Контрольная работа №2 вариант №4
Задание 1.Нарисуйте схему образования лимфы. Жирные стрелки обозначают выход жидкости плазмы крови из кровеносного русла на артериальном конце капилляра и возвращение ее в кровеносный сосуд на венозном конце. Тонкие изогнутые стрелки обозначают переход жидкости из межклеточного пространства ткани в лимфатический сосуд.
Укажите на схеме лимфатический капилляр, клетки ткани и коллагеновые волокна. Дайте письменные ответы: какие различия есть в составе плазмы крови, межклеточной жидкости и лимфы? Каким общим названием объединяются кровь, лимфа и межклеточная жидкость?
Решение.
Рисунок 1.схема взаимосвязи жидкостей организма: крови, лимфы и тканевой жидкости.
Кровь, лимфа и тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма, омывающую все клетки и ткани организма.
Плазма крови содержит 90-92% воды и 8-10% сухого вещества, главным образом белков и солей. В плазме находится ряд белков, отличающихся по своим свойствам и функциональному значению: альбумины(4.5%) , глобулины(2-3%) и фибриноген(0.2-0.4%)Общее количество белка в плазме крови человека составляет 7-8%. Остальная часть плотного остатка плазмы приходится на долю других органических соединений и минеральных солей. В плазме также находятся небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты и полипептиды), всасывающиеся в пищеварительном тракте и используемые клетками для синтеза белков. В плазме содержатся продукты распада белков и нуклеиновых кислот(мочевина, креатин, креатинин, мочевая кислота), подлежащие выведению из организма. В плазме также находятся безазотистые органические вещества: глюкоза, нейтральные жиры и липиды. Минеральные вещества плазмы крови примерно составляют 0.9%( Na+, K+, Ca2+, Cl -, HCO3 -, HPO4-)
В состав лимфы входят клеточные элементы, белки, липиды, низкомолекулярные органические соединения( аминокислоты, глюкоза, глицерин) , электролиты. Клеточный состав лимфы представлен в основном лимфоцитами. Эритроциты встречаются в ограниченном количестве, тромбоциты в норме не определяются. Макрофаги и моноциты встречаются редко, гранулоциты могут проникать в лимфу из очаговой инфекции. Ионный состав лимфы не отличается от ионного состава плазмы крови и интерстециальной жидкости. По содержанию белков и липидов лимфа значительно отличается от плазмы крови ( содержание белков примерно 2-3% от ее объема). В лимфе в небольшом количестве содержатся все факторы свертывания, антитела и различные ферменты, имеющиеся в плазме.
По составу тканевая жидкость близка к плазме крови, но содержит меньше белка, другое количество электролитов, ферментов, продуктов обмена.
лимфатический капилляр
коллагеновые волокна
клетки ткани
Задание №2.Заполните таблицу. Укажите концентрацию белков указанных фракций в плазме крови, назовите их основные функции.
Таблица 1. Состав, количество и основные функции белков плазмы крови.
Белковая фракция
Альбумины
α 1- глобулины
α 2- глобулины
β – глобулины
γ – глобулины
фибриноген
протромбин |
Концентрация в плазме г/л
37-41 г/ л( около 60 % общего белка плазмы)
3.5 г/л
Церулоплазмин- 0.3 г/ л α 2 –макроглобулин- 2.5 г/ л α 2- гаптоглобулин- 1.0 г/ л
трансферрин- 3.0 г/ л β – липопротеин- 5.5 г/ л
Jg G- 12.0 г/ л Jg A- 2.4 г/ л Jg M-1.25 г/ л Jg E- 0.0003 г/ л
3.0 г/ л
0.1 г/ л |
Основные функции
Образуются в печени и в костном мозге. Они играют главную роль в создании онкотического давления крови. Также связывает билирубин, уробилин, жирные кислоты. Выполняет транспортную функцию; белковый резерв( 200 грамм белка)- используется при белковом голодании. Благодаря отрицательному заряду способствуют стабилизации и препятствуют оседанию форменных элементов крови. Поддерживают кислотно- щелочное равновесие, являются буферной системой.
Участвует в регуляции эритропоэза.транспот липидов( в частности фосфолипидов)
Обладает оксидазной активностью. Связывает медь.
Ингибирует плазмин и протеиназы.
Связывает гемоглобин и препятствует его выведению с мочой.
Транспорт железа.
Транспорт липидов (в частности холестерола)
Являются иммуноглобулинами. Выполняют защитную и обезвреживающую функции. Почти при всех воспалительных заболеваниях количество γ – глобулинов увеличивается.
Представляет собой растворимый предшественник фибрина- участвует в процессе свертывания крови.
Участвует в процессе свертывания крови. |
Задание № 3 Дайте письменные ответы: В чем заключается функция красных кровяных телец( эритроцитов)? Каково нормальное содержание эритроцитов у взрослых мужчин, у женщин? Какой тип гемоглобина содержится в крови взрослого человека, и какой тип - в крови плода? В чем различие между гемоглобинами разных типов? Где образуются эритроциты, как регулируется эритропоэз?
