7.3.1. Основные функции крови

Кровь - основная транспортная система организма. Она представляет собой ткань, состоящую из жидкой части - плазмы - и взвешенных в ней клеток (форменных элементов) (рис. 7.2). Ее главной функцией является перенос различных веществ, посредством которых осуществляется защита от воздействий внешней среды или регуляция деятельности отдельных органов и систем. В зависимости от характера переносимых веществ и их природы кровь выполняет следующие функции: 1) дыхательную, 2) питательную, 3) экскреторную, 4) гомеостатическую, 5) регуляторную, 6) креаторных связей, 7) терморегуляционную, 8) защитную.

 

Рис. 7.2  Состав крови.

 

Дыхательная функция. Эта функция крови представляет собой процесс переноса кислорода из органов дыхания к тканям и углекислого газа в обратном направлении. В легких и тканях обмен газов основан на разности парциальных давлений (или напряжений), в результате чего происходит их диффузия. Кислород и углекислый газ содержатся в основном в связанном состоянии и лишь в небольших количествах - в виде растворенного газа. Кислород обратимо связывается с дыхательным пигментом - гемоглобином, углекислый газ - с основаниями, водой и белками крови. Азот находится в крови только в растворенном виде. Его содержание невелико и составляет около 1,2% по объему,                    

Транспорт O2 обеспечивается гемоглобином, который легко вступает с ним в соединение. Соединение это непрочно, и гемоглобин легко отдает кислород. У человека при парциальном давлений в легких около 100 мм рт. ст. (13,3 кПа) гемоглобин на 96-97% превращается в оксигемоглобин (НЬО2). При значительно более низких парциальных давлениях О2 в тканях оксигемоглобин отдает кислород и превращается в восстановленный гемоглобин, или дезоксигемоглобин (НЬ).

Способность гемоглобина связывать и отдавать 02 принято выражать кислородно-диссоциационной кривой. Чем больше изогнута кривая, тем больше разница между содержанием О2 в артериальной и венозной крови, а следовательно больше О2 отдано тканям. Возможность крови как переносчика О2 характеризуется величиной ее кислородной емкости. Кислородной емкостью обозначают количество O2, которое может быть связано кровью до полного насыщения гемоглобина. Она составляет около 20 мл О2, на 100 мл крови. Способность гемоглобина связывать О2 понижает постоянно образующийся в организме СО2, в результате чего его накопление в тканях способствует отдаче гемоглобином кислорода.

Реагируя с водой, CO2 образует слабую и неустойчивую двуосновную угольную кислоту. Она необходима для поддержания кислотно-щелочного равновесия, участвует в синтезе жиров, неогликогенезе. Вступая в соединения с основаниями, угольная кислота образует гидрокарбонаты. .

Углекислый газ вместе с гидрокарбонатом натрия образует важную буферную систему. В транспорте кровью СО2 существенную роль играет гемоглобин. Содержание СО2 в крови значительно выше, чем O2, перепады его концентраций между артериальной и венозной кровью соответственно меньше. В венозной крови СО2 диффундирует в эритроциты, в артериальной, напротив, выходит из них. При этом свойства гемоглобина как кислоты изменяются. В капиллярах ткани оксигемоглобин отдает O2, в результате чего ослабевают его кислотные свойства. В этот момент угольная кислота отнимает у гемоглобина связанные с ним основания и образует гидрокарбонат. В капиллярах легких гемоглобин снова превращается в оксигемоглобин и вытесняет углекислоту из бикарбоната. Хорошая растворимость бикарбоната в воде и большая способность углекислоты к диффузии облегчают ее поступление из тканей в кровь и из крови в альвеолярный воздух.

Питательная функция. Питательная функция крови заключается в том, что кровь переносит питательные вещества от пищеварительного тракта к клеткам организма. Глюкоза, фруктоза, низкомолекулярные пептиды, аминокислоты, соли, витамины, вода всасываются в кровь непосредственно в капиллярах ворсинок кишки. Жир и продукты его расщепления всасываются в кровь и лимфу. Все попавшие в кровь вещества по воротной вене поступают в печень и лишь затем разносятся по всему организму. В печени избыток глюкозы задерживается и превращается в гликоген, остальная ее часть доставляется к тканям. Разносимые по всему организму аминокислоты используются как пластический материал для белков тканей и энергетических потребностей. Жиры, всосавшиеся частично в лимфу, попадают из нее в кровяное русло и, переработанные в печени до липопротеинов низкой плотности, вновь попадают в кровь. Избыток жира откладывается в подкожной клетчатке, сальнике и других местах. Отсюда он может вновь поступать в кровь и переноситься ею к месту использования.

Экскреторная функция. Экскреторная функция крови проявляется в удалении ненужных и даже вредных для организма конечных продуктов метаболизма, избытка воды, минеральных и органических веществ, поступивших с пищей. К их числу относится один из продуктов дезаминирования аминокислот - аммиак. Он токсичен для организма, и в крови его содержится немного.

Большая часть аммиака обезвреживается, превращаясь в конечный продукт азотистого обмена - мочевину. Образующаяся при распаде пуриновых оснований мочевая кислота также переносится кровью к почкам, а появляющиеся в результате распада гемоглобина желчные пигменты - к печени. Они выделяются с желчью. В крови имеются и ядовитые для организма ^вещества (производные фенола, индол и др.). Некоторые из них являются продуктами жизнедеятельности гнилостных микробов толстой кишки.

Гомеостатическая функция. Кровь участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма (например, постоянства рН, водного баланса, уровня глюкозы в крови и др. - см. разд. 7.2).

Регуляторная функция крови. Некоторые ткани в процессе жизнедеятельности выделяют в кровь химические вещества, обладающие большой биологической активностью. Находясь постоянно в состоянии движения в системе замкнутых сосудов, кровь тем самым осуществляет связь между различными органами. В результате организм функционирует как единая система, обеспечивающая приспособление к постоянно меняющимся условиям среды. Таким образом, кровь объединяет организм, обусловливая его гуморальное единство и адаптивные реакции.

Функция креаторных связей. Она состоит в переносе плазмой и форменными элементами макромолекул, осуществляющих в организме информационные связи. Благодаря этому регулируются внутриклеточные процессы синтеза белка, клеточные дифференцировки, поддержание постоянства структуры тканей.

Терморегуляционная функция крови. В результате непрерывного движения и большой теплоемкости кровь способствует перераспределению тепла по организму и поддержанию температуры тела. Циркулирующая кровь объединяет органы, в которых вырабатывается тепло, с органами, отдающими тепло. Например, во время интенсивной мышечной деятельности в мышцах возрастает образование тепла, но тепло в них не задерживается. Оно поглощается кровью и разносится по всему телу, вызывая возбуждение гипоталамических центров терморегуляции. Это приводит к соответствующему изменению продукции и отдачи тепла. В результате температура тела поддерживается на постоянном уровне.

Защитная функция. Ее выполняют различные составные части крови, обеспечивающие гуморальный иммунитет (выработку антител) и клеточный иммунитет (фагоцитоз). К защитным функциям относится также свертывание крови. При любом, даже незначительном, ранении возникает тромб, закупоривающий сосуд и прекращающий кровотечение. Тромб образуется из белков плазмы крови под влиянием веществ, содержащихся в тромбоцитах.

Помимо названных, в эволюционном ряду выделяют еще и такую функцию, как передача силы. Ее примером может служить участие крови в локомоции дождевых червей, разрыве кутикулы при линьке у ракообразных, движениях таких органов, как сифон двустворчатых моллюсков, в разгибании ног у пауков, капиллярной ультрафильтрации почек.