56. Система крови.

Кровь, лимфа и тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма омывающую все клетки и ткани тела. Внутренняя среда имеет относительное постоянство состава и физико-химических свойств, что создает одинаковые условия существования клеток организма (гомеостаз). Это достигается деятельностью ряда органов, обеспечивающих поступление в кровь необходимых организму веществ и удаление из крови продуктов распада. Система крови представляет собой одну из систем жизнеобеспечения организма и выполняет множество функций: 1. Транспортная функция. Циркулируя по сосудам, кровь осуществляет транспортную функцию, которая определяет ряд других. 2. Дыхательная функция. Эта функция заключается в связывании и переносе О₂ и СО₂. 3. Трофическая функция. Кровь обеспечивает все клетки организма питательными веществами: глюкозой, аминокислотами, жирами, витаминами, минеральными веществами, водой. 4. Экскреторная функция. Кровь уносит из тканей "шлаки жизни" - конечные продукты метаболизма: мочевину, мочевую кислоту и другие вещества, удаляемые из организма органами выделения. 5. Терморегуляторная функция. Кровь охлаждает энергоемкие органы и согревает органы, теряющие тепло. 6. Кровь поддерживает стабильность ряда констант гомеостаза - рН, осмотическое давление, изоионию и др. 7. Кровь обеспечивает водно-солевой обмен между кровью и тканями. В артериальной части капилляров жидкость и соли поступают в ткани, а в венозной части капилляров - возвращаются в кровь. 8. Защитная функция. Кровь выполняет защитную функцию, являясь важнейшей частью иммунитета. Это определяется фагоцитарной активностью лейкоцитов (клеточный иммунитет) и наличием в крови антител, обезвреживающих микробы и их яды (гуморальный иммунитет). Эту задачу выполняет и бактерицидная пропердиновая система. 9. Гуморальная регуляция. Благодаря своей транспортной функции кровь обеспечивает химическое взаимодействие между всеми частями организма, т.е. гуморальную регуляцию. Кровь переносит гормоны и др. физиологически активные вещества от клеток, где они образуются к др. клеткам. 10. Осуществление креаторных связей. Макромолекулы, переносимые плазмой и форменными элементами крови, осуществляют межклеточную передачу информации, обеспечивающую регуляцию внутриклеточных процессов синтеза белков, сохранение степени дифференцированности клеток, восстановление и поддержание структуры тканей. Состав крови. У высших животных и человека кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней кровяных клеток/форменных элементов эритроцитов, (красных кровяных телец), лейкоцитов (белых кровяных телец) и тромбоцитов (кровяных пластинок). У беспозвоночных форменные элементы крови, транспортирующие кислород, отсутствуют и дыхательные пигменты непосредственно растворены в плазме крови. Но уже у некоторых червей с замкнутой системой кровообращения дыхательные пигменты заключены в кровяные тельца. У позвоночных плазма не содержит кровяных пигментов, они включены в эритроциты. Плазма крови представляет собой воду с растворенными в ней минеральными солями; углеводами, аминокислотами, белками и др. веществ. Количество крови у человека и животных колеблется в среднем от 5-до 9% от массы тела, и сохраняется на относительно постоянном уровне. Если по какой-либо причине происходит ее увеличение, то часть жидкости уходит в ткани, а потом постепенно снова возвращается в кровь, откуда выводится органами выделения. Потеря крови представляет для организма большую угрозу, так как при этом резко падает кровяное давление. В нормальных физиологических условиях лишь часть крови (приблизительно половина ее) циркулирует в кровеносный ссудах, остальная находится в депо крови, к которым относят селезенку, печень, кожу. По подсчетам в селезенке содержится 16%, в печени 20%, и в коже 10% крови. Осмотическое давление крови, лимфы и тканевой жидкости определяет обмен воды между кровью и тканями. Изменение осмотического давления жидкости, окружающей клетки, ведет к нарушениям в них водного обмена. Это видно на примере эритроцитов, которые в гипертоническом растворе NaCl теряют воду и сморщиваются, а гипотоническом растворе NaCl наоборот, набухают, увеличиваются в объеме и могут разрушится. Величина осмотического давления зависит от количества растворенных в воде молекул или ионов, а не от их размера и массы. Поэтому раствор, содержащий большое количество крупномолекулярных веществ, например, белков или полисахаридов, может обладать меньшим осмотическим давлением, чем менее концентрированный раствор неорганической соли, например NaCl. 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 (ок. 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 крови содержатся десятки различных белков, которые составляют 3 основные группы: альбумины, глобулины, фибриноген. Для разделения белков плазмы крови применяют метод электрофореза, основанный на различной подвижности белков в электрическом поле или более тонкий метод иммуноэлектрофореза, при котором в электрическом поле передвигаются не нативные белки плазмы, а комплексы белковых молекул, связанных со специфическими антителами. Это позволило выделить значительно большее количество белковых фракций. К форменным элементам крови позвоночных относятся красные кровяные клетки-эритроциты, белые кровяные клетки-лейкоциты и кровяные пластинки тромбоциты. Главная функция эритроцитов - транспорт кислорода и диокиси углерода. Лейкоциты обеспечивают реакции защиты организма от инфекции /иммунитет/, а тромбоциты - участвуют в реакциях свертывания крови. Кроме того, все три типа клеток осуществляют транспорт, а также межклеточный и межтканевой обмен многих макромолекулярных веществ типа РНК и нуклеотидов, белков и полипептидов, благодаря чему возникает межклеточная передача информации, закодированная в этих макромолекулах. Эта информация регулирует рост, развитие и дифферцировку органов и тканей т.е. сохранение и поддержание их структуры. Такой тип межклеточных взаимодействий; обеспечивающий создание и сохранение структуры организма получил название креаторных связей.

