Розділ 12. Біохімія крові

12.1. Функції крові

Кров – рідка спеціалізована тканина організму, що рухається в замкненій cистемі кровоносних судин, забезпечує в межах організму інтеграцію біохімічних процесів і разом з лімфою та міжклітинним простором становить внутрішнє середовище організму. Загальна кількість крові в організмі дорослої людини становить в середньому 7 % від маси тіла, тобто в людини масою 70 кг міститься приблизно 5 л крові.

При центрифугуванні кров розділяється на рідку частину — плазму (55 – 60 % від об'єму всієї крові) та формені елементи - еритроцити, лейкоцити, тромбоцити (40 – 45 %).

Завдяки скороченню серця кров циркулює по кровоносних судинах, виконуючи при цьому низку важливих функцій:

трофічна функція – плазма крові забезпечує міжорганне перенесення поживних речовин (вуглеводів, ліпідів, амінокислот, нуклеотидів, продуктів їх метаболізму, вітамінів) до клітин, де вони використовуються в катаболічних та анаболічних процесах;

видільна (екскреторна) функція – за допомогою плазми крові забезпечується транспортування до органів виділення (нирок, легенів, кишок, шкіри) кінцевих метаболітів обміну речовин (сечовини, сечової кислоти, амонійних солей, білірубіну тощо) і продуктів біотрансформації чужорідних органічних сполук (лікарських токсичних речовин та інших ксенобіотиків);

захисна функція – різні типи лейкоцитів, імуноглобуліни і плазма крові за допомогою складної системи ферментів та специфічних білків забезпечують широкий спектр захисних реакцій, протидіючи порушенню гомеостазу, зокрема проникненню у внутрішнє середовище організму чужорідних для нього білків та інших макромолекул. Особливе значення серед біохімічних компонентів, які реалізують захисну функцію крові, мають білки згортальної та фібринолітичної систем, що забезпечують як захист організму від крововтрат у випадку порушення цілісності судин, так і протидіють її коагуляції, тромбоутворенню всередині кров'яного русла;

регуляторна функція - реалізується за допомогою гормонів та інших біорегуляторів, які секретуються в кров ендокринними залозами та клітинами, і за допомогою специфічних транспортних білків плазми крові переносяться у відповідні органи-мішені. Регуляторна функція крові виявляється також у підтриманні кислотно-лужного та водно-сольового балансу, осмотичного тиску міжклітинної рідини та участі в регуляції температури тіла;

пластична функція крові - транспорт пластичних (амінокислот, нуклеозидів, вітамінів, мінеральних речовин) та енергетичних (глюкоза, жири) ресурсів до тканин;

секреторна функція - секреція клітинами крові біологічно активних речовин.

терморегуляторна функція – кров збільшує витрату тепла організмом у разі перегрівання та, навпаки, збереження тепла при зниженні температури навколишнього середовища, змінюючи інтенсивність кровоплину в шкірі, підшкірній жировій клітковині, м'язах і внутрішніх органах.

12.1.1. Дихальна функція еритроцитів. У стані спокою за 1 хвилину тканини та органи людини використовують приблизно 200 мл кисню, а під час фізичного навантаження потреба тканин у кисні зростає до 2 – 3 л/хв. Оскільки кисень погано розчиняється у воді та плазмі крові, то у вигляді газу він не може поступати в тканини та органи. Функцію переносника кисню в організмі виконує гемоглобін, який входить до складу еритроцитів.

Еритроцити – високоспеціалізовані клітини крові, які переносять кисень від легенів до тканин, а з тканин до альвеол легенів - діоксид вуглецю, який утворюється під час метаболізму. У нормі в 1 мкл крові чоловіків міститься 4,0 - 5,0 млн, у жінок - 3,9 - 4,7 млн еритроцитів (або 4,0 10¹² – 5,0·10¹² та 3,9·10¹² – 4,7·10¹² в 1 л крові відповідно), кожної доби оновлюється приблизно 1 % цієї кількості клітин. Це без'ядерні, дископодібні, з обох боків увігнуті клітини діаметром 7,2 – 7,5 мкм і площею поверхні – близько 145 мкм². Мембрана еритроцита складається з двох шарів фосфоліпідів, ззовні та всередині яких розташовуються білки. Вона практично непроникна для катіонів і добре проникна для аніонів, газів, Н⁺ та ОН^-. Еритроцити людини містять 57 – 68 % води і 32 – 43 % сухого залишку. З неорганічних речовин в еритроциті багато калію, переважно у вигляді КС1 і КНСОз і заліза. Основним білком еритроцита є гемоглобін, який становить 95,5 % від всіх органічних речовин цієї клітини, або 40 % її маси. Крім гемоглобіну, до складу еритроцита (до 5 %) входять негемінові білки, в тому числі ферменти, пептиди (глутатіон), вуглеводи (глюкоза) і ліпіди. З ліпідів переважають лецитин і холестерин.

Еритроцити характеризуються також високим умістом різних коферментів (НАД, НАДФ, ТПФ) і макроергічних сполук (АТФ), що свідчить про їх високу біологічну активність. Це підтверджується також наявністю в еритроцитах комплексу ферментів гліколізу, пентозофосфатного циклу і трансамінування, а також карбоангідрази, каталази, оксидоредуктаз, холінестерази, пептидгідролази та інших. Характерною особливістю еритроцитів є наявність 2,3-дифосфогліцеринової кислоти (2,3-ДФГК), що становить більше половини загальних фосфатів цих клітин. На її синтез і підтримку сталості концентрації витрачається приблизно 90 % глюкози клітини. Вважають, що функція 2,3-ДФГК полягає в регуляції спорідненості гемоглобіну до кисню, яка зменшується внаслідок з'єднання 2,3-ДФГК з трьома-ланцюгами оксигемоглобіну, завдяки чому полегшується вивільнення кисню з оксигемоглобіну (деоксигенація) і перехід його в тканини.