Кровь (далее по тексту — «К.») — это жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе человека и животных, которая обеспечивает жизнедеятельность клеток и тканей и выполнение ими различных физиологических функций.
Одна из основных функций крови — транспорт газов (кислорода O2 — от органов дыхания к тканям, углекислого газа CO2 — от тканей к органам дыхания (читайте[en] об этом подробнее в статьях про газообмен и дыхание). К. осуществляет также перенос глюкозы, аминокислот, жирных кислот, солей и других питательных веществ от органов пищеварения к тканям, а конечных продуктов обмена веществ — мочевины, мочевой кислоты, креатинина и других — к органам выделения. К. участвует в регулировании водно-солевого обмена и кислотно-щелочного равновесия в организме; играет важную роль в поддержании постоянной температуры тела.
Защитная функция крови осуществляется благодаря наличию в ней антител, антитоксинов и лизинов, а также способности белых кровяных клеток (лейкоцитов) поглощать микроорганизмы и инородные тела. Важнейшее защитное приспособление, предохраняющее организм от потери К., — остановка кровотечения в результате свёртывания крови.
Кровь содержит многие химические соединения, потребность в которых изменяется в зависимости от функциональной активности тканей. Однако химический состав К., активная реакция среды (рН) и другие физико-химические константы сохраняют относительное постоянство, что обеспечивается механизмами гомеостаза. К ним относятся скорость кровотока, регулирующая поступление к тканям питательных веществ, способность экскреторных органов к удалению продуктов обмена веществ, сохранение водного баланса, которое достигается благодаря обмену жидкостью между кровью и лимфой. Гомеостаз поддерживается и посредством регуляции обмена веществ и энергии биологически активными веществами (гистамин, серотонин, ацетилхолин и др.), гормонами, переносимыми кровью от места их образования к месту действия.
У одноклеточных и многих беспозвоночных (простейшие, губки, кишечнополостные и других) снабжение кислородом происходит путём его диффузии из внешней среды через поверхность тела. У некоторых примитивных многоклеточных имеется система каналов, сообщающихся с внешней средой (гастроваскулярная система), по которой циркулирует гидролимфа. Она доставляет клеткам питательные вещества и удаляет продукты обмена, но, как правило, не несёт функции связывания и транспорта кислорода. Лишь у некоторых беспозвоночных в гидролимфе содержатся белки-пигменты, способные переносить кислород. В последующей эволюции животных (моллюски, членистоногие) возникает незамкнутая система кровообращения, заполненная гемолимфой и сообщающаяся с межтканевыми пространствами. (У ряда беспозвоночных, всех позвоночных животных и у человека кровеносная система замкнута и кровь обособлена от тканевой жидкости и лимфы.)
Только у немногих малоактивных животных К. (или гемолимфа) может переносить достаточное количество кислорода в растворённом состоянии без участия дыхательных пигментов (хромопротеидов). С появлением на определённом этапе эволюции животных дыхательных пигментов способность крови связывать кислород и отдавать его тканям резко возрастала. К таким пигментам относятся гемоглобин, хлорокруорин), гемэритрин, содержащие в составе небелковой части молекулы железо, и гемоцианин, содержащий медь. Пигменты либо растворены в гемолимфе, либо включены в кровяные тельца. Так, зелёный пигмент хлорокруорин растворён в плазме многощетинковых червей; гемэритрин — фиолетовый пигмент — содержится в кровяных тельцах полихет, сипункулид, плеченогих; у многих моллюсков и членистоногих кровь окрашена в голубой цвет благодаря растворённому в ней гемоцианину. Наиболее широко в живой природе распространён гемоглобин. Этот красный пигмент растворён в полостной жидкости или К. у многих беспозвоночных; у всех позвоночных, в том числе и у человека, гемоглобин находится в эритроцитах.
У беспозвоночных отношение массы жидкости, выполняющей функцию крови, к массе тела значительно выше, чем у позвоночных. Так, если у моллюска беззубки гемолимфа составляет 30%, а у многих насекомых 20%, то у позвоночных К. составляет 2-8% массы тела (у рыб около 3%, у земноводных до 6%, у пресмыкающихся 6,5%, у птиц и млекопитающих до 8%). У человека на долю крови приходится в среднем 6,8% массы тела (около 5 литров при массе тела 70 кг). Уменьшение объёма К. у позвоночных объясняется возникновением замкнутой системы кровообращения и появлением дыхательных пигментов, эффективно связывающих кислород.