Ответы: Эритроциты- самые многочисленные( 44% от общего объема) форменные элементы крови. Эритроциты образуются в кроветворных тканях- желточном мешочке у эмбриона, печени и селезенке у плода и красном костном мозгу и плоских костях у взрослого. Во всех этих органах содержатся так называемые плюрипотентные стволовые клетки- общие предшественники всех клеток крови. На следующем( по степени дифференцировке) уровне находятся коммитированные предшественники, из которых уже может развиваться только один тип клеток крови( эритроциты, моноциты, гранулоциты, тромбоциты, лимфоциты). Пройдя еще несколько стадий дифференцирови и созревания, юные безъядерные эритроциты выходят из костного мозга в виде так называемых ретикулоцитов. Созревшие эритроциты циркулируют в крови в течении 100-120 дней, после чего фагоцитируются клетками ретикулоэндотелиальной системы костного мозга, а при патологии- также печени и селезенки. Однако не только эти органы, но и любая другая ткань способна разрушать кровяные тельца, о чем свидетельствует постепенное исчезновение « синяков» (подкожных кровотечений) . В организме человека за 1 минуту образуется 160* 10 в 6 степени эритроцитов. После кровопотери и при патологическом укорочении жизни эритроцитов скорость эритропоэза может возрастать в несколько раз.
Для нормального эритропоэза необходимо железо. Оно поступает в красный костный мозг при разрушении эритроцитов из депо, а также с пищей и водой. Также важным компонентом эритропоэза является медь. Если медь отсутствует, то эритроциты созревают лишь до ретикулоцитов. Для нормального эритропоэза необходимы витамины, и в первую очередь витамин В12 и фолиевая кислота.
Особо важную роль в регуляции эритропоэза играют специфические вещества- эритропоэтины- они присутствуют в крови животных и людей , испытывающих гипоксию, а также в небольших количествах в крови у здоровых людей, что позволяет считать их физиологическими регуляторами эритропоэза.
На эритропоэз действуют соединения, синтезируемые моноцитами, макрофагами, лимфоцитами и другими клетками, получившие название- интерлейкины. Также важная роль в эритропоэзе у ГАТА1 ядерный фактор и НФС2 ядерный фактор. Отсутствие ГАТА1 предотвращает образование эритроцитов, недостаток НФС2 нарушает всасывание железа в кишечнике и синтез глобина.
Эритроцитам присущи три основные функции: транспортная, защитная и регуляторная.
транспортная функция. Эритроциты транспортируют О2 и СО2, аминокислоты, полипептиды, белки, углеводы, ферменты, гормоны, жиры, холестерин, различные биологически активные соединения( простагландины, лейкотриеныи др. ) , микроэлементы и др.
защитная функция. Эритроциты играют существенную роль в специфическом и неспецифическом иммунитете и принимают участие в сосудисто-тромбоцитарном гемостазе, свертывании крови и фибринолизе.
регуляторная функция. Эритроциты осуществляют ее благодаря содержащемуся в них гемоглобину; регулируют ph крови; ионный состав плазмы и водный обмен. Проникая в артериальный конец капилляра, эритроцит отдает воду и содержащийся в ней О2 и уменьшается в объеме, а переходя в венозный конец капилляра, забирает воду, СО2, и продукты обмена, поступающие из тканей и увеличивается в объеме. Благодаря эритроцитам во многом сохраняется относительное постоянство состава плазмы. Это касается не только солей. В случае увеличения концентрации в плазме белков эритроциты их активно адсорбируют. Если же содержание белков в крови уменьшается, то эритроциты отдают их в плазму.
Количество эритроцитов у мужчин- 4.5-5.5* 10 в 12ой/ л, у женщин- 3.7-4.7* 10 в 12 ой/ л.
Гемоглобин особый белок, состоящий из белковой (глобин) и железосодержащей (гемм) частей. На 1 молекулу глобина 4 молекулы гемма.
Гемоглобин человека и различных животных имеет разное строение. Это касается белковой части- глобина, так как гемм у всех представителей животного мира имеет одну и туже структуру. Структура белковой части гемоглобина неоднородна, разделяется на ряд фракций. Большая часть гемоглобина взрослого человека(95-98 %) состоит их фракции А; 2-3% приходится на фракцию А2, наконец в эритроцитах взрослого человека находится так называемый фетальный гемоглобин, или гемоглобин F.
Гемоглобин F содержится преимущественно у плода. К моменту рождения ребенка приходится 70-90% . Гемоглобин F имеет большее сродство к О2, чем гемоглобин А, что позволяет тканям плода не испытывать гипоксии, несмотря на относительно низкое напряжение О2 в его крови. Эта приспособительная реакция объясняется тем, что гемоглобин F труднее вступает в связь с 2,3- дифосфоглицериновой кислотой, которая уменьшает способность гемоглобина переходить в оксигемоглобин, а следовательно, и обеспечивать легкую отдачу О2 тканям.
