организма избытки кислых и щелочных
веществ (при нарушении – метаболический ацидоз
или алкалоз), восстанавливая буферную емкость
крови.
2. Легкие:
А) удаляют или сберегают СО2 (при нарушении –
газовый ацидоз или алкалоз).
3. ЖКТ:
А) желудок – секреция HCL,
Б) печень – нейтрализация кислот и щелочей в
процессе обмена (при нарушении – метаболический
ацидоз или алкалоз).
Профессор Берг М.Д.

34.

В норме, все органы ФС работают на сохранение или
восстановление буферной емкости крови. При
заболеваниях тех или иных органов буферная емкость
может быть снижена, но рН крови сохранена
(компенсированный ацидоз или алкалоз). При сдвигах рН
нарушения КЩР называют – некомпенсированный ацидоз
или алкалоз, либо газовый (нарушение функции легких),
либо негазовый (метаболический) ацидоз или алкалоз при
нарушении функции печени, почек или системного обмена
веществ и энергии.
Буферную емкость исследуют путем титрования жидкости
соответствующего водного сектора растворами кислоты
или щелочи в присутствии индикатора.
Водородный показатель — pH (десятичный логарифм
концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком)
исследуют методами: 1. Для грубой оценки используют
кислотно-основные индикаторы. 2. Прибор рН-метр
измеряет с точностью до 0,01 ед. рН. 3. Аналитический
объемный метод.
Профессор Берг М.Д.