Кровь позвоночных имеет вид однородной густой красной жидкости и состоит из жидкой части — плазмы и форменных элементов крови — эритроцитов, сообщающих К. красный цвет, лейкоцитов и тромбоцитов, или кровяных пластинок. Объём, занимаемый форменными элементами у низших позвоночных (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся), составляет 15-40%, у высших позвоночных (птицы, млекопитающие) — 35-54%. Из форменных элементов больше всего в К. эритроцитов, число которых и размеры у разных позвоночных неодинаковы. Так, у некоторых копытных в 1 мм3 содержится 15,4 млн. (лама) и 13 млн. (коза) эритроцитов, у пресмыкающихся — от 500 тысяч до 1,65 млн., у хрящевых рыб — 90-130 тысяч. Самые мелкие эритроциты у млекопитающих (у кабарги около 2,5, у козы около 4,0 мкм в диаметре), наибольшие — у земноводных (крупнее всего эритроциты у хвостатого земноводного — амфиумы — 70 мкм).
У всех позвоночных, кроме млекопитающих, эритроциты имеют форму эллипса и содержат ядро. У млекопитающих эритроциты безъядерные, имеют форму двояковогнутых дисков (лишь у верблюда эритроциты овальной, чечевицеобразной формы). Увеличение числа эритроцитов и уменьшение их размеров способствуют улучшению снабжения организма кислородом. У низших позвоночных в 100 мл крови содержится 5-10 грамм гемоглобина, у рыб 6-11 г, у млекопитающих 10-15 г. В 1 мм3 крови человека в норме содержится 4,5-5,5 млн. эритроцитов (у мужчин 4,5-5 млн., у женщин 4-4,5 млн.). Постоянство количества эритроцитов в К. — результат равновесия между их образованием в костном мозге (кроветворение) и разрушением старых эритроцитов в клетках ретикулоэндотелиальной системы. Среднее содержание гемоглобина для мужчин 13,3-18 г%, для женщин 11,7-15,8 г%. Диаметр эритроцита у человека 7,2 мкм, толщина — 2 мкм, объём — 88 мкм3. Форма двояковогнутого диска обеспечивает прохождение эритроцитов через узкие просветы капилляров.
По представлениям российского биофизика, основоположника гелиобиологии Александра Леонидовича Чижевского, поток крови — единая структурированная динамическая система, включающая огромное число элементов. Движение эритроцита в сосудистом русле не хаотично вследствие ограниченного объёма пространства, занимаемого им, а также в результате электростатических, гидродинамических и других сил, препятствующих сближению и соприкосновению эритроцитов. Основная функция эритроцитов — транспорт газов O2 и CO2 — осуществляется благодаря большому содержанию гемоглобина (около 265 млн. молекул гемоглобина в каждом эритроците), высокой активности фермента карбоангидразы, большой концентрации 2,3-дифосфоглицериновой кислоты, наличию АТФ и АДФ (Аденозинфосфорные кислоты). Эти соединения, главным образом 2,3-дифосфоглицериновая кислота, связываясь с дезоксигемоглобином, уменьшают его сродство с O2, что способствует отдаче кислорода тканям. Эритроциты крови активно участвуют в водно-солевом обмене, в регуляции кислотно-щелочного равновесия организма, а также содержания аминокислот и отчасти полипептидов за счёт их адсорбции. Эритроциты являются носителями групповых свойств крови (группы крови).
Лейкоциты — ядерные клетки; они подразделяются на зернистые клетки — гранулоциты (к ним относятся нейтрофилы, эозинофилы и базофилы) и незернистые — агранулоциты. Нейтрофилы характеризуются способностью к движению и проникновению из очагов кроветворения в периферическую кровь и ткани; обладают свойством захватывать (фагоцитировать) микробы и другие чужеродные частицы, попавшие в организм. Агранулоциты участвуют в иммунологических реакциях, процессах регенерации.