Задание 4. Укажите на рис 2 клетку красной крови- эритроцит, клетки белой крови- гранулоциты и агранулоциты и кровяные пластинки- тромбоциты. Дайте письменные ответы: Какие функции выполняют указанные форменные элементы?
Ответ:
Рис 2. Форменные элементы крови.
эритроцит
эритроцит вид с ребра
гранулоцит (нейтрофил)
2.1- гранулоцит (эозинофил)
2.2- гранулоцит (базофил)
3- агранулоцит (лимфоцит)
3.1- агранулоцит (моноцит)
4- тромбоцит
Функции:
Эритроциты-красные кровяные тельца. Выполняют функции:1. транспортная ( перенос О2 и СО2 (дыхательная функция) и другие вещества.
2.Участие в стабилизации КОС крови за счет гемоглобина и наличия фермента карбоангидразы.
3. Участвуют в процессе свертывания крови
4.Дезинтоксикация веществ - обеспечивается адсорбцией токсических продуктов эндогенного и экзогенного происхождения.
5. участие в иммунных реакциях организма.
Лейкоциты. гранулоциты. эозинофилы (1-5 % всех лейкоцитов). Эозинофилы обладают фагоцитарной активностью. Но из-за малого количества в крови их роль в этом процессе невелика. Основная функция заключается обезвреживании и разрушении токсинов белкового происхождения, чужеродных белков, комплексов антиген- антитело. Эозинофилы фагоцитируют гранулы базофилов и тучных клеток, которые содержат много гистамина. Эозинофилы продуцируют фермент гистаминазу, разрушающей поглощенный гистамин.
Лейкоциты. Гранулоциты. Нейтрофилы.(на их долю приходится 50- 70% всех лейкоцитов крови) .Являются самыми важными элементами неспецифической защитной системы крови. Они способны получать энергию путем анаэробного гликолиза и поэтому могут существовать даже в тканях, бедных кислородом: воспаленных, отечных или плохо кровоснабжаемых. Основная функция- защита организма от проникших в него микробов и их токсинов. Нейтрофилы прибывают первыми в место повреждения тканей. Контактируя с живыми или мертвыми микробами, с разрушающимися клетками собственного организма или чужеродными частицами, нейтрофилы фагоцитируют их, переваривают и уничтожают их. Кроме фагоцитоза, нейтрофилы осуществляют и другие противомикробные реакции. Они секретируют в окружающую среду лизосомные катионные белки гистоны. Противовирусное действие нейтрофилы осуществляют путем продукции интерферона.
Лейкоциты. Гранулоциты. Базофилы. (0.1 % всех лейкоцитов). Функции базофилов обусловлены наличием в них биологически активных веществ. Они, как и тучные клетки соединительной ткани. Продуцируют гистамин и гепарин. Количество базофилов нарастает во время заключительной фазы острого воспаления и немного увеличивается при хроническом воспалении. Гепарин базофилов препятствует свертыванию крови в очаге воспаления. А гистамин расширяет капилляры. Что способствует рассасыванию и заживлению.
Лейкоциты. Агранулоциты. Моноциты. (2-10% всех лейкоцитов). Способны к амебовидному движению, проявляют выраженную фагоцитарную и бактерицидную активность. Моноциты появляются в очаге воспаления после нейтрофилов и проявляют максимальную эффективность в кислой среде, в которой нейтрофилы теряют свою активность. В очаге воспалении моноциты фагоцитируют микробы, а также погибшие лейкоциты, поврежденные клетки воспаленной ткани, очищая очаг воспаления и подготавливая его для регенерации. За эту функцию моноциты называют «дворниками организма». После миграции моноцитов в ткани они превращаются в макрофаги, которые участвуют в специфическом иммунном ответе. Макрофаги участвуют в процессах воспаления и регенерации, в обмене липидов и железа, обладает противоопухолевым и противовирусным действием. Это связано с тем, что они продуцируют лизоцим, комплемент, интерферон, эластазу, коллагеназу. Активатор плазминогена, фиброгенный фактор.
Лейкоциты. Агранулоциты. Лимфоциты. (20- 40% всех лейкоцитов). В отличии от всех других лейкоцитов способны не только проникать в ткани, но и возвращаться обратно в кровь. Живут не несколько дней, а 20 и более лет (некоторые на протяжении всей жизни). Являются центральным звеном иммунной системы организма. Отвечают за формирование специфического иммунитета и осуществляют функцию «иммунного надзора» , обеспечивая защиту от всего чужеродного и сохраняя генетическое постоянство внутренней среды. Различают в организме «свое» и «чужое». Лимфоциты осуществляют синтез защитных антител, лизис чужеродных клеток, обеспечивают реакцию отторжения трансплантата, иммунную память, уничтожение собственных мутантных клеток.
Тромбоциты(маленькие кровяные пластинки). Функции:
участие в свертывании крови
ангиотрофическая функция- питание эндотелия капилляров, благодаря чему поддерживается структура и функция сосудов микроциркуляторного русла.
регуляция тонуса сосудистой стенки- с помощью серотонина, содержащегося в гранулах тромбоцитов.