57. Функции сердца и регуляция его деятельности.

Функции сердца и сердечной мышцы: сердце – насос, перекачивающий кровь; сердце – резервуар для временного размещения крови; цикличность сокращений – фаза систолы и диастолы; свойства сердечной мышцы – возбудимость (обладают все клетки миокарда), автоматизм (некоторые клетки миокарда способны самопроизвольно сокращаться), проводимость (осуществляется за счет электрохимического взаимодействия между клетками) и сократимость.

РЕГУЛЯЦИЯ РАБОТЫ СЕРДЦА. К внутрисердечным регуляторным механизмам относят внутриклеточные, регуляцию межклеточных взаимодействий и собственно внутрисердечные нервные механизмы. Внесердечные воздействия представлены нервной и гуморальной регуляцией.

Внутриклеточная регуляция. Этот уровень регуляции заключается в способности кардиомиоцитов синтезировать различные белки в соответствии с уровнем их разрушения. Особенностью кардиомиоцитов является цикличность их обменных процессов, связанных с ритмом сердечной деятельности. Наиболее быстрый распад богатых энергией создинений -АТФ и гликогена- происходит в момент систолы и соответствует комплексу QRS электрокардиограммы. Ресинтез и восстановление уровня этих веществ происходит за время диастолы. Поэтому при чрезвычайных условиях при усиленной работе сердца одним из компенсаторных механизмов, адаптирующих деятельность сердца к воздействиям, является удлинение фазы диастолы. Кардиомиоциты способны избирательно адсорбировать из циркулирующей крови и накапливать в цитоплазме вещества, поддерживающие и регулирующие их биоэнергетику, а также соединения, повышающие потребность клеток в кислороде.

Межклеточная регуляция. В сердечной мышце межклеточная регуляция связана с наличием вставочных дисков-нексусов, обеспечивающих транспорт необходимых веществ, соединение миофибрилл, переход возбуждения с клетки на клетку. Такая организация позволяет функционировать миокарду на возбуждение как синцитий. Межклеточная регуляция включает также взаимодействие кардиомиоцитов с соединительно-тканными клеткам составляющих строму сердечной мышцы.

Внутрисердечная нервная регуляция. Этот уровень является автономным хотя он включен и в сложную иерархию центральной нервной регуляции. Собственная нервная регуляция сердца осуществляется метасимпатической нервной системой, нейроны которой располагаются в интрамуральных ганглиях сердца. Интракардиальный метасимпатический нервный аппарат регулирует ритм сердечных сокращений, скорость предсердно-желудочкового проведения, реполяризацию кардиомиоцитов, скорость диастолического расслабления. Все это направлено в организме на поддержание стабильного наполнения кровью артериальной системы.

Экстракардиальная нервная регуляция. Этот уровень регуляции обеспечивает специальные, супраспинальные и корковые механизмы, передающие свои влияния по волокнам блуждающего и симпатических нервов.

Вагусные влияния. В продолговатом мозгу располагается заднее ядро блуждающего нерва. Аксоны клеток этого ядра в составе правого и левого нервных стволов направляются к сердцу и образуют синапсы на моторных метасимпатических нейронах интрамуральных ганглиев. Большая часть волокон правого блуждающего нерва доходит до синусоатриального узла, а левого - до атриовентрикулярного, поэтому стимуляция правого блуждающего нерва сказывается на частоте сердечных сокращений, левого- на предсердно-желудочвовой проведении. Впервые влияние блуждающих нервов на сердце обнаружили братья Э.и Г.Вебер /1845/.Раздражение блуждающих нервов сопровождается замедлением сердечного ритма (отрицательный хронотронный эффект), уменьшением амплитуды сокращений сердца (отр.инотропный эффект), понижением возбудимости сердечной мышцы (отр. батмотропный эффект) и уменьшением скорости проведения возбуждения (отр. дротропный эффект). При это иногда возникает полная блокада проведения возбуждения в предсердно-желудочковом узле. Сильное раздражение блуждающих нервов может вызвать полную остановку сердечной деятельности, однако прекратившиеся вначале сокращения сердца, несмотря на продолжающееся раздражение, способно постепенно восстанавливаться. Это явление получило название ускользания сердца из-под контроля блуждающего нерва.