Количество лейкоцитов в крови взрослого человека от 6 до 8 тысяч штук в 1 мм3. Тромбоциты, или кровяные пластинки, играют важную роль в прекращении кровотечения (свёртывание крови). В 1 мм3 К. человека содержится 200-400 тысяч тромбоцитов, они не содержат ядер. В К. всех других позвоночных аналогичные функции выполняют ядерные веретенообразные клетки. Относительное постоянство количества форменных элементов К. регулируется сложными нервными (центральными и периферическими) и гуморально-гормональными механизмами.
Физико-химические свойства крови
Плотность и вязкость крови зависят главным образом от количества форменных элементов и в норме колеблются в узких пределах. У человека плотность цельной К. 1,05-1,06 г/см3, плазмы — 1,02-1,03 г/см3, форменных элементов — 1,09 г/см3. Разница в плотности позволяет разделить цельную К. на плазму и форменные элементы, что легко достигается с помощью центрифугирования. Эритроциты составляют 44%, лейкоциты и тромбоциты — 1% от общего объёма К.
Осмотическое давление крови, при 37 °С равное 740 кн/м2 (7,63 атм), определяется преимущественно входящими в её состав электролитами; в плазме — ионами Na и Cl, в эритроцитах — К и Cl, а также присутствующими в К. белками (онкотическое давление). Концентрация водородных ионов (рН) — слабощелочная, составляет 7,26-7,36 и поддерживается на этом уровне буферными системами К. — бикарбонатной, фосфатной и белковой, а также деятельностью органов дыхания и выделения.
Врачи единодушны в том, что кровь играет ключевую роль в организме человека. Она не только транспортирует кислород и питательные вещества к клеткам, но и участвует в иммунных реакциях, защищая организм от инфекций. Специалисты подчеркивают важность регулярных анализов крови для раннего выявления заболеваний. Например, изменения в составе крови могут указывать на наличие анемии, воспалительных процессов или даже онкологических заболеваний. Врачи также отмечают, что здоровый образ жизни, включая правильное питание и физическую активность, способствует поддержанию нормального состава крови. Таким образом, внимание к состоянию крови является важным аспектом профилактики и диагностики многих заболеваний.
Химический состав крови
В 100 мл крови содержится 18-24 г сухого остатка и 77-82 г воды, которая составляет больше половины массы эритроцитов и 90-92% — плазмы. Плазма К. содержит промежуточные и конечные продукты обмена веществ, соли, гормоны, витамины, ферменты. Существенную часть К. составляют белки, представленные в основном дыхательными пигментами, белками стромы эритроцитов и белками других форменных элементов. Белки, растворённые в плазме (6,5-8,5% из 9-10% сухого остатка плазмы), образуются преимущественно в клетках печени и ретикулоэндотелиальной системы.
Белки плазмы не проникают через стенки капилляров, поэтому содержание их в плазме значительно выше, чем в тканевой жидкости. Это приводит к удержанию воды белками плазмы. Несмотря на то, что онкотическое давление составляет лишь небольшую часть — всего около 0,5% общего осмотического давления, именно оно обусловливает преобладание осмотического давления К. над осмотическим давлением тканевой жидкости. При иных условиях в результате высокого гидродинамического давления в кровеносной системе вода просачивалась бы в ткани, что вызывало бы возникновение отёков различных органов и подкожной клетчатки.
Белки также определяют вязкость крови, которая в 5-6 раз выше вязкости воды и играет важную роль в поддержании гемодинамических отношений в кровеносной системе (гемодинамика). Белки плазмы выполняют транспортную функцию, участвуют в регуляции кислотно-щелочного равновесия К., служат резервом азота в организме. Значительная часть кальция сыворотки, а также железа, магния связана с белками плазмы. Фибриноген, протромбин и др. белки участвуют в свёртывании крови, некоторые белки плазмы играют важную роль в процессах иммунитета.
С помощью электрофореза белки плазмы разделяют на фракции: альбумин, группу глобулинов (α1, α2, β и ƴ) и фибриноген, участвующий в свёртывании крови. Белковые фракции плазмы неоднородны: применяя современные химические и физико-химические методы разделения, удалось обнаружить около 100 белковых компонентов плазмы.