участие в защите организма от чужеродных агентов. Они обладают фагоцитарной активностью, содержат JgC, являются источником лизоцима и β – лизимов, способных разрушать мембрану некоторых бактерий.
Задание 5. К защитным функциям крови относится остановка кровотечения при нарушении целостности сосудов (гемостаз) и защита организма от чужеродных агентов (иммунитет). Коротко опишите основные физиологические механизмы гемостаза и иммунитета с указанием веществ и клеток, участвующих в их реализации.
Ответ: Под термином «гемостаз» понимают комплекс реакций, направленных на остановку кровотечения при травме сосудов. Значение системы гемостаза намного шире и сложнее.
Принято различать сосудисто- тромбоцитарный гемостаз (первичный) и процесс свертывания крови (вторичный коагуляционный) , они взаимодействуют и перекрывают друг друга.
Сочудисто- тромбоцитарный гемостаз реализуется в сосудах микроциркуляторного русла за счет спазма сосудов образования тромбоцитарной пробки, активации факторов тромбоцитов («Р» (Р1- Р5))
При травме происходит спазм сосудов за счет: рефлекторного их сокращения - кратковременный (первичный) спазм, затем присоединяется действие на стенку сосудов БАВ (серотонины, адреналин, норадреналин, тромбоксан А2), которые высвобождаются из тромбоцитов и поврежденных тканей. Этот спазм (вторичный) более продолжительный. Адреналин увеличивает адгезию и вызывает агрегацию тромбоцитов и повышает в них активность факторов Р3 и Р4 , а также их выделение в кровь. В результате адгезии тромбоцитов из них выделяются тромбоцитарные факторы (реакция «высвобождение тромбоцитов»). Они запускают ферментативный процесс свертывания крови (внешний механизм), вследствие которого образуется небольшое количество тромбина и фибрина. Нити фибрина оплетают тромбоциты, что ведет к образованию тромбоцитарной пробки. Из тромбоцитов выделяется особый белок - тромбостенин, под влиянием которого происходит сокращение тромбоцитарной пробки, после чего она прочно зарывает просвет микрососуда и кровотечение останавливается.
Коагуляционный гемостаз заключается в переходе растворимого белка плазмы крови фибриногена в нерастворимое состояние- фибрин, что ведет к образованию тромба. Осуществляется в 3 фазы, под действием множества факторов (F). Основными плазменными факторами крови являются I- фибриноген, II- протромбин, III- тканевой тромбопластин, IV- ионы Са 2+.
Фазы свертывания крови:
Первая фаза- образование ферментного комплекса - тромбиназы; происходит по двум механизмам- внутреннему и внешнему.
Внешний механизм образования тромбиназы осуществляется при выделении тканевого тромбопластина и взаимодействии его с плазменным фактором VII и СА2+ (VII- проконвертин). Образовавшийся кальциевый комплекс превращает неактивный плазменный фактор Х (Стюарта Прауэр) в его активную форму (Ха). Внутренний механизм образования протромбиназы начинается с активации плазменного фактора XII (Хагенана) при контакте его с поврежденной стенкой сосуда. С ВМК, каллекреином, фактором тромбоцитов ( Р3)- фосфолипидными «осколками» мембран тромбоцитов. Взаимодействие фактора XIIa с другими факторами превращает фактор Х в Ха. Последний взаимодействует с плазменным фактором V (проакцелерин), ионами Са2+ и Р-3 фактором, в результате чего образуется комплекс протромбиназа.
Вторая фаза- образование активного фермента тромбина в результате протеолиза протромбина с помощью протромбиназы. При этом получаются α, β, γ- тромбины (наиболее активный α- тромбин)
Третья фаза (протекает в три этапа)- превращение растворимого белка фибриногена в нерастворимый фибрин. Первый этап- образование фибрина- мономера; второй- неферментативная полимеризация фибрина, получается растворимый фибрин- полимер, третий этап- образование нерастворимого фибрина. В результате образуется тромб, состоящий из нитей фибрина и осевших в них форменных элементов крови, главным образом эритроцитов. Кровяной сгусток закрывает просвет сосуда.
Важнейшие этапы иммунного ответа.
1.При определенных условиях чужеродные болезнетворные агенты нейтрализуются, аглютинируются или преципитируются растворенными иммуноглобулинами. Комплексы антиген- антитело, удаляются фагоцитами. Преимущественно макрофагами.
2.оспонизация инородных частиц, протекающая с участие антител и факторов комплемента, делает их более доступными для фагоцитоза.. на поверхности нейтрофильных гранулоцитов и макрофагов имеются рецепторы для Fc, обеспечивающие связывание с патогенами посредством JgG, а также рецепторы для С3, обеспечивающие связывание с участием фактора С3b комплемента.
3. Цитотоксические клетки уничтожают патогены посредством антиген - специфических ( с помощью Т - киллеров) либо антиген- неспецифических ( с помощью К-клеток и ЕКК) механизмов. Некоторые патогенны обезвреживаются непосредственно в антитело - и комплемент - специфических реакциях.
4. интерфероны подавляют рост вирусов.