Симпатические влияния. Эти влияния имеют противоположную направленность по сравнению с раздражением блуждающего нерва, и проявляются в положительных хроно-ино-дромо-и батмотропных эффектах. Синаптические сердечные волокна идут от верхнегрудных и шейных околопозвоночных симпатических узлов и оканчиваются густой сетью в области С-А узла и миокарде желудочков. Среди симпатических ветвей, идущих к сердцу, находятся волокна, раздражение которых вызывает избирательное увеличение силы сердечных сокращений, это усиливающий нерв сердца. Этот нерв играет трофическую роль и оказывает влияние на проведение возбуждения в сердечной мышце. При одновременном раздражении симпатических и парасимпатических нервов преобладает действие на сердце блуждающих нервов.

В основе эффектов, вызываемых стимуляцией периферических концов тех и других нервов, лежит выделение биологически активных веществ, с помощью которых осуществляется передача возбуждения. При раздражении вагуса выделяется ацетилхолин, а симпатических нервов- адреналин или норадреналин, сходные по своему химическому строению.

Действие ацетилхолина на сердце в первую очередь связано с повышением мембранной проницаемости для ионов калия , препятствующих развитию деполяризации мембран-клеток пейсмекеров и в конечном итоге -препятствующих развитию возбуждения. Ацетилхолин противодействует входу ионов кальция в клетку, что приводит к ослаблению сокращения сердца. Действие норадреналина на сердце связано с ростом мембранной проницаемости для ионов кальция, что сопровождается повышением степени сопряжения возбуждения и сокращения миокарда. Сниженная избытком К+ возбудимость и проводимость предсердий и желудочков восстанавливается норадреналином. Он разрушается значительно медленнее чем ацетилхолин, поэтому его взаимодействие с адренорецепторами сердечных клеток, сопровождается более продолжительным эффектом.

Гуморальная регуляция. Она осуществляется биологически активными веществами, выделяющимися в кровь и лимфу из эндокринных желез , а также ионным составом межклеточной жидкости. Эта регуляция в наибольшей степени присуща адреналину, выделяемому мозговым слоем надпочечников. Он выделяется в кровь при эмоциональных нагрузках, физическим напряжении и других состояниях. Адреналин улучшает снабжение миокарда энергией путем активации расщепления внутриклеточного гликогена, а также повышает проницаемость клеточных мембран для ионов Са²⁺. Гормон поджелудочной железы -глюкагон, гормон щитовидной железы -тироксин- увеличивают частоту сердечных сокращений. Повышается также чувствительность сердца к симпатическим воздействиям. Коритикостероиды увеличивают силу сердечных сокращений. Повышение содержания во внутриклеточной среде калия угнетает деятельность сердца. Подобным образом влияют на сердце ионы НСО^3- и Н+. Ионы кальция повышают возбудимость и проводимость мышечных волокон.

Тонус сердечных нервов. Иннервирущие сердце нервы симпатической и парасимпатической нервной системы постоянно находятся в состоянии не которого тонуса. В норме преобладает тонус блуждающего нерва. Тонус блуждающих нервов увеличивается при повышении внутричерепного давления, и давления в кровеносных сосудах, продолговатого мозга, аорте, каротидного синуса и других кровеносных сосудах. В поддержании тонуса участвуют различные гормональные вещества, например адреналин, ионы кальция, уровень парциального давления СО₂. Тонус блуждающих нервов находится в зависимости от фаз дыхательного цикла. Во время выдоха он повышается, что влечет за собой урежение частоты сердечных сокращений. Это обычное в нормальных состояние называют дыхательной аритмией. Определенным тонусом обладают также симпатические клетки, посылающие свои аксоны к сердцу. После перерезки всех симпатических путей или удалении основных источников симпатической иннервации сердца-звездчатых ганглиев- ритм сердца собаки снижается на 15-25%. При полной симпатической и парасимпатической денервации сердца оно начинает совращаться в ритме, который задается синусо-предсердным узлом. Этот собственный ритм сердца несколько выше, чем ритм интактного сердца. Нормальная работа сердца определяется взаимодействием влияний, поступающих к нему по блуждающим и симпатическим нервам.