Альбумины — основные белки плазмы (55-60% всех белков плазмы). Из-за относительно небольшого размера молекул, высокой концентрации в плазме и гидрофильных свойств белки альбуминовой группы играют важную роль в поддержании онкотического давления. Альбумины выполняют транспортную функцию, перенося органические соединения — холестерин, жёлчные пигменты, являются источником азота для построения белков. Свободная сульфгидрильная (— SH) группа альбумина связывает тяжёлые металлы, например соединения ртути, которые отлагаются в почках до удаления из организма. Альбумины способны соединяться с некоторыми лекарственными средствами — пенициллином, салицилатами, а также связывать Ca, Mg, Mn.
Глобулины — весьма разнообразная группа белков, различающихся по физическим и химическим свойствам, а также по функциональной активности. При электрофорезе на бумаге подразделяются на α1, α2, β и ƴ-глобулины. Большей частью белков α и β-глобулиновых фракций связана с углеводами (гликопротеиды) или с липидами (липопротеиды). В состав гликопротеидов обычно входят сахара или аминосахара. Липопротеиды крови, синтезируемые в печени, по электрофоретической подвижности разделяют на 3 основные фракции, различающиеся по липидному составу. Физиологическую роль липопротеидов заключается в доставке к тканям нерастворимых в воде липидов, а также стероидных гормонов и жирорастворимых витаминов.
К фракции α2-глобулинов относятся некоторые белки, участвующие в свёртывании крови, в том числе протромбин — неактивный предшественник фермента тромбина, вызывающего превращение фибриногена в фибрин. К этой фракции относится гаптоглобин (содержание его в крови увеличивается с возрастом), образующий с гемоглобином комплекс, который поглощается ретикулоэндотелиальной системой, что препятствует уменьшению содержания в организме железа, входящего в состав гемоглобина. К α2-глобулинам относится гликопротеид церулоплазмин, который содержит 0,34% меди (почти всю медь плазмы). Церулоплазмин катализирует окисление кислородом аскорбиновой кислоты, ароматических диаминов.
В составе α2-глобулиновой фракции плазмы находятся полипептиды брадикининоген и каллидиноген, активируемые протеолитическими ферментами плазмы и тканей. Их активные формы — брадикинин и каллидин — образуют кининовую систему, регулирующую проницаемость стенок капилляров и активирующую систему свёртывания крови.
К группе гликопротеидов, входящих во фракцию β1-глобулинов, относится переносчик железа в организме — трансферрин. Во фракцию β1— и β2— глобулинов входят некоторые факторы свёртывания плазмы — антигемофильный глобулин и другие белки. Фибриноген мигрирует между β и ƴ-глобулинами. К числу белков плазмы, мигрирующих с ƴ-глобулинами, относятся разнообразные антитела, в том числе против дифтерита, коклюша, кори, скарлатины, полиомиелита и др.
Небелковый азот крови содержится главным образом в конечных или промежуточных продуктах азотистого обмена — в мочевине, аммиаке, полипептидах, аминокислотах, креатине и креатинине, мочевой кислоте, пуриновых основаниях и др. Аминокислоты с кровью, оттекающей от кишечника по воротной вене, попадают в печень, где подвергаются дезаминированию, переаминированию и другим превращениям (вплоть до образования мочевины), и используются для биосинтеза белка.
Углеводы крови представлены главным образом глюкозой и промежуточными продуктами её превращений. Содержание глюкозы в К. колеблется у человека от 80 до 100 мг%. В К. также содержится небольшое количество гликогена, фруктозы и значительное — глюкозамина. Продукты переваривания углеводов и белков — глюкоза, фруктоза и другие моносахариды, аминокислоты, низкомолекулярные пептиды, а также соли и вода всасываются непосредственно в К., протекающую по капиллярам кишечника, и доставляются в печень. Часть глюкозы транспортируется к органам и тканям, где расщепляется с освобождением энергии, другая превращается в печени в гликоген. При недостаточном поступлении углеводов с пищей гликоген печени расщепляется с образованием глюкозы. Регуляция этих процессов осуществляется ферментами углеводного обмена, центральной нервной системой и эндокринными железами.