5. Факторы, увеличивающие проницаемость,а также вазоактивные вещества (гистамин, эйкозаноиды, факторы комплемента) и хемотоксические агенты (лимфокины, факторы комплемента, калликреин) способствуют движению цитотоксических и фагоцитирующих клеток к очагу инфекции, вызывая типичные признаки воспаления (покраснение, отек, боль).
Задание 6. Дайте письменные ответы: какова величина рН плазмы крови? Какие буферные системы крови поддерживают этот гомеостатический показатель? В чем заключается принцип действия буферных систем?
Ответ: В норме рН крови соответствует 7.36, т. е. реакция слабоосновная. Колебания величины рН крайне незначительны. Так, в условиях покоя рН артериальной крови соответствует 7.4, а венозной- 7.34. В клетках и тканях рН достигает 7.2 и даже7.0, что зависит от образования в них в процессе обмена веществ «кислых» продуктов метаболизма. При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться как в кислую (до 7.3), так и в щелочную (до 7.5) сторону. Более значительные отклонения рН сопровождаются тяжелейшими последствиями для организма. Так, при рН крови 6.95 наступает потеря сознания. И если эти сдвиги в кратчайшие сроки не ликвидируются, то неминуема смерть. Если же концентрация ионов Н+ уменьшается и рН становится равным 7.7, то наступают тяжелейшие судороги , что также может привести к смерти.
Постоянство рН крови поддерживается буферными системами: гемоглобиновой, карбонатной, фосфатной и белками плазмы. Самой мощной является буферная система гемоглобина. На ее долю приходится 75% буферной емкости крови. Эта система включает восстановленный гемоглобин (ННb) и калиевую соль восстановленного гемоглобина (КНb). Буферные свойства системы обусловлены тем, что КНb как соль слабой кислоты отдает ион К+ и присоединяет при этом ион Н+, образуя слабодиссоциированную кислоту: Н+ + К+ = К+ + ННb.
Величина рН крови, притекающей к тканям, благодаря восстановленному гемоглобину, способному связывать СО2 и Н+ ионы, остается постоянной. В этих условия ННb выполняет функции основания. В легких гемоглобин ведет себя как кислота (оксигемоглобин ННbО2, является более сильной кислотой, чем СО2), что предотвращает защелачивание крови.
Карбонатная буферная система (Н2СО3/NaHCO3) по своей мощности занимает второе место.Ее функции осуществляются следующим образом: NaHCO3 диссоциирует на ионы Na+ и НСО3-. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то происходит обмен ионами Na с образованием слабодиссоциированной и легко растворимой угольной кислоты, что предотвращает повышение концентрации ионов Н+ в крови. Увеличение же концентрации угольной кислоты приводит к ее распаду ( это происходит под влиянием фермента карбоангидразы, находящегося в эритроцитах) на Н2О и СО2. Последний поступает в легкие и выделяется в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то, она реагирует с угольной кислотой, образуя натрия гидрокарбонат и воду, что опять-таки препятствует сдвигу рН в щелочную среду.
Фосфатная буферная система образована натрия дигидрофосфатом (NaH2PO4) и натрия гидрофосфатом (Na2HPO4). Первое соединение ведет себя как слабая кислота, второе- как соль слабой кислоты. Если в кровь попадает более сильная кислота. То она реагирует с Na2HPO4, образуя нейтральную соль, и увеличивает количество слабодиссоциируемого Na2HPO4: H+ + NaHPO4- = Na+ +H2PO4-
Избыточное количество натрия дигидрофосфата при этом будет удаляться с мочой, благодаря чему соотношение NaH2PO4/Na2HPO4 не изменится.
Белки плазмы крови играют роль буфера, так как обладают амфотерными свойствами: в кислой среде ведут себя как основание, а в основной- как кислоты.
Важная роль в поддержании постоянства рН отводится нервной регуляции. При этом преимущественно раздражаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, импульсы от которых поступают в продолговатый мозг и другие отделы ЦНС, что рефлекторно включает в реакцию переферические органы- почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт и др., деятельность которых направлена на восстановление исходной величины рН.
Буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований. Основные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образует так называемый щелочной резерв крови. Его величина определяется по тому количеству СО2, которое может быть связано 100 мл крови при напряжении СО2, равному 40 мм. рт. ст
При различных патологических состояниях может наблюдаться сдвиг рН как в кислую, так и в щелочную среду. Первый из них носит название - ацидоза, второй- алкалоза.
Задание 7. На рисунке 3 представлен график гемолиза эритроцитов. Дайте письменные ответы на вопросы.
На графике показана зависимость разрушения эритроцитов от концентрации раствора, в котором они находятся. Концентрация раствора NaCl (физиологического раствора), осмотическое давление (ОД) которого соответствует ОД плазмы крови составляет 0.9%
Дайте письменные ответы: Почему разрушаются эритроциты в растворах NaCl меньшей, чем 0.9% концентрации? Какие виды гемолиза эритроцитов. Кроме осмотического, встречаются?