В крови находится сложная смесь липидов, которая состоит из нейтральных жиров, свободных жирных кислот, продуктов их распада, свободного и связанного холестерина, а также стероидных гормонов и др. Нейтральные жиры, глицерин, жирные кислоты частично всасываются из слизистой оболочки кишечника в К., но преимущественно — в лимфу. Количество липидов в К. непостоянно и зависит как от состава пищи, так и от стадий пищеварения.
Кровь переносит липиды в виде различных комплексов; значительная часть липидов плазмы, а также холестерина находится в форме липопротеидов, связанных α-и β-глобулинами. Свободные жирные кислоты транспортируются в виде комплексов с альбуминами, растворимыми в воде. Триглицериды образуют соединения с фосфатидами и белками. К. транспортирует жировую эмульсию в депо жировых тканей, где она откладывается в форме запасного жира и по мере надобности (жиры и продукты их распада используются для энергетических потребностей организма) вновь переходит в плазму К. Основные органические компоненты крови приведены в таблице:
Кровь — это не просто жидкость, которая циркулирует в нашем организме. Она стала символом жизни, силы и даже жертвы. Люди на протяжении веков придавали ей особое значение, связывая с ней множество мифов и легенд. В различных культурах кровь считалась священной, и ее использование в ритуалах подчеркивало важность связи между жизнью и смертью.
Современные исследования показывают, что кровь — это сложная система, состоящая из клеток, плазмы и различных веществ, необходимых для функционирования организма. Однако, несмотря на научные достижения, многие по-прежнему воспринимают кровь как нечто мистическое. Например, в искусстве и литературе кровь часто используется как метафора страсти, боли и любви.
Люди также обсуждают кровь в контексте здоровья: анализы крови могут рассказать о состоянии организма, а донорство крови стало актом милосердия и солидарности. В конечном счете, кровь — это не только биологическая субстанция, но и мощный символ, который продолжает вызывать у людей широкий спектр эмоций и размышлений.
Важнейшие органические составные части цельной крови, плазмы и эритроцитов человека
Составные части | Цельная кровь | Плазма | Эритроциты |
100% | 54-59% | 41-46% | |
Вода, % | 75-85 | 90-91 | 57-68 |
Сухой остаток, % | 15-25 | 9-10 | 32-43 |
Гемоглобин, % | 13-16 | — | 30-41 |
Общий белок, % | — | 6,5-8,5 | — |
Фибриноген, % | — | 0,2-0,4 | — |
Глобулины, % | — | 2,0-3,0 | — |
Альбумины, % | — | 4,0-5,0 | — |
Остаточный азот (азот небелковых соединений), мг % | 25-35 | 20-30 | 30-40 |
Глутатион, мг % | 35-45 | Следы | 75-120 |
Мочевина, мг % | 20-30 | 20-30 | 20-30 |
Мочевая кислота, мг % | 3-4 | 4-5 | 2-3 |
Креатинин, мг % | 1-2 | 1-2 | 1-2 |
Креатин, мг % | 3-5 | 1-1,5 | 6-10 |
Азот аминокислот, мг % | 6-8 | 4-6 | 8 |
Глюкоза, мг % | 80-100 | 80-120 | — |
Глюкозамин, мг % | — | 70-90 | — |
Общие липиды, мг % | 400-720 | 385-675 | 410-780 |
Нейтральные жиры, мг % | 85-235 | 100-250 | 11-150 |
Холестерин общий, мг % | 150-200 | 150-250 | 175 |
Индикан, мг % | — | 0,03-0,1 | — |
Кинины, мг % | — | 1-20 | — |
Гуанидин, мг % | — | 0,3-0,5 | — |
Фосфолипиды, мг % | — | 220-400 | — |
Лецитин, мг % | около 200 | 100-200 | 350 |
Кетоновые тела, мг % | — | 0,8-3,0 | — |
Ацетоуксусная кислота, мг % | — | 0,5-2,0 | — |
Ацетон, мг % | — | 0,2-0,3 | — |
Молочная кислота, мг % | — | 10-20 | — |
Пировиноградная кислота, мг % | — | 0,8-1,2 | — |
Лимонная кислота, мг % | — | 2,0-3,0 | — |
Кетоглутаровая кислота, мг% | — | 0,8 | — |
Янтарная кислота, мг % | — | 0,5 | — |
Билирубин, мг % | — | 0,25-1,5 | — |
Холин, мг % | — | 18-30 | — |
Минеральные вещества поддерживают постоянство осмотического давления крови, сохранение активной реакции (рН), влияют на состояние коллоидов К. и обмен веществ в клетках. Основная часть минеральных веществ плазмы представлена Na и Cl; К находится преимущественно в эритроцитах. Na участвует в водном обмене, задерживая воду в тканях за счёт набухания коллоидных веществ. Cl, легко проникая из плазмы в эритроциты, участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия К. Ca находится в плазме главным образом в виде ионов или связан с белками; он необходим для свёртывания крови. Ионы HCO-3 и растворённая угольная кислота образуют бикарбонатную буферную систему, а ионы HPO-4 и H2PO-4 — фосфатную буферную систему. В К. находится ряд других анионов и катионов, в том числе микроэлементы.