Рис. 3. Зависимость гемолиза эритроцитов от концентрации раствора.
Ответы: Пластичность оболочки эритроцитов обеспечивает их осмотическую стойкость. Осмотическое давление в эритроцитах несколько выше, чем в плазме крови. Что обеспечивает тургор клеток вследствие поступления воды в эритроцит. Повышенное осмотическое давление- это результат более высокой внутриклеточной концентрации белков по сравнению с плазмой крови. При помещении эритроцитов в гипотонический раствор вода поступает в них, они набухают; при этом может наступить осмотический гемолиз. При помещении эритроцитов в гипертонический раствор происходит их съеживание, что связано с выходом воды из эритроцита в среду.
Гемолизом называется разрыв оболочки эритроцитов и выход гемоглобина в плазму крови, которая окрашивается при этом и становится прозрачной («лаковая кровь»).
Причины гемолиза. Гемолиз может быть вызван химическими агентами (хлороформ, эфир, сапонин и др.), разрушающими мембрану эритроцитов. В клинике нередко встречается гемолиз при отравлении уксусной кислотой- химический гемолиз. Гемолизирующими свойствами обладают яды некоторых змей (биологический гемолиз).При сильном встряхивании ампулы с кровью также наблюдается разрушение мембраны эритроцитов- механический гемолиз. Он может проявляться у больных с протезированием клапанного аппарата сердца и сосудов. Кроме того, механический гемолиз иногда возникает при длительной ходьбе (маршевая гемоглобинурия) из-за травмирования эритроцитов в капиллярах стоп.
Если эритроциты заморозить, а потом отогреть, то возникает гемолиз, получивший наименование термического. Наконец, при переливании несовместимой крови и наличии аутоантител к эритроцитам развивается иммунный гемолиз. Последний является причиной возникновения анемий и нередко сопровождается выделением гемоглобина и его производных с мочой (гемоглобиноурия).
Задание 8. На рисунке 4 показаны рабочие (сократительные) кардиомиоциты. Дайте письменно названия структурам, обозначенным на рисунке цифрами. И письменно ответьте на вопросы.
Как называется межклеточное соединение рабочих кардиомиоцитов? Какие межклеточные контакты входят в состав соединения рабочих кардиомиоцитов? Какие особенности свойств сердечной мышцы обеспечивают данные межклеточные контакты?
Рис. 4. Мышечные волокна сердечной мышцы.
кардиомиоцит
ядро
вставочный диск
Кардиомиоциты – это основные клетки сердечной мышечной ткани, составляющей сердечные мышцы. Рабочие кардиомиоциты составляют основную часть миокарда. Сократительные кардиомиоциты, соединяясь встык друг с другом, образуют функциональные мышечные волокна, между которыми имеются многочисленные анастомозы. Благодаря этому из отдельных кардиомиоцитов формируется сеть- функциональный синтиций. Наличие щелевидных контактов между кардиомиоцитами обеспечивает одновременное и содружественное их сокращение вначале в предсердиях, а затем и в желудочках. Области контактов соседних кардиомиоцитов носят название вставочных дисков. Фактически, никаких дополнительных структур (дисков) между кардиомиоцитами нет. Вставочные диски – это места контактов цитолеммы соседних кардиомиоцитов , включающие в себя простые, десмосомные и щелевидные контакты. Обычно во вставочных дисках различают поперечный и продольный фрагменты. В области поперечных фрагментов имеются расширенные десмосомные соединения. В этих же местах с внутренней стороны плазмолемм приклепляются актиновые филаменты саркомеров. В области продольных фрагментов локализуются щелевидные контакты. Посредством вставочных дисков обеспечивается как механическая, так и метаболическая (прежде всего ионная) связь кардиомиоцитов.
Задание 9. Обозначьте на схеме правое и левое предсердия, правый и левый желудочки, трехстворчатый и двухстворчатый клапаны, аорту и легочный ствол, полулунные клапаны, полые вены и легочные вены. Дайте письменно ответы:
В каких отделах сердца протекает кровь, частично отдавшая кислород (дезоксигеннированная), в каких идет кровь, насыщенная кислородом (оксигенированная)?
Как кровоснабжается сама сердечная мышца?
Какой круг кровообращения начинается аортой?
Ответы:
Рисунок 5. Схема строения сердца. Полости сердца частично вскрыты. Стрелками обозначено направления движения крови.
В правом желудочке и в правом предсердии протекает дезоксигенированная кровь. А через левое предсердие и левый желудочек протекает оксигенированная кровь.
Аортой начинается большой круг кровообращения. Аорта выходит из левого желудочка, оттуда кровь поступает в крупные сосуды, направляющиеся к голове, туловищу и конечностям.
Кровоснабжение сердца осуществляется коронарными, или венечными, сосудами. В отличии от других сосудов в венечных сосудах кровоток происходит преимущественно во время диастолы. В период напряжения желудочков сокращенный миокард настолько сдавливает расположенные в нем мелкие артерии и сосуды. Что кровоток через венечные артерии резко ослабевает. Часть кровь из вен сердца поступает в коронарный синус, впадающий в правое предсердие. Сюда притекает кровь преимущественно (75-90%) из вен левого желудочка. Часть крови, оттекающей от коронарного русла и миокарда по многочисленным мельчайшим сосудам Тебезия, поступает в правый и левый желудочки.
У человека через коронарные сосуды протекает в минуту 200-250 мл крови: что составляет около 4-6% минутного объема кровотока. Во время физической работы коронарный кровоток может возрасти до 3-4л/ мин. Установлено, что сердце из крови извлекает больше кислорода, чем другие органы. Недостаточное снабжение сердца кислородом ведет к нарушению его работы и появлению болевых ощущений.
Задание 10. Перечислите внутрисердечные и внесердечные механизмы регуляции деятельности сердца. Дайте письменные ответы: Как влияет на работу сердца увеличение активности симпатического и парасимпатического отделов АНС?
Ответы: Сердце человека, непрерывно работая, даже при спокойном образе жизни нагнетает в артериальную систему около 10 т крови в сутки, 4000 т в год и около 300000 т за всю жизнь. При этом сердце всегда точно реагирует на потребности организма, поддерживая постоянно необходимый уровень кровотока.
Приспособление деятельности сердца к изменяющимся потребностям организма происходит при помощи ряда регуляторных механизмов. Часть из них расположена в самом сердце- это внутрисердечные регуляторные механизмы. К ним относятся внутриклеточные механизмы регуляции, регуляция межклеточных взаимодействий и нервные механизмы - внутрисердечные рефлексы. Вторая группа представляет собой внесердечные регуляторные механизмы. В эту группу входят экстракардиальные нервные и гуморальные механизмы регуляции сердечной деятельности.
Внутрисердечные регуляторные механизмы.
Внутриклеточные механизмы регуляции. Миокард состоит из миоцитов, соединяющихся между собой вставочными дисками. В каждой клетке действуют механизмы регуляции синтеза белков, обеспечивающих сохранение ее структуры и функций. Скорость синтеза каждого из белков регулируется собственным ауторегуляторным механизмом, поддерживающим уровень воспроизводства данного белка в соответствии с интенсивностью его расходования.
Внутриклеточные механизмы регуляции обеспечивают и изменение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с количеством притекающей к сердцу крови. Этот механизм получил название «закон сердца» (закон Франка - Старлинга): сила сокращения сердца (миокарда) пропорционально степени его кровенаполнения в диастолу. (степени растяжения). т. е. исходной длине его мышечных волокон. Более сильное растяжение миокарда в момент диастолы соответствует усиленному притоку крови к сердцу. Чем больше растянута каждая клетка миокарда во время диастолы. Тем больше она сможет укоротиться во время систолы. По этой причине сердце перекачивает в артериальную систему то количество крови, которое притекает ему из вен. Такой тип миогенной регуляции сократимости миокарда получил название гетерометрической регуляции.
Под гомеометрической регуляцией принято понимать изменение силы сокращений при неменяющейся исходной длине волокон миокарда. Это прежде всего ритмозависимые изменения силы сокращений.
Регуляция межклеточных взаимодействий. Установлено, что вставочные диски, соединяющие клетки миокарда, имеют различную структуру. Одни участки вставочных дисков выполняют чисто механическую функцию, другие обеспечивают транспорт через мембрану кардиомиоцита необходимых ему веществ, третьи- нексусы, или тесные контакты, проводят возбуждение с клетки на клетку. Нарушение межклеточных взаимодействий приводит к асинхронному возбуждению клеток миокарда и появлению сердечных аритмий
К межклеточным взаимодействия следует отнести и взаимоотношение кардиомиоцитов с соединительнотканными клетками миокарда. Последние представляют собой не просто механическую опорную структуру. Они поставляют для сократительных клеток миокарда ряд сложных высокомолекулярных продуктов, необходимых для поддержания структуры и функции сократительных клеток. Подобный тип межклеточных взаимодействий получил название креаторных связей.
Внутрисердечные периферические рефлексы. Более высокий уровень внутриорганной регуляции деятельности сердца представлен внутрисердечными нервными механизмами. Обнаружено, что в сердце возникают так называемые периферические рефлексы, дуга которых замыкается не в ЦНС, а в интрамуральных ганглиях миокарда.
Внесердечные регуляторные механизмы.
Нервная экстракардиальная регуляция.Эта регуляция осуществляется импульсами, поступающими к сердцу из ЦНС по блуждающим и симпатическим нервам.
Химический механизм передачи нервных импульсов в сердце. При раздражении периферических отрезков блуждающих нервов в их окончаниях в сердце выделяется ацетилхолин, а при раздражении симпатических нервов - норадреналин. Эти вещества являются непосредственными агентами, вызывающими торможение или усиление деятельности сердца.
Усиление активности симпатического отдела АНС приводит к изменения со стороны сердца: увеличивает частоту сердечных сокращений и увеличивает силу сердечных сокращений. Усиление же парасимпатического отдела АНС приводит к уменьшению частоты сокращений и уменьшению силы сокращений (предсердий).