Наряду с соединениями, которые транспортируются кровью к различным органам и тканям и используются для биосинтеза, энергетических и других потребностей организма, в кровь непрерывно поступают продукты обмена веществ, выделяемые из организма почками с мочой (главным образом мочевина, мочевая кислота). Продукты распада гемоглобина выделяются с жёлчью (главным образом билирубин). (Н. Б. Черняк)
20 ноября 1979 года ученые впервые в истории медицинской практики провели успешное переливание искусственной крови[en] человеку. Знаменательное событие произошло во французском университете Пьера и Марии Кюри после проведения нескольких успешных опытов на лабораторных животных.
Подробнее про кровь читайте[en]в литературе:
- Чижевский А. Л., Структурный анализ движущейся крови, Москва, 1959;
- Коржуев П. А., Гемоглобин, М., 1964;
- Гауровиц Ф., Химия и функция белков, пер. с английского, М., 1965;
- Рапопорт С. М., Медицинская химия, перевод с немецкого, М., 1966;
- Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, перевод с английского, М., 1967;
- Введение в клиническую биохимию, под ред. И. И. Иванова, Л., 1969;
- Кассирский И. А., Алексеев Г. А., Клиническая гематология, 4 издание, М., 1970;
- Семенов Н. В., Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека, М., 1971;
- Biochimie medicale, 6 ed., fasc. 3. P., 1961;
- The Encyclopedia of biochemistry, ed. R. J. Williams, E. М. Lansford, N. Y. — [a. o.], 1967;
- Brewer G. J., Eaton J. W., Erythrocyte metabolism, «Science», 1971, v. 171, p. 1205;
- Red cell. Metabolism and Function, ed. G. J. Brewer, N. Y. — L., 1970.
Вопрос-ответ
Сколько литров крови в человеке 70 кг?
Следовательно, у человека массой 70 кг объем крови в среднем составляет от 4,2 до 5,6 литров. Однако такой расчет позволяет лишь приблизительно рассчитать, сколько литров крови в человеке.
Что такое кровь?
Sanguis (др. — греч. αἷμα) — жидкая и подвижная соединительная ткань внутренней среды организма. Состоит из жидкой среды — плазмы — и взвешенных в ней форменных элементов (клеток и производных от клеток): эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.
Какой самый важный показатель в анализе крови?
Уровень гемоглобина – важный показатель. Когда он снижается, в ткани поступает меньше кислорода, который нужен каждой клетке.
Что в общем анализе крови указывает на густую кровь?
НCT — гематокрит. Этот показатель отражает соотношение объема эритроцитов и жидкой части крови, то есть показывает, насколько кровь густая.
Советы
СОВЕТ №1
Регулярно проходите медицинские обследования, включая анализы крови. Это поможет выявить возможные заболевания на ранних стадиях и поддерживать ваше здоровье на высоком уровне.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на свой рацион. Употребление продуктов, богатых железом (например, красное мясо, бобовые, шпинат), способствует улучшению качества крови и предотвращает анемию.
СОВЕТ №3
Поддерживайте водный баланс. Употребление достаточного количества воды помогает поддерживать нормальную вязкость крови и улучшает циркуляцию.
СОВЕТ №4
Избегайте стрессов и практикуйте методы релаксации, такие как медитация или йога. Стресс может негативно влиять на состояние крови и общее здоровье.