Задание 11. на рисунке 6 показаны кривые регистрации сокращения сердца лягушки в эксперименте. На сокращающееся сердце наносят растворы, содержащие СаСl2 , KCl и адреналин, при этом сердечная деятельность изменяется. Укажите, какая кривая соответствует нанесению каждого из указанных веществ, дайте обоснование ответа.
Ответ: Рис. 6. Действие гуморальных регуляторных факторов на работу сердца лягушки в эксперименте.
Стрелки отмечают нанесение раствора
А- влияние на сокращающееся сердце оказывает СаСl2. Так как при действии ионов кальция увеличивается ритм миокарда и сила его сокращений, повышается скорость распространения возбуждения по проводящей системе сердца и нарастает возбудимость миокарда. Характер действия ионов кальция сходен с эффектом раздражения симпатических нервов.
В- влияние на сокращающееся сердце оказывает КСl. Так как действие ионов калия приводит к замедлению ритма сердца, уменьшению силы сердечных сокращений, торможению распространения возбуждения по проводящей системе сердца, снижению возбудимости сердечной мышцы. Характер действия ионов калия на сердце сходен с эффектом возбуждения блуждающих нервов.
С-влияние на сокращающееся сердце оказывает адреналин. Катехоламины, в частности адреналин увеличивает силу и частоту сердечных сокращений, улучшает коронарный кровоток, тем самым повышая интенсивность обменных процессов в мышце.
Задание 12. на рисунке 7 показана схема наложения электродов для регистрации электрокардиограммы (ЭКГ) в трех стандартных отведениях.
Обозначьте номера стандартных отведений. Обозначьте зубцы ЭКГ.
Дайте письменные ответы:
Какие процессы сердечной деятельности отражает электрокардиография?
Каким процессам соответствуют участки ЭКГ?
Какие дополнительные отведения применяются при регистрации ЭКГ, в чем смысл дополнительных отведений?
Ответы: Рис. 7. Схема стандартных отведений для регистрации ЭКГ.
I отведение: правая рука- левая рука
II отведение: правая рука- левая нога
III отведение: левая рука- левая нога
Электрокардиография - это регистрация с определенных участков тела суммарного электрического поля, генерируемого клетками сердца в процессе их возбуждения. Электрокардиограмма - кривая, отражающая процесс возникновения, распространения и исчезновения возбуждения в различных отделах сердца. ЭКГ отражает только изменения электрических потенциалов, но не сокращение миокарда. Электрокардиография широко применяется в медицине как диагностический метод, позволяющий установить особенности нарушений сердечной деятельности.
При графической записи электрокардиограммы в любом отведении в каждом цикле отмечается совокупность характерных зубцов, которые принято обозначать буквами P, Q , R , S , T. Считается, что зубец Р отражает процессы деполяризации в области предсердия, интервал Р-Q характеризует процесс распространения возбуждения в предсердиях и атриовентрикулярном узле, комплекс зубцов QRS – процессы деполяризации в желудочках, а сегмент S-T и зубец Т- процессы реполяризации в желудочках. Таким образом, комплекс зубцов QRST характеризует распространение электрических процессов в миокарде или электрическую систолу.
Дополнительные отведения:
-Шесть грудных однополюсных отведений (Вильсона- V1-6): активный электрод(+) накладывают на различные точки грудной клетки спереди, а нулевой (-) электрод формируют путем объединения через сопротивления электродов от трех конечностей- двух рук и левой ноги. Грудные отведения регистрируют электрическую активность сердца в горизонтальной плоскости.
-Три усиленных однополюсных отведения (Гольдбергера): aVR, aVL, aVF, где а- augmented (усиленный); V-voltage (потенциал); R-right (правый)- правая рука; L-left (левый) - левая рука; F- foot (нога)- левая нога. При этом регистрируется разность потенциалов с помощью электрода, наложенного на одну из конечностей (+), и нулевого электрода (-), объединенного, от двух других конечностей (правая нога заземлена при любом отведении)
- отведения по Нэбу (D, A, I) ,образующие так называемый малый грудной треугольник.
- отведения по Слопаку: Электрод с левой руки- задняя подмышечная линия в пятом межреберье (точка V7)/
S1- второе межреберье слева по краю грудины
S2- по среднеключичной линии слева
S3- на 1.5-2 см левее S2
S4- на 1.5-2см левее S3.
Дополнительные отведения повышают диагностическую ценность ЭКГ. Дополнительные отведения применяют в тех случаях, когда информация стандартных отведений не позволяет уточнить ту или иную патологию сердца.
Задание 13. Укажите на схеме (рис. 8) ,какой из изображенных капилляров является сплошным, окончатым (фенестрированным) и синусоидным. Укажите на рисунке основные компоненты стенки капилляра: эндотелиальные клетки, базальную мембрану эндотелия, окна в эндотелиальных клетках, поры в стенке капилляра. Дайте письменные ответы:
-Какими межклеточными контактами соединяются эндотелиальные клетки?
-Для каких органов характерны капилляры указанных